[转发]6200 型肺功能仪分析及故障维修

郭丹,高虹,汪缨
(南京医学院第一附属医院, 江苏南京210029)
[摘要]本文对美国Se nso rMedics 公司生产的6200 型肺功能仪的工作原理进行简单分析,重点介绍日常工作中一些常见和
特殊故障的解决方法。
[关键词]肺功能仪;流量传感器;定标;DL CO
[中图分类号R445. 9 文献标识码C 文章编号1007 - 7510 (2003) 03 - 0067 - 03
Analysis and ma intenance of 6200 pulmonary f unct ion instrument
GUN Dan , GAO Ho ng , WAN G Ying
美国Senso rMedics 公司生产的肺功能仪( Pulmo na ry Funct io n Inst rument ) 拥有2100、2130、2200、2400、2450、2800 和6200 等型号,所有系列产品均可执行支气管激发的流量体积环(Bro nchialchallenge Flow Volume Loop 即F/ V) 测试; 2800和6200 机型还能执行气道阻力(Ai rway Resi st ance) 和所有肺部容量(Vt g) 的测试包括: 功能残余量( Funct io nal Residual Capacit y) 、慢肺活量( SlowVit al capacit y) 、总肺容量( Tot al L ung capacit y) 、呼出储备容量( Expi rato ry Reserve Volume) 、残余容量(Residual Volume) 、吸入能力( Inspi rato ry Ca2pacit y) 和分钟通气量(Minut e Vent ilat io n) 等。

我院一台6200 型肺功能仪系该公司肺功能产品中较高档次,除了上述功能还有:肺静/ 动态顺应性(St at ic andDynamic Pulmo na r y Compliance) 、最大自发通气(Maximum Volunt a r y Vent ilat io n) 、单呼吸CO2 弥散( Single - breat h ca rbo n mo no xide diff usio n) 即DL CO 功能的测试。该机在计算机的相应软件的支持下可执行病人数据的采集、编辑及报告打印, 同时还具有一系列计算值和检验值的修正、流量传感器自动校零和清洗、模拟/ 数字诊断应用菜单等。有了这些功
能, 不仅保证病人各项数据和功能测定的准确性, 而且能够帮助判断仪器非正常工作状态的原因。该机在我院已使用十余年, 出现过常见及一些特殊故障, 维修过程中我们积累了一点经验, 在这里总结一下, 供同行商榷。
故障1 开机过程中提示“Check Cables/ Int erf ace”出错信息。
分析及解决方法:6200 肺功能仪主要有两大部分组成: ①计算机部分: 主要功能为数据采集、与主机进行通讯联络、实时显示各类信息。②主机部分(即体描箱) : 病人实验用的箱体、实现所有功能的气路和电路。两大部分各有独立的电源开关, 首先确认二个开关是否在“On”的位置; 其次检查计算机和体描箱之间的连接线接触是否良好。有时二个电源开关虽然是
开的, 但220V 交流输入线上一个1. 5A 慢熔保险丝断、或电路板上有一触点虚焊等, 也会造成相同故障。实践中我们有一个小经验, 就是发现故障处理完毕后, 必须关掉所有电源, 然后按正常开机过程重新开机,否则会出现的故障。
故障2 传感器校零时出现“Flow Out of Range”错误信息。
分析及解决方法:故障大都是因流量传感器老化或损坏所致, 另外, 新更换的流量传感器也会在做校零时由于校正值的偏差太大而造成流量校正值超出范围。在主菜单上按C →在Calibrat io n 菜单上按F9 →在诊断应用菜单上按4 , 进入控制阀门的数字电压表(Valve Co nt rol - DVM) 屏。观察屏幕上流量传感器Flow 的电压值, 是否在0. 750mV 左右(手册上介绍0. 800mV , 但为保护传感器而言, 该值取偏低一些为宜) , 若偏差较大, 打开体描箱右侧盖板, 内部电路分四层放置: 第一层为常规功能模块; 第二层为弥散功能模块; 第三层为定标模块; 第四层模块。在第一层常规功能模块的电路板上将维修用的
