Аппарат ИВЛ ФАЗА-9. СхемаАппарат искусственной вентиляции лёгких реанимационный "Фаза-9" предназначен для проведения ИВЛ у новорожденных и детей до 6 лет в условиях клинических больниц (детские отделения), роддомов и научно-исследовательских институтов детского профиля. Допускается применение аппарата при проведении ИВЛ у детей более старшего возраста. Аппарат обеспечивает проведение искусственной вентиляции легких с пассивным выдохом, регулируемым сопротивлением выдоху, подогревом и увлажнением дыхательной смеси, подаваемой пациенту. Конструкция аппарата позволяет управлять частотой дыхания как автоматически, так и вручную при помощи пульта дистанционного управления (ПДУ).
Отличительной особенностью аппарата искусственной вентиляции легких является возможность проведения термической дезинфекции дыхательного контура без его разборки с помощью парогенератора, входящего в комплект поставки.Аппарат имеет пять основных режимов ИВЛ:  <CMV> - (Control Mechanical Ventilation) - управляемая искусственная вентиляция легких (основной режим); <CMV+S> - (Control Mechanical Ventilation + SIGH) - управляемая искусственная вентиляция легких с периодическим удвоенным по объему вдохом; <A+CMV> - (Assistant Controlled Mechanical Ventilation) - вспомогательная искусственная вентиляция легких (триггерный режим); <SIMV> - (Sinhronized Intermittent Mandatory Ventilation) - синхронизированная перемежающаяся принудительная вентиляция легких; <SB> - (Spontaneous Breath) - режим спонтанного (самостоятельного) дыхания пациента через аппарат. Кроме этого, при правильном и полном использовании функциональных возможностей аппарата можно создать еще ряд режимов, например CPAP, Pressure Support, IMV и т.д. В комплект поставки аппарата входит блок ручного управления вентиляцией, который позволяет проводить ИВЛ вручную при отсутствии электроэнергии. Аппарат искусственной вентиляции лёгких "Фаза-9" имеет следующие характеристики: Общий диапазон регулирования минутной вентиляции на режиме <CMV, V,л/мин от 0,5 до 20
Диапазон регулирования минутной вентиляции при отношении Тi/Тс=33 %, V, л/мин от 1,0 до 10 Общий диапазон регулирования частоты вентиляции, f,1/мин от 1 до 99 Отношение продолжительности вдоха и выдоха в дыхательном цикле, Тi/Тс, % от 20 до 80 (отношение времени вдоха ко времени выдоха) (от 1/4 до 4/1) Переключение дыхательных циклов по времени Управление частотой вентиляции автоматическое и ручное Выдох пассивный Положительное давление в конце акта выдоха, РЕЕР, см вод. ст. от 0 до 10-25 Максимальное рабочее давление (регулируемое), Pwmax,см вод. ст. от 10 до 60 Пределы дозированной подачи кислорода через блок дозиметров, л/мин от 0,2 до 10 Температура дыхательной смеси у тройника пациента, Т, *С от 32 до 38 Относительная влажность газа у тройника пациента, от 80 до 100 Дискретность индикации установленных параметров минутной вентиляции 1 л/мин объемной скорости вдувания 1 л/мин объемной скорости потока поддержки 1 л/мин частоты вентиляции 1 1/мин продолжительности вдоха в дыхательном цикле 1% объема вдоха 10 куб. см Аварийная сигнализация аппрарата срабатывает при: перегреве газа в дыхательном контуре у тройника пациента более 41 *С;
отклонении давления вдоха более чем на 30 % от величины, зафиксированной кнопкой <Memory> обрыве или коротком замыкании датчиков температуры (в аппаратах с электронной регулировкой ограничения максимального давления вдоха) самопроизвольном отключении электропитания. В аппарате имеется возможность подключения выносного блока аварийной сигнализации. (Выход на разъем для подключения выносного блока аварийной сигнализации осуществляется нормально разомкнутыми контактами реле РПС-45, максимальный ток - 0,1 А, максимально напряжение - 36 В). В аппарате имеется возможность проведения ИВЛ вручную при отсутствии электроэнергии. Дезинфекция дыхательного контура осуществляется термическим (паровоздушным) методом при помощи входящего в комплект поставки па рогенератора. Привод - от сети переменного тока напряжением 220 +/- 22 В частотой 50 +/- 0,5 Гц. Потребляемый ток без увлажнителя не более 0,5 