血液透析机温度故障检修两例

陈坚

金华市中心医院医学工程部 （浙江金华 321000）

随着慢性肾病发病率的上升以及全球人口老龄化的加速，慢性肾病已逐渐成为世界性的公共卫生问题。血液透析为主要的肾脏替代治疗方式之一，近年来接受该治疗的患者数量日益增长[1]。而透析液的电导率、温度、流量是否精确，可直接影响患者的透析质量与安全。通常情况下，血液透析机的透析液温度设置在37 ℃左右，若温度过高，则会出现溶血，特别是当温度超过42 ℃时，将导致严重的溶血，危及患者的生命安全；若温度过低，则会导致患者出现寒战、血管收缩、血压升高、血流量降低等临床现象[2]。现介绍费森尤斯及百特金宝两种不同品牌血液透析机在出现透析液温度偏差时的不同处理方法（特别是百特金宝血液透析机的温度传感器不具备校正功能，十分必要掌握纠正温度偏差的方法），为同行提供参考。

1 血液透析机的基本结构及工作原理

血液透析机品牌众多，但结构和功能基本相同[3-5]（基本结构见图1），其主要由血路系统和液路系统组成。血路系统通过血泵将患者的血液引出体外，在透析器中与透析液发生物质交换后再输送回患者体内，其间，通过动脉压监测、抗凝剂注入、静脉壶液位监测、静脉压监测、预充探测器等保障患者的治疗安全。液路系统的作用是将纯水和A、B 液混合，经过电导度和温度模块、流量模块完成合格透析液的配置并输送至透析器与血液发生物质交换，经超滤模块实现对患者的精确脱水，由漏血探测器监控患者是否发生漏血。

图1 血液透析机的基本结构

血液透析机的基本工作原理是：首先，透析用的浓缩液和纯水通过透析液供给系统，按照一定的比例配置成合格的透析液；然后，在透析器中与患者的血液产生溶质的弥散、渗透、对流、吸附作用；最后，净化后的血液通过血液报警系统进入患者体内，而透析后的废液通过血液透析机的排废系统排出，如此循环，完成整个透析过程[6]。

2 故障实例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

1台费森尤斯4008S 型血液透析机在质量检测时发现透析液温度偏差超出合格范围。

2.1.2 故障分析

费森尤斯4008S 型血液透析机温度控制系统的工作原理见图2。设备的液路上共设置了3个温度传感器，分别是位于66号加热块的温度传感器2、电导度模块7处的温度传感器3和109。血液透析机开机自检后，默认温度设定值为37 ℃，当66号加热块内的浮子开关5到达高位时，可控硅开关打开，CPU 控制加热棒54开始加热，温度传感器2根据校正时存储在CPU 内的数据来控制加热棒工作的占空比，使透析液到达患者端时的温度达到设定的37 ℃，同时温度传感器3进行温度检测并反馈给CPU，若此处透析液的温度不在35～39 ℃范围内，则发出温度报警。温度传感器109与温度传感器3的检测值经比较后反馈给CPU，当差值超过0.5 ℃时，则发出温度偏差提示，同时关闭温度传感器109的检测功能。

图2 费森尤斯4008S 型血液透析机温度控制系统的工作原理

血液透析机自检正常，未出现温度相关报警，初步判断故障由温度传感器出现偏移所导致。

2.1.3 故障处理

对血液透析机进行温度校正：进入维修模式温度校准程序，连接A、B液，打开流量开关，温度校正界面内第1个ADC-digs值对应的是3号温度传感器，DAC-digs值对应的是2号温度传感器，第2个ADC-digs值对应的是109号温度传感器；连接检测仪，检测患者端透析液的温度，按加、减键调整DAC-digs值，第2个ADC-digs值随之发生变化，当检测仪显示温度达到37 ℃并保持基本稳定，只在小范围内波动时，按下“TONE MUTE”键保存数据[7]。3个温度传感器校正前、后的数值见表1。

