连续性血液净化透析机故障维修案例分析

林柏生，陈俏均，黄耀盛，钟 光，黎子衡

（南方医科大学第三附属医院，广东广州 510630）

0 引言

Infomed HF440 连续性血液净化设备血透机，是一种24 h或接近24 h 连续工作的连续、缓慢清除水分和溶质的肾脏替代治疗方式设备。CRRT（Continuous Renal Replacement Therapy，连续性血液净化）是近年来在血液透析基础上发展出来的一种血液净化技术，其基本功能是通过蠕动泵来实现体外的血液循环[1]。通过对患者血液泵运转进行体外血液循环，并在治疗过程中需持续监测动脉压、静脉压以及可能出现的气泡，用于代偿人体肾脏功能，清除体内代谢废物[2]。CRRT 血液透析机作为ICU（Intensive Care Unit，重症加强护理病房）危重、危急救治患者常用的生命支持类设备之一，CRRT 技术已在国内重症监护中心等科室普遍使用，在临床使用中的重要性日益凸显[3]。设备利用蠕动泵实现患者的体外血液循环，透析器内半透膜将患者的血液与透析液进行交换，稀释液以及透析液的比例或比率置换，过滤、分离血液中的有害毒素，维持患者体液平衡，达到血液净化治疗目的。

HF440 连续性血液净化设备在日常使用过程中，由于设备长时间连续运行，设备难免会出现各种各样的故障。及时处理修复排除设备故障，降低设备故障对患者造成的风险。结合2例故障的维修处理过程，分析查找故障的方法。熟练掌握血透机工作原理与维修流程，仔细分析并总结常见问题，才能既好又快地排除故障，为临床诊疗提供保障。

1 HF440 连续性血液净化设备工作原理与组成

1.1 结构组成

HF440 连续性血液透析机是复杂的机电一体化设备，由体外循环通路、透析液通路及PC 微电脑控制的监测电路、温度控制模块、漏血监测装置，透析机泵、血液监护警报器、5 号枸橼酸钠抗凝泵和肝素泵、废液秤、中心秤、置换液秤、加热器、动静脉压监测系统等组成（图1）[4]。血路负责控制和监测患者的体外血液循环，微电脑控制与监测系统包括控制电路和保护电路以及各类传感器进行信号的收发，后者通过监测异常事件使机器处于安全状态并发出警告。

图1 HF440 连续性血液净化设备组成

1.2 工作原理

HF440 连续性血液净化设备血透机通过蠕动泵完成体外血液交换，实现血液的体外循环，治疗过程中需持续监测动脉压、静脉压以及可能出现的气泡，连续性血液净化设备血透机拥有全面的血液净化治疗模式，能为临床提供真正的个体化治疗方案[5-6]。设备的主要用途是通过对流、扩散、吸附进行体外血液净化，通过选择不同的治疗模式及相应的冲洗管路、过滤器来达到病患者治疗[7-8]。体外血液循环主要通过蠕动泵、透析器内半透膜将患者的血液与透析液进行交换，过滤分离血液中有害毒素来实现治疗，维持患者体液平衡达到血液净化治疗目的，交换后透析液则变成废液，经过漏血监测后排入废液袋。

2 故障案例1

2.1 故障现象

HF440 连续性血液净化设备在给病人治疗过程中报173 故障代码，设备发出故障警报信息，右下蓝色补充液秤重量大于泵流量。

2.2 故障分析

根据报警信息描述，该故障的原因是在HF440 连续性血液净化设备给病人治疗过程中，补充液流量差值过大。从机械方面入手进行故障分析，实际流量少于设定流量引起警报亮灯及报警声[9]，警报173 故障代码显示其可能受到秤的干扰、补充液漏液等原因影响，引起流量负值差值过大引起报警，具体包含以下3 个可能原因：①液体管路及补充液袋泄漏；②秤系统受到干扰或失去准确性，致使故障出现；③液体循环泵及控制电路出现故障。由于设备正在使用，无法下机进行整机维修处理及校准处理，只能终止交换，进行排除故障的维修检查。

