SLE5000 型婴幼儿呼吸机故障维修分析与改进

李光杰，姜义兵

1 马鞍山市妇幼保健院 （安徽 马鞍山 243000）；2 马鞍山十七冶医院 （安徽 马鞍山243000）

呼吸机是一种抢救危重症患者的重要医疗设备，可替代、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，维持患者生命，被广泛应用于重症监护室、麻醉科、急诊科、呼吸科等科室[1-3]。SLE5000 型婴幼儿呼吸机具有常频和高频2 种模式，且2 种模式使用同一回路，无须更换。常频模式包括持续正压通气（continuous positive airway pressure，CPAP）、持续指令通气（continuous mandatory ventilation，CMV）、患儿触发通气（patient triggered ventilation，PTV）、压力支持通气（pressure support ventilation，PSV）、同步间隙指令通气（synchronized intermittent mandatory ventilation，SIMV）等模式，适用于体质量300 g 至30 kg 的婴幼儿患儿；高频模式包括高频振荡（high frequency oscillation，HFO）模式和HFO+CMV 模式，适用于体质量300 g 至20 kg 的婴幼儿患儿。本研究简要介绍了SLE5000 型婴幼儿呼吸机的工作原理、常见故障及可能原因，重点阐述了1 例压力检测异常故障实例的维修过程，并提出压力检测改进方法，以期为同行维修类似故障或厂家改进设备设计提供参考。

1 工作原理

SLE5000 型婴幼儿呼吸机的气动系统呼出模块内有3 个喷射器，分别为反向喷射器、平均喷射器和正向喷射器。反向喷射器用于产生负压，平均喷射器和正向喷射器用于产生正压，3 个喷射器的压力相加形成患儿呼吸所需的压力，产生临床需要的通气模式[2]。3 个喷射器产生的压力由3 个压力调节器控制，反向喷射器和正向喷射器的压力也可以通过高速电磁阀快速开关产生，平均喷射器用于产生稳定压力，如CPAP 模式的呼气末正压压力和HFO 模式的平均压力。如图1 所示，氧气和空气在比例调控混合室中经电子氧气混合器混合后，混合气体由电磁阀控制为常频或高频模式提供气体：常频模式的气流由2 个压力调节器控制，通过反向喷射器和正向喷射器产生正负气流；高频模式的气流由高速电磁阀控制，通过反向喷射器和正向喷射器产生振荡气流。

图1 SLE5000 型婴幼儿呼吸机工作原理示意图

2 常见故障分析

2.1 流量传感器故障

呼吸机的流量传感器根据放置位置可分为末端流量触发模式传感器和近端流量触发模式传感器[4]，根据检测技术可分为电热丝式流量传感器、热模式流量传感器、压差流量传感器和超声式流量传感器[5]。SLE5000 型婴幼儿呼吸机采用近端流量触发模式传感器和电热丝式流量传感器。该设备流量传感器故障的可能原因如下。（1）流量传感器长时间使用，患儿的痰液等附着在电热丝上，此时流速曲线成锯齿状。（2）流量传感器损坏。（3）流量传感器延长线损坏。（4）流量传感器内部延长线损坏。（5）主板流量传感器接口氧化。

2.2 漏气量大报警

漏气量大报警的可能原因如下。（1）插管未达要求。（2）积水杯未完全密闭。（3）呼吸管路及其连接处漏气。（4）漏气量报警限设置不合理。（5）气阻未连接或连接错误。

2.3 空气源压力低或无空气输入报警

医用空气压缩机包括活塞式、涡轮式、螺杆式3 种类型，其中活塞式空气压缩机应用最为广泛[6]。空气源压力低或无空气输入报警的可能原因如下。（1）压缩泵进气过滤器或呼吸机进气过滤器有污物堵塞。（2）空气压缩机自动排水阀有污物堵塞，排水后未能及时密闭。（3）压缩泵长时间使用损坏或压缩泵启动电容损坏。（4）空气压缩机相关连接管路破裂或漏气。（5）空气压缩机压力传感器损坏。

