Sophie 呼吸机的常见故障分析与维修

蔡盛铭

（钦州市妇幼保健院设备科，广西钦州 535000）

0 引言

Sophie 呼吸机是将传统通气模式和高频通气模式结合的呼吸机，除了提供全部常用的有创呼吸模式以外，还能够连接鼻塞和鼻罩系统执行无创CPAP 通气模式。在进行CPAP 通气模式时，Sophie 呼吸机能够执行压力检测和压力触发，实现无创同步间歇正压通气，只需要按下一个按键即可启动高频振荡通气模式，无延迟，无需更换病人管路。Sophie 呼吸机的自检过程获得了进一步的改进，自检过程迅速快捷，减少医生等待时间，且整个自检过程无需人工干预，完全由机器自主操纵进行，自检完毕后即进入待机状态，随时可用。具备通气暂停功能可以由医生操作随时暂停患者通气过程，恢复通气时，Sophie 呼吸机即按照通气暂停之前的呼气模式和呼气参数设置再次对患者进行通气，同时Sophie 呼吸机的许多临床操作均可以一键完成，方便临床医生的实际操作，改善医生的临床操作体验。

1 Sophie 呼吸机的日常维护保养

按计划进行维修保养是使设备保持完好状态，恢复原有性能，延长使用寿命，防止事故发生，保证设备正常持续安全运行的重要措施，在日常工作中临床工程师可参考操作手册和技术说明书自行对呼吸机进行日常的维护和保养。维护保养中需要用到的菜单界面有主菜单（图1）和通气参数（图2）。

图1 主菜单

图2 通气参数

呼吸机的日常保养流程为：①检查流量传感器及流量采样管内部是否有水、阻塞、脏污或安装不当，如果存在以上现象应首先清理、干燥或重新安装流量传感器或流量采样管；②检查压力采样管内部是否有水、阻塞、脏污或安装不当，如果存在以上现象应首先清理、干燥或重新安装流量传感器或流量采样管；③检查气源部分的积水杯（气水分离器）是否有积水等异常现象，如果存在以上现象应首先将氧气和空气气源关掉，清理积水杯内的积水；④定期用多用表检查氧电池的电压值，将多用表设置到直流200 mV 档，测量氧电池插座的电压，应该在8～12 mV。如果电压低于8 mV 或高于12 mV，应更换氧电池；⑤病人单元的维护：向病人单元上指示的“OPEN”方向旋转锁定杆直至松开，即可从侧壁上取下，拧下湿化瓶并将其中的水倒出，向下拉出湿化棒，并顺时针旋转湿化棒锁定环，取下湿化棒及取出其中的湿化纸，用合适的方式进行抛弃处理。拧下病人单元比例阀，黑色的阀芯上不得有任何的沉积物、结晶或杂物附着，否则会影响阀芯在双阀套内的自由运动。如果病人单元比例阀上有任何沉积物、结晶或杂物附着，需使用超声水浴方法进行清洁；检查病人单元比例阀上的O 形圈，察看是否有任何形式的破损，使用氧化油脂对O 形圈进行轻度润滑，损坏的O 形圈必须立即更换。

2 故障分析与维修

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

氧电池故障报警、氧浓度检测超范围。

2.1.2 故障分析与维修

故障分析维修步骤为：①检查氧气气源、空气气源压力。2个气源压力应在0.28～0.6 MPa 范围内，且相差不超过0.1 MPa，氧气气源必须为100%（不低于99.5%）的纯氧。如果氧气气源、空气气源压力过高或者过低、氧气浓度不够都会对监测的氧浓度超过报警警戒线，从而触发报警。可以尝试调节氧电池测量浓度，观察是否能达到21%～100%的范围，空气中氧浓度为21%，纯氧气氧浓度应该在100%左右，制氧机产出的氧浓度在95%左右，所以调节100%供氧，测量出来的数值应该在95%左右但不会影响设备的正常运行。如果用液氧罐供氧，测量的氧浓度能达到100%；②用多用表测量氧电池的电压，电压应该在8.0～10.5 mV。氧电池需要定期更换，使用周期约为1 年，具体周期要根据呼吸机使用的频率及时间决定，如果电压低于8.0 mV就会出现测量的氧浓度不准，可以选择“氧浓度校准”系统自带功能，在显示屏左侧的FIO2 显示框中会有“CAL”字样闪烁。如果氧气传感器失效或者没有连接，首先报警显示区显示“氧电池故障？”，大约1 min 后，会有错误信息提示“校准氧电池？”。这种情况下，需检测氧气传感器，必要时进行替换，并重新校准。另外氧电池端口铜制插脚与测量板之间的数据线接口之间容易产生氧化，从而引起接触不良也会导致无法准确测量氧浓度的情况；③如以上2 项均正常，则为空氧混合器或控制板故障。空氧混合器的作用是把患者吸入的氧气浓度降到安全值范围内，且能满足临床治疗需要，同时可以避免纯氧吸入带来的副作用。其原理为高速氧气在空氧混合器的入口端产生负压，带进一定比例空气，混合在一起，从而得到临床需要的氧浓度值，混合后的气体进入人体气道。根据空氧混合器内传感器监测数值及氧电池反馈的氧浓度数值，控制板负责调节供气阀门以达到设定值。正常工作的空氧混合器调节氧浓度与监测数值会一一对应，当氧浓度无法达到设定值，数值出现畸高畸低的情况，则需要更换空氧混合器或控制板。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

