王世宽
武安市第一人民医院设备管理科 (河北邯郸 056300)
心电监护仪是现代化医院不可缺少的生命体征监测仪器。飞利浦Intellivue MX400心电监护仪是我院新采购的仪器,具有结构紧凑、数据精确度高、传输效率高、全触摸屏操作的优势,能够提供强大的监护功能;同时,该仪器具有非常方便的便携功能,适用于急诊、重症监护室、手术室及普通病房,尤其对于需要全天监护的患者,可极大地减少护理人员的工作量。本文针对该仪器的一例无参数故障维修过程进行总结,以供同行参考。
仪器接通电源后按开机键,主屏幕字符显示正常,但是参数显示界面无任何信息,参数、波形及数值测量功能均无法显示,仪器的指示灯正常,触摸屏操作正常;检查主设置内参数模块选项,为空白状态,无模块连接,同时参数模块也无连接错误的报警提示。
根据故障现象,分析可能的故障原因包括软件设置故障和硬件故障两大类。根据由简单到复杂的维修思路,首先应排除软件设置故障,然后再查看硬件故障。(1)检查主设置选项内的参数设置,查看参数设置的功能确定为打开状态。(2)检查主设置内的参数模块设置,ECG(心电图)、SpO2(血氧饱和度)、NBP(无创血压)选项均为空白状态;按下参数模块背后的静音按键和血压按键,心电监护仪无任何信息反馈(正常状态下按下参数模块的血压按键,血压泵会有动作,静音键会停止报警)。由此初步考虑为参数模块本身故障,心电监护仪主机内部故障或者参数模块的连接故障。
由于厂家未能提供这款监护仪的主机图纸和维修资料,维修人员需要首先绘制仪器的工作原理图(见图1),然后根据原理图来确定故障原因。原理图绘制完成后,可根据排除法首先测量参数模块的性能是否正常,然后检查心电监护仪内部电路,以缩小故障范围。
图1 飞利浦Intellivue MX400心电监护仪的工作原理图
第1步,测量参数模块性能是否正常:查看我院的飞利浦MP50心电监护仪的参数模块,发现该仪器与故障仪器使用同款型号的参数模块,因此用一块正常的参数模块直接进行代换测试,但故障依旧,可排除参数模块本身故障,确定故障位于监护仪主机的内部电路。
第2步,拆解心电监护仪的主机后:首先测量电源,以排除电源故障,断开连接到DC转接板的插头,测得的电源输出电压为1组15 V电压,电源正常。
第3步,重点排查MCU主板:首先,观察和测量MCU主板无明显烧坏及短路现象;然后,为MCU主板连接电源,并用万用表(福禄克17B)检测MCU主板的关键点各电压值,3.3、5.0、15.0、24.0 V电压值均在正常范围内,依旧无法确定故障点;于是测量MCU主板与参数模块转接板连接插口的电压值;这个插接口左上角的第一脚标记为1脚,往右依次递增,左下角的第一脚为11脚,往右依次递增,一共为20脚,测量结果见表1;由于无标准电压值对比,因此无法确定表1的测量结果是否在正常范围;但根据经验判断6脚的0.11 V电压值明显偏低,电压值表现异常;拔除MCU主板插口上与参数模块转接板的连接排线后,对接口进行对比复测,测得结果见表2;对比两次测量结果发现,6、8、16、17脚4个脚的电压值均上升为3.3 V,证明在MCU主板插口后端的连接排线或参数模块转接板存在短路现象,因此,随后检测MCU主板至参数模块转接板的连接排线,从外观查看连接排线无断脚、无死折及腐蚀现象,用万用表逐个检测连接排线的电路,检查是否有断路和短路情况,结果每一组线路阻值均为0 Ω,且无短路,导通状态良好,连接排线正常。
表1 MCU主板与参数模块转接板连接的插口的电压值(V)
表2 复测结果(V)