А, с увлажнителем - 2,0 А. Потребляемый ток при проведении дезинфекции не более 5,0 А. Режим работы - продолжительный. Масса аппарата - 45 кг. Максимальные габариты аппарата: 600 * 600 * 1250 мм. Аппарат искусственной вентиляции лёгких Фаза-9 состоит из рабочего блока, подставки, на которой он располагается во время работы, блока питания, блока управления, выдвижной стойки и навесного оборудования (увлажнителя, парогенератора, блока дозиметров кислорода, отстойников конденсата, дыхательных шлангов и т. п.), которое при необходимости включается в дыхательный контур. Структурная схема с электрическими связями изображена на рис. 1.  Блок управления. Состав блока, разборка и сборка. Блок управления обеспечивает формирование циклограмм (временных режимов) работы аппарата, отображение установленных параметров на цифровых индикаторах, а также осуществляет управление работой увлажнителя/парогенератора и системы аварийно-предупредительной сигнализации. В состав блока входят три платы: процессорный модуль РП18.05-00.200, модуль индикации РП18.05-00.300, модуль клавиатуры РП18.05-00.400 и жгут РП18.05-00.500 для соединения блока управления с блоком питания. Процессорная плата и плата индикации соединены между собой разъёмом, плата клавиатуры подпаивается к плате индикации монтажными проводами. Жгут через разъём соединяется с процессорным модулем. Для регулировки блока управления достаточно открыть заднюю панель, открутив 4 винта по периметру панели. Для демонтажа плат необходимо: снять заднюю панель блока; отсоединить разъём жгута от процессорной платы; сборку из плат вместе с передней панелью вынуть из корпуса в сторону передней панели; раскрутить винты, скрепляющие платы и переднюю панель, при этом модуль клавиатуры останется в сборе с модулем индикации. Если необходимо демонтировать радиоэлемент на плате индикации, то модуль клавиатуры необходимо отделить, для чего открутить винты, скрепляющие платы между собой, затем осторожно приподнять плату клавиатуры и отвести в сторону, раскрыв как книжку. Сборка блока управления осуществляется в обратном порядке. Модификации блоков управления. На сегодняшний день существует 3 модификации блоков управления. Отличием каждой модификации служит новая программа ПЗУ, задающая алгоритм работы аппарата в различных режимах. До июня 2000 года аппараты <Фаза-9> имели механическую регулировку ограничения максимального давления вдоха (см. раздел <Рабочий блок>).Принципиальная электрическая схема блока управления аппаратов такой конструкции (1-ая модификация) изображена в альбоме схем на стр. 3 - 15. Аппараты, выпущенные с июня 2000 года до марта 2001 года, имеют электронную регулировку ограничения максимального давления и новое <Техническое описание и инструкцию по эксплуатации>. Принципиальная электрическая схема блока управления при этом не изменилась, за исключением добавления элементов R19 и С45 (канал Upmax) на процессорной плате и провода ХР1: В25 - ХS1:4 в жгуте РП18.05-00.500 (2-ая модификация). Соответственно в ПЗУ (микросхема поз.DD3 процессорной платы) <зашита> новая программа работы процессорного модуля, имеющая небольшие отличия от предыдущей версии и отслеживающая максимальное давление вдоха Pwmax через цепь Upmax. В марте 2001 года введена новая схема блока управления (3-ья модификация) при сохранении всех входных и выходных сигналов на соответствующих контактах разъёма XS1 жгута РП18.05-00.500. Принципиальная электрическая схема такого блока управления приведена в альбоме схем на стр. 16 - 28. При этом ПЗУ имеет новую программу, работающую по прежнему алгоритму, но с другой адресацией данных и команд внутри процессорного модуля. Основные отличия принципиальной схемы блока управления 3-ей модификации от блока управления 1-ой и 2-ой модификаций заключаются в изменении схемы формирования опорных напряжений и схемы формирования сигнала RESET в процессорном модуле. Описанные блоки управления 2-ой и 3-ей модификаций полностью взаимозаменяемы, но только в сборе! Платы по отдельности в этом случае не взаимозаменяемы, например плату индикации с блока управления 3-ей