压力传感器故障报警、压差报警。

2.2.2 故障分析与维修

当Y 形接口处的压力低于7 cmH2O 持续0.6 s 以上时就会出现压力传感器故障报警或者压差报警。故障分析维修步骤为：①检查压力测量管是否被水滴堵塞，校准压力传感器及检查呼吸管路是否弯曲等，用其他正常设备的病人单元、病人管路和流量传感器替换检查仪器，大致确认故障的位置。每一次Sophie新生儿呼吸机开机时，均会自动检查所有的安全相关的功能，如果在某些发生可能性极低的极端状况下，此紧急安全阀被堵塞，那么病人可以通过一个机械安全阀进行自主呼吸，此机械安全阀在负压达到约6 cmH2O 的情况下才能打开。其中病人单元由吸气阀、呼气阀、安全阀、湿化加热单元、水浴温度控制等组成，能确保设备内部出现故障或气源供应出现问题时，保障病童的安全。当气源供应失效时，测试模块的紧急安全阀就会打开，使病童直接和大气连通，便于病童进行自主呼吸。病人单元里面气阀不得有任何的沉积物、结晶或杂物附着，否则会影响阀芯在双阀套内的自由运动从而触发压力传感器报警。流量传感器采用压差式流量计，结构简单、工作原理清晰，可以直接运用伯努利方程和连续性方程推导得出流量方程，其原理为充满管里的流体经直线管道进入节流装置，流速将在节流处收缩，使流速加快，静压力降低，导致节流件前后产生差压。流速增大，差压也随之增大，因此，通过测量差压，可以确定流量；②检查21 cm长测压管、侧壁的吸入、呼出压力接口，是否损坏或堵塞；③如以上两项均正常，则为主板故障，应更换主板。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

容量或流速曲线不显示、容量或流速曲线太高或为负值、潮气量和流速检测超范围。

2.3.2 故障分析与维修

如果容量、流速曲线没有或不佳，可能原因为：①漏气，当呼吸管路或者病人单元漏气都会引起容量或者流速度曲线不好，伴有潮气量不准从而触发报警；②流量传感器的压力测量管中的湿气或水滴会干扰容量流速测量，即显示屏上的流量信号落在界限线上或者出现异常。可将Sophie 新生儿呼吸机设置到待机模式，将流量传感器从Y 形管路上断开并将侧面板的插头拔下，设置呼吸机为通气模式并按下雾化按钮，再流量传感器或压力测量管放在雾化器出口以排除湿气；③如果故障依旧，则为主板电磁阀故障。

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

电源故障报警、主电源LED 指示灯不亮。

2.4.2 故障分析与维修

如果出现“power supply fail”报警或主电源LED 指示灯不亮，分析检查步骤为：①检查电源开关是否在位置“1”，如果电源开关在位置“1”，检查供电电源电压是否正常（220 V）；②检查仪器主电源保险丝是否正常；③检查开关电源电源输出是否正常（DC 28 V），如果不正常，应更换开关电源。

2.5 故障五

2.5.1 故障现象

开机黑屏无报警声音或开机白屏伴有报警声。

2.5.2 故障分析与维修

故障分析维修步骤为：①开机黑屏无报警，应检查电源与主板的连接线，如果连接有问题，重新插拔连接线，若再次开机正常，结束排查；②检查电源电压分配板的输出电压（+12 V、-12 V、+24 V和+5 V），如输出电压不正常，应更换电源电压分配板；③开机白屏有报警声，检查电源电压分配板的输出电压（+12 V、-12 V、+24 V 和+5 V），VGA 连接线、LCD/LED 连接线连接是否正常。如输出电压不正常，应更换检查电源电压分配板；④无报警声，检查电源电压分配板的输出电压（+12 V、-12 V、+24 V 和+5 V）正常，则为PC 模块故障，应进行更换。