短路开关放T2 位置,调节左前方一个绿色的标有FBR2 的多圈电位器, 使屏上显示的电压值为0. 750mV 。再将短路开关放T1 位置, 这时你会发现刚调好的0. 750mV 电压值会改变, 调节体描箱背部的黑色旋钮,使电压值为0. 750mV 。反复调节二至三次, 直到短路开关无论在T1 还是T2 位置显示屏上的电压值稳定在0. 750mV 不变。最后将短路开关放回正常工作时的T1 位置。若流量传感器过分老化(或已损坏) , 该值无论如何也调不到正常范围以内, 则应考虑更换流量传感器。判断流量传感器是否老化, 可通过调节体描箱背部的黑色旋钮来改变0. 750mV 电压值的上、下限来观察。正常上限可调到1. 5mV 、下限可调到0. 1mV 。若上限< 1. 1mV 或下限>0. 5mV , 说明它已老化了; 另外一个判别它是否老化的方法是在校正过程中, 通过观察流量传感器自动校零时初始值: 正常从- 76 左右慢慢下降到0 , 而老化了的传感器初始负值会更大一些(如- 140 以上) 。我院曾有一损坏的流量传感器(热丝断) , 初始的负值为- 440 左右。
故障3 在Calibrat io n Procedure 菜单下做定标F1 时,提示:“Calibrat io n Failure”。
分析及解决方法:6200 肺功能仪在病人口端有流量Flow 和压力Pm 的测量, 在体描箱箱体内有压力Pb的测量, 这些测量值的精确度直接影响到病人测量的准确性, 三个测量信号的其中之一偏差过大, 将会提示“Out of Calibrat io n”错误信息,造成标定失败。因此,出现这种情况,应考虑它们的因素,这其中以流量传感器故障的可能性为最大。该传感器近病人口端,用于测量病人吸入和呼出的流量以获取容量值。6200肺功能仪采用的是Ma ss Flow Senso r 流量传感器,它是由一对比发丝还细的铂金丝来测流量的, 其原理为: 给这对细丝加上电压,它将产生一定温度,病人吸入或呼出的气体流经这对热丝, 其上的温度将下降,下降值的大小与流量成正比,通过采样、伺服放大、D/A 转换等电路得到精确的流量值。虽然这种热丝不能透过水蒸汽且具有良好的电和机械的稳定性, 但由于它近病人口端, 太潮湿或太脏都会影响测量结果。该肺功能仪虽然有自动清洁和过加热(以去除热丝上的水蒸汽) 的功能, 但我们觉得为保护传感器起见尽量少用, 还是以手动清洁和自然风干的方法为宜; 其次,箱体漏气影响箱体压力Pb 测量的精度, 也会导致该故障的发生。这其中尤其注意体描箱的舱门密闭要好。我院的这台仪器有一段时间有时会出现Cali2brat io n 通不过的现象, 由于故障的隐蔽性, 我们做了所有可能原因的排除, 包括: 重新调节传感器的标定电压值、清理箱体内的过滤网屏、测定漏气时间常数(也在正常范围) 、测量并校准各功能部件的电源电压
值⋯⋯, 但均没有根本解决问题。最后终于发现是体描箱门栓关闭不太好所致。因该机使用日久, 箱体门由于重力原因有微弱变形, 导致门栓不能紧扣良好。有时紧扣得好, Calibrat io n 就通过; 反之就不通过。将门栓全部卸下在中间用一定厚度不锈钢皮垫住, 重打螺丝眼固定⋯⋯, 经这样系列处理后故障终于彻底解决。
故障4 标定的结果即预测值与实际测量值的百分比( %Pred 项) 不在(97～103) %的范围内。
分析及解决方法:在操作过程中, 由于故障很小, 不至于影响流量传感器的校零和标定的进行, 但标定的结果( %Pred) 却不在(97～103) %的范围, 重新按Calibrat io n 步骤做一遍后仍然效果不佳, 这时可从两方面考虑:(1) 排除整个回路上的漏气可能。用上述故障2的同样方法进入诊断应用菜单, 选择3 Bo x LeakTime Co nst ant (箱体漏气时间常数) 的检测, 通过加