модификации нельзя заменять на плату индикации из блока 2-ой модификации. Блок управления 1-ой модификации можно заменить блоком 2-ой модификации, оставив на процессорной плате <старую> ПЗУ. При замене блока управления 1-ой модификации блоком управления 3-ей модификации следует учитывать, что аппарат будет работать по новой программе (работа аппарата не будет соответствовать старому <Техническому описанию и инструкции по эксплуатации>). При этом необходимо сделать перемычку между выводом 10 DA9 и выводом 6 DA9. При замене в аппарате блока управления последний необходимо настроить под плату стабилизаторов РП18.11-00.100 блока питания (см. ниже). При замене платы РП18.11-00.100 блок управления также необходимо отрегулировать под новую плату стабилизаторов. 3. Работа блока управления. Блок управления в зависимости от включенного режима в соответствии с программой работы формирует следующие сигналы: <УпрДв> - аналоговый сигнал, соответствующий заданной скорости двигателя, от 0,0 В (стоп двигателя) до 6,7 В (максимальная скорость двигателя при потоке F=45 л/мин); изменение потока F на 1 л/мин соответствует изменению уровня сигнала <УпрДв> на 0,15 В (линейная зависимость)
<ALARM> - сигнал включения аварийной сигнализации при несанкционированном пропадании питания (+5 В); появляется при одновременном выполнении двух условий: - пропадании сигнала АСП, - отсутствии сигнала PWROF; <ALROF> - сигнал сброса аварийной сигнализации (для блока управления 3-ей модификации) <ЗапКлВд> - сигнал включения клапана вдоха <ЗапКлВыд> - сигнал включения клапана выдоха <ВклДв> - сигнал включения двигателя (инверсный, т. е. логическая <1> - выкл., логический <0> - вкл.) <УпрНг1> - сигнал включения нагревателя 1 (ТЭН увлажнителя); <УпрНг2> - сигнал включения нагревателя 2 (ТЭН увлажнителя); <УпрПод> - сигнал включения подогревателя шланга увлажнителя. Входными сигналами блока управления являются: <Up> - напряжение, пропорциональное текущему давлению в контуре (на входе датчика давления)
<UT1> - напряжение, пропорциональное температуре в банке увлажнителя <UT2> - напряжение, пропорциональное температуре в тройнике пациента <Upmax> - напряжение, соответствующее заданному максимальному давлению вдоха (для блока управления 2-ой и 3-ей модификаций). Вышеперечисленные входные сигналы являются аналоговыми и имеют диапазон от 0,0 В до 2,5 В. Upmax - сигнал, плавно меняющийся при вращении ручки <Pwmax> от 0,0 В до 2,0 В (+/- 0,1 В).Следующие входные сигналы являются цифровыми (логическими): <PWROF> - сигнал штатного отключения питания (появляется при выключении питания сетевым тумблером S1 блока питания (см. стр. 30, 31 альбома схем))
<КнПац> - сигнал нажатия ПДУ (логическая <1> - при нажатии ПДУ) <Раб/Дез> - канал готовности к работе; при подключении увлажнителя к блоку питания данный канал замыкается на <землю> - аппарат включается в работу, в противном случае блок управления включает режим дезинфекции аппарата <АСП> - сигнал с платы стабилизаторов (логическая <1>), свидетельствующий о наличии питания во входной обмотке сетевого трансформатора; <ИндНаг1>, <ИндПод> - сигналы индикации включения нагрева увлажнителя и шланга соответственно, поступающие на плату индикации. 3.1 Процессорный модуль. Все выходные сигналы блока управления формируются в процессорном модуле. В состав модуля входит микропроцессор КР1816ВЕ31 (DD2) (Здесь и далее рассматривается блок управления 3-ей модификации); ПЗУ К573РФ6А (DD9); ОЗУ КР537РУ10А (DD8); программируемый параллельный порт обмена данных КР580ВВ55А (DD10); программируемый порт клавиатуры и индикации КР580ВВ79А (DD3); схема питания ОЗУ на элементах DA10, R31:R35, С50:С52, VT1, VD4; АЦП К572ПВ4 (DA9); ЦАП К572ПА1 (DA1); схема формирования опорных напряжений на элементах DA2, R5:R11, R14, C15, C16, VD3; схема формирования сигнала RESET (сброс) на элементах DD7, DD11, R1:R3, C4:C6, VD1, VD2; и ряд других элементов, обеспечивающих работу схемы. Питающие напряжения модуля: +5 В, +12 В, -12 В, +27 В. Напряжение +9,3 В (Uиндикации) проходит транзитом на модуль индикации для питания индикаторов. Схема формирования сигнала RESET обеспечивает перезапуск программы работы модуля при включении блока и при сбоях в работе микропроцессора (при пропадании сигнала на выводе 1 DD2 (см. осциллограмму 1 на стр. 18 альбома схем)). В блоках управления 1-ой и 2-ой модификаций сигнал RESET вырабатывается только при включении блока. Программа ПЗУ всех модификаций содержит тест, запускающийся сразу после прохождения сигнала RESET. По результатам теста процессорный модуль выдает серию звуковых сигналов, имеющих следующую расшифровку: 1 длинный сигнал - тестирование прошло без ошибок
