医院医疗设备的故障管理要点及分析对策（解放军第285医院林繁森）

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医院医疗设备的故障管理要点及分析对策

解放军第285医院林繁森

（来源：河北省临床医学工程学会）

一、医疗设备的故障分类
设备或系统在使用过程中，因某种原因丧失了规定功能或降低了效能时的状态，称为设备故障。通过对常用医疗设备的常发故障的统计分析，我们可以把医疗设备的主要故障分成如下几个种类：
（一）机械部件故障
1、机械活动部件失灵或卡死 这是一种常见故障，多因机件受潮而生锈或润滑不好，或杂物侵入后未及时清除而造成的，轻者摩擦力增大，活动受限；重者锈死或卡死，致使机械或机件不能活动，甚至损坏。
2、机械件精度改变 这是由于在长期使用中机械部件磨损所致，机件磨损 ，使其稳定度降低，在机械运动过程中，出现晃摆现象。这些多发生在经常活动的部件，如X线管保持装置、诊视检查床及点片系统。
3、机件变形、断裂、破碎 这种故障多为操作不当，如碰撞、挤压等，或因调整不当使某些机件受力不均等引起。
4、机件连接固定件松动或脱落 如铆钉、螺钉、螺栓、螺母在长期使用中，机件受力且活动中产生松动或脱落。
5、部件老化故障 这类故障多发生在非金属零件上，如手术床液压系统的密封因长期工作老化而漏油；呼吸机管路系统的塑料管老化破损；传动系统的皮带老化断裂等。
6、机件磨损 长期使用中的某些活动机件很易磨损，呼吸机、血透机中电磁阀的阀芯磨损、各种医疗设备中的电机轴承磨损等。
（二）电气部件故障
1、断路 断路不仅指电路中的电流被完全切断，如断线，而且包括因接触不良、元件变质等所引起的电路不“通畅”现象，便电路中的电流值远低于正常值，使所控制的电路不能正常工作或完全停止工作。
2、短路 这种故障是指由于导线绝缘破坏或绝缘强度降低而击穿；不应连接的导线或元件之间发生碰接；某些电子元件变质漏电或击穿；金属导电物侵入或灰尘过多受潮导致电路中电流值远大于正常值。这种故障危害极大，它不仅会使局部电路工作不正常，而且还将导致元件烧毁，使整机停止工作。
3、元件老化损坏 在长期使用过程中，由于元件质量和自然寿命的原因，会发生老化损坏。这种故障发生后可能引起断路或短路现象，但多发数是引起电路的参数发生不同程度的改变，使电路产生异常。
4、元件磨损 这类故障多发生在有循环往复动作的电器件，如直流电机和电刷磨损等。
（三）特殊部件故障
一般为各类医疗设备的特殊部件发生故障，这类故障不能简单地划分为机械故障呀电气故障。如x线机中的真空器件故障、血透机中的电极故障、x线射野限制器的准直器中光学部件故障等。
二、医疗设备的故障管理要点
设备故障的产生受多种因素的影响，如设计制造的质量、安装调试水平、使用的环境条件、维护保养情况、操作人员的素质以及设备的老化、腐蚀和磨损等。为了减少甚至消灭故障，必须了解、研究故障发生的宏观规律，分析故障形成的微观机理，采取有效的措施和方法控制故障发生，这就是设备的故障管理。故障管理，特别是对工作效率极高的大型连续自动化设备的故障管理，在管理工作中具有非常重要的意义。
（一）设备故障管理的重要性
    医疗设备的故障会对治疗安全和医疗效果造成严重影响，从简单的小设备到大型医疗设备，不论其作用和贵重程度如何，医疗设备故障造成医疗不良后果的严重性都是相同的，特别是三类医疗设备的故障更要慎重对待，如呼吸机、高频电刀等设备的故障有时会对病人产生致命的影响。
当然从故障发生对经济和检查/治疗有效和及时性来说，现代化大型医疗设备更要引起我们的重视。大型医疗设备的特点是大型、精密、连续、自动化，如螺旋CT机、全自动生化仪、γ刀等设备。面对这些贵重、单台、精密的设备，不但未知的带故障运行会影响检查与治疗结果，影响病人治疗进度，造成安全事故，而且故障停机会带来很大的经济损失。
因此，随着设备现代化水平提高，加强设备故障管理，防止故障的发生，保持设备可靠的正常运转，有着重要的意义。
