呼吸機(jī)校準(zhǔn)的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)

/云南省計(jì)量測試技術(shù)研究院

0 引言

呼吸機(jī)作為臨床救治呼吸功能不全或呼吸衰竭病人通氣的醫(yī)療設(shè)備，不僅能對患者提供輔助呼吸，甚至能代替、控制或改變?nèi)梭w的通氣功能，廣泛應(yīng)用于醫(yī)院的重癥監(jiān)護(hù)、急救復(fù)蘇和手術(shù)麻醉等領(lǐng)域。由于呼吸機(jī)救治對象為危重病情患者，其性能可靠性直接影響到病人的治療效果甚至生命安全，加強(qiáng)對呼吸機(jī)的應(yīng)用管理和質(zhì)量控制十分必要。2010年3月國家頒布實(shí)施了JJF1234-2010《呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》，本文結(jié)合校準(zhǔn)規(guī)范總結(jié)開展呼吸機(jī)校準(zhǔn)工作的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，供交流參考。

1 正確設(shè)置呼吸機(jī)校準(zhǔn)工作條件

呼吸機(jī)根據(jù)臨床的需求設(shè)置了不同的呼吸模式，從對病人的控制、輔助或支持程度上分為：控制型：如容量控制通氣（VCV）、壓力控制通氣（PCV）模式；輔助/控制型：如持續(xù)控制通氣（CMV）、輔助-控制通氣（A/C）、間歇正壓通氣（IPPV）模式；半自主型：如同步間歇指令通氣（SIMV）模式；自主型：如持續(xù)正壓（CPAP）、壓力支持(PSV) 通氣模式[1]等。一般情況，輔助/控制型在無病人觸發(fā)通氣、半自主型在無病人自主呼吸時(shí)，均表現(xiàn)為控制型通氣模式。

JJF1234-2010規(guī)定了呼吸機(jī)校準(zhǔn)的項(xiàng)目和方法，在校準(zhǔn)時(shí)由于采用夾板模擬肺，沒有觸發(fā)通氣和自主呼吸，因此必須在控制型通氣模式下進(jìn)行校準(zhǔn)[2]，即在容量控制通氣（VCV）模式和壓力控制通氣（PCV）模式下校準(zhǔn)呼吸機(jī)的通氣參數(shù)：如潮氣量、呼吸頻率、吸氣壓力水平、呼氣末正壓、吸氣氧濃度等。

VCV模式和PCV模式是呼吸機(jī)的指令控制通氣模式，即其吸氣相的通氣參數(shù)由呼吸機(jī)控制，呼吸機(jī)每次按預(yù)設(shè)的吸氣時(shí)間和呼吸頻率送氣，因此可以進(jìn)行呼吸頻率、吸氣氧濃度校準(zhǔn)。在VCV模式時(shí)，呼吸機(jī)按預(yù)設(shè)的潮氣量送氣，潮氣量保持恒定，因此可進(jìn)行潮氣量校準(zhǔn)。在PCV模式時(shí)，呼吸機(jī)每次按預(yù)設(shè)的氣道壓力送氣，氣道壓力保持恒定，因此可進(jìn)行氣道壓力（吸氣壓力水平、呼氣末正壓等）校準(zhǔn)。

呼吸機(jī)校準(zhǔn)時(shí)需要設(shè)置吸呼比。VCV模式和PCV模式其吸氣向呼氣的切換為時(shí)間切換，因此，在PCV模式下，可直接設(shè)置吸氣時(shí)間或吸呼比，設(shè)定不同的氣道壓力時(shí)，不改變吸呼比。在VCV模式下，吸呼比或吸氣時(shí)間由潮氣量、呼吸頻率和吸氣流速間接確定，設(shè)定不同的潮氣量會(huì)改變吸呼比。如當(dāng)設(shè)置呼吸頻率為20次/min、吸呼比為1 : 2時(shí)，則呼吸周期為3 s，吸氣時(shí)間為1 s。若吸氣流速設(shè)定為24 L/min（即400 mL/s），當(dāng)潮氣量從400 mL增加為600 mL，并希望維持吸呼比為1 : 2，則必須將吸氣流速增加到600 mL/s ，即36 L/min。