1 длинный и 1 короткий - ошибка контрольной суммы ПЗУ 1 длинный и 2 коротких - ошибка встроенного ОЗУ 1 длинный и 3 коротких - ошибка таймера 0 1 длинный и 4 коротких - ошибка таймера 1 1 длинный и 5 коротких - нет прерываний от таймера 0 1 длинный и 6 коротких - нет прерываний от таймера 1 1 длинный и 7 коротких - ошибка внешнего ОЗУ 3.2 Модуль индикации и модуль клавиатуры. Модуль индикации построен по схеме динамической индикации (режим <бегущие огни> большой частоты, обеспечивающий непрерывность восприятия информации с индикаторов), он связан с процессорным модулем через порт КР580ВВ79А. Входными сигналами модуля являются: DSPA0:DSPA3 - канал дисплея А
DSPB0:DSPB3 - канал дисплея В SL0:SL3 - канал сканирования BD - сигнал гашения <ИндНаг1>, <ИндПод> - сигналы индикации включения нагрева увлажнителя и шланга соответственно. С модуля клавиатуры через модуль индикации на процессорную плату поступают сигналы от кнопок управления - линии возврата RL0:RL7. В состав модуля индикации входят: дешифратор К555ИД10 (DD1), обеспечивающий работу клавиатуры; дешифраторы индикации КР514ИД1 (DD2, DD3), КР1533АП5 (DD4); электронные ключи КР514КТ1 (DD6:DD8); формирователь сигналов BL0, BL1 на микросхеме КР1533ЛА3 (DD5); цифровые и светодиодные индикаторы. Питающие напряжения модуля: +5 В, +9,3 В (Uиндикации). В состав модуля клавиатуры входят 24 кнопки ПКн-125 для управления работой аппарата. 4. Регулировка блока управления. Для регулировки необходим цифровой вольтметр типа В7-16 или аналогичный. Регулировка блока управления заключается в регулировке питающих и опорных напряжений процессорного модуля. 4.1 Блоки управления 1-ой и 2-ой модификаций. Подключить блок управления к аппарату. Включить аппарат и выставить режим <SB> с параметрами F=45 л/мин, BiF=0 л/мин. На процессорной плате на выводе <+> конденсатора С40 (см. стр. 8 альбома схем) замерить питающее напряжение +12 В (фактическое значение). На выводе <-> конденсатора С41 замерить питающее напряжение -12В (регулируемое). Подстроечным резистором R9 на плате стабилизаторов РП18.11-00.100 добиться равенства напряжений +/- 12В. Регулировкой подстроечного резистора RР7 на плате РП18.05-00.200 выставить опорное напряжение ЦАП (микросхема К572ПА1) -7,68 В +/- 10 мВ. Напряжение контролируется на выводе 15 DA3. Регулировкой подстроечного резистора RР6 выставить опорное напряжение АЦП (микросхема К572ПВ4) +2,56 В +/- 10 мВ. Напряжение контролируется на выв. 10 DA9. Регулировкой подстроечного резистора RР10 выставить нуль операционного усилителя К140УД708 (DA4). Напряжение контролируется на выв. 6 DA4 - 0 +/- 10 мВ. Аналогично с помощью резистора RP11 выставить нуль (+/- 10 мВ) на выводе 5 микросхемы DA5 (КР1100СК2), с помощью резистора RP12 выставить нуль (+/- 10 мВ) на выводе 5 микросхемы DA6 (КР1100СК2). 4.2 Блок управления 3-ей модификации. Подключить блок управления к аппарату. Включить аппарат и выставить режим <SB> с параметрами F=45 л/мин, BiF=0 л/мин. На процессорной плате на выводе <+> конденсатора С40 (см. альбом схем, стр. 21) замерить питающее напряжение +12 В (фактическое значение). На выводе <-> конденсатора С41 замерить питающее напряжение -12В (регулируемое). Подстроечным резистором R9 на плате стабилизаторов РП18.11-00.100 добиться равенства напряжений +/- 12В. Регулировкой подстроечного резистора R7 на плате РП18.05-00.200 выставить опорное напряжение ЦАП (микросхема К572ПА1) -7,68 В +/- 10 мВ. Напряжение контролируется на выв. 15 DA1. Опорное напряжение АЦП (микросхема К572ПВ4) при этом должно составить величину +2,56 В +/- 25 мВ. Напряжение контролируется на выв. 10 DA9. Регулировкой подстроечного резистора R16 выставить нуль операционного усилителя К140УД708 (DA2). Напряжение контролируется на выв. 6 DA2 - 0 +/- 10 мВ. Аналогично с помощью резистора R18 выставить нуль (+/- 10 мВ) на выводе 5 микросхемы DA3 (КР1100СК2), с помощью резистора R19 выставить нуль (+/- 10 мВ) на выводе 5 микросхемы DA4 (КР1100СК2). 