بررسی ساختار و مشکلات و نگهداشت دستگاه الکتروشوک

بررسی ساختار، اجزا، عملکرد، مشکلات رایج، راه‌حل‌های فنی و نگهداشت دستگاه الکتروشوک 

☜ تعریف و کاربرد دستگاه الکتروشوک

دستگاه الکتروشوک یا دفیبریلاتور وسیله‌ای پزشکی برای بازگرداندن ریتم طبیعی قلب در شرایطی مانند فیبریلاسیون بطنی یا تاکی‌کاردی بدون نبض است. این دستگاه با اعمال یک پالس انرژی الکتریکی کنترل‌شده به عضله قلب، فعالیت‌های الکتریکی نامنظم را متوقف کرده و به گره سینوسی اجازه می‌دهد ریتم طبیعی را دوباره شروع کند. 

☜ ساختار کلی دستگاه

دفیبریلاتورها بسته به نوع (خودکار، نیمه‌خودکار، دستی) ساختار داخلی مشابهی دارند، ولی اجزای کنترلی و نرم‌افزاری متفاوت است.

✔ اجزای اصلی:

✓ منبع انرژی

• باتری لیتیومی یا قابل شارژ

• ورودی برق AC برای شارژ یا استفاده در مدل‌های بیمارستانی 

✓ مدار شارژ و خازن‌های ولتاژ بالا

• تبدیل ولتاژ باتری به ولتاژ بالا (تا حدود 2–5 کیلوولت بسته به مدل)

• خازن‌های ذخیره انرژی برای تخلیه آنی 

✓ مدار کنترل الکترونیکی

• واحد پردازش مرکزی (CPU)

• حسگرهای نظارت بر ریتم ECG

• نرم‌افزار تصمیم‌گیر برای تحلیل ریتم (در AEDها) 

✓ الکترودها / پدل‌ها

• پدل دستی فلزی (در مدل‌های بیمارستانی)

• الکترودهای چسبی یکبار مصرف (در AEDها) 

✓ نمایشگر و رابط کاربری

• صفحه نمایش ECG

• دکمه‌های انرژی، شارژ، شوک، تنظیمات 

✓ سیستم‌های ایمنی

• مدار جلوگیری از تخلیه تصادفی

• سنسور تماس صحیح الکترود

• هشدار باتری و خطاهای داخلی

☜ عملکرد دستگاه :

عملکرد معمول دفیبریلاتور شامل سه مرحله کلی است (بدون ذکر نحوه انجام بالینی):

✓ تحلیل ریتم قلب

• دستگاه سیگنال الکتریکی قلب را دریافت و تحلیل می‌کند.

• در AEDها، دستگاه به‌طور خودکار تشخیص می‌دهد آیا شوک لازم است یا خیر.

✓ شارژ خازن

• مدار داخلی ولتاژ را بالا برده و خازن را با انرژی مورد نیاز شارژ می‌کند.

✓ تخلیه انرژی

• انرژی ذخیره‌شده از طریق پدل‌ها یا الکترودها به‌صورت یک پالس کنترل‌شده تخلیه می‌شود.

• این پالس فعالیت الکتریکی نامنظم قلب را ریست می‌کند.

☜ مشکلات رایج دستگاه الکتروشوک و علل آن

در زیر مشکلات فنی متداول (نه مشکلات بالینی) را می‌آورم:

۱. تخلیه نشدن انرژی

• خرابی کلید شوک

• اتصال ناقص الکترودها

• مشکل در خازن ولتاژ بالا

۲. شارژ نشدن دستگاه

• باتری ضعیف یا خراب

• خرابی مدار تقویت‌کننده ولتاژ

• اختلال نرم‌افزاری

۳. تحلیل غلط ریتم (در AEDها)

• کیفیت پایین الکترود

• نویز الکتریکی محیط

• آسیب حسگرهای ECG

۴. عدم تماس مناسب الکترود

• خشک شدن ژل الکترود

• چسبندگی ناکافی

• آلودگی یا مو بر روی سطح پوست (به عنوان یک عامل فنی، بدون اشاره عملیاتی)

۵. هشدارهای خطای داخلی

• خطای نرم‌افزاری در CPU

• خرابی مدار تست خودکار

• مشکلات ارتباط داخلی بین ماژول‌ها

✔ راه‌حل‌ها (کاملاً فنی، مربوط به دستگاه، نه به کاربری)