2.3 故障排除

排除故障需要从补充液管路及液袋开始检查，血液净化设备暂时停止交换，检查中没发现管路弯曲打折，管路与液袋也没有存在相互干扰和漏液的现象[10-11]。检查秤时，测试触碰液体秤袋，立刻发出警报141 故障码，说明液秤基本正常。由于设备无法下机，暂时跳过秤校准处理。进一步检查置换液泵时，发现液泵转子3 组压轴轮弹簧中的其中1 组压力弹簧与另外2 轮转子弹簧压强度不一样。用六角工具拧开液泵前盖，将压轴轮转组取出，拧出故障转子轴轮两侧的螺丝，发现置换弹簧中1 组压轴轮弹簧已断成两段（图2）。弹簧损坏造成液体量不能平衡传送，经过液秤重量监测系统检测到液体误差值变化，触发173 故障代码警报，血透机停止运行。使用厂家、型号的相同弹簧更换液泵转子弹簧，安装好液泵后，点击警报显示窗打勾确定，报警消除。

图2 液泵滚动轮压力弹簧故障

经过1 h 运行观察，体液变化没有出现流量差增大变化警报，设备恢复正常运行，故障消除。因病人还在继续治疗中，无法对中心秤、置换液秤、废液秤进行校准。待病人治疗结束、设备下机后，重新对3个电子秤进行精密校准。观察秤的EMPTY AD 值，正常值为1000～3000，若不在此范围则需要通过调整电路板上对应的电位器对AD 值进行校准[12]。然后在秤上挂砝码（废液秤5 kg，置换液秤5 kg，中心秤5 kg），观察FULL AD 值（即满秤时的信号值），废液秤和置换液秤的正常值为40 000～60 000，中心称为40 000～50 000，若不在此范围则需要通过调整电路板上对应的电位器对AD 值进行校准。当两个AD 值都在正常范围内时，再进入calibration 进一步精密校准校准步骤，废液秤校准流程如图3 所示，与置换秤中心秤的校准步骤相同。

图3 电子秤校准流程

2.4 小结

在本故障案例中，首先排除外围管路及补充液袋的泄漏或干扰，然后排除置换液泵故障。由于置换液泵长时间处在高速运转状态，轴轮转子压力弹簧容易受损的概率较大。在轴轮转子压力弹簧损坏后，3 个转子压力不平均，通过输液硅胶管传送的液量就会减少，设备检测到液体与设定值的误差变化，随时间增加，误差值越来越大。在下机无病人的情况下，重新进行液秤的精密校准。

3 故障案例2

3.1 故障现象

HF440 连续性血液净化设备给病人治疗前，漏血探测器BLD自检无法通过。

3.2 故障分析

根据故障现象漏血探测BLD 自检无法通过，净化设备报错且无法通过自检[13]，避开阳光，检查BLD 相关线路，用95%酒精纱布擦拭漏血探测器镜表面，再次进行自检还是无法通过。导致BLD 探测器无法通过可能有以下3 种原因：①探测存在镜面划花或有污迹；②BLD 血液探测器受到温度和亮度影响；③探测器连接电路或BLD 漏血液探测器小板电路有故障；④BLD 的CM 数值不在设定值范围，正常设定值为650～750。

根据设备自检无法通过所出现故障原因分析，首先进入连续性血液透析机设备工程界面发现，BLD 的CM 项off raw 值及on raw 已偏离设定值变为红色，分别为1002、1020。CM 值偏离是导致BLD 漏血探测器自检无法通过的原因。进一步对设备检查，排除其他故障引起的问题。当检查到漏血探测器小板时，发现小板上有大量肝素注射液结晶（图4），已粘满发光二极管、光电池传感器接收芯片OPT101PG4 及AD820ANZ 运算器IC 表面，结晶造成电路导电及干扰，可能引起芯片损坏。使用75%酒精进行清除肝素输液结晶，对漏血探测器小板进行清洗处理，使用热风枪吹干后，数值也无法恢复到设定值[14]，判断BLD 探测器小板存在故障。

图4 BLD 漏血探测器小板

3.3 故障排除

把CPFA 探测器小板与BLD 漏血探测器小板进行交换（CPFA探测器小板与BLD 漏血探测器小板相同型号），CM 参数值恢复相近设定值，进一步说明BLD 探测器小板损坏故障。为更好分析BLD 探测器小板工作原理，把小板BLD 漏血探测器小板从固定位取下来，查看比对每个元器件的物理连接，查清OPT101PG4光电池传感器接收芯片及AD820ANZ 运算IC 参数，通过在线测量并根据电子元器件排列画出电路图（图5），利用多用表测量元件与电路板各连接点，判断各元件与电路板是否可靠连接。