5. Основные неисправности блока управления и возможные причины их возникновения. Все неисправности блока управления можно разделить на 3 группы: блок управления не запускается при включении аппарата (не проходит тест, либо ошибка при тестировании, либо <зависание> после прохождения теста или в процессе работы)
блок управления запускается, но не работает какая-либо цепь (клапан выдоха, нагрев увлажнителя, ПДУ и т.д.) аппарат работает, но на индикаторах частично или полностью отсутствует индикация, либо индикация неправильная; частично или полностью не работает клавиатура. Причиной во всех трех случаях могут быть неисправности процессорного модуля. В 3-ем случае неисправность может быть в модуле индикации, а если не работает клавиатура - в модуле клавиатуры. Анализ всех неисправностей следует начинать с проверки питающих напряжений в блоке (на плате, подлежащей анализу). Ниже перечислены характерные неисправности процессорного модуля и наиболее вероятные причины их возникновения. Блок управления не запускается, нет сигналов теста. 1.Нет питания +5 В на процессорной плате
2. Отказ микропроцессора КР1816ВЕ31 (DD2) 3. Не происходит считывание программы из ПЗУ вследствие нарушения контакта в разъеме микросхемы ПЗУ. При тестировании сигнал <Ошибка внешнего ОЗУ>. 1. Нет питания +27 В на процессорной плате
2. Отказ микросхемы ОЗУ КР537РУ10А (DD8) 3. Отказ микросхемы КР1006ВИ1 (DA10) Неисправность транзистора VT1 КТ3107К Пробой конденсатора С50. <Зависание> блока управления в процессе работы. 1. Отказ микросхемы КР1816ВЕ31 (DD2)
2. Отказ микросхемы КР580ВВ55А (DD10) 3. Отказ микросхемы КР537РУ10А (DD8) 4. Нарушение контакта в разъеме микросхемы ПЗУ. Не работает (полностью или частично) индикация или клавиатура при работе аппарата. 1. Отказ микросхемы КР580ВВ79А (DD3)
2. Неисправность модуля индикации 3. Нарушение контакта в разъеме ХР1 модуля индикации. Нет звукового подтверждения нажатия кнопок, не слышен сигнал прохождения теста.
Не работает электродвигатель воздуходувки, нехарактерный звук работы двигателя. 1. Неисправность в блоке питания.
2. Неисправность двигателя в рабочем блоке. 3. Отказ микросхемы КР1100СК2 (DA3) 4. Отказ микросхемы К561ПУ4 (DD13) 5. Отказ микросхемы КР580ВВ55А (DD10). <Залипание> кнопки управления при нажатии или после сбоя питания. 1.Отказ микросхемы КР580ВВ79А (DD3).
Не работает клапан выдоха или управление работой увлажнителя. 1. Неисправность в блоке питания
2. Отказ микросхемы К561ПУ4 (DD13) 3. Отказ микросхемы КР580ВВ55А (DD10). Максимальные обороты двигателя (нет управления скоростью двигателя). 1.Отсутствует питающее напряжение +12 В или -12 В на процессорной плате
2. Неисправность в блоке питания. Не работает режим РЕЕР. 1 .Неисправность в блоке питания
2. Неисправен клапан выдоха 3. Отказ микросхемы КР1100СК2 (DA4) 4. Отказ микросхемы КР580ВВ55А (DD10). Не работает ПДУ. 1 .Неисправность в блоке питания
2. Отказ микросхемы КР580ВВ55А (DD10) 3. Неисправность переключателя ПКн6-1 в ПДУ. Наиболее распространенной неисправностью модуля индикации являются отказы цифровых индикаторов КИПЦ13Б, проявляющиеся в подсвечивании выключенных сегментов или в отсутствии свечения включенных сегментов индикаторов. Кроме того, подсвечивание сегментов может быть вызвано неисправностью (пробоем) дешифраторов КР514ИД1 или ключей КР514КТ1. Отказ одного из диодов VD1:VD4 модуля индикации приводит к отказу клавиатуры (соответствующей группы кнопок). Рабочий блок. Состав блока. Функциональная схема. Модификации. Апарат искуственной вентилиции легких "Фаза 9". Блок питания. Увлажнитель, парогенератор. Аппарат искусственной вентиляции лёгких реанимационный Фаза-9 |
   |