（二）设备故障全过程管理
日前，大多数设备远未达到无维修设计的程度，因而时有故障发生，维修工作量大。为了全面掌握设备状态，搞好设备维修，改善设备的可靠性，提高设备利用率，必须对设备的故障实行全过程管理。
设备故障全过程管理的内容包括，故障信息的收集、储存、统计、整理，故障分析，故障处理，计划实施，处理效果评价及信息反馈（使用单位内部反馈和制造单位反馈）。
1、故障信息的收集
（1）收集方式 设备故障信息按规定的表格收集，作为管理部门收集故障信息的原始记录。当现场设备出现故障后，由操作人员先判断故障类型和部位，若自己能解决，则处理故障后填写故障信息收集单；自己不能解决时，应填写故障信息收集单后报医疗设备管理部门排除故障，并由处理人补填故障处理情况。有些医院没有故障信息收集单，而用现场维修记录表或设备日常点检维护表登记故障修理情况。
随着医疗设备现代化程度的提高，对故障信息管理的要求也不断提高，表现在： ①故障停工单据统计的信息量扩大；②信息准确无误；③将各参量编号，以适应计算机管理的要求；④信息要及时地输入和输出，为管理工作服务。
故障信息收集应有专人负责，做到全面、准确，为排队故障和可靠性研究提供依据。
（2）收集故障信息的内容
故障时间的收集：包括统计故障设备开始停机时间，开始修理时间，修理完成时间。
故障现象信息的收集：故障现象是故障的外部形态，它与故障的原因有关。因此，当异常现象出现后，应立即停机、观察和记录故障现象，保持或拍摄故障现象，为故障分析提供真实可靠的原始依据。
故障部位的信息收集：确切掌握设备故障的部位，不仅可为分析和处理故障提供依据，还可直接了解设备各部分的设计、制造、安装质量和使用性能，为改善维修、设备改造、提高设备性能提供依据。
故障原因信息的收集：产生故障的原因通常有以下几个方面：a、设备设计、制造、安装中存在缺陷；b、材料选用不当或有缺陷；c、使用过程中的磨损、变形、疲劳、振动、腐蚀、变质、堵塞等；d、维护、润滑不良，调整不当，操作失误，过载使用，长期失修或修理质量不高等；e、环境因素及其他原因；
故障性质信息的收集：有两类不同性质的故障。一种是硬性故障，即因设备本身设计、制造质量或磨损、老化等原因造成的故障；另一种是软性故障，即环境和人员素质等原因造成的故障。
故障处理信息的收集：故障处理信息的收集，可为评价故障处理的效果和提高设备可靠性提供依据。故障处理通常有紧急修理、计划修理和设备技术改造（改善修理）。
（3）故障信息数据的准确性  影响信息收集准确性的主要因素是人员因素和管理因素。操作人员、维修人员、计算机操作人员与故障管理人员的技术水平、业务能力、工作态度等均直接影响故障统计的准确性。在管理方面，故障记录单的完整程度，故障管理工作制度、流程及考核指标的制定，人员的配置等均影响信息管理工作的成效。因此，必须结合医院和人员培训，才能切实扬州市故障数据收集的准确性。
2、故障信息的储存 开展设备故障动态管理以后，信息数据统计与分析的工作量与日俱增。全靠人工填写、运算、分析、整理，不仅工作效率很低，而且易出错误。采用计算机储存故障信息，开发设备故障管理系统软件，便成为不可缺少的手段。软件系统可以包括设备故障停机修理单据输入模块；随机故障统计分析模块；根据医院医疗特点建立的周、月、季度、年度故障统计分析模块；维修人员修理工时定额考核模块等，均是有效的辅助设备管理工具。在开发故障管理软件时，还要考虑设备全生命管理的大系统，把故障管理看成是设备管理的一个子系统，并与其他子系统保持密切联系。
3、故障信息的统计 设备故障信息输入计算机后，管理人员可根据工作需要，打印输出各种表格、数据、信息，为分析、处理故障，搞好维修和可靠性、维修性研究提供依据。
三、故障分析及对策   
故障分析是从故障现象入手后，分析各种故障产生的原因和机理，找出故障随时间变化的宏观规律，判断故障对设备的影响。研究偶发故障等不知事件的预测、预防，从而控制和消灭故障。设备的故障是多种多样的，为分析故障产生的原因，首先需要对故障进行分类。
