陳雙雙，馮靖祎

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院醫(yī)工信息部 （浙江杭州 310003）

病床是在對患者診斷、治療或監(jiān)護中，用以支撐患者身體，使其保持臨床所需體位的醫(yī)療設(shè)備[1]。病床作為醫(yī)院內(nèi)數(shù)量最多的醫(yī)療設(shè)備，也是醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備維護的重點。本研究以英國ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 多功能監(jiān)護病床為對象，分析其在我院的使用情況，通過對其典型故障進行分析并提出解決方案，探討其設(shè)計缺陷，同時結(jié)合標準YY 0571-2013《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2 部位：醫(yī)院電動床安全專用要求》向電動病床生產(chǎn)企業(yè)提出改善產(chǎn)品質(zhì)量的建議。

1 監(jiān)護病床使用現(xiàn)狀

美國、日本等發(fā)達國家對多功能監(jiān)護病床的研發(fā)較早，經(jīng)過長期發(fā)展，其研制的監(jiān)護病床機械結(jié)構(gòu)設(shè)計較合理，功能配置較齊全[2-4]。當前主流監(jiān)護病床來自美國史賽克、美國Hill-Rom、日本八樂夢、英國ArjoHuntleigh、捷克Linet 等生產(chǎn)廠家。我院主院區(qū)有額定床位2 500張，其中包含監(jiān)護病床200余張，分布于綜合監(jiān)護室、外科重癥監(jiān)護室、急診監(jiān)護室、肝膽胰外科、血液凈化中心、干部保健中心等科室。其中，近一半為英國ArjoHuntleigh 的監(jiān)護病床，該型號病床能夠調(diào)節(jié)靠背、膝蓋的高度以及病床的整體高度，可為重癥患者在護理過程中調(diào)整所需的多種體位（包括特倫德倫伯格臥位等），且具備手動CPR 功能，能較好地滿足重癥看護的護理需求。

2 監(jiān)護病床故障分析

我院每年對監(jiān)護病床進行預(yù)防性維護，執(zhí)行外觀檢查、性能檢查、附件檢查與電氣安全質(zhì)控工作。本研究討論的ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 監(jiān)護病床故障率相對較高，主要有病床背板升降故障、整體升降故障、腿部升降故障、噪聲異響、人為因素故障等。本研究選取了其中發(fā)生率較高的故障進行分析并給出解決方案，旨在為臨床工程師提供參考，并為國產(chǎn)醫(yī)療病床生產(chǎn)企業(yè)提供借鑒。

2.1 故障案例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B病床（圖1）背板保持在最大角度（70°），控制手機無法調(diào)節(jié)背板角度。

圖1 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床結(jié)構(gòu)

2.1.2 故障分析

該病床背板升降的基本原理為：如圖2所示，電源給控制盒供電，當按下控制手機上的升降按鈕（?/?），控制手機下達升降命令到控制盒（④），控制盒解析信號后給電機供電（⑨），電機控制內(nèi)部機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)背板支撐桿的線性伸縮，進而實現(xiàn)背板角度的調(diào)節(jié)。

通過分析病床升降的工作原理可知，導(dǎo)致病床背板無法工作的原因可能有以下幾點：（1）電源故障（①）；（2）控制手機故障（?/?）；（3）控制盒故障（④）；（4）背板電機故障（⑨）；（5）傳輸線故障（?/?/⑥），信號未能成功傳輸。

圖2 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床電力組件布局圖

2.1.3 故障排除

維修人員嘗試使用CPR緊急釋放手柄，無法將病床背板降低，可以判斷電機內(nèi)部存在機械故障；按下控制手機上的“背板下降”按鈕，背板沒有下降，但是可以聽到電機在運轉(zhuǎn)的聲音，由此可以排除電源故障、控制手機故障和傳輸線故障；按下“背板上升”按鈕，背板沒有上升，但是依舊能聽到電機在運轉(zhuǎn)，理論上目前病床背板已經(jīng)處于最大角度，電機不會運轉(zhuǎn)，由此判斷是電機主板或者控制盒故障。

維修人員拆開電機外殼，查看內(nèi)部的機械結(jié)構(gòu)及控制電路（電機的機械工作原理如下：螺母的內(nèi)螺紋和螺桿相嚙合，由電機驅(qū)動螺母轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)螺桿線性伸縮，實際上是一個將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為線性運動的過程），螺桿無法回縮，可能原因是螺母與螺桿脫離移位導(dǎo)致無法工作；將螺桿部分拆開，螺母與螺桿移位，恢復(fù)螺桿與螺母至正常位置，接上電源測試，螺桿可以實現(xiàn)正常伸縮，電機內(nèi)部機械故障得以排除。