表1 3个温度传感器校正前、后的数值

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

3台百特金宝AK200US 型血液透析机在质量检测中均出现温度偏低现象。

2.2.2 故障分析

该品牌血液透析机的温度传感器不具备校正功能，无法通过校正温度传感器纠正温度偏差。再次进行质量检测，此次着重测试温度设定为不同值时，实测温度与设定温度的差值，温度分别设定为36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5 ℃，使用IBP HDC75检测仪检测透析液到达透析器时的实际温度，当温度显示趋于稳定（在±0.04 ℃左右波动）时，取其中间值，并记录结果，3台百特金宝AK200US 型血液透析机的温度检测结果见表2。

由表2可知，3台AK200US 型血液透析机的透析液确实存在温度偏低的问题，且随着设定温度的升高偏差整体呈逐渐增大的趋势。血液透析机透析液质量检测规定，温度实测值在设定值±0.5 ℃范围内为合格[8]，设备甲、乙、丙分别在设定值为37.5 ℃及以上、37.0 ℃及以上、37.5 ℃及以上时，温度偏差超出了合格范围。血液透析工程师与临床科室医师、厂家工程师一起进行讨论，分析造成透析液温度偏低的原因，寻找解决办法。

表2 3台百特金宝AK200US型血液透析机在不同设定温度下的温度检测结果（℃）

AK200US型血液透析机温度控制系统的工作原理见图3：该设备共设置了5个温度传感器，分别位于加热器内部（1个）、电导块A（控制和保护各1个）和电导块B（控制和保护各1个）内。加热器内部和电导块B“控制”侧的温度传感器测定并参与调控液路温度，电导块B“控制”侧的温度传感器（最接近患者侧的温度传感器）测定最终温度，其他的温度传感器用于电导测量中的温度补偿[9]。设备开机后先检测主板，再检测电磁阀，随后水箱进水至中水位，加热器开始加热；水箱内有两个加热器和1个搅拌泵，搅拌泵搅拌水箱内的水使温度均匀，若水箱温度达到42 ℃，流量电机、除气电机开始动作，管路内的水开始流动，电导块A和电导块B内的温度被控制系统控制在42 ℃，然后在每个电导块内进行保护系统和控制系统之间的温度比较，并反馈给主板，待温度达到42 ℃以上，且经比较各温度传感器的偏差不超过0.5 ℃时，设备认为温度传感器正常，此时，设备温度部分的高温自检通过，开始减小加热棒的占空比供电，温度下降，CPU以同样过程检测设备的设定温度。若检测设定温度正确，则温度测试完成，透析液温度被调节在设定值（治疗温度），设备开始进行后续的压力、电导度自检。

