李真，馬憲禮（通信作者），李云，張福安

1 江蘇省蘇北人民醫(yī)院 （江蘇揚(yáng)州 225001）；2 揚(yáng)州大學(xué) （江蘇揚(yáng)州 225009）

血透機(jī)已成為臨床治療腎功能衰竭患者普遍且有效的工具，其主要功能為幫助腎臟疾病患者排出血液中毒素、去除多余水份、調(diào)節(jié)pH 及電解質(zhì)平衡。血透機(jī)內(nèi)部控制系統(tǒng)傳感器種類(lèi)較多，透析液溫度、電導(dǎo)率、壓力、流量等參數(shù)存在一定相互影響[1]?？蛇_(dá)矩陣是表示系統(tǒng)要素間任意次傳遞性二元關(guān)系或有向圖上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間通過(guò)任意長(zhǎng)路徑可達(dá)到情況的方陣。若在血透機(jī)元器件A 功能要素Si和元器件B 功能要素Sj間存在某種傳遞性二元關(guān)系，或在有向圖上存在著由節(jié)點(diǎn)i 至j 的有向通路時(shí)，則稱(chēng)Si是可以到達(dá)Sj的。本研究采用可達(dá)矩陣分析方法以血透機(jī)進(jìn)水模塊各元器件的影響為研究方向進(jìn)行分析。

1 進(jìn)水模塊基本構(gòu)成

血透機(jī)進(jìn)水加熱系統(tǒng)的除氣回路主要由除氣旁路閥（VEB）、除氣壓力傳感器（PE）、除氣室（EK）、除氣泵（EP）、加熱前溫度傳感器（TSHE）、雙級(jí)加熱器（H）、除氣溫度傳感器（TSE）等元器件構(gòu)成圖1。除氣壓故障會(huì)影響除氣泵的轉(zhuǎn)速，同時(shí)加熱器和溫度傳感器均會(huì)受到影響，EK 漏氣及VEB開(kāi)關(guān)會(huì)影響除氣壓變化，造成后續(xù)連鎖反應(yīng)。2 個(gè)溫度傳感器出現(xiàn)故障，會(huì)影響加熱器功率，從而影響對(duì)方加熱傳感器，具體元器件互相影響，見(jiàn)表1。

表1 元器件互相影響鄰接矩陣

圖1 血透機(jī)進(jìn)水加熱系統(tǒng)的除氣回路

2 可達(dá)矩陣分析法

通過(guò)對(duì)血透機(jī)進(jìn)水加熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理分析，對(duì)元器件相關(guān)影響確認(rèn)后得出鄰接矩陣、可達(dá)矩陣、可達(dá)集、先行集、共同集和起始集并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行級(jí)位劃分[2-3]，結(jié)合醫(yī)學(xué)工程實(shí)際情況對(duì)本次計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。VEB、PE、EK、EP、TSHE、H、TSE 分別記為1、2、3、4、5、6、7?？蛇_(dá)集R（Si）是在可達(dá)矩陣中由系統(tǒng)要素（Si）可到達(dá)的要素所構(gòu)成的集合；先行集A（Si）是在可達(dá)矩陣中可到達(dá)Si的諸系統(tǒng)要素構(gòu)成的集合；共同集C（Si）是Si在可達(dá)集和先行集的共同部分；系統(tǒng)要素集合S的起始集B（S）是在S 中只影響（到達(dá)）其他要素影響（不被其他要素到達(dá)）的要素所構(gòu)成的集合。例如，VEB 發(fā)生故障會(huì)對(duì)VEB、PE、EP、TSHE、H、TSE 產(chǎn)生影響，即對(duì)應(yīng)的R（Si）為1、2、4、5、6、7；VEB、PE、EK、EP 發(fā)生故障會(huì)對(duì)VEB 產(chǎn)生影響，即對(duì)應(yīng)的R（Si）為1、2、3、4；Si在可達(dá)集和先行集的共同部分C（Si）為1、2、4；EK 發(fā)生故障對(duì)其他元器件功能造成影響，其他因素不能影響EK 的功能，因此E 對(duì)應(yīng)的B（S）為3，其他元器件對(duì)應(yīng)的B（S）數(shù)值為空。以此可類(lèi)列出所有元器件的可達(dá)集、先行集、共同集。區(qū)域內(nèi)級(jí)位劃分是建立多級(jí)遞階結(jié)構(gòu)模型的關(guān)鍵，即確定某區(qū)域內(nèi)各要素所處層次地位的過(guò)程。P 是由區(qū)域劃分得到的某區(qū)域要素集合，其最高級(jí)要素即該系統(tǒng)的終止集要素。級(jí)位劃分的方法如下：確定整個(gè)系統(tǒng)要素集合的最高級(jí)要素后，可將將其去掉，再求剩余要素集合的最高級(jí)要素，直至確定出最低一級(jí)要素集合（即Ll）。P1-L0后，C（Si）=R（Si）的要素為5、6、7（用√標(biāo)記出），因此L1={S5、S6、S7}。以此類(lèi)推，L2={S1、S2、S4}，L3={S3}。該區(qū)域進(jìn)行級(jí)位劃分的結(jié)果為Π（P1）=L1，L2，L3={S5、S6、S7}，{S1、S2、S4}，{S3}?？蛇_(dá)集、先行集、共同集、起始集列表及極位劃分表，見(jiàn)表2。繪制出遞階結(jié)構(gòu)模型圖，見(jiàn)圖2。