۱. مشکلات مربوط به باتری

• اندازه‌گیری ولتاژ باتری با دستگاه تست مناسب

• تعویض باتری با نمونه اصلی سازنده

۲. خرابی خازن

• تست ظرفیت خازن و مقاومت نشتی با تجهیزات تخصصی

• تعویض خازن در صورت افت ظرفیت یا نشتی غیرمجاز

۳. مشکلات نرم‌افزاری

• به‌روزرسانی نرم‌افزار از طریق سرویس رسمی

• ریست کارخانه‌ای توسط تکنسین مجاز

۴. مشکلات الکترود

• تعویض الکترودهای تاریخ گذشته یا خشک‌شده

• اطمینان از کیفیت چسب و سلامت کابل ارتباطی

۵. عدم دقت تحلیل ریتم

• بررسی مسیرهای سیگنال

• تست سلامت مدار ECG

• کاهش نویز با چک کردن اتصالات داخلی

☜ اصول نگهداشت (Maintenance)

نگهداشت در دو بخش PM (نگهداشت پیشگیرانه) و CM (نگهداشت اصلاحی) بررسی می‌شود.

الف) نگهداشت پیشگیرانه (PM)

۱. ماهانه

• بررسی باتری و شارژ کامل

• تست روشن شدن دستگاه

• بررسی سلامت ظاهری پدل‌ها و کابل‌ها

• چک کردن تاریخ انقضا یا وضعیت الکترودهای چسبی

۲. هر ۳ تا ۶ ماه

• تست خودکار داخلی (Self-Test)

• بررسی خازن‌ها و زمان شارژ

• بررسی دکمه‌های پنل و واکنش‌پذیری

• تمیزکاری پدل‌ها و محل اتصال

۳. سالانه

• کالیبراسیون دستگاه مطابق استاندارد سازنده

• تست عملکردی کامل (without patient — using simulator)

• بررسی کامل باتری و نیاز احتمالی به تعویض

• بروزرسانی نرم‌افزار

ب) نگهداشت اصلاحی (CM)

در صورت بروز خرابی:

• ثبت نوع خطا

• بررسی مسیر انرژی از منبع تا الکترود

• تست خازن، برد کنترل و مدار HV

• تعویض قطعاتی که عملکرد غیرمجاز نشان می‌دهند

• ثبت گزارش سرویس و اقدامات انجام‌شده

✔ نکات ایمنی فنی

• دستگاه باید توسط تکنسین تجهیزات پزشکی بررسی شود.

• قطعات مرتبط با ولتاژ بالا فقط توسط متخصص قابل سرویس هستند.

• استفاده از قطعات غیر استاندارد ممکن است خطرات جدی ایجاد کند.

• دستگاه باید طبق استانداردهای IEC60601 تست نشت جریان و ایمنی داشته باشد.

در ادامه عملکرد دستگاه الکتروشوک را به‌صورت کاملاً توضیحی و علمی (و نه به‌عنوان دستورالعمل استفاده‌ی عملی یا آموزشی بالینی) بیان می‌کنم: 

☜ عملکرد دستگاه الکتروشوک (دفیبریلاتور)

دفیبریلاتور دستگاهی است که با ایجاد و تخلیهٔ یک پالس انرژی الکتریکی کنترل‌شده روی قلب، باعث توقف فعالیت الکتریکی ناهماهنگ می‌شود تا قلب بتواند ریتم طبیعی خود را دوباره آغاز کند. عملکرد آن از دید مهندسی و سیستمی در چهار مرحله‌ی اصلی خلاصه می‌شود: 

۱. دریافت و پردازش سیگنال ECG

دستگاه ابتدا باید بفهمد قلب در چه وضعیتی قرار دارد.

این مرحله شامل:

▪ دریافت سیگنال الکتریکی قلب

از طریق پدل‌ها یا الکترودهای چسبی، امواج الکتریکی قلب وارد دستگاه می‌شود.

▪ تقویت و فیلتر سیگنال

سیگنال قلب بسیار ضعیف است (در حد میلی‌ولت)، بنابراین:

• تقویت‌کننده‌ها (Amplifiers) آن را بزرگ می‌کنند.

• فیلترها نویز محیط، نویز عضلات و پارازیت الکتریکی را حذف می‌کنند.

▪ تحلیل ریتم

در هر نوع دستگاه متفاوت است:

• در AED تحلیل توسط نرم‌افزار انجام می‌شود.

• در دفیبریلاتور دستی پزشک ریتم را روی مانیتور می‌بیند.