图3 AK200US 型血液透析机温度控制系统的工作原理

3台AK200US型血液透析机自检均能正常通过，未出现任何报警，查看血透机自检时的参数记录发现，各温度传感器的偏差在±0.5 ℃范围内，可知3台血液透析机并未发生故障[10]，因此，后续主要从使用年限、搅拌泵、检测时的环境温度、设备布局机构4方面寻找透析液温度偏低的原因。（1）使用年限：3台AK200US型血液透析机分别购置于2008、2010、2011年，使用年限较长，推测可能是血液透析机加热系统工作效率下降无法满足设备正常工作的要求，使透析液温度偏低；考虑到经济因素，不可能在血液透析机无故障的情况下更换加热组件；查阅历年的透析液质量检测表，经过与厂家工程师及其他医院血液透析工程师的沟通交流，发现相较于其他机型，AK200US机型普遍存在温度偏低的现象；根据表2可知，购置于2008年的设备甲的温度偏差反而最小，购于2010年的设备乙和购于2011年的设备丙的偏差较接近，由此推断，使用年限并不是造成透析液温度偏低的主要原因。（2）搅拌泵故障：AK200US型血液透析机内有1个大水箱，水箱内有两个加热棒和1个搅拌泵，搅拌泵搅拌水箱内的水使温度均匀，加热器内部的温度传感器测定并参与调控液路温度，此温度传感器靠近加热棒，假设搅拌泵故障不工作，则加热棒附近的水温达到设定温度，加热棒停止工作，水箱内离加热棒较远的水温还未达到设定温度，会导致整体水温偏低；仔细分析液路图可以发现，电导块B“控制”侧的温度传感器测定“最终”温度，其他的温度传感器用于电导测量中的温度补偿，因此，即使搅拌泵故障，对最终的透析液温度的检测值的影响是可以忽略不计的，且经检查发现，3台血液透析机搅拌泵工作正常，故搅拌泵故障不是透析液温度偏低的原因。（3）检测时环境温度的影响：以往，血液透析机的质量检测大多安排在夏季和秋季，且在血透室工作日轮流空出血液透析机进行检测；考虑到患者数量日益增多，设备常处于满负荷运行状态，于是，后期将质量检测安排在了血透室休息日进行，第1次检测时为12月份且血透室未开空调，环境温度为16.7 ℃，可能会使透析液温度出现一定程度的降低；针对此情况，在工作日环境温度为25.6 ℃时，再次进行3台AK200US型血液透析机的透析液温度检测，两次温度检测的最大偏差见表3；由表3可知，季节因素引起的环境温度变化确实会影响血液透析机的运行情况[11]。（4）机器布局结构：本次检测的所有百特金宝血液透析机中，出现温度偏低的均为AK200US型号，同品牌的AK95S/96机型未出现此问题，根据图3可知，AK200US机型的电导块B“控制”侧的温度传感器测定“最终”温度，但该温度传感器位于水路较前端，之后透析液还要经过可变流量电机、流量泵、超滤单元（UF-CELL）等部件，经过较长的一段水路之后才可到达透析器，相较于AK95S/96机型，AK200US机型内部空间大、散热好，导致透析液温度可能会发生一定程度的降低。

表3 3台百特金宝AK200US 型血液透析机两次温度检测的最大偏差（正值）比较

2.2.3 故障处理

根据以上原因分析，暂定以下解决方案：在工作日，使用IBP DHC75检测仪检测透析液到达透析器时的实际温度，待检测仪数值稳定（在±0.04 ℃左右小范围内波动），取其中间值作为实际温度；调整血液透析机的温度设定值，当实测值为36.0、36.5、37.0、37.5、38.0 ℃时，记录此时血液透析机的设定温度，检测结果见表4；在患者进行治疗时，护士根据表4中的对比数据人工进行温度补偿，适当提高设定温度以得到想要的透析液实际温度；此外，除了质量检测和预防性维护外，在每季度对此3台血液透析机进行以上6个节点的温度检测，保障对比表格数值的准确性。

3 小结

血液透析机由于结构复杂，零件众多，发生故障的概率较高。血液透析机的故障基本都可以通过校准参数或更换配件进行解决。造成血液透析机温度故障的原因较多，如加热棒故障、加热模块电路板故障、温度传感器偏差、运行故障等。本文涉及的两例温度偏差故障并不复杂。费森尤斯4008S 型血液透析机只需进行温度传感器校正即可。对于百特金宝血液透析机，由于设备本身不具备温度传感器校正功能，在温度发生偏移的情况下，似乎只有更换新的加热模块才能解决问题，但若涉及的设备台数较多，全部更换新的加热模块的成本较高，故本文通过一系列的寻因分析，并采用人工温度补偿的方式使设备满足使用要求。需注意的是，对于温度设定值与实测值的偏差，应定期进行严格的质量检测及控制，以确保透析液温度的准确性。

我院现拥有51台血液透析机，随着患者数量的快速增加，每天工作2～3个班次，每周工作6 d，处于超负荷工作状态，血液透析工程师在平时进行各种巡检、预防性维护以及质量检测等工作时，应尽量保障血液透析机的正常运行[12-13]，以最大限度降低故障率。但故障无法完全避免，这便要求工程师透彻了解设备的工作原理和工作流程，如此，在设备出现故障时，才可分析得到引起故障的内在原因，根据各品牌机型的实际特点采取灵活的处理方法，在保证设备正常使用的前提下，尽量缩短维修时间，降低维修成本。