病床電機的電路工作原理如下：電機主板給電機供電驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，經(jīng)由齒輪帶動螺桿伸縮，另有限位板（圖3）位于螺桿部位用于監(jiān)測電機螺桿伸縮的長度，通過5個貼片式輕觸開關(guān)來監(jiān)測螺桿的伸縮位置，螺桿伸縮到最短時引腳R-引腳B 呈導(dǎo)通狀態(tài)，伸到最長時引腳R-引腳G 呈導(dǎo)通狀態(tài)。經(jīng)過測試分析，該故障相關(guān)的最大角度限位開關(guān)是R-G 輕觸開關(guān)，通過萬用表檢測該輕觸開關(guān)，發(fā)現(xiàn)其工作正常，意味著當電機螺桿升至最大值時可正確傳遞R-G 導(dǎo)通信號，由此排除電機主板故障。

圖3 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床電機限位板

接下來，維修人員排查控制盒的主板是否存在故障，拆開控制盒，可見變壓器和電源控制板（圖4），交流電輸入220 V 經(jīng)由變壓器輸出34.6 V 至電源控制板，控制板上4組繼電器分別控制4個電機（背板電機、膝蓋彎曲電機、整體升降電機和傾斜電機）的升降。經(jīng)分析，控制盒控制背板升降工作原理如下：控制盒上的引腳2和3分別對應(yīng)電機主板上的R-G 最大角度的輕觸開關(guān)，引腳5和6則負責給電機供電，背板上升時，如果電機螺桿未伸到最長，R-G斷開，引腳2和3處于未導(dǎo)通的狀態(tài)，引腳5和6輸出24 V電壓供電，電機工作；如果電機螺桿伸到最長，則R-G 導(dǎo)通，引腳2和3處于導(dǎo)通狀態(tài)，而引腳5和6停止輸出24 V電壓，電機停止工作。因此，在引腳2和3導(dǎo)通的狀態(tài)下，引腳5和6輸出電壓為零；為驗證上述推斷，且避免再次損壞電機，直接將2和3短接，在此狀態(tài)下按下控制手機，給病床背板上升的信號，測量引腳5和6的輸出電壓，經(jīng)測量5和6有24 V 電壓輸出，由此，可以判斷控制盒主板確實存在故障；拆開控制盒，將兩組控制背板升降的繼電器拆下檢查故障，發(fā)現(xiàn)控制背板上升的繼電器下方主板缺失一個焊盤，未能傳遞背板極限信號；采用跳線方法維修主板后，病床背板停留在最大角度無法調(diào)節(jié)的故障得以修復(fù)。

2.2 故障案例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

監(jiān)護病床背部靠板能夠抬起，但不能放下，控制手機向下按鈕無效。

2.2.2 故障分析與排除

圖4 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床電源控制板

根據(jù)故障現(xiàn)象，推測原因為控制盒故障，為驗證推斷，用正常控制盒替換，發(fā)現(xiàn)電機可正常升降，由此確定為控制盒故障；由于控制板上4組繼電器分別控制4個電機，一個繼電器控制上升，另一個控制下降，推斷故障是由控制電機下降的繼電器損壞所引起，拆下更換同規(guī)格繼電器后故障排除，病床背板可正常升降。

2.3 故障案例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

監(jiān)護病床在升降的過程中發(fā)出異常噪聲，影響患者休息。

2.3.2 故障分析與排除

YY 0571-2013《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2部分：醫(yī)院電動床安全專用要求》[5]中26.101對于電動病床的振動和噪聲提出了相應(yīng)要求，即應(yīng)滿足在載有安全工作載荷時的運動噪聲在1 m距離處，不應(yīng)該超過65 dB。噪聲的發(fā)生可分為2種情況，一種是病床整體上升或下降的過程中發(fā)出噪聲，另一種情況是病床的背板抬起時發(fā)出噪聲。

病床整體升降調(diào)節(jié)的過程中，床體X 型支架在上下平行的2組軌道里滑行，由于軌道是開放環(huán)境容易堆積灰塵，時間久了灰塵會在軌道兩端堆積阻礙X 型床架的移動，從而發(fā)出噪聲。解決及預(yù)防方法為定期清除軌道灰塵，并用防塵潤滑油保護軌道；該病床的X 型支架設(shè)計存在易積灰塵的缺陷，如果軌道設(shè)計為非開放環(huán)境，可以有效避免噪聲的發(fā)生。

