监护仪结构与故障维修.ppt

1、监护仪的结构与故障维修,XXXX,2013-9-8,监护仪分类,监护仪按物理结构分为：单参数监护仪、多参数监护仪与插件式监护仪（G60）。监护仪按结构可以分为：便携式监护仪、一般监护仪、远测监护仪、Holter磁带记录式心电监测系统。按产品性能和使用功能分为：多参数固化式监护仪、便携式监护仪、插件式监护仪和中央站监护仪。按监测参数方法可分为：无创生命参数监测、有创参数监测及特殊测试参数的监测(血气、生化分析监测、除颤及特殊麻醉气体的监测)。,监护仪的系统结构,(1)传感器-拾取人体生理或生化参数，其次是把拾取到的生理信号转换成相应的电信号输出(2)信号处理系统-电子线路和数字逻辑电路或是微处理

2、机等，实现传感器信号的处理和判断及输出正确可在显示器显示的电信号(3)显示装置-指针式指示器、数字显示器、示波器或信号灯几种等信号显示设备(4)报警装置-分音响和视觉两类报警器，当有危机情况出现时则自动报警通知医护人员(5)控制系统-指电子和机械的自动控制电路，如氧气罐的进气速度，点滴的流速等(6)记录装置-将监视到数据存档,监护仪的基本原理,监护仪所测量的参数分为电量和非电量两种，电量信号如心电信号，直接由电极拾取；非电量信号如血压、体温、呼吸、血氧等都需要通过各种传感器拾取，然后转换为与之有确定函数关系的电信号，再经过放大、滤波、计算、处理等记录和显示。所以，对于非电量的检测，传感器是关键

3、部件。传感器中的敏感元件和转换元件又是直接感测或响应测量转换成电信号的部件。如感测体温的热敏电阻、有创血压检测的传感膜片等，就是敏感元件。转换部件如血氧饱和度中的光电管、呼吸测量中的电桥等；信号调节和转换电路是把传感器元件输出的电信号处理、放大，转换为方便微处理器电路或显示、记录电路处理的信号。,迈瑞PM9000监护仪,功能特点：*大屏幕12.1、彩色TFT*最多显示8道波形*监测参数全面无创：心电（5导联）、呼吸、无创血压、体温、血氧饱和度、脉率有创：双道有创压、心输出量气体：呼吸末二氧化碳、麻醉气体/氧气*心律失常、起搏分析及ST段分析*全参数的72小时趋势图、表回顾、存储最近的400个N

4、IBP测量数值*NurseCall护士呼叫功能*PitchTone脉搏调制音*支持有线、无线联网*他床观察,支架组件前视图(无TFT屏组件),支架组件前视图(无TFT屏组件),支架组件前视图(无TFT屏组件),支架组件后视图,TFT屏组件,PM9000监护仪组成结构框图,主控制部分：驱动人机接口、管理参数测量和向用户提供其他特殊功能人机接口：TFT显示器、记录仪、扬声器、指示灯、按键和编码器等电源部分：包括主电源板、背光板、及电池以及风扇等部分其他辅助功能：网络升级功能,PM9000监护仪结构连接图,其他辅助功能,电源部分,参数测量,人机接口,PE连接器,tube,Temp,ECG,SPO2,

5、NIBP,CO,IBP,(LVDS),(TFT_DIGITAL),(CRT),(FOR9000VGA),(BDM),(FOR509C),ToX4,95V250V,PM9000电源是一个隔离型反激式多路输出的开关电源。95V250V工频交流输入通过共模和差模滤波后送到整流桥BR1,由电容C5滤波后，通过变压器T1、自带PWM控制器的TOPSWITCH227开关管U1、二极管D2及输出滤波电容、电感组成的单端隔离型反激式变换器，把交流输入变换为17.6V单路直流输出。17.6V直流输出经U11MC34167、电感L3和电容C58组成的BUCK变换器变换成稳定的7.3V直流输出供给记录仪使用。17.

6、6V直流输出又经U12MC34167、电感L4和电容C35组成的升降压变换器变换成稳定的12V直流输出供给TFT屏和模块使用。17.6V直流输出再经U10MC34167、电感L5和电容C50组成的BUCK变换器变换成稳定的5V输出供给主控板作工作电源。电源电路维修主要测试点:PWM控制器的开关管3、2脚用示波器测量大致准方波；电容C31两端电压约DC17.6V；电容C58两端电压约DC7.3V；电容C35两端电压约DC12.0V；电容C50两端电压约DC5.0V,ToX4,PE连接器,95V250V,tube,Temp,ECG,SPO2,NIBP,CO,IBP,(LVDS),(TFT_DIGI

