Ohmeda7100麻醉机工作原理与故障原因分析
引言
麻醉机是医院手术中必备的急救抢救类最重要设备之一，它的好坏直接关系到一台手术的成功与失败，由此可见其重要性[1-4]。麻醉机系列种类繁多，其中欧美达系列麻醉机性能和参数都比较稳定，我院主要麻醉机也是欧美达系列，有十几台欧美达系列的麻醉机[5-6]，其中本人对Ohmeda7100 机型积累比较丰富的维修经验，以下对Ohmeda7100 机型工作原理及故障原因进行探讨分析。
1 工作原理
1.1 麻醉机的工作原理
麻醉机整体工作原理图，见图1。
麻醉机大致工作流程是氧气O2、空气Air、笑气N2O 经过减压系统，得到稳定的气源，再经过麻醉呼吸机通过呼吸系统输送给手术患者；麻醉药经过麻醉气体输送装置进入麻醉气体输送系统，经麻醉呼吸机输送给手术患者，从而达到麻醉目的；而麻醉废气进过麻醉废气净化系统，到达医院气体处理系统，最后排放到大气中，以免污染环境[7]。
图1 麻醉机整体工作原理图
1.2 Ohmeda 7100麻醉机具体工作原理
首先高压气源（氧气O2、空气Air、笑气N2O）经过减压阀后，压力在240～700 kPa 范围，供给麻醉机，作为启动气源，再通过流量计、Air-O2-N2O 比例控制输出一定流量和比例的混合气体，经过麻醉呼吸机把混合气体送入呼吸管道内；病人在完成麻醉诱导后，将空气麻醉机与气管导管连接。吸气时，麻醉混合气体经过开启的吸气活瓣进入病人体内；呼气时，呼气活瓣开启，同时吸气活瓣关闭，排出呼出的气体。吸入麻醉时通过机械回路将麻醉药剂送入患者的肺泡，形成麻醉药气体分压，弥散到血液后，对中枢神经系统直接发生抑制作用，从而产生全身麻醉的效果[8]。
1.3 基本结构
麻醉机的基本结构，见图2。
图2 Ohmeda 7100麻醉机结构图
注：a为正面图；b为背面图。1. 呼吸机；2. 流量计（空气Air、氧气O2、笑气N2O）；3. 风箱；4. 手控机控开关；5.APL阀；6. 呼吸气止回阀（呼吸气活瓣）；7. 吸收罐（二氧化碳吸收剂）；8. 台车；9. O2快冲按钮；10. 蒸发罐；11. 中央供气连接口；12. 高压气瓶；13. 电源插座。
麻醉机主要由供气系统、呼吸机、麻药罐、流量计、风箱、手控机控开关、APL 阀、呼吸气止回阀、双管呼吸管路、模拟肺、石灰罐、AGSS 组件、台车等组成[9]。
（1）供气系统。主要包括钢瓶气源（或中心供气）、气源终端、减压阀、流量计和空气Air、N2O-O2 比例互联控制装置等。主要气源是空气Air、氧气O2、笑气N2O，进气压力范围是240～700 kPa。最主要作用是得到稳定气源。
（2）麻醉呼吸机。主要作用是形成呼吸回路，给病人输送一定比例混合气体。Ohmeda 麻醉呼吸机有两个模式：容量控制，压力控制。主要参数包括潮气量Vt、分钟通气量Ve、呼吸频率Rate、吸呼比、管道最大压力峰压Pmax、呼气末正压PEEP、氧浓度等，根据手术患者实际情况调节参数[10]。
（3）麻药罐。又叫蒸发器，可精确的选择和控制麻醉浓度，节省麻药。它用于储存会挥发的麻醉药液体，打开流量开关后，麻醉药会自散布到呼吸管路，随呼吸机进入病人体内。
（4）流量计。有三个流量计，氧气O2、空气Air 以及笑气N2O 流量计，可测定及控制混合气体流量输送给患者。
（5）风箱。麻醉机送气给患者之前会经过风箱，风箱可观看患者实际潮气量，亦可实时反映患者每次呼吸的情况。
（6）手控机控开关。手动模式与机控模式切换开关。