2.4 氧电池故障报警、氧浓度检测超范围报警

氧电池故障报警、氧浓度检测超范围报警的可能原因如下。（1）氧气或空气气源异常，如部分医院使用医用分子筛制氧设备进行中心供氧，其氧浓度仅为95%，会导致呼吸机氧浓度检测出现偏差。（2）氧电池超过使用年限（1 年）未更换（具体更换周期需根据呼吸机的使用频率和使用时间决定）或电压低于8.0 mV[7]。（3）空氧混合器或控制板故障。

3 故障实例

3.1 故障现象

设备开机后报警“持续低于大气压”，压力波形图显示压力基线位于-5 mbar（正常压力基线应位于2 mbar）。设备故障界面见图2。

图2 设备故障界面

3.2 故障分析

压力基线位于-5 mbar 的可能原因如下。（1）空气或氧气气源输入压力异常：该设备的气源输入压力要求为4～5 bar，3～4 bar 可满足除纯氧通气模式外的其他通气模式，无空气、氧气供应及供应压力不足均会触发“持续低于大气压”报警。（2）正向喷射器、平均喷射器喷嘴堵塞。（3）压力传感器长时间使用导致零位基线偏移。（4）呼吸管路、压力管路堵塞或漏气。（5）压力传感器或压力检测模块故障。

3.3 故障维修

根据由易到难的原则进行如下检修。（1）检查科室的空气和氧气气源的输入压力分别为4.2 bar和4.3 bar，均满足SLE5000 型婴幼儿呼吸机的使用要求。（2）检查呼吸机的喷射器，均未发现堵塞。（3）进入维修模式，断开测压管进行压力传感器零位校准并持续观察数天，压力数值始终处于零位，连接呼吸管路等附件进行试机，发现压力基线位于4 mbar，高于正常值（2 mbar），考虑设备内部测压管路存水导致报警。（4）拆开设备，发现测压管路内有长度为1 cm 的水柱（图3），水柱位置变动时，可导致压力检测数值异常。

图3 设备故障时积水管路指示图

该设备的测压管路为密闭结构设计，其内不应有水存在。该水柱可能为管道连接处微量漏气导致。更换相关测压管路和接头后，进行压力传感器零位校准和相关参数校准，并使用福禄克呼吸机质控检测设备对该呼吸机进行性能检测[8-10]，各参数均在要求范围内，故障排除。

4 改进建议

上述故障实例是由于设备内部测压管路存在微量漏气，导致湿化气体不断进入，最终形成水柱，引起压力检测异常。若此故障未被及时发现，进入测压管路的水量继续增多，可直接损坏压力传感器，引起更大的故障。而若能早期发现测压管路的漏气故障，则可有效预防后续故障的发生，保障患儿的治疗安全。为此，我们在测压管路的内外交界处安装了湿度检测仪，以期通过实时监测测压管路的湿度及时发现漏气故障。湿度检测仪采用兰泰HT-6292型温湿度计露点仪，湿度测量范围为10%～95%相对湿度（relative humidity，RH），分辨率为0.1%RH，准确度为（2.5%±1.0%）RH。湿度检测仪安装于图4 中近端压（A）和测压管（4）之间。

图4 湿度检测仪安装示意图

湿度检测仪安装完成后，将呼吸机连接新生儿模拟肺，设置有创呼吸模式，分别在测压管路无漏气和存在微量漏气（人为制造直径为1 mm 的漏气孔，且未触发设备各参数报警）的情况下，检测常频和高频模式下的通气参数和RH（包括初始RH和通气10、30 min 的RH），结果见表1 和表2。

表1 测压管路无漏气时的呼吸参数检测结果

表2 测压管路存在微量漏气时的呼吸参数检测结果

由表1 和表2 的检测数据可知，测压管路存在微量漏气时，湿度检测仪测得的RH 明显高于测压管路无漏气时，说明本改进方案切实可行。若将湿度检测仪接入呼吸机的报警系统，设置一定的报警限值，则可实现在测压管路漏气初期发出报警的功能。这一功能如何实现则需要设备厂家进一步研究。另外，本研究由于条件限制，未定量研究测压管路内水柱对压力检测结果的影响，也未对湿度检测仪的最佳安装位置、监测方式（连续监测或间隔检测）进行实验验证。建议设备厂家可综合考虑以上因素完善设计方案。