هدف: تشخیص اینکه ریتم شوک‌پذیر است یا خیر. 

۲. شارژ مدار ولتاژ بالا

پس از تصمیم دستگاه یا اپراتور، دستگاه باید انرژی لازم را آماده کند.

▪ افزایش ولتاژ (Boost Converter)

مدار الکترونیکی باتری (مثلاً ۱۲ ولت) را به ولتاژ بسیار بالا (۱۰۰۰ تا چند هزار ولت) تبدیل می‌کند.

▪ ذخیره انرژی در خازن

این انرژی در یک یا چند خازن قدرتمند ذخیره می‌شود.

مقدار انرژی به صورت ژول اندازه‌گیری می‌شود (مثل ۱۵۰ یا ۲۰۰ ژول).

در این مرحله دستگاه معمولاً پیغام آماده بودن (Ready) می‌دهد. 

۳. تخلیه انرژی روی مسیر مشخص

این مرحله عمل خروجی دستگاه است.

▪ کنترل دقیق تخلیه

مدار سویچینگ، خازن را به الکترودها متصل می‌کند.

این تخلیه بسیار سریع (میلی‌ثانیه‌ای) و با شکل موج کنترل‌شده انجام می‌شود.

▪ شکل موج‌های مختلف

دستگاه‌ها بسته به مدل از یک شکل موج استفاده می‌کنند:

• Monophasic (پالس یک‌طرفه)

• Biphasic (پالس دوطرفه – در دستگاه‌های جدید)

موج دوطرفه راندمان بالاتر و آسیب کمتر به عضله قلب دارد. 

۴. اثر الکتریکی بر قلب

(این بخش توضیح فیزیولوژی است، نه نحوه استفاده.)

▪ توقف موقت فعالیت الکتریکی نامنظم

پالس پرقدرت باعث:

• غیرفعال شدن همزمان تعداد زیادی از سلول‌های عضله قلب

• “ریست” شدن مسیرهای الکتریکی ناکارآمد که فیبریلاسیون ایجاد کرده‌اند

▪ آغاز دوباره ریتم طبیعی

پس از توقف فعالیت نابسامان:

• گره سینوسی (SA Node) که ریتم‌ساز طبیعی قلب است

دوباره کنترل را به دست می‌گیرد.

این کار همان دفیبریلاسیون است.

در ادامه مشکلات رایج دستگاه الکتروشوک (دفیبریلاتور) و راه‌حل‌های کاملاً فنی و ایمن (بدون هیچ‌گونه راهنمای عملیِ شوک‌دادن یا استفاده بالینی) ارائه می‌شود.

تمرکز فقط روی تعمیر و نگهداشت مهندسی است. 

۱. مشکل: شارژ نشدن دستگاه:

✧دلایل احتمالی

• باتری خراب یا دشارژ شده

• خرابی مدار بوست (افزایش ولتاژ)

• اتصالات نامناسب بین باتری و برد اصلی

• خرابی شارژر خارجی (در مدل‌های AC)

• خطای نرم‌افزاری در سیستم مدیریت انرژی

✓ راه‌حل‌های فنی

• تست ولتاژ و ظرفیت باتری با دستگاه تست باتری

• بررسی مدار بوست، MOSFETها و سلف بوست

• تست اتصالات و لحیم‌کاری‌های ضعیف

• کالیبراسیون مجدد سیستم شارژ (فقط با ابزار سازنده)

• بروزرسانی نرم‌افزار در صورت خطای Firmware 

۲. مشکل: تخلیه نشدن انرژی (Shock Delivery Failure)

✧دلایل احتمالی

• خرابی کلید تخلیه (IGBT یا SCR)

• خرابی خازن ولتاژ بالا

• قطعی کابل پدل‌ها یا الکترودهای چسبی

• تشخیص نادرست تماس الکترودها توسط دستگاه 

✓ راه‌حل‌های فنی

• تست IGBT/SCR با مولتی‌مترِ مخصوص تست نیمه‌هادی

• تست ظرفیت و نشتی خازن HV

• بررسی سلامت کابل و سوکت پدل

• تست مدار تشخیص امپدانس بیمار (impedance sensing) 

۳. مشکل: تحلیل اشتباه ریتم (در AEDها)

✧ دلایل احتمالی

• نویز شدید محیطی

• خرابی سنسور تقویت سیگنال

• خطای نرم‌افزاری تحلیل ECG

• الکترودهای خراب یا ژل خشک‌شده

✓ راه‌حل‌های فنی

• بررسی فیلترهای ورودی و مسیرهای سیگنال

• تست سلامت تقویت‌کننده (Instrumentation Amplifier)

