ERBEJET2水刀的原理及常見故障的分析維修

愛爾博（上海）醫(yī)療器械有限公司，上海 200336

引言

1982年，Papachristou等[1]使用水刀成功實(shí)施了肝葉切除術(shù)，首次將水刀切割技術(shù)應(yīng)用在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。1990年，德國的Rau將專門設(shè)計(jì)的醫(yī)用水刀應(yīng)用于臨床實(shí)踐[2]。此后，醫(yī)用水刀在各外科手術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。目前，醫(yī)用水刀已成為實(shí)質(zhì)性器官手術(shù)中的重要手術(shù)工具[3]。ERBEJET2是ERBE公司最新型號(hào)醫(yī)用水刀，廣泛應(yīng)用于肝膽外科[4]、泌尿外科[5]、神經(jīng)外科[6]、頜面外科[7]、婦科[8]、消化內(nèi)科[9]和呼吸內(nèi)科[10]，配合ERBE公司的電外科設(shè)備，整合成水電一體的超級(jí)工作站。隨著國內(nèi)市場上ERBEJET2水刀的廣泛普及，相應(yīng)的報(bào)修量也隨之增加。本文通過ERBE維修中心三個(gè)實(shí)際維修案例，總結(jié)分析了排查水刀常見故障的過程，以期為廣大臨床醫(yī)工人員的日常維修思路提供參考。

1 設(shè)備原理

ERBEJET2水刀于2007年面世，相較于清創(chuàng)用水刀，ERBEJET2水刀水束直徑達(dá)到120 μm，水壓可控范圍為1～80 bar，能達(dá)到更精細(xì)的組織選擇性切割和水束分離。

水刀切割原理是利用不同組織之間韌性和彈性的差異，通過調(diào)節(jié)水流壓力，即可將不同韌性和彈性的組織結(jié)構(gòu)加以選擇性的解剖分離。在特定水流壓力下，較軟的組織被切斷，而血管及神經(jīng)等韌性較強(qiáng)的組織可以完整的保留下來[11]。

ERBEJET2水刀的動(dòng)力原理和水路原理如圖1～2所示，ERBEJET2水刀具有兩個(gè)同時(shí)運(yùn)行的動(dòng)力泵，馬達(dá)組件通過兩條單獨(dú)的傳動(dòng)帶運(yùn)行兩個(gè)泵，泵1在泵出生理鹽水時(shí)，泵2同時(shí)在進(jìn)水，從而能夠持續(xù)不斷的提供1～80 bar的穩(wěn)壓和120 μm的水束。控制模塊通過控制供電板的電流，進(jìn)而控制馬達(dá)組件的功率，從而達(dá)到控制調(diào)節(jié)水壓的效果。

圖1 基本動(dòng)力原理簡圖

圖2 基本水路原理簡圖

2 維修實(shí)例

2.1 實(shí)例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

一次性復(fù)式泵正常安裝，充注生理鹽水后水刀可正常激發(fā)，但是水束流量不穩(wěn)定。

2.1.2 故障分析與排除

此故障是臨床中最常遇到的一種，通常是由于一次性復(fù)式泵重復(fù)使用，導(dǎo)致其性能降低，因而發(fā)生故障。因此，更換一次性復(fù)式泵即可解決。雖然全國人大、國務(wù)院、衛(wèi)生部頒布多部法律和條文規(guī)定一次性耗材不可重復(fù)使用[12-14]，但臨床上醫(yī)生出于對(duì)醫(yī)療成本等的考慮，還是有重復(fù)使用的現(xiàn)象。具體到水刀泵，之所以設(shè)計(jì)成一次性使用是為了使水刀動(dòng)力部分和無菌生理鹽水部分隔離，如果重復(fù)使用會(huì)降低管路密封性和造成堵塞，進(jìn)而影響水束流量和壓力。

極少情況下更換一次性復(fù)式泵仍然無法解決，此時(shí)機(jī)器報(bào)錯(cuò)：J-11。此時(shí)開機(jī)對(duì)內(nèi)部情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)器內(nèi)有明顯水漬，然后打開泵組模塊的蓋子，檢測泵的運(yùn)行情況如圖3所示。通過檢查發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)泵螺紋中有明顯污漬，導(dǎo)致在傳動(dòng)過程中泵運(yùn)行不暢。因此推測是生理鹽水或染色劑漏液至傳動(dòng)螺紋所致，需要將螺紋上污漬去除。使用φ1.8 cm和φ1.0 cm兩種梅花頭螺絲刀拆卸泵組模塊，拆卸后如圖4所示。將其放入功率600 W以上超聲波清洗機(jī)中，用70℃的水清洗30 min。不可使用生活中常用的酸性物質(zhì)、活性氧清洗等化學(xué)方法以及鋼絲球、百潔布擦洗等物理方法，上述方法會(huì)對(duì)螺紋表面造成非預(yù)期不均勻磨損或破壞，影響水刀性能[15]。清洗后晾干安裝復(fù)位，此時(shí)應(yīng)檢查傳動(dòng)帶磨損程度，如有明顯磨損痕跡，建議可預(yù)防性更換傳動(dòng)帶。復(fù)位過程中要注意傳動(dòng)帶的松緊度，過松過緊都會(huì)影響傳動(dòng)泵速和使用壽命[16]。一般使用配套專用檢測工具（圖5）測試應(yīng)力合格后方可使用，從而確保水刀的正常工作和延長傳動(dòng)帶的使用壽命。