（一）故障的分类
按故障发生状态，可分为突发性故障和渐发性故障。
按故障发生的原因，可分为设备固有的薄弱性故障、操作维护不良性故障、磨损老化性故障。
按故障结果，可分为功能性故障和参数性故障。
按故障的危险程度，可分为安全性故障和非安全性故障，这种分类对医疗设备十分重要。
按功能丧失程度，可分为完全性故障和部分性故障。
（二）故障模式和故障机理分析
1、故障模式：每一种故障的主要特征叫做故障模式。生产中常见的故障模式有：振动、变形、腐蚀、疲劳、裂纹、破裂、渗漏、堵塞、发热、烧损、各种绝缘油质材质的劣化、噪声、脱落、短路、系统软件故障等。
故障机理：指诱发零件、部件、设备发生故障的物理、化学、电学和机械学的过程。故障的发生受时间、环境条件、设备内部和外部多种因素的影响，有时是一种原因起主导作用，有时是多种因素综合作用的结果。零件、部件、设备发生的故障，大多是由于工作条件、环境条件乖方面的能量积累超过了它们所能承受的界限。这些工作条件和环境条件称为故障应力，它是一个广义的概念，如工作载荷、电压、电流、温度、湿度、灰尘、放射性、操作失误、维修中安装调整的失误、载荷周期长短、时间劣化等，都是故障应力。作为故障体的零件、部件、设备，其强度、特性、功能以及内部应力和缺陷等，在外部应力作用下，对故障的抑制和诱发也起着重要的内因作用。
因此，故障应力、故障机理、故障模式是密切相关的。同一故障可诱发出两种以上的故障机理，如热应力可使材料力学性能降低，同时使零件表面被腐蚀。不同故障应力可分别或同时导致不同的故障机理，某一机理又可衍生出另一机理，经过一定时间便形成多种故障模式。例如，蠕变破坏可便零件破裂，而疲劳载荷加上热影响也可造成破裂、破断和磨损。磨损引起发热导致零件磨损、变形、腐蚀和熔融等。有时故障模式相同，造成故障的原因和机理却完全不同。因此，在分析研究设备的故障模式和故障机理时，必须综合考虑故障件本身设计制造过程中各种应力和作用以及使用、维护保养等。
2、故障分析的具体方法  分析故障时，首先由设备管理部门统计员或故障管理员汇总计算机打印的记录故障的各种报表，再会同设备使用人员一起分析故障频率、故障强度，采取直方图、因果图等方法，全面分析故障机理、原因，找出故障规律，提出对策。诸如：
（1）故障频率分析 故障频率分析是评价设备状态和设备管理决策的重要手段。故障频率是指一定时间内设备故障发生的次数。一般情况下，我们用平均故障间隔时间（MTBF）来表征设备的故障频率。MTBF愈长，说明设备故障频率愈低，设备状态愈好；反之，则状态较差，应在设备管理与维修上进行改善。MTBF既可以是对一台设备的，也可以对某一零部件甚至某一故障进行统计。
（2）故障原因分析  造成故障的原因是多方面的，只有分析研究每一个具体故障的机理，找出导致故障产生的根本原因，才能判断外部环境对故障的影响，也只有这样，故障宏观霍华德的研究才有可靠的保证。由此可见，故障微观机理的研究是十分重要的，它是有效排队故障、提高设备质量的基础。故障原因的分析方法主要有:
故障因果图分析法：查找故障原因时，先按大类划分，再层层细分，直到找出主要原因，采取有效措施加以解决。通常采用的故障因果图，
故障树分析法：故障树分析法是可靠性预测的一种方法，它在可靠性设计中占有很重要的地位，主要用于故障预防。近年来，一些工业企业如医疗器械生产厂将故障树分析法用于设计和生产现场的管理，取得了较好的效果。
故障树分析，它是从上一层次的故障入手，分析下一层次故障对上一层次故障的影响。如分析设备零、部件对整个设备产生故障的影响。这这种方法不仅可以分析硬件失效，而且可以分析软件、人为因素、环境因素等引起的失效。不仅能分析单一零、部件故障引起的设备（系统）故障，而且可以分析由两个以上零、部件故障引起的设备故障。医院采用这种方法管理故障对有效防止故障和医疗事故，减少大型医疗设备停机，提高医院经济效益，有着积极的作用。