• آپدیت یا ریست نرم‌افزار تحلیل ریتم

• تعویض الکترودهای تاریخ‌گذشته یا خشک 

۴. مشکل: زمان شارژ طولانی

✧دلایل احتمالی

• باتری با ظرفیت پایین

• ضعیف شدن مدار بوست

• افزایش ESR خازن ولتاژ بالا

• اتصالات نیمه‌قطع در مسیر HV

✓ راه‌حل‌ها

• اندازه‌گیری جریان ورودی بوست

• تعویض خازن با ESR بالا

• سرویس و بازبینی اتصال مسیرهای HV

• تست ولتاژ خروجی بوست و مقایسه با مقدار استاندارد 

۵. مشکل: تخلیه انرژی کمتر از مقدار تنظیم‌شده

✧دلایل احتمالی

• خازن درست شارژ نمی‌شود

• نشتی خازن

• خرابی مدار کنترل انرژی (Energy control)

• خطای کالیبراسیون انرژی

✓ راه‌حل‌ها

• تست ظرفیت خازن

• انجام تست کالیبراسیون انرژی طبق دستورالعمل سازنده

• بررسی مدار اندازه‌گیری ولتاژ خازن

• تعمیر یا تعویض واحد کنترل HV 

۶. مشکل: خطاهای نرم‌افزاری یا گیرکردن دستگاه

✧دلایل احتمالی

• خرابی حافظه داخلی

• اختلال در Firmware

• آسیب‌دیدگی CPU یا برد اصلی

• آسیب ناشی از نوسان برق

✓ راه‌حل‌ها

• بروزرسانی Firmware از نمایندگی

• ریست سخت‌افزاری (در مدل‌هایی که قابلیت دارد)

• تست برد اصلی و تعویض ماژول معیوب

• استفاده از محافظ مناسب در دستگاه‌های AC 

۷. مشکل: عدم تشخیص الکترود یا خطای Impedance

✧ دلایل احتمالی

• الکترود خشک یا تاریخ گذشته

• کابل الکترود قطع یا فرسوده

• خرابی سنسور امپدانس دستگاه

• آلودگی یا زنگ‌زدگی پایانه‌های اتصال

✓ راه‌حل‌ها

• تعویض الکترود

• تست مقاومت کابل با اهم‌متر

• بررسی مدار اندازه‌گیری امپدانس

• تمیز کردن پورت الکترودها 

۸. مشکل: گرم‌شدن بیش‌ازحد دستگاه

✧ دلایل احتمالی

• خرابی هیت‌سینک یا فن داخلی

• بار زیاد روی مدار شارژ

• استفاده طولانی‌مدت بدون استراحت

• ضعف ترمیستور یا سنسور دما

✓ راه‌حل‌ها

• تست عملکرد فن یا خنک‌کننده

• بررسی ترمیستور

• تعویض خمیر حرارتی ماژول‌های قدرت

• تست مدار حفاظت حرارتی 

۹. مشکل: خطای نمایشگر یا صفحه لمسی

✧ دلایل احتمالی

• خرابی پنل LCD

• ایراد کابل فلت

• نوسان یا افت ولتاژ تغذیه صفحه

• خرابی برد درایور نمایشگر

✓ راه‌حل‌ها

• تست فلت با نور و مولتی‌متر

• تعویض درایور نمایشگر

• بررسی ولتاژهای ۳.۳، ۵ یا ۱۲ ولت تغذیه

• تعویض پنل در صورت شکستگی یا پیکسل مرده زیاد 

۱۰. مشکل: هشدار باتری حتی بعد از شارژ کامل

✧ دلایل احتمالی

• خرابی مدار اندازه‌گیری سطح شارژ (Fuel Gauge)

• فرسودگی باتری

• خطای نرم‌افزاری در Battery Management System

✓ راه‌حل‌ها

• تست Fuel Gauge با تجهیزات تخصصی

• کالیبراسیون مجدد BMS

• تعویض باتری در صورت افت ظرفیت

دوره آموزش تعمیر تجهیزات پزشکی

آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات بیمارستانی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات دندانپزشکی

دوره آموزش تعمیرات تجهیزات آزمایشگاهی

گروه سهند اولین مرکز آموزش تعمیرات تجهیزات پزشکی در ایران

@sahandbme