2.6 故障六

2.6.1 故障现象

电池故障报警或电池不充电。

2.6.2 故障分析与维修

电池故障报警或电池不充电但主电源指示灯亮，应用另外一块电池测试，如果问题解决，则为电池故障，应更换电池。建议呼吸机不要在电池电量太低（电量<10%）时使用，因为一旦断电设备会即自动关机。在主供电源断电时，机器内置的24 V 的充电电池将会对机器进行供电，供电时间最短为30 min。充电电池必须每14 d 进行一次持续24 h 的充电过程。电池具有保护功能，因此不会产生过度充电的问题，但有可能会出现完全放电的电池不能再被充电的情况，就必须更换电池。如果问题依旧，则为电源充电控制板故障，应进行更换。

2.7 故障七

2.7.1 故障现象

病人管路加热失败或者温度传感器故障。

2.7.2 故障分析与维修

病人管路系统由温度传感器、流量传感器、加热线路、硅胶管路组成，其对吸气和呼气管路都进行加热，使得水汽冷凝积聚的可能性降到最低，因此管路中不需要集水杯。故障分析维修步骤为：①对温度传感器进行校准，其中有近端温度传感器和远端温度传感器，如校准失败，则需要检查2 个传感器线路是否断开，传感器头是否裂开缺陷，或用好的温度传感器替代测试，必要时更换温度传感；②加热管路损坏或者用多用表测试加热线路接口电缆连接是否正常，其中极容易出现故障的是2 条管路中间连接处导线断开，从而无法加热，用双手分别拉扯就会发现断开的位置，切开绝缘层焊接好断口处，再做防水包扎处理，故障解除。

2.8 故障八

2.8.1 故障现象

病人阀报警。

2.8.2 故障分析与维修

故障分析维修步骤为：①比例阀控制故障，用安装扳手将病人单元比例阀旋入病人单元，调整到正确位置，必要时向左或向右转半圈；②病人阀活塞上的检测槽如果有污渍、灰尘或水渍，会干扰检测光路，应清洁病人阀活塞；③病人阀活塞磁头一面脏了，活塞无法在电磁驱动下正常工作，导致活塞运行超范围，用硅胶仔细维护活塞磁头；④病人阀活塞的排气孔堵塞，空气会冲到光路检测系统的透镜上，干扰光路检测，清洁病人阀活塞的排气孔；⑤文丘里阀脏或堵塞，空气会冲到光路检测系统的透镜上，干扰光路检测，可以把文丘里阀放入超声波清洗池中清洁，如果清洁不能解决问题，应更换文丘里阀。文丘里阀具有不受风管内静压变化影响，当风管内压力变化时，通过阀芯位置的改变来保持一个恒定的风量，收到控制器提供一个控制命令信号之后，便被迅速调节到相应的风量，只要风管的压力在变风量文丘里阀的工作范围内，文丘里阀便会精确的控制风量，文丘里风量控制阀改变了风量控制的模式，使得风量控制更加的稳定和精确，阀门的压力无关性，对于风管中压力波动能作出极快的响应，保证风量控制的稳定性，广泛应用在对风量需要精确控制的场所；⑥以上5 点仍无法排除故障，则应更换病人单元。

3 结语

呼吸机给患者提供高级生命支持，对稳定患者病情，提高对危重症患者的救治水平，促进医院、科室临床应用水平的发展发挥了不可替代的做作用。当设备出现故障时，要求工程师针对故障现象冷静分析，理顺思路，根据呼吸机工作原理，气路、电路结构和主要特点，按照设备检修流程操作，根据系统报错信息，从外置部件到内置部件、从软件到硬件，逐一地进行故障排查和分析。在维修呼吸机过程中，临床工程师要敢于尝试，使用备件或者正常呼吸机拆卸的部件替代，以提高维修效率，维修后要是善于对呼吸机的故障进行经验总结。平时加强对呼吸机的预防性维护，同时做到“预防为主，检修结合、风险控制第一”的方针落实呼吸机的维护保养和质量控制工作，从而确保呼吸机的使用安全。