医疗电子设备故障诊断技术的应用探讨

肖 平

1 设备故障的宏观规律

随着现代医学的快速发展，大量医疗电子设备运用于疾病的诊疗中，在医学工程的实践过程中需要对医疗设备故障进行精确判断和快速排除，了解设备故障的宏观规律有助于诊断，有利于更好地维护医疗电子设备。医疗设备故障的宏观规律是在日常工作中总结出的医疗电子设备使用时间与发生故障的频率之间的关系以及直接规律[1]。故障的规律中有一个称之为传统的“浴盆曲线”规律，它是诊断故障的一个重要参考数据。

1.1 早期故障期

在早期故障期，其设备刚刚验收合格，正处于使用的初级阶段，此时期是设备使用的磨合期也是故障的高发期，但使用的时间越长其故障的发生率则会越低。

1.2 偶然故障期

设备处于正常有限的使用寿命阶段，一切运转情况良好。通常电子设备的偶然故障期在使用5～8年。偶然故障期中设备的故障发生率相对较低，故障率接近常数。设备在此时期的运行稳定、可靠。故障的发生具有偶然性的特点，故障发生时间没有规律性。故障发生的原因一般是因维护或使用不当、设计理念存在缺陷、制造工艺有纰漏等。这些缺陷都不能因设备维修而得到弥补[2-4]。

1.3 耗损故障期

耗损故障期是在设备使用寿命的尾期出现；该时期设备的故障率高于以往。此阶段由于电子设备零件、电子组件受到磨损而疲劳老化导致故障频发。根据“浴盆曲线”的规律得知，设备处于使用寿命阶段时，设备保管人员需要对设备的使用年限进行合理的设定，针对设备不同使用时期的各项特点制订出设备日常维护的措施，一旦出现故障则采取正确有效的方法进行诊断、维修。

2 设备故障的维修方式

正确认识设备多种维修方式之间的差异和不同维修方式的适用范围是使设备的故障得到更好地诊断、维修的有效方法。医疗电子设备的故障诊断技术与保障设备可靠运行的方式之间密不可分。设备有3种维修方式，分别是：故障发生后再维修、定期计划维护和状态预知维修[5]。

2.1 故障发生后再维修

故障发生后再维修是一种传统的维修方式。当设备出现故障后，对设备的各种情况科学分析之后再采取相应措施进行修复。这种方式的适用范围是维修费用、设备利用率和时效性都较低的设备[6]。尤其是一些常规的医疗电子设备，型号单一而且数量较多。

2.2 定期计划维护

设备在处于运行状态时要对设备的运行状态进行定期的检测。如果发现设备具有潜在的问题一定要立即采取措施进行处理，防患于未然，这是一种常规的周期维护设备的方式[7]。此种维修方法对工程师提出了更高的要求，工程师需要熟练掌握设备的结构和工作原理，拥有丰富的设备维修经验和熟练的操作技能。这种维修方式适用于维修费较高、利用率较高但时效性较低的设备。

2.3 状态预知维修

在设备运行时对其状态进行密切的监测，及时发现设备可能出现的潜在故障，并找出其所引发的故障原因，尽早采取处理措施，防止突发性故障出现。此种维修方式为主动维修方式，对于工程师的各项专业技术都有很高的要求[8]。该维修方式的适用范围对设备的安全性和时效性都有很高的要求，如高压氧舱的电子控制系统和高温高压消毒容器的电子监测系统等、呼吸机、空气层流净化系统和麻醉机等各种急救类设备和手术使用设备、各种大型的可以进行实时监测和全自动的医疗电子设备适用于状态预知维修方式。

3 掌握传统的故障诊断技术

目前，医学工程技术人员需要在平时的实践工作中灵活地运用传统故障诊断技术，通过在实践中的运用来完善故障诊断技术。尽管医院大多配置了高新技术的医疗电子设备，这些设备都采用了先进的技术，设备的组成也更为复杂，但也不能抛弃传统的故障诊断技术，传统的仪器检修技术依然有用武之地及应用价值[9]。传统的诊断技术在临床工程技术的实践中仍可起很大作用。临床的主要设备是常规的医疗电子设备，虽然医疗电子设备的数量很大，但设备的工艺稳定，且拥有成熟的技术和固定的组成结构，因此医院工程师常用传统的故障诊断方法对设备进行检修。即：通过工程师对设备的故障现象进行分析，根据分析的结果与设备使用记录和个人维修经验结合起来，使用万用表、示波器和信号源等测试仪表测试，使用功能框图对设备的工作原理和系统组成进行分析[10]。根据设备的电路原理图和电路的信号变化，根据信号的流程对信号进行跟踪、寻迹和电参数的严格测量，通过各项数据对仪器的状态进行分析，最终对设备的故障位置进行定位，最后排除故障恢复其功能。

4 学习和借鉴各种新型的故障诊断技术

除了要掌握传统的故障诊断技术之外，还要不断探索适应现代医疗电子设备的故障诊断技术。医学工程师要学会借鉴和综合各种新型设备的故障诊断技术。现代科技运用于医疗电子设备中，尤其在计算机技术和自动控制技术得到广泛的应用之后，医疗电子设备的发展朝着数字化和智能化、微型化方向迈进，同时也加大了医疗电子设备技术的复杂性，因此要掌握实时状态监测的预置、智能的判断算法及远程的诊断程序[11-12]，增强诊断设备故障技术的智能水平。

发达国家制造生产的医疗电子设备通常对诊断设备故障的程序进行了密码设置，有的还对维修配件通过软件来进行唯一编码，垄断配件的供应。虽然采用此种诊断方式能够使工作效率提高还能够使故障的诊断工作完成的更多，也能够实现商业的保密性但是不菲的维修费用是医院的一个沉重负担[13]。因此，探索新的设备故障诊断技术势在必行。

5 灵活应用故障诊断技术

医学工程师在工作的实践过程中要灵活运用故障诊断技术。现今我国工程师的专业技术参差不齐，其日常工作是进行技术含量较低的简单设备维修[14]，而美国的临床工程师不仅能够参与研发医疗设备和制造医疗设备的过程，还能够评估和检测新设备的安全性和可用性。澳大利亚的工程师只对和患者接触密切的设备负责，对常规设备测试功能并且进行维护和保养，和制造商签订大型的放射类和检验类的仪器的维修协议[15]。我国需要探索出符合自己医学工程技术特色的医疗设备故障诊断技术。医疗电子设备的故障诊断技术、设备运行保障方式、临床工程发展趋势都与维修工作有着密切的关系，需要在国内技术经验的基础之上结合国外的先进经验进行创新[16]。

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