VCV模式和PCV模式作為呼吸機(jī)最基本的機(jī)械通氣模式，可以應(yīng)用在呼吸機(jī)不同的呼吸模式下構(gòu)成相應(yīng)通氣模式，如CMV（容控）、PCMV（壓控）通氣模式；IPPV（VCV）、IPPV（PCV）通氣模式；A/C（VCV）、A/C（PCV）通氣模式；SIMV（VCV）、SIMV（PCV）通氣模式；PCV集合在雙水平氣道正壓通氣（BIPAP）模式下構(gòu)成PCV+PEEP通氣模式等[3]。因此校準(zhǔn)時(shí)，若呼吸機(jī)沒有直接VCV模式或PCV模式，可以進(jìn)入上述模式，再選擇VCV模式或PCV模式。

2 熟悉通氣參數(shù)的設(shè)置和調(diào)節(jié)

在校準(zhǔn)呼吸機(jī)時(shí)，需要選擇和設(shè)置許多通氣參數(shù)，如潮氣量、氣道壓力、吸氣流速、呼吸頻率、吸氣時(shí)間、吸呼比、吸氣氧濃度等。不同呼吸機(jī)的參數(shù)調(diào)節(jié)也不盡相同，且各種參數(shù)的設(shè)置相互關(guān)聯(lián)。如潮氣量，有的直接調(diào)節(jié)，有的則通過吸氣時(shí)間（或呼吸頻率）、吸氣流速（或分鐘通氣量）計(jì)算來調(diào)節(jié)，有的輔助通氣則是通過調(diào)節(jié)吸氣壓力調(diào)節(jié)潮氣量。如吸氣時(shí)間，有的直接調(diào)節(jié)，有的通過調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)吸氣時(shí)間和屏氣平臺時(shí)間來設(shè)置。

JJF1234-2010要求檢查呼吸機(jī)的通氣參數(shù)的報(bào)警功能，因此首先要熟悉呼吸機(jī)通氣參數(shù)的報(bào)警設(shè)置。在校準(zhǔn)呼吸機(jī)時(shí)，通氣參數(shù)校準(zhǔn)點(diǎn)涵蓋了通氣參數(shù)正常值范圍的高低限，在呼吸頻率、潮氣量、氣道壓力的校準(zhǔn)時(shí)，往往會(huì)觸發(fā)相關(guān)通氣參數(shù)的上下限報(bào)警。如在潮氣量800 mL、1 000 mL校準(zhǔn)點(diǎn)，往往會(huì)觸發(fā)通氣峰值流速上限報(bào)警，這時(shí)就必須調(diào)高峰值流速上限報(bào)警點(diǎn)。有的呼吸機(jī)根據(jù)病人的體重設(shè)置生理潮氣量上限，這時(shí)就必須修改病人模式。有時(shí)在校準(zhǔn)過程中，呼吸機(jī)回路漏氣、或呼吸回路內(nèi)有積水，使得流量或壓力不穩(wěn)定。若流量或壓力觸發(fā)靈敏度設(shè)置過低，就會(huì)引起觸發(fā)通氣，因此需要檢查調(diào)整相關(guān)通氣參數(shù)的觸發(fā)靈敏度設(shè)置。

另外，校準(zhǔn)氣道壓力時(shí)，需要了解呼吸機(jī)吸氣壓力水平、呼氣末正壓等的滿度值，這樣才能在校準(zhǔn)結(jié)果處理時(shí)，對相關(guān)參數(shù)的計(jì)量特性是否超差進(jìn)行判斷。

可見在呼吸機(jī)的校準(zhǔn)工作中，了解、熟悉和掌握呼吸機(jī)的各種參數(shù)的正常值范圍、設(shè)置和調(diào)節(jié)非常必要。

3 排除引起潮氣量測量誤差的因素

引起潮氣量測量誤差的因素較多，有的由于呼吸機(jī)本身軟硬件的原因引起，有的是人為因素，在校準(zhǔn)過程中要注意避免或排除。

3.1 排除呼吸機(jī)回路漏氣的影響

呼吸機(jī)呼吸回路是緊閉循環(huán)，檢測潮氣量的流量傳感器一般安置在吸入、呼出氣口。故呼吸回路任何位置的漏氣均可使呼吸機(jī)送出的氣體流失，導(dǎo)致檢測到的分鐘通氣量減少。呼吸回路漏氣判斷方法有[4]：1）接上模擬肺，在容量控制模式，潮氣量依模擬肺的大小設(shè)置合適，將吸氣暫停設(shè)置為2 s，打開吸氣時(shí)間超越鍵（反比呼吸確認(rèn)鍵），呼吸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在吸氣暫停段氣道壓力應(yīng)保持基本穩(wěn)定，否則就有漏氣現(xiàn)象存在。2）接上模擬肺，在容量或壓力控制模式，潮氣量依模擬肺的大小設(shè)置合適，將PEEP設(shè)置為10 cm水柱，呼吸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)在呼氣末氣道壓力應(yīng)保持基本穩(wěn)定，否則就有漏氣現(xiàn)象存在。因此在校準(zhǔn)時(shí)發(fā)現(xiàn)呼氣末氣道壓力不穩(wěn)、呼吸回路漏氣，就應(yīng)該首先檢查管道連接處是否緊密，管路是否有開裂、脫落，集水杯與濕化器是否已擰緊，盡可能選用吻合好的呼吸管道。