（3）故障部位分析 故障部位分析实际上是对设备故障进行诊断，这里讨论几种医疗设备故障部位的通用分析方法。
原理框图的应用：一台复杂的医疗仪器设备出现故障，要分析故障所在，常用方法是把仪器分解成各个“单元”。很多仪器维修手册上提供仪器原理“框图”，每一个“框”内表示一个工作单元。“框”间的连线表示相互之间关系，熟悉仪器的“框图”是分析故障的前提。把仪器品故障缩小到某一单元（框）内，就容易找出故障部位。
故障分析的逻辑框图：很多医疗仪器设备的维修手册中，带有故障维修的逻辑图，可以尽快判断出故障所在部位，最后缩小到最小范围，找出故障原因，便于排除故障。
故障诊断程序的应用：日前，很多医疗仪器设备已用计算机控制，在维修方面也带有故障诊断程序。出现故障时会出现故障代码，维修程序时，可以查找出故障所在位置，有的也会找同元件级的故障。
遥控诊断：遥控诊断是一种工具，它通过调制解调器把仪器和某一专门的维修中心相连，一般是生产厂家的技术服务中心与用户连接，即仪器出现的错误文件或图像可以在服务中心的屏幕上显示出短时间中断工作。同时，也可以随时监测仪器性能参数，有微小变化时便能自动向技术服务中心报告采取预防措施。另外，还能进行在红软件更改与参数设定。
遥控诊断方式的优点有：
即时做出反应，维修专家可以通过调制解调器，立刻进行分析诊断
即时排除故障，尤其是软件方面的故障，可以在线进行软件更改、参数设定及软件升级。
广泛的服务支持，通过遥控诊断可以预告确定所需的备件，技术人员对维修工作有了充分的准备。对有疑难的故障，可以获得范围广泛的在经验专家的支持。
保证使用质量的稳定：由于维修人员可以经常对设备进行远程测定，了解运行状况，及时发现问题，保证设备的质量，目前这种诊断方式在一些大型数字化仪器设备中使用较多，如MR、CT、B超、核医学、数字X线机等方面开始应用，可以保证仪器高质量、稳定地运行。但是只能由生产厂商才能提供与开展这种诊断维修方式，同时早期模拟电路的仪器设备无法实现这种方式的诊断。
（4）设备可利用率分析  设备可利用率分式为：
       MTBF
A= ──────
   MTBF+MTTR+MWT
式中: MTBF—平均故障间隔时间
MTTR—平均维修时间
MWT—平均等待时间、
    从设备可利用率公式中可以清楚地看到，MTTR和MWT愈大，则A愈小；MTTR和MWT趋于零时，则设备可利用率趋于100%。在设备使用中，如果不出故障、不需要修理，则MTTR和MWT等于零。所以，对设备可利用率的主要影响因素是故障，医院应从统计MTBF、MTTR和MWT着手，研究各医疗设备故障随时间的变化规律。
（三）故障处理 故障处理是在故障分析的基础上根据故障原因和性质对故障进行排除。重复性故障采取项目修理、改装或改造的方法，提高局部（故障部位）的质量，改善整机的性能。对多发性故障的设备，视其故障的严重程度，采取大修、更新或报废的方法；对于设计、制造、安装质量不高、选购不当、先天不足的设备，采取技术改造或更换元器件的方法；因操作失误、维护不良等引起的故障，应由医疗设备管理部门培训、教育操作医务人员来解决；因维修质量不高引起的故障，应通过加强维修人员的培训、加强维修人员或外包维修服务的考核等来解决。总之，在故障处理问题上，应从长远考虑，采取有力的技术和管理措施加以根除，便医疗设备经常处于良好状态，更好地为医院医疗服务。
（四）成果评价与信息反馈  [size=+0]对故障管理成果的评价，带有总结性质。管理人员认识的局限性、分析问题的主观性、分析故障时缺乏必要手段、素材以及资料不够准确，处理故障时缺乏足够时间等均会影响故障性质。在短时间内不可能彻底修好的故障，在总结、评定时，应进一步安排计划修理，根除隐患。对已经妥善处理的故障，应填写成果登记表，并将此信息输入电脑中，作为故障全过程管理的信息加以保存，既可以开展故障诊断和可靠性、维修性研究提供素材，又可为医疗设备选型和购置提供参考资料。