（7）APL 阀。在手动模式下，可手动控制呼吸系统的气体压力输送给患者。
（8）呼吸气止回阀。单向控制呼吸回路的吸气或呼气。
（9）O2 快冲按钮。按O2 快冲按钮，向呼吸系统提供高流量的氧气。
（10）双管呼吸回路。呼吸回路输送含麻药剂的混合气体给患者，同时把废气排出去。
（11）模拟肺。成人模拟肺一般是1.5 L 或2 L，小孩模拟肺一般是1 L。手动模式时，主要进行辅助或控制呼吸，提供足够的气量；机控时，主要是检测麻醉呼吸机的呼吸回路有无漏气，各参数是否工作正常[11]。
（12）石灰罐。吸收多余水分和二氧化碳气体。
（13）AGSS 组件。利用负压抽取病人回路中的废气，防止麻醉气体造成室内污染[12]。Ohmeda 7100 麻醉机排污系统分主动排污与被动排污。主动排污：医院要有负压系统，连续额定流量36 L/min，真空压力为300 mmHg 或以上。被动排污：无需负压系统，可直接接管排出室外。
（14）台车。装载主机及其附件。
2 故障分析
2.1 故障一
2.1.1 故障现象
机器报警“Low Vte”（低呼出潮气量）。
2.1.2 故障分析
机器报警“Low Vte”的原因可能是：报警范围设置不合理、检查风箱有漏气、呼吸回路接管有接触不好或管破漏气、石灰罐没有卡到位或密封圈有老化漏气、流量传感器故障。
2.1.3 故障检修
把风箱（图3）打满气，观察风箱越打越低，初步考虑是漏气。把麻醉呼吸机打到手控模式，用模拟肺接上手控接头，同时用手堵住Y 接头（图4），按O2 快冲按钮，给麻醉机风箱打气，看压力表至40 cmH2O 左右，观察压力表指针往下掉，并听到排水阀那里有吱吱漏气声，拆开排水阀后发现，密封圈老化漏气，更换密封圈后，故障排除。若排水阀正常，考虑是风箱问题。把风箱充满气后，用手堵住风箱两个接口，发现风箱皮囊往下掉，判断是风箱皮囊（图5）漏气，更换皮囊后，故障排除。
图3 风箱
图4 堵住Y接头
图5 风箱皮囊
2.2 故障二
2.2.1 故障现象
机器报警“High Vte”（高潮气量）。
2.2.2 故障分析
首先检查报警范围值设置是否合理，观察显示潮气量和风箱相差很大。初步考虑是呼吸气活瓣和流量传感器问题：① 呼吸气活瓣：呼吸阀膜上有较多水珠，导致其打开或关闭不灵敏，造成测量潮气量不准确；② 流量传感器故障，Ohmeda 7100 麻醉机是压差式的流量传感器，流量传感器薄膜变形或连接口不密封都可能导致潮气量不准。
2.2.3 故障检修
观察显示屏显示的潮气量比风箱显示的潮气量大很多。首先接上呼吸回路及模拟肺，把手控机控开关打到手动，用手堵住呼吸回路的Y 接口，一边用模拟肺接上手动模式的输出端口，给风箱充满气，发现风箱不会往下掉，排除呼吸回路漏气情况，考虑是流量传感器故障。拆开流量传感器发现，压差式流量传感器塑料薄膜有轻微变形。把流量传感器装回去后，重新开机进入维修模式，进入Calibrate Flow Sensors，按照提示信息接好呼吸回路及模拟肺等，选择Start Test，最后Test Status 显示Failed！确认是流量传感器塑料薄膜变形引起，更换流量传感器塑料薄膜后，重新试机，显示潮气量不超过5%，故障排除。流量传感器实物图，见图6。
图6 流量传感器
注：a. 流量传感器模块；b. 正常流量传感器；c. 流量传感器薄膜变形。
2.3 故障三
2.3.1 故障现象
机器报警“Patient Circuit Leak?”（病人回路漏气）。