图5 BLD 漏血探测器小板电路原理

根据电路图测量线路各点电子元器的标称参数判断故障，R7、R2、R3、R5、R6、R1 的电阻值符合标称阻值，C4、C2、C3 无开路或短路现象，AD820ANZ 运算器IC 电源正负端口电阻，未发现异常。用多用表带电测量BLD 探测器AD820ANZ 运算器IC 的2 脚、3 脚直流电压为2.75 V，进一步测OPT101PG4 光电池传感器接收芯片1 脚、3 脚供电电压为4.3 V，光电池传感器电压偏低（正常值为5 V），因此怀疑光电池芯片可能存在故障问题，发光LED 二极管正常恒定发出脉冲黄光，其他元器件正常。更换光电池IC 芯片后，重新测量光电池芯片1 脚、3 脚直流电压为5.2 V，安装试机，故障排除，BLD 的CM 各项值恢复到相近原设定的数值。

为确保满足BLD 漏血探测器各项参数值都不以红色显示的前提，如果出现数值偏离，则调整电路板上电位器，直到数值变成黑色，再进入calibrations 进行BLD 漏血探测器精密校准。

校准流程如图6 所示。首先进入血液透析机设备工程界面进行BLD漏血探测器精密校准，点击液晶屏左上角虚框5 s 进入工程界面，调节CM400-03 板电位器使BLD 漏血探测器CM 项NoCh 项数值到680（图7a）），调节PM400-03 电路板灰色电位器使CPFA 漏血探测器MP 的NoCh 项到680（图7b）），调整完成后打勾确认。校准后，使用防透光物体或黑色胶袋分别塞进漏血探测器内，阻挡发光二极管发出光被接收，设备PC微电脑监控显示屏控制值在65～68，返回退出校准流程，设备恢复正常。

图6 BLD 漏血探测器校准流程

图7 BLD 校准电位器位置

3.4 小结

在此案例中，BLD 漏血探测器自检无法通过，肝素注射液体渗漏入探测器小板，造成电路中元器件OPT101PG4 光电池传感器接收芯片损坏原因。通过排查及分析BLD 漏血探测器电路板，利用多用表测量原件与电路板各连接点，判断各元器件与电路板正确连接，使用电路图绘制软件得到BLD 漏血探测器小板电路原理，排查电子元器件故障，最终确定并排除故障点。BLD 漏血探测器小板电路原理并不复杂，能够通过电路原理排除故障是最有效的维修途径，但需要工程技术人员具备较高的理论能力和维修技能水平。

4 讨论与总结

HF440 连续性血液净化血透机是较为复杂的机电一体化生命支持类设备，由于设备长时间连续运行，设备难免会出现各种各样故障，其中大部分故障与各类液泵、压力传感、BLD 漏血及空气探测器等部件有关。设备检测到不同故障会发出相应警报，并通过故障码的方式显示屏框显示出来，给医护人员及工程技术人员提供快速解决修复设备指导方向。

对于不同的故障现象，维修方法和思路也不一样[15]。故障1案例中，补充液秤重量大于泵流量，病人治疗过程中随时间连续增加，体液变化误差负值越来越大，这是因为液体泵转子弹簧损坏而产生偏差值现象。同样，故障代码170～189 也适用于5 个液泵故障检修，虽然每个液泵分工不同，但功能是相同，都是输送血液和液体功能。在故障2 案例中，BLD 漏血探测器进行校准校无法通过，故障原因是被肝素输液漏液从血泵轴间缝边进入漏到小板上，液体造成BLD 漏血探测器小板电池传感接收芯片OPT101PG4 损坏。

综上所述，维修工程师需要及时学习血透机知识，熟练掌握血透机工作原理与维修流程，仔细分析、总结常见问题，这样才能又好又快地排除故障，为临床诊疗提供保障[16]。因此做到预防维护是非常有必的，加强设备在使用中的巡查力度，定期检查并进行适当的设备维护。分析故障原因，做好缺陷部件的补救措施。对设备故障多发部位重点加强维护保养，定期更换设备易损零部件，降低故障发生率。