表2 可達(dá)集、先行集、共同集、起始集列表及極位劃分表

圖2 級(jí)位劃分

3 故障案例

3.1 故障一

3.1.1 故障現(xiàn)象

在透析過(guò)程中貝朗血透機(jī)黃燈報(bào)警，提示“除氣壓力低”。

3.1.2 故障分析與處理

除氣壓PE 為-241 mmHg，除氣泵轉(zhuǎn)速顯示3 000 r/min，配合護(hù)士將患者回血下機(jī)，使用備用機(jī)將患者重新上機(jī)，開(kāi)始對(duì)除氣部分進(jìn)行檢修。除氣室的氣密性為第3 級(jí)，即起始集，除氣室的密封性能出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致抽負(fù)壓困難，使TSE 示數(shù)出現(xiàn)不穩(wěn)定，在負(fù)反饋的作用下除氣泵轉(zhuǎn)速增大；漏氣嚴(yán)重會(huì)造成管路進(jìn)入氣泡，造成溫度傳感探測(cè)溫度偏差，加熱絲功率也會(huì)受到影響。因此除氣室的氣密性為除氣故障首先需要考慮因素[4]。除氣室玻璃管破裂可導(dǎo)致漏氣，玻璃管路兩端的橡膠密封圈老化也會(huì)導(dǎo)致漏氣。正常透析過(guò)程中，除氣泵轉(zhuǎn)速約為1 800 r/min，除氣壓PE 應(yīng)為-550 mmHg 左右，此時(shí)除氣泵轉(zhuǎn)速雖快，但壓力無(wú)法到達(dá)-550 mmHg左右，說(shuō)明除氣室模塊存在漏氣現(xiàn)象。使用血管鉗夾閉除氣室一端硅膠管路，另一端連接注射器打入空氣，發(fā)現(xiàn)除氣室底部有氣泡冒出，結(jié)果為除氣室的玻璃管破裂。更換除氣室玻璃管后，自檢狀態(tài)下，除氣壓和除氣泵速正常。