圖3 內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體圖

圖4 泵組模塊

圖5 傳動(dòng)帶松緊度檢測工具

2.2 實(shí)例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后自檢程序正常，屏幕花屏，按鍵無反應(yīng)。

2.2.2 故障分析與排除

首先拆機(jī)檢測前面板（圖6），B1位置為面板供電端口。通過萬用表檢測各關(guān)鍵部位電容C135，C151，C196是否被擊穿，因?yàn)檫@幾個(gè)電容是復(fù)數(shù)條電路的交匯點(diǎn)，被擊穿可能性較高。如果電容被擊穿，則一般情況只要重新焊接相應(yīng)電容即可修復(fù)。如電容正常，則需要檢測主芯片IC116的TEST和GND針腳，正常阻抗范圍為（0.75±0.05）kΩ。如果主芯片損壞，則不可修復(fù)，需要更換芯片或控制板。

圖6 前面板

此例前面板無問題則可以判斷是屏幕（圖7）出現(xiàn)故障，使用萬用表檢測圖示標(biāo)志的芯片G10431的TEST和GND針腳阻抗。此芯片阻抗正常值為（0.5±0.05）kΩ，若超出正常值，需更換芯片或控制板。此例更換主芯片后機(jī)器恢復(fù)正常。

圖7 屏幕

2.3 實(shí)例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后無反應(yīng)，屏幕不顯示。

2.3.2 故障分析與排除

首先檢查保險(xiǎn)絲，萬用表調(diào)至蜂鳴檔，檢測電源底座保險(xiǎn)絲是否燒壞，如果燒壞則更換標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)保險(xiǎn)絲（2X T3.15 A）即可。如果保險(xiǎn)絲正常，機(jī)器報(bào)錯(cuò)：J-0B，J-0C，J-0D，則需要進(jìn)一步排查供電模組。通電后，用萬用表測試供電板（圖8）紅黑線（電壓范圍為24±0.01 V）和綠黑線（電壓范圍為5±0.01 V）電壓，如電壓有偏差，則可以斷定為供電模組故障，直接更換供電模組即可修復(fù)。此處不建議維修供電模組，因?yàn)樵趯?shí)際維修經(jīng)驗(yàn)中，維修元器件的供電模組一年內(nèi)二次返修率較高，可能是因?yàn)楣收夏＝M未損壞，但元器件的指標(biāo)已接近臨界值。

如果供電模組輸出正常，則可以判斷是前面板故障，通過萬用表檢測前面板（圖9）所示二極管D 17（1.0±0.05 kΩ）、D30（1.0±0.05 kΩ）、D59（1.0±0.05 kΩ）是否完好，此例中更換D59后機(jī)器恢復(fù)正常。

圖8 供電板

圖9 前面板

3 討論與總結(jié)

水刀技術(shù)伴隨著非血管介入類治療發(fā)展還會(huì)應(yīng)用到越來越多的臨床科室[17]，將來水刀也可能會(huì)融入到手術(shù)機(jī)器人中[18-19]。隨著水刀的普及，故障發(fā)生率也會(huì)逐年增加，這就要求醫(yī)工人員熟悉故障維修的方法。然而如今公開文獻(xiàn)中卻沒有關(guān)于醫(yī)用水刀故障排查及維修方面的內(nèi)容，廣大醫(yī)工人員遇到水刀故障往往束手無策。本文通過ERBE公司近三年的實(shí)際維修案例，分析常見問題，并總結(jié)維修經(jīng)驗(yàn)和故障排查思路。希望能使廣大醫(yī)工人員對(duì)水刀原理、基本結(jié)構(gòu)和常見故障有所了解，嘗試解決或者協(xié)助廠家工程師判斷故障，提高維修效率。

建議醫(yī)院設(shè)備管理人員在每年水刀例行維保過程中要求服務(wù)方對(duì)水刀進(jìn)行界面測試、表現(xiàn)測試、腳踏激活測試、動(dòng)力測試、運(yùn)行測試等，確保水刀各項(xiàng)性能指標(biāo)正常，保障臨床使用效果。同時(shí)也希望廣大醫(yī)工從業(yè)者之間隨時(shí)進(jìn)行水刀相關(guān)故障維修的經(jīng)驗(yàn)交流，共同保障水刀技術(shù)更好地服務(wù)于臨床和患者。