7、TAL),(CRT),(FOR9000VGA),(BDM),(FOR509C),电源,主控板,CPU是主控板核心器件，通过总线和I/O线与其他外围模块连接，完成数据通讯、处理和逻辑控制等功能。RTC提供时间、日历信息。CPU可从RTC中提取或修改。CPU通过Ethernetcontroller与以太网进行数据交换。AnalogOutputD/A转换器把CPU传送的ECG或IBP数字信号转换为模拟信号，再通过Filter&Amplifier电路进行低通滤波和放大，提供给外部。VRAM存储显示数据，CPU通过FPGA将显示数据存放到VRAM。FPGA从VRAM中获取显示数据进行处理，送给相应图形显

8、示设备。FPGA扩展多路串口。Watchdog上电时，为CPU、FPGA、EthernetController提供复位信号；提供看门狗定时器输出和电压检测功能。主控板的电源与电源板连接，电源包括5V主电源、12V模块工作电源和一路备用电池电源。FPGA的3.3V工作电源通过直流稳压器产生。主控板装在机内支架组件靠近显示屏一侧，测试维修时可拆下该支架。,心电温度呼吸,心电：输入和保护滤波电路接受传感器送来的心电信号,滤除高频干扰信号,保护电路不受除颤高压和静电放电损害。差分放大电路对心电信号进行第一级放大并抑制共模干扰信号，低通滤波电路滤除心电信号频带外高频干扰信号，PACE信号就是心电起搏信号

9、，PACE抑制电路抑制PACE信号以便心电信号检测，主放大/滤波电路再次对心电信号进行放大和滤波后将心电信号送入A/D转换部分。Pace检测部分从心电信号中检测出PACE信号，将PACE信号传送给CPU。温度检测电路接收温度传感器送来的信号，放大滤波后送给A/D转换部分。,心电信号输入电路,心电信号处理电路,PACE检测,温度检测电路,呼吸信号处理电路,呼吸信号输入电路,产生高频载波,CPU控制系统,A/D转换器将各参数电路处理后的模拟信号转化成数字信号，送入CPU处理,电源及信号隔离电路,主板,通过传感器采集心电、呼吸和体温三个参数信号,并对采集信号进行处理,心电温度呼吸,心电信号输入电路,

10、心电信号处理电路,PACE检测,温度检测电路,呼吸信号处理电路,呼吸信号输入电路,产生高频载波,CPU控制系统,A/D转换器将各参数电路处理后的模拟信号转化成数字信号，送入CPU处理,电源及信号隔离电路,主板,通过传感器采集心电、呼吸和体温三个参数信号,并对采集信号进行处理,呼吸测量基于阻抗法原理,当人体呼吸,胸部起伏造成胸阻变化,胸阻变化调制高频载波信号幅度,将调制后的信号再送给测量电路。呼吸信号输入电路将呼吸信号耦合到检测电路。前级放大电路先对呼吸信号进行放大滤波，检波电路将调制在激励信号上的呼吸波检测出来，电平平移电路去除呼吸信号中的直流分量，主放大/滤波电路再次对呼吸信号进行放大滤波,

11、送往A/D转换部分。Power&signalisolatecircuit：为保证人体安全提供与外部电路的隔离；为各部分电路提供电源；实现CPUSystem与主控板的隔离通讯隔离电源和隔离光耦电路把主系统引入的12V电源经DC/DC转换为心电/呼吸/体温板所需的12V、模拟5V、数字+5V（VCC）、高精度+5V（VDD）四组电源，并实现电气隔离,SPO2,采集人体手指或脚趾在有脉搏情况下对于红光和红外光的透射光信号，再对此信号进行处理得到测量结果。,发光二极管驱动,血氧信号处理,A/D转换,D/A转换,电源和信号隔离,主板,CPU（存储、看门狗、逻辑控制）系统,血氧板提供模拟5V和数字+5V两

12、组电源。发光二极管驱动电路为发光管提供驱动电流，驱动电流大小可调节。血氧信号处理电路：前级放大电路将光电流信号转换为电压信号，并进行第一次放大；增益可调放大电路将信号进一步放大，且增益可调节；偏置电路调节信号的动态范围，将信号送给A/D转换部分。A/D模拟/数字信号转换器,将转换后的数字信号送入CPU进行进一步处理。D/A数字/模拟信号转换器,为发光二极管驱动电路和血氧信号处理电路提供控制信号。CPU完成整个电路的逻辑控制、SPO2参数的数据处理以及与主控板的通讯。,NIBP,血压模块通过一根6芯信号线与转接板相连。其中两根为连通的信号地，两根为串口通讯信号线(TX和RX)，通过转接板连到主控