2.3.2 故障分析此报警是呼吸回路漏气过大引起，检查病人相关回路是否接触不良或部件故障。
2.3.3 故障检修
呼吸气止回阀（呼吸气活瓣），见图7。先检查呼吸管路接头是否松动漏气，石灰罐排水阀是否紧闭或密封圈老化漏气，单向阀膜是否故障，风箱气囊是否有漏气[13]，排除以上故障后仍不能解决问题，最后考虑是石灰罐问题，拆开双层石灰罐后发现两个罐之间密封圈有钙石灰颗粒，清除钙石灰颗粒后，故障排除。排水阀实物图，见图8；石灰罐，见图9。
图7 呼吸气止回阀（呼吸气活瓣）
图8 排水阀
图9 石灰罐
3 预防性保养
麻醉机是属于急救抢救生命支持类设备，必须做好100%的完好率，因此作为医工人员，必须了解麻醉机的工作原理和基本结构，以及提前做好预防性保养，确保急诊手术或普通手术随时可以使用麻醉机[14]。以下对Ohmeda7100 麻醉机的预防性保养做研讨分析。
3.1 日常保养
使用科室应设立专职或兼职设备管理员，专机设备专人管理，责任到人。设备管理员主要负责每天的麻醉机使用前表面清洁消毒；检查电源线是否完好；导联线是否有破损；风箱、压力表指示是否正常；机控/手动开关切换是否灵敏；以及接上呼吸管路和模拟肺开机测试是否正常。一经发现问题马上报修，通知设备科维修工程师处理。麻醉机使用完后设备管理员要及时整理清洁消毒麻醉机，检查其完好性，确保下次手术能及时有效的正常使用。
3.2 季度性保养
季度保养主要是由设备工程师或厂家做，严格按照Ohmeda 7100 麻醉机的说明书，主要是对麻醉机整体性能评价评估，老化部件的及时更换。主要包括供气系统减压阀、接头有无接触不良或漏气；流量计浮标是否正常；麻药罐开关转动是否灵敏；风箱皮囊有无折叠或漏气；APL 阀转动是否灵敏；机控/手动开关切换是否正常；流量传感器薄膜是否变形或校准是否通过；石灰罐卡位是否到位或密封；排水阀密封圈是否老化漏气；以及开机测试参数和氧气传感器是否正常等。发现问题及时处理，存在隐患老化部件要及时更换。
3.3 年度保养
年度保养一般是厂家做，必要时设备工程师协同一起做，严格按照Ohmeda 7100 麻醉机的说明书，主要是麻醉机整体性能、易损部件进行评估，参数校对。主要内容包括用专用监测设备对潮气量VT、管道峰压Pmax、分钟通气量、氧浓度显示O2、PEEP 等参数进行校准；以及整机性能评估，包括以上季度保养的内容。
3.4 注意事项
为了减少单向呼气阀膜水珠现象，最好在呼气端加过滤器，过滤过多水分。为了减少流量传感器薄膜变形情况，尽量避免大力用棉签擦拭流量传感器。如遇氧浓度无法显示或显示问号情况，及时查看氧气传感器使用期限，一般有效期两年左右，提前做好购置计划，以便发生故障或校准不通过时能及时更换，保证机器正常运行。很多故障是人为因素引起的，做好临床应用培训，更好指导临床医务人员去使用操作机器，会减少很多误操作，减少设备故障率，提高设备使用效率。
4 总结
潮气量不准确、氧浓度显示不准确、漏气和管道压力高是Ohmeda 7100 麻醉机最常见的故障。通过以上故障分析，一般能解决大部分出现的故障。作为医工人员，了解麻醉机工作原理和基本结构，只是做好维修还是不够的，定期做好预防性保养，确保设备完好率百分之百，提高设备使用效率，才能更好为临床提供服务。
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Working Principle and Fault Analysis of Ohmeda7100 Anaesthesia Machine