德尔格Carina呼吸机的气路原理及故障处理
时间：2023-01-18 10:50:16 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
王欢，庄良婷，张文亮，杨锡婷，曾锦清(通信作者)
广州医科大学附属第一医院(国家呼吸医学中心)设备科 (广东广州 510163)
呼吸机属于生命支持系统中的关键设备，作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，其已被广泛用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中。德国德尔格公司生产的Carina呼吸机是一款高性能无创呼吸机，主要为需要辅助通气的患者提供无创通气[1]。该设备具有小巧、紧凑的外形，不仅可节约工作空间，且便于携带，可随时用于亚重症患者的治疗中。本文主要介绍德尔格Carina呼吸机的气路原理，并分析该设备使用中的常见故障原因及故障处理方法，以供同行参考。
德尔格Carina呼吸机外观见图1，各功能单元见图2。气路原理(见图3)：首先，环境空气经过压力单元进行气体压缩后进入控制及处理单元，氧气由氧气端口进入氧气测量单元再进入控制及处理单元；
然后，由控制及处理单元反馈信号给氧气测量单元及压力单元，实现对混合气体流量和压力的调节，主要是通过计算德尔格呼吸软管的设定值和流量阻力导致的压力损失，结合通气算法得出的结果，并通过对流量和压力的持续计算，以保持潮气量处于恒定级别[2]；
最后，气体会通过患者系统选择的呼气阀类型进入呼吸回路，最终到达患者。
图1 德尔格Carina呼吸机的外观
注：1为把手；
2为屏幕，显示通气信息；
3为按钮，用于选择功能和通气参数；
4为中央旋钮，用于设置、确认功能和参数；
5为声音暂停2 ；
6为LED指示灯，用于指示电源；
7为“启动/待机”按钮，用于在待机和通气状态；
8为“选择菜单”按钮，用于打开通气设置、报警、监测值、系统设置、互授菜单
图3 德尔格Carina呼吸机的气路原理
2.1 故障一
故障现象：泄漏阀堵塞报警。
故障原因分析：引起该故障的原因一般是患者吸气管路压力异常增高，经分析气路原理和结构可知，与该故障有关的关键部件为压力传感器、患者管路和呼吸回路。
故障处理：首先，排查呼吸回路选择是否正确，经检查，发现使用的是带泄漏阀的呼吸回路，选择正确，接下来，检查呼吸管路，未发现扭结及积水现象，且呼气阀未堵塞，故考虑压力传感器故障，由于此款呼吸机的“Service”模式中无压力传感器显示界面，故只能外接压力表比对设备测量值，经使用压力通气模块进行长时间测试，发现通气初期不会报泄漏阀堵塞，约2 h后报警出现，经比对外接压力表，发现外接压力表与设备的显示压力不一致，设备显示压力高于外接压力表并有10 mbar左右的波动，因设备各部件外观完好无破损，气路及电路连接良好，故认为此次故障很可能是由于压力传感器引起，经更换压力传感器后，未再出现泄漏阀堵塞报警，故障排除。
2.2 故障二
故障现象：呼吸机氧浓度设置值与呼吸机显示测量值不一致。
故障原因分析：德尔格Carina呼吸机内部气路见图4，在气路控制方面，首先，通过高压氧气入口供应氧气，氧气经过过滤器F5，进入电控氧气流量阀V5，通过该阀控制氧气流量，其次，氧气通过文丘里管R4进入氧气测量装置，最后，氧气进入涡轮机中与空气混合；
在电路控制方面，使用氧气流量传感器DPS3对氧气流量进行测量，通过测量结果来调节氧气流量阀V5，以达到控制氧气流量及浓度的目的；
因此，若气路控制或电路控制出现故障，均可能导致呼吸机的实际氧浓度达不到设置值。
注：1为进气口；
2为涡轮机；
3为监测装置；
4为呼气阀；
5为泄漏阀；
6为氧气定量装置；
7为氧气测量装置；
8为氧气端口LPO；
9为氧气端口HPO
故障处理：首先，检查电路，未发现氧气流量阀V5和氧气流量传感器DPS3显示的标准数值存在异常；
其次，检查气路，因可能造成气流不稳定的单元部件包括过滤器F5、止回阀CV6、文丘里管R4、氧气定量装置、氧气测量装置、涡轮机及相应的管路，故打开设备外盖，对上述部件进行逐一排查，在检查的过程中，发现氧气测量装置与涡轮机之间的管路快速接口处有形变，其余各部件外观均完好无破损且连接良好；
最后，经更换发生形变的连接管并进行测试，发现设备运行正常，故障排除。
2.3 故障三
故障现象：当吸气压力大于30 mbar时，呼吸机出现严重泄漏，发出气道压力过低报警。
故障原因分析：初步怀疑管路有漏气，用模拟肺进行测试，发现压力波形平台不平整，并且出现下降趋势，进一步增大吸气压力时发现压力波形平台下降明显，考虑是由于内部漏气引起气道压力过低报警。
故障处理：确定漏气点是关键，经对呼吸机以最大吸气压力40 mbar和最大吸气时间3.3 s进行通气，在安全阀CV3处发现有明显的气体逸出，此阀是一种机械阀，能够承受的最高压力是60 mbar，经测试，发现当吸气压力为40 mbar时，已经出现漏气，故考虑机械阀出现故障；
经检查，发现机械阀通气端有破损开裂的情况，其余各部件外观完好无破损，气路及电路连接良好，经更换新的机械阀后，故障现象不再出现，故障排除。
2.4 故障四
故障现象：临床反映，使用呼吸机时偶尔出现送气压力不够、气道压力过低报警，经现场查看，发现压力波形异常，压力接近0 mbar。
故障原因分析：经分析，可能导致此故障的原因包括外周回路连接异常，存在漏气情况；
气源部分存在进气异常；
气路及电路连接异常等。
故障处理：检查外周回路，未发现异常；
调节参数增大吸气压力，但压力值未发生变化；
撤去外周回路后，发现吸入端出气量很少，使用单气源进行测试，将氧浓度调至21%，拔掉氧气，故障依旧，而将氧浓度调至100%，报警消除，进气正常，监测参数与设置参数一致，故考虑进气过滤器HEPA出现故障；
德尔格Carina呼吸机是内置涡轮机设计，工作时会从周围抽取环境空气，经进气过滤器HEPA对抽取的空气进行过滤，捕捉0.5 μm以上的颗粒灰尘及各种悬浮物[3]，其中，进气过滤器HEPA主要由滤芯和壳体两部分组成，对其的基本要求是过滤效率高、流动阻力低、能够较长时间连续使用等[4]，而若进气过滤器HEPA使用时间过长，则会增加流动阻力，从而触发设备增加工作功率，提升涡轮机的转速，这种情况会对呼吸机电路板及涡轮机的寿命产生较大的影响，严重时还会造成呼吸机进气不足，甚至出现呼吸机不送气、运行正常的假象，危及患者生命[5-7]，因此，需要对进气过滤器HEPA进行日常使用监测并定期更换滤芯，以保证设备进气处于最佳状态，此次因设备其余各部件外观均完好无破损，气路及电路连接良好，故认为此次故障很可能是由于进气过滤器HEPA引起，经更换进气过滤器HEPA后，故障排除。
呼吸机属于生命支持必不可少的设备，因此，确保设备的正常运行非常必要。工程师应做好对呼吸机的日常维护保养和周期性预防维修工作，提高呼吸机的质量控制与管理水平，进而降低设备故障发生率及维修成本，提高设备的使用效率，使其更好地为临床服务。
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