3.2 呼吸機(jī)回路氣體溫濕度的影響

許多呼吸機(jī)及呼吸機(jī)檢測儀檢測氣體流量的傳感器均采用節(jié)流型差壓原理，其流量測量受氣體的密度、黏性的影響較大[5]。不同溫濕度的氣體，其密度、黏性不同，對呼吸機(jī)及呼吸機(jī)校準(zhǔn)儀在計(jì)算潮氣量時(shí)影響較大。如對FLUKE公司的VT-PLUS呼吸機(jī)檢測儀，1℃溫度變化對氣體流量的計(jì)量會(huì)產(chǎn)生0.25%的誤差。在室溫下，50%的相對濕度對氣體流量的計(jì)量會(huì)產(chǎn)生-0.5%的誤差[6]。因此，在校準(zhǔn)前應(yīng)關(guān)閉濕化器，選用干燥的呼吸管道，在呼吸機(jī)的呼氣出口及呼吸機(jī)校準(zhǔn)儀的氣體通道入口要使用過濾器。

3.3 不同的氣體流量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)的影響

氣體的容積在不同的環(huán)境條件（溫度、濕度、大氣壓）下是不一樣的。一般呼吸機(jī)在ATPX 條件（環(huán)境溫度、大氣壓）下計(jì)算潮氣量，但也有呼吸機(jī)對呼出氣體容量進(jìn)行了BTPS條件下（飽和度100%、潮濕氣體、環(huán)境大氣壓、37℃）補(bǔ)償，在不同的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)下潮氣量的計(jì)算結(jié)果差異很大[6]，如對瑞士FlowAnalyserTMPF300氣流分析儀，選擇錯(cuò)誤的氣體類型和補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)將使計(jì)量的準(zhǔn)確度降低20%。因此校準(zhǔn)前要查閱呼吸機(jī)的操作手冊，并在呼吸機(jī)檢測儀上設(shè)置相應(yīng)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)設(shè)置檢測氣體類型為空氣/氧氣。

3.4 呼吸機(jī)檢測儀觸發(fā)閥值的影響

為了準(zhǔn)確地測量呼吸機(jī)潮氣量，呼吸機(jī)檢測儀必須能夠正確地識別出一次呼吸動(dòng)作[6]。呼吸機(jī)檢測儀一般都通過檢測流量-時(shí)間曲線波形識別呼吸動(dòng)作。當(dāng)流量達(dá)到設(shè)定的閥值，觸發(fā)開始定義為吸氣階段的開始，呼吸機(jī)檢測儀開始潮氣量的積分計(jì)算。當(dāng)流量減小降至設(shè)定的閥值時(shí)，觸發(fā)結(jié)束定義為吸氣階段的結(jié)束和呼氣階段的開始，呼氣階段一直持續(xù)到下一次觸發(fā)開始。所以正確定義觸發(fā)的開始和結(jié)束非常重要，它對測量結(jié)果產(chǎn)生重要影響。一般呼吸機(jī)檢測儀均設(shè)置了高低流速測量通道，如FLUKE公司的VT-PLUS呼吸機(jī)檢測儀的高流量端口默認(rèn)的流量閥值為2 L/min，低流量端口默認(rèn)的流量閥值為0.5 L/min，瑞士FlowAnalyserTMPF300氣流分析儀的高流量端口默認(rèn)的流量閥值為3 L/min，低流量端口默認(rèn)的流量閥值為1 L/min。成人呼吸機(jī)和兒童呼吸機(jī)的吸氣流速相差較大，必須對應(yīng)地在高、低流速通道上測量，才能保證準(zhǔn)確地測量呼吸機(jī)潮氣量。

3.5 夾板模擬肺順應(yīng)性的影響

呼吸機(jī)校準(zhǔn)一般使用夾板模擬肺，其順應(yīng)性成人型一般在100～300 mL/kPa、嬰幼兒型一般在10～50 mL/kPa。呼吸機(jī)潮氣量明顯隨著肺順應(yīng)性的降低而降低[6]，因此不能用成人型或標(biāo)準(zhǔn)型（順應(yīng)性一般在250 mL/kPa）夾板模擬肺校準(zhǔn)嬰幼兒呼吸機(jī)。