3.2 故障二

3.2.1 故障現(xiàn)象

貝朗血透機(jī)在消毒階段，消毒時(shí)間停滯。

3.2.2 故障分析與處理

消毒階段，血透機(jī)消毒時(shí)間停滯，除氣泵、正負(fù)壓泵停轉(zhuǎn)，點(diǎn)開(kāi)工程師界面，PE 顯示128 mmHg，加熱絲功率顯示為0%，打開(kāi)除氣部分機(jī)艙門(mén)，有液體滲漏，發(fā)現(xiàn)除氣泵連接的不銹鋼腔體有液體飛濺出，導(dǎo)致除氣壓傳感器被淋濕。漏水使除氣壓力傳感器PE 參數(shù)偏移為正值，最終導(dǎo)致各種泵體和加熱絲進(jìn)入待機(jī)保護(hù)。VEB、PE、EP 三部分互相影響，如VEB 開(kāi)關(guān)失敗，會(huì)影響PE 示數(shù)，從而影響EP 轉(zhuǎn)速；PE 示數(shù)不穩(wěn)定或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)有偏差會(huì)造成EP 轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，也會(huì)影響VEB 關(guān)斷；除氣泵轉(zhuǎn)速不準(zhǔn)確或性能不夠會(huì)造成PE 示數(shù)不穩(wěn)定及影響VEB 開(kāi)關(guān)。VEB、PE、EP 為第2 級(jí)，受第3 級(jí)除氣室影響。關(guān)機(jī)后，拆卸除氣泵腔體發(fā)現(xiàn)腔體破裂，進(jìn)行配件更換，使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)進(jìn)水部分進(jìn)行干燥，特別對(duì)連接除氣壓傳感器的排線(xiàn)進(jìn)行干燥處理。完畢后，開(kāi)機(jī)進(jìn)入沖洗界面，除氣泵運(yùn)轉(zhuǎn)且腔體無(wú)漏液，PE 顯示-83 mmHg 處于正常區(qū)間，正負(fù)壓泵、AB 濃縮液泵、超濾泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，執(zhí)行自檢程序通過(guò)，執(zhí)行消毒程序通過(guò)，故障排除。

3.3 故障三

3.3.1 故障現(xiàn)象

貝朗血透機(jī)紅燈報(bào)警，提示透析液“溫度太低”。

3.3.2 故障分析與處理

TSE 顯示36.5 ℃，但B 濃縮液溫度傳感器TSBIC 和透析液溫度傳感器TSD、TSD_S 分別顯示32.2、32.1、32.1℃。貝朗血透機(jī)在上機(jī)前10 min 由TSE 控制整體管路溫度，當(dāng)設(shè)定透析液為36.5℃后，管路中所有傳感器都應(yīng)穩(wěn)定在36.5℃左右，此時(shí)TSE 顯示溫度和其他傳感器顯示的溫度有較大差距，初步判定為T(mén)SE 出現(xiàn)過(guò)高偏移。TSE 示數(shù)偏移，導(dǎo)致血透機(jī)溫度報(bào)警。TSHE、H、TSE 三部分互相影響，加熱絲的功率會(huì)直接影響溫度傳感器，溫度傳感器任何一項(xiàng)示數(shù)有漂移都會(huì)影響加熱絲工作，進(jìn)而影響另一個(gè)溫度傳感器的探測(cè)示數(shù)。此3 部分為第1 級(jí)，受第2 級(jí)元器件直接影響，受第1 級(jí)除氣室間接影響。當(dāng)TSE 顯示為36.5 ℃時(shí)，加熱絲停止工作，實(shí)際未達(dá)到設(shè)定溫度，此時(shí)其他溫度傳感器會(huì)將低溫現(xiàn)象反饋給血透機(jī)，產(chǎn)生低溫報(bào)警。配合護(hù)士將患者回血下機(jī)，使用備用機(jī)將患者重新上機(jī)，開(kāi)始對(duì)TSE 進(jìn)行檢修。先對(duì)TSE進(jìn)行溫度定標(biāo)，進(jìn)入沖洗界面，TSE 數(shù)據(jù)和其他傳感器監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)仍有差距。更換TSE 并定標(biāo)，沖洗和自檢狀態(tài)下，所有溫度都穩(wěn)定且相近，自檢溫度合格，故障排除。

4 總結(jié)

進(jìn)水除氣模塊是血透機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)保障，血透機(jī)在自檢或治療狀態(tài)下的數(shù)據(jù)診斷界面，選擇主要的參數(shù)予以羅列，包含了溫度、電導(dǎo)率、壓力、流量、漏血系數(shù)等。本研究使用可達(dá)矩陣分析法對(duì)血透機(jī)的部分系統(tǒng)進(jìn)行分析并繪制出遞階結(jié)構(gòu)模型圖，為血透機(jī)進(jìn)水除氣模塊的故障排除提供了一定思路，具有一定成效[5]。后續(xù)會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)系統(tǒng)工程的相關(guān)研究方法，對(duì)重要傳感器參數(shù)進(jìn)行模型化分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)備元器件、參數(shù)間更多潛在聯(lián)系，充分保障血透機(jī)參數(shù)穩(wěn)定，最終使得透析醫(yī)療質(zhì)量得到提高。