13、板。剩下两根为两路12V电源线。一路电源通过电路板上的集成稳压器产生5V电源，作为整个系统的工作电源，另一路电源供给充气马达和放气阀。阀门驱动和电机驱动一起完成袖带的充气和放气动作。并且提供电动机的状态信号给A/D转换部分进行检测。NIBP信号是差分输入信号，差分放大电路将双端的差分信号放大并转变为单端信号，同时将一路信号送给A/D，另一路送给隔直放大电路，去除直流成分再进行放大送给A/D检测NIBP压力信号，若超过保护值则将信息传给CPU，由CPU控制Valvedrivecircuit打开阀门进行放气，降低压力。CPU完成逻辑控制、NIBP参数数据处理、与主控板通讯,CO/IBP,IBP信号

14、处理,CO信号处理,CO参数采用热稀释法测量，传感器将注射液温度（TI）和血液温度（TB）两个信号提供给CO信号处理电路。信号被放大，再经过低通滤波后，送到CPU进行处理。TI、TB通道工作原理：探头激励采用恒流源，用模拟开关切换传感器、标准电阻和零输入，然后通过放大滤波电路，送入CPU内部带的12位A/D进行数据采集处理。系统在开机后先对标准电阻和零输入做一次采样，作为对采样值的修正参数。IBP信号是差分信号，经共模滤波后，由差分放大电路进行放大，将双端信号变为单端信号，再经低通滤波后，送到CPU进行处理。IBP1、IBP2通道工作原理：电路传感器激励产生的+5V，用模拟开关切换传感器信号、

15、+7.5mV信号和零输入，然后通过放大滤波电路。送入CPU内部带的12位A/D进行数据采集处理。7.5mV信号是用来检测整个IBP1通道的电路是否工作正常。,记录仪,记录仪模块包括热敏头和电路板两部分。记录仪板通过一根五芯信号线与转接板相连，再通过转接板连到主控板。另外还通过一根两芯的电源线连到电源板（7.2V）。,按键,发光二极管,按键,编码器,喇叭,音频处理,CPU检测按键输入和编码器输入信号；控制LED的状态；控制音频处理电路的运作；音频控制器产生音频信号，驱动喇叭发声。定时清除看门狗定时器；与主控板通讯。,监护仪常见故障,显示、电源心电模块无创血压模块血氧模块,判断依据：1、交流电源指

16、示灯(c11arge灯)亮否2、取出内置电池后是否可以正常开机3、开机时有无“滴”的声音，开机后有无风扇转动。报警指示灯是否闪亮，开机后NIBP测量可否启动?4、TFT屏是否有背景光故障部件：1、电源插座无输入2、保险丝烧断3、电源板，主控板，TFT屏，屏逆变器，按键板以及这些板件间的连线故障。,典型故障黑屏,典型故障白屏、花屏、暗红屏,白屏、花屏说明显示屏有逆变器供电，但是无主控板的显示信号输入。可在机器后面VGA输出口外界显示器，若输出正常，可能屏坏或者屏到主控板接线接触不良；若VGA无输出，可能主控板故障。当打开仪器屏幕显示为暗红色，调节亮度旋钮不起作用。则是背光管老化烧坏所致，需更换背

17、光管。也可直接换屏。,现象：外接电源时，电池电压低报警，机器自动关机分析：装有电池时，此现象说明监护仪工作在电池供电状态且电池电量基本用完，AC输入未正常工作。可能原因：1、220V电源插座本身无电。2、保险丝烧断。若充电也无用，则可能是充电电池损坏或电源板/充电控制板故障引起电池无法充电。,ECG无波形1、首先检查导联模式，5导模式用三导的接法，肯定无波形。2、在确认心电极片贴放位置，心电极片质量无问题前提下，可将此心电电缆线与其他机器上的互换，以确认是否心电电缆故障。心电电缆故障一般为：电缆老化，插针断3、若排除心电电缆故障，可能原因为参数插座板上的ECG信号线接触不好，或心电板，心电板与

18、主控板连接线，主控板故障。,ECG波形干扰大，波形不规则，不标准1首先应当排除来之信号输入端的干扰，如病人运动，心电极片失效，心电导联线老化，接触不好的情况。2可将滤波模式打到“监护”或者“手术”，效果会好一点。这两种模式下滤波带宽较宽3若手术下波形效果也不好，检查零地电压，一般要求在5V以内。可单独拉一根地线以达到良好接地的目的。4若接地也不行，可能是来自机器内部的干扰，如心电板屏蔽做的不好等等原因。此时应在用户场合更换配件试试。,ECG波形不标准，QRS波比例不协调等1首先确认滤波模式，在手术，监护模式下的波形和诊断模式下的波形显然不一样。如果需要检测心律失常或者ST段分析，应该用诊断模式。2波形增益对波形也有影响。实践观察证明，不同波形增益下，为避免波峰波谷截