速推、拉定标筒的方法, 观察所测的吸入或呼出时间读数值应> 8 秒,否则应检查可能的漏气处。另外,观察流量定标时的呼吸曲线, 若上、下值达不到正、负2l / min 值(严重时可能无曲线) ,也可说明回路漏气较大,应检查漏气。(2) 调节标定的口腔压力( Pm) 、箱体压力( Pb) 、标定方向(Di r) 及流量( Flow) 等的数字电压值。同上方法在诊断应用菜单上选择4 Valve Co nt rol -DVM 项, 打开体描箱右侧盖板, 在第一层常规功能模块上有四层叠放的小电路板, 每块板上均有两个电位器,左边一个为粗调、右边一个为微调电位器。从上往下数, 第一块小电路板可调节Bp (大气压力) 、第二块调Pm、第三块调Pb 、第四块调Di r 。其中,Bp 为随机值, 无需调节。分别将Di r 调在0. 00V 、Pb 调在0. 03V 、Pm 调在0. 04V , 在调节Di r 时最好将1Transmural Po r t 、2 Rebreat he Po r t 、3 Drive Ga s的阀门均放在“On”的位置。在实际工作中,我们发现这些值经常会偏移, 若偏移小, 校零和标定尚能通过;若偏移较大(尤其Di r 的偏移, 不能在小数点后1位) ,常导致上述故障的发生。
故障5 选择DL CO 功能时出现“Analyzer in U n2compensat ed ”提示。
分析及解决方法:正常情况下定标通过后, 选择DL2CO 项时自检时间很短,故障时DL CO 的自检时间很长(约为正常时间的3～4 倍) , 且计算机蜂鸣器有“嘟”的提示音。由于定标能通过, 说明主机的其它功能正常,仅弥散功能异常,可从下面几个方面入手。(1) 首先考虑弥散的通讯联络不佳。可通过观察第二层板右方的一块平放着的通讯接口板上的三个发光二极管DS1、DS2、DS3 的状态,正常情况下在键盘上按下DL CO 选项时, 首先DS1、DS3 灯亮一下,然后灭掉, 这表明此时正建立通讯; 当按下空格键时,将运行DL CO 程序, 此时DS1、DS3 灯一直亮着; 再按下空格键时, 进行弥散的定标程序, 此时状态灯的顺序为DS1、DS2、DS3 亮→DS1、DS3 亮→DS1 一直亮, 完成了一个正常弥散过程。我们发现绝大多数故障情况是DS1、DS3 灯一直亮着不灭。这时,解决的办法是: 关机, 将该通讯板上数个相关信号接插头以及流量传感器(电路板上的和体描箱内的) 接插头重新拔插几次,再开机即可恢复正常(方法虽简单,但多次证明很有效) 。(2) 观察该层右前方处的采样流量管, 其流量值在5l / min 左右,故障时在(2～3) l / min 左右或更低。若发现不正常, 可将其下方的黑色调节旋钮大幅度动
一下,再调回到原来位置,最终将该值调在5l / min 位置。(3) 考虑气囊阀的漏气情况。按前面叙述的方法进入Valve Co nt rol - DVM 屏, 在阀门控制菜单中,先将3 Drive Ga s 放“On" 后, 再将1 TransmuralPo r t 和2 Rebreat he Po r t 分别放“On”, 观察体描箱内呼吸回路中对应的两个小气囊, 若发现小气囊鼓胀不好, 换之。重新将上述所有阀门开关放回“Off”位置。若两个小气囊不漏气, 可将压力表值调在(7～9)cmH2O *之间(对于机器而言, 新的时候7cmH2O 左右就能正常工作, 使用一定年限后, 由于部件的老化,必须将压力表值调大一点, 如(7. 5～9) cmH2O 之间) 。(4) 考虑电源故障。6200 肺功能仪对+ 5V 电压要求很高, 通常该电压值小于+ 4. 85V 弥散就不能正常进行。此外, + 15V 的弥散功能所需的电压也应正
常(有即可,精度要求不太高) 。(5) 如果上述几种方法仍不能解决问题, 那么故障可能出在气体分析的光耦器件上。可将光耦器件的光学头清洁一下。注意,光学头器件很精密无法维修,价格也很昂贵,处理时一定要小心、仔细,以免造成不必要的损失。我们发现,在日常工作中,采用上述方法可解决80 %以上的弥散失败故障。当然,还有其它导致故障的原因如: 做弥散用的气源纯度不符合要求、气源的压力低于50 PSI * *等等* , 实际工作中应视不同情况分别对待处理。
以上所介绍的各种方法是故障出现后不得已而采取的维修方法, 如果我们按照仪器的操作手册要求, 严格地执行每日、每周、每月的清洁保养工作, 合理、科学地管理和维护机器, 那么, 故障的发生率就会大为降低。我们的工作应朝着变消极维修为主动预防维护的方向努力。
[参考文献]
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4 郑劲平. 肺功能仪检测原理与常用仪器J . 中国医疗
器械杂志, 1999 ,23 (5) :284 - 288.
* 非法定单位1cmH2O = 9. 80665 ×10Pa
* * 非法定单位1PS I = 1pp si = 1lbf / in2 = 6. 89476 ×103Pa

学习一下，谢谢版主。