昆明市兒童醫(yī)院設(shè)備科 （云南 昆明 650034）

內(nèi)容提要： 血氧飽和度的監(jiān)測是判斷呼吸循環(huán)功能是否正常的是一項十分重要的監(jiān)測指標(biāo)。文章將分析監(jiān)護(hù)儀中血氧飽和度模塊的基本結(jié)構(gòu)，并針對多種故障現(xiàn)象提出維修建議。旨在對保障監(jiān)護(hù)儀在臨床醫(yī)學(xué)工作中的正常運(yùn)行提供一些方法和手段。

監(jiān)護(hù)儀在現(xiàn)代臨床醫(yī)護(hù)工作中，已經(jīng)是一種不可或缺的醫(yī)療設(shè)備，而監(jiān)護(hù)儀的多種生理監(jiān)測指標(biāo)中，血氧飽和度（SpO2）的監(jiān)測更是一項極為重要的監(jiān)測指標(biāo)，該項指標(biāo)的正常與否，直接標(biāo)示著患者呼吸循環(huán)功能的是否正常[1]。維護(hù)醫(yī)療設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保障患者SpO2重要指標(biāo)的正常監(jiān)測是尤為重要的一項工作。

1.SpO2的測量原理

監(jiān)護(hù)儀SpO2檢測是通過無創(chuàng)方式的光電傳感器獲得的，它通過固定于被測者手指上的指夾或指套中的雙二極管分別發(fā)射紅光和紅外發(fā)光，兩種不同波長的光線透過指間組織床被光敏接收二極管接收，從而獲得光電轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)[2,3]。SpO2是測定血液中輸送O2到各組織器官的氧合血紅蛋白（HbO2）和還原血紅蛋白（Hb）的百分比值，測量時，利用HbO2和Hb光譜吸收有差異的特性，由指套中的紅光和紅外光二極管分別發(fā)射波長為660nm和940nm波長的脈沖紅光和紅外光，兩種不同波長的光線透過指套中的指間搏動動脈血管，分別被血液中的HbO2和Hb隨動脈血液的脈動作差異性的吸收，未被吸收的光量，被指套中的光敏接收二極管經(jīng)光電轉(zhuǎn)換為電量數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)護(hù)儀主機(jī)。主機(jī)中的SpO2模塊將電量信號經(jīng)過波形整形差分放大，A/D轉(zhuǎn)換后通過特定程序的算法處理后，輸送至顯示屏上顯示SpO2數(shù)據(jù)和波形[4]。

2.SpO2模塊的基本組成

PM9000的SpO2模塊，是兩塊電路板上下隔疊架空，兩塊板之間通過P2與J3和P3與J1接口插接，其基本結(jié)構(gòu)由紅光紅外光發(fā)射和接收電路（傳感器）、光電驅(qū)動電路、CPU；MCU；ROM；RAM、通訊電路、A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路，信號處理電路、看門狗電路、電源電路等部分組成[5]。SpO2模塊的CPU、MCU與ROM、SRAM完成對血氧飽和度模塊的數(shù)據(jù)處理及內(nèi)部電路的控制和外接通訊，晶振EC12.1提供12.1MHz的時鐘源振蕩信號，ROM為RD28F1602C3B90存儲固化程序，HC595作為數(shù)據(jù)緩存，由NEC2501、H11L1光電耦合器作收發(fā)兩路串口通訊的隔離。驅(qū)動電路在微控制器MSP430F1121A的控制下產(chǎn)生驅(qū)動電流，經(jīng)84DR80K進(jìn)行波形脈沖整形，收發(fā)光驅(qū)動電路3483B驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)出脈沖紅光和近紅外光。傳感器光電二極管轉(zhuǎn)換的電量信號，通過AD820、OP284F運(yùn)算放大器電路和偏置電路得到采樣信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸至CPU/ADSL-21061L進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，偏置電路的偏置電壓和驅(qū)動電路的輸入由MCU/MSP430F1121A控制DAC8403AF實現(xiàn)。血氧模塊的電源電路由穩(wěn)壓電路LM78L05A與精密電源電壓監(jiān)控器（看門狗）電路ADM705提供[6]。SpO2模塊的外部接口為P1和P4接口，P1為電源和通訊接口，P4為光電傳感器接口。

3.SpO2模塊的故障分析和維護(hù)