第4步,排查参数模块转接板:依次排查电阻、电感及电容和芯片,发现丝印(芯片正面以字母和数字及符号来表示芯片的具体型号、生产序列号、等级、生产时间及产地等信息)为ACT125芯片14脚上方的一颗贴片钽电容(由于所有电路板上没有任何元件的标号,所以会以附近的芯片作为标记位参考其位置)两端的电阻值为81 Ω,调换万用表正负表笔测量,结果依然为81 Ω,判定电容两端电阻值不正常存在漏电现象;经查这颗钽电容为ACT125芯片的供电电容,根据经验可知,这种钽电容容易短路,电容下面的固定胶受潮容易造成漏电现象,因此怀疑这一路电容或ACT125芯片有漏电或轻微短路现象;拆下贴片电容,用万用表测量无漏电和短路现象,清除背胶后测量参数模块转接板上电容两端焊点的电阻值依旧为81 Ω;测量下方ACT125芯片7脚(接地脚用GND表示)和14脚(电源脚用VCC表示)的电阻仍为81 Ω;拆下参数模块转接板上的ACT125芯片(见图2),测量参数模块转接板上电容两端焊接点的电阻值恢复到无穷大;测量拆下来的ACT125芯片7脚和 14脚的电阻仍为81Ω;调换万用表正负表笔接地电阻值均一样,证实为ACT125芯片内部电源与接地脚短路故障;用万用表测量其他的阻容元件和芯片均正常;购买芯片到货后,测量正常ACT125芯片的7脚和14脚(黑表笔接地)的电阻为无穷大;确定原来的ACT125芯片存在内部短路,予以更换;重新安装电容和ACT125芯片,用黑表笔接地测量电容和ACT125芯片的7脚和14脚的电阻值均为无穷大,短路故障排除,随后进行装机测试。
图2 ACT125芯片引脚图(封装:TSSOP14)
第5步,装机测试:将参数模块转接板安装回机壳内固定,插回MCU主板插口上的连接排线,接通电源开机,再次对比更换ACT125芯片之前的MCU主板的关键点各电压值3.3、5.0、15.0、24.0 V电压值均一致,对比主板至参数模块插口的电压值发现,测量结果和拔掉连接排线后测得的电压值(见表2)一致;分析故障原因为,ACT125芯片电源脚与地脚短路造成这一路3.3 V的电压值被拉低,无法供给参数模块正常的3.3 V电压值,造成无法通信的故障;关机并重新安装参数模块,然后开机测量,主屏幕上功能界面ECG、SpO2、NBP等波形均可正常显示,打开主设置,查看参数设置值正常,打开参数模块设置,ECG、SpO2、NBP功能均可正常显示,也可进行调整,测量参数模块背后的静音键和血压按键可以实现静音功能,血压模块也开始正常工作;使用心电信号模拟测试仪和血氧饱和度测试仪,校对心电监护仪的对应参数均为正常;由于我院暂无无创血压模拟测试仪,所以采用水银血压计进行无创血压的对比测量,结果血压数值一致。
至此,心电监护仪功能恢复正常,维修结束。使用抹布和消毒液对仪器及其附件进行外观清洁及消毒(注意严禁消毒液直接对屏幕和插口进行喷洒,以免造成仪器的人为二次损坏),然后交付科室正常使用。
维修工程师在接收到故障仪器后,应当询问清楚故障现象,以便维修时快速确定故障范围;仪器上电测量前,需确保无烧焦、短路等情况,以免故障扩大化造成不必要的损失;对于进口仪器,在缺少维修资料的情况下,应当理清思路,自行绘制仪器的工作原理图,再根据原理图逐个排查故障点,缩小故障范围。由于飞利浦这款型号心电监护仪的电路板上没有元件的标号,所以要做好各个关键点电压值及电阻值的测量数据笔记,方便维修前后做数据对比测量。进口仪器价值高、配件贵,自行维修不仅可以为医院节省一笔很大的开支,同时也可提高工程师的业务水平。