病床背板升降調(diào)節(jié)的過程中發(fā)出的噪聲，是由于病床背板與外圍床架之間發(fā)生摩擦而形成的。對于正常病床而言，這兩者之間是存在一定間隙不會相互摩擦的。當病床在使用過程中承受不平衡的負荷之后，會造成病床偏移向一側(cè)，久而久之間隙減少直至相互摩擦產(chǎn)生噪聲。這種故障較難徹底修復(fù)，因此病床使用過程中應(yīng)避免長期受力不平衡。

2.4 故障案例四

2.4.1 故障現(xiàn)象

病床在無任何控制的情況下，腿部自動升起。

2.4.2 故障分析與排除

維修人員根據(jù)經(jīng)驗分析，通常是由于電路板進水引起的誤觸發(fā)，為確定故障原因，嘗試替換控制盒及控制手機均未能解決問題。在排除了控制盒、控制手機、三通線故障后，故障原因定位到護理人員控制面板（attendant control panel，ACP）。在ACP 上配置旋轉(zhuǎn)鎖定開關(guān)，可以實現(xiàn)以下3種鎖定功能：腿部提升鎖定、醫(yī)用電動床高度鎖定、背板角度鎖定。所有控制手機的控制信號經(jīng)過T 型三通線傳遞到ACP 裝置，再傳遞給控制盒，進而控制電機的運轉(zhuǎn)。

維修人員拆開ACP 裝置，發(fā)現(xiàn)主板上一個接口模塊布滿液態(tài)水珠，拆開接口模塊發(fā)現(xiàn)內(nèi)部金屬觸腳也有水漬，該接口模塊與T 型線連接，推斷由此引起誤觸發(fā)，將ACP 進行徹底干燥處理后裝回病床使用，未再出現(xiàn)病床自動升起的故障。

由于ACP裝置被安裝在監(jiān)護病床的左側(cè)、大腿床段下方，與水平面呈45°朝上安裝，T型三通線與ACP的接口呈斜向上45°，且由于接口朝上的安裝位置容易積液，液體進入ACP裝置對電路造成影響，從而引發(fā)該類故障。該病床的說明書中標稱“防危險進液的保護”為IPX4，根據(jù)GB/T 4208-2017《外殼防護等級（IP）代碼》[6]對各防護等級的規(guī)定，IPX4為防濺水，向外殼各方向濺水無有害影響（IPX3為防淋水，IPX5防噴水，IPX6防強烈噴水），顯然該型號監(jiān)護病床的液體防護是有待改進的。

3 總結(jié)與討論

該款病床已在我院使用6年，故障率較高，曾發(fā)生過2次不良事件，2016年7月出現(xiàn)1次控制盒燒毀故障，9月同樣故障再一次發(fā)生，且2次被燒毀的控制盒均為原出廠配件未經(jīng)維修，推斷控制盒燒毀與電池相關(guān)，之前的繼電器故障也與備用電池相關(guān)。2016年將全院所有該型號病床的備用電池拆除，2017年之后繼電器故障相關(guān)維修明顯減少。

本研究對該款病床較為常見的故障進行了分析及排除，現(xiàn)對照標準YY 0571-2013《醫(yī)用電氣設(shè)備 第2部分：醫(yī)院電動安全專用要求》，提出幾點改進建議：（1）關(guān)于防水等級，由于45°朝上的接口設(shè)計容易積水從而損壞病床，這使得該型號病床不能完全滿足IPX4的防水等級；（2）除對新病床的運動噪聲進行測量外，建議標準還應(yīng)考量病床設(shè)計方式是否能在有效使用年限內(nèi)滿足噪聲要求；（3）標準要求在電網(wǎng)電壓中斷的緊急情況下，靠背下降和頭仰臥位必須能實現(xiàn)（52.5.102）。本研究該型號病床的不良事件及諸多故障均與電池的配置有關(guān)，電池是否必需，電池的質(zhì)量該如何進行保障和監(jiān)督均是值得生產(chǎn)企業(yè)和監(jiān)管部門需要思考的。

電動病床屬于二類醫(yī)療設(shè)備，是應(yīng)對其安全性、有效性加以控制的醫(yī)療設(shè)備[7]。電氣設(shè)備的安全問題應(yīng)是產(chǎn)品設(shè)計的核心問題，生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該嚴格遵守有關(guān)標準規(guī)定，加強企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量管控，為用戶生產(chǎn)安全可靠的醫(yī)療設(shè)備。