由第一章和第二章SpO2的測量原理和基本電路組成得知，SpO2模塊由外接電路（傳感器與電源通訊）和模塊內(nèi)電路（數(shù)據(jù)處理CPU；MCU；ROM；RAM、光驅(qū)動電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號處理電路、模塊內(nèi)電源電路）兩部分組成。在維修SpO2的故障模塊時，應(yīng)充分考慮SpO2模塊的基本結(jié)構(gòu)組成和原理，利用醫(yī)療設(shè)備電路故障的多種判斷方法和維修手段對故障模塊予以維護(hù)[7]。

3.1 故障一

故障描述：顯示屏無SpO2顯示，提示SpO2傳感器脫落，傳感器無紅光發(fā)射。

分析及維修：采用替換法，用一套全新傳感器替換原傳感器插接主機(jī)，故障現(xiàn)象消除。用萬用表結(jié)壓降檔測量故障傳感器相關(guān)接口電極腳，顯示紅光二極管結(jié)壓降無窮大。用利器沿傳感器透明膠窗口邊沿切開（注意切割時不要損傷和保留發(fā)射窗口透明膠體），剝離出紅光紅外光二極管座，發(fā)現(xiàn)紅光二極管引腳與接線脫焊，重焊后，用透明玻璃膠封后故障傳感器修復(fù)。紅光和紅外光發(fā)射二極管是正負(fù)極反向并聯(lián)并復(fù)合封裝于一個發(fā)射向透明的基座內(nèi)，有兩個引腳導(dǎo)出，測量其管子的結(jié)壓降時，可用萬用表交換紅黑表筆對兩只引腳進(jìn)行測量[8]。

3.2 故障二

故障描述：顯示屏無SpO2顯示，提示SpO2傳感器脫落，傳感器有紅光發(fā)射。

分析及維修：采用排除法，用新傳感器接入主機(jī)，故障現(xiàn)象消除。測量傳感器相關(guān)電極，紅光紅外光發(fā)射二極管結(jié)壓降正常，而光敏接收二極管結(jié)壓降無窮大，切開傳感器接收窗邊沿密封膠觀察，光敏光電轉(zhuǎn)換二極管脫焊，測二極管引腳正向結(jié)壓降為0.6V正常，重焊后膠封修復(fù)傳感器。

3.3 故障三

故障描述：顯示屏無SpO2顯示，傳感器無紅光發(fā)射。

分析及維修：采用比較法，將故障機(jī)傳感器接入另一臺相同類型的正常監(jiān)護(hù)儀，故障消除。分析故障應(yīng)在SpO2模塊，用相同型號監(jiān)護(hù)儀正常血氧模塊替換故障模塊后，故障解除。測量故障模塊外接電源輸入接口P1電壓正常，測穩(wěn)壓塊LM78L05A輸入腳8腳電壓正常，測輸出腳1腳則無5V電壓輸出，判斷穩(wěn)壓集成塊LM78L05A故障，換新穩(wěn)壓塊后試機(jī)故障修復(fù)。

3.4 故障四

故障描述：顯示屏無SpO2顯示，傳感器無紅光發(fā)射。

分析及維修：將故障機(jī)傳感器接入另一臺相同類型的正常監(jiān)護(hù)儀，比較后排出傳感器故障。分析故障應(yīng)在SpO2模塊，用正常血氧模塊替換故障模塊后，故障解除。測量故障模塊外接電源輸入P1接口電壓正常，穩(wěn)壓塊LM78L05A輸入腳8腳電壓正常，輸出腳1腳5V電壓輸出正常。由此判斷可能微控制器電路未工作，懷疑EC12.1晶振故障，用萬用表R×10K檔測量晶振，阻值為830Ω，正常值應(yīng)為∞，確定晶振EC12.1故障，換新晶振EC12.1焊接后通電試機(jī)故障排除。

監(jiān)護(hù)儀的SpO2傳感器在臨床使用中，由于使用時經(jīng)常的機(jī)械外力拉拽軟質(zhì)膠指套，所以導(dǎo)致大量的傳感器因此故障，而故障又多為內(nèi)部接線斷線或脫焊，單只傳感器都價值幾百元，對于外觀無損傷的傳感器應(yīng)予以及時的修復(fù)，并利用血氧模擬器作傳感器性能測試正常后重新投入臨床使用，以保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和不必要的浪費(fèi)[8]。