4 了解呼吸機(jī)工作異常的處理方法

呼吸機(jī)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維護(hù)保養(yǎng)難度較大，出現(xiàn)運(yùn)行故障的概率較大，在校準(zhǔn)時(shí)工作異常在所難免，此時(shí)應(yīng)正確識別并及時(shí)排除，保證校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

4.1 利用呼吸機(jī)自檢功能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題

呼吸機(jī)工作不正常時(shí)，應(yīng)首先利用呼吸機(jī)自檢功能對相關(guān)構(gòu)件進(jìn)行檢查：如檢查壓力傳感器、流量傳感器、空氧混合器、呼氣閥、安全閥、管路的密閉性、報(bào)警功能等。當(dāng)然不同機(jī)型檢查的內(nèi)容有所不同，如Evita機(jī)型的自檢內(nèi)容有：報(bào)警聲音、呼出閥、空氧轉(zhuǎn)換閥、安全閥、流量傳感器的標(biāo)定、氧傳感器的標(biāo)定等項(xiàng)目；Avea機(jī)型的檢測項(xiàng)目是：內(nèi)部漏氣測試、病人回路泄漏及順應(yīng)性測試、氧傳感器校準(zhǔn)；PB840機(jī)型的檢測內(nèi)容有：流量傳感器、回路壓力、病人回路漏氣、呼出過濾器、管道順應(yīng)性等測試。

如管路漏氣的檢查沒有通過，這時(shí)就應(yīng)檢查整個(gè)環(huán)路系統(tǒng)以及濕化器的密封性。

4.2 了解呼吸機(jī)的基本結(jié)構(gòu)分析異常原因

呼吸機(jī)由供氣裝置、控制裝置和病人氣路三部分組成[7]。其中供氣裝置由空氣壓縮機(jī)、氧氣供給裝置和空氧混合器組成，主要供給病人吸入的氧氣；控制裝置由計(jì)算機(jī)對技術(shù)參數(shù)進(jìn)行智能化處理，通過控制器發(fā)出不同指令來控制各個(gè)傳感器、呼出閥和吸氣閥來滿足病人呼吸要求；病人氣路由氣體管道、濕化器和過濾器組成。

了解呼吸機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，對分析呼吸機(jī)異常原因很有幫助。如氧濃度校準(zhǔn)，如果呼吸機(jī)檢測儀測量值與呼吸機(jī)測量值接近、與呼吸機(jī)設(shè)置值偏差較大，表明呼吸機(jī)空氧比例電磁閥或空氧混合器有可能故障、供氧氣源或空氣壓縮機(jī)可能有問題。如果呼吸機(jī)檢測儀測量值與呼吸機(jī)設(shè)置值接近、與呼吸機(jī)測量值偏差較大，表明氧電池失效，可以對其進(jìn)行定標(biāo)校準(zhǔn)。若仍然偏差較大，則表明氧電池耗盡，需更換氧電池[8]。

4.3 熟悉呼吸機(jī)異常狀態(tài)的處理方法[9-10]

如連接模擬肺，面板報(bào)警區(qū)始終有報(bào)警，此時(shí)應(yīng)檢查：1）是否有自檢項(xiàng)目沒通過；2）病人管路及濕化器是否有漏氣、受壓、扭曲、積水；3）相應(yīng)的設(shè)置參數(shù)及報(bào)警參數(shù)；4）各傳感器及電磁閥是否需要清潔；5）空氣壓縮機(jī)是否工作、空氣壓縮機(jī)與呼吸機(jī)連接管路是否漏氣；6）氣源壓力是否達(dá)到呼吸機(jī)的要求等。

如果能對呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能，尤其是對于各零部件，如呼氣閥、濕化器、側(cè)壓管、傳感器、主機(jī)內(nèi)外氣道管路的拆卸和安裝方法能詳細(xì)掌握，就能比較及時(shí)地排除故障。

4 結(jié)語

總之，呼吸機(jī)校準(zhǔn)應(yīng)按照J(rèn)JF1234-2010規(guī)定的校準(zhǔn)項(xiàng)目和方法來完成，注意排除引起潮氣量誤差的各種因素，對于校準(zhǔn)過程中出現(xiàn)的各類報(bào)警，應(yīng)重點(diǎn)檢查呼吸管路的氣密性和通氣參數(shù)的報(bào)警設(shè)置。

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