呼吸機(jī)計(jì)量檢測中的常見問題探討

黃燎盧

（廣州計(jì)量檢測技術(shù)研究院，廣東 廣州 510030）

1 前言

呼吸是維持機(jī)體新陳代謝和其他功能活動(dòng)所必須的基本生理過程之一，一旦呼吸系統(tǒng)的生理功能發(fā)生障礙，呼吸功能不能滿足機(jī)體對氧氣的需要，就需要用到呼吸機(jī)來進(jìn)行搶救治療。呼吸機(jī)作為醫(yī)院臨床常使用的生命支持和急救類的關(guān)鍵設(shè)備，常用于醫(yī)院急診科、呼吸科和ICU 等重要臨床科室，尤其在新冠疫情期間，各大醫(yī)院呼吸機(jī)的使用頻率極高，是搶救新冠肺炎重癥患者以及維持其呼吸功能最重要的醫(yī)療設(shè)備之一，在治療中起到不可或缺的作用。

呼吸機(jī)提供的數(shù)據(jù)對臨床有非常高的指導(dǎo)意義，如果各參數(shù)量值不準(zhǔn)，可能會(huì)影響臨床治療效果甚至對患者造成比較大的危害進(jìn)而誘發(fā)醫(yī)療風(fēng)險(xiǎn)事件，比如，呼氣末正壓不準(zhǔn)確，那么就不能維持肺泡的擴(kuò)張；當(dāng)潮氣量和呼吸頻率不準(zhǔn)確的時(shí)候，容易造成通氣不足或通氣過度，產(chǎn)生人機(jī)對抗，可能引起病患呼吸功耗增加，心臟負(fù)荷增加和循環(huán)障礙等后果；氧濃度過高會(huì)造成氧中毒，氧濃度過低達(dá)不到給患者提供氧氣，對患者造成不必要的傷害；所以其參數(shù)量值準(zhǔn)確與安全有效是確保實(shí)施安全救治和醫(yī)療質(zhì)量的重要前提，對患者的生命安全意義重大。隨著醫(yī)療技術(shù)的不斷發(fā)展，呼吸機(jī)的智能化和綜合性能也在不斷更新，模式也更豐富，專業(yè)性更強(qiáng)，在計(jì)量檢測過程中也經(jīng)常會(huì)遇到一些問題，部分機(jī)器參數(shù)檢測不符合規(guī)范要求，下面就對呼吸機(jī)計(jì)量檢測中幾個(gè)參數(shù)異常的常見問題進(jìn)行分析討論。

2 檢測中各參數(shù)常見問題及解決辦法

依據(jù)JJF 1234-2018《呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》，呼吸機(jī)檢測主要校準(zhǔn)項(xiàng)目包括潮氣量、呼吸頻率、氣道峰壓、呼氣末正壓和吸氣氧濃度等性能參數(shù)，下面以普通通用型呼吸機(jī)檢測為例。

2.1 潮氣量檢測

依據(jù)規(guī)范要求在容量控制通氣（VCV）模式下，設(shè)置呼吸頻率為20 次/分，呼吸比為1:2，呼氣末正壓為0.2kPa 或最小非零值，氧濃度為40%，在此條件下分別對400mL、500mL、600mL、800mL 等潮氣量校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，對不同的校準(zhǔn)點(diǎn)分別按照規(guī)范的要求對模擬肺的順應(yīng)性（mL/kPa）和氣道阻力（kPa/Ls-1）分別進(jìn)行設(shè)置，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別記錄3 次呼吸機(jī)潮氣量監(jiān)測值和測試儀潮氣量測量值，按照公式（1）計(jì)算相對示值誤差：

按照校準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)量特性要求，潮氣量的相對示值誤差應(yīng)不超過±15%。

在檢測過程中，潮氣量檢測數(shù)據(jù)超出允許范圍的常見原因有氣源不足、呼吸回路漏氣、流量傳感器故障、參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)取?/p>

當(dāng)呼吸機(jī)潮氣量與設(shè)定值相比偏差過大時(shí)，一般的常見原因和解決方法有：（1）檢查氣源是否正常供氣，氣壓是否不足；（2）檢查呼吸管路和氧氣管是否存在脫落或者漏氣，正確連接管路；（3）模擬肺接頭不嚴(yán)或者微小破損漏氣也會(huì)導(dǎo)致潮氣量檢測數(shù)值偏低，部分機(jī)型的呼吸機(jī)如果模擬肺受到一點(diǎn)，擠壓可能也會(huì)導(dǎo)致潮氣量數(shù)值檢測異常，這種情況通常需要加延長管來解決；（4）檢查參數(shù)設(shè)置是否符合規(guī)范要求，特別是呼氣末正壓的設(shè)置值是否過高；（5）檢查流量傳感器是否損壞，清潔流量傳感器上的雜質(zhì)等，呼吸機(jī)常用的流量傳感器有熱絲式、超聲式、壓力感應(yīng)式、壓差式和晶體熱膜式等，在考慮因流量傳感器導(dǎo)致的潮氣量檢測數(shù)值異常時(shí)應(yīng)針對不同的流量傳感器，分析具體故障原因，研究解決方法；（6）檢查吸入氣體模塊是否有雜質(zhì)或者水分，當(dāng)氧氣氣源或者空氣氣源的過濾器有雜質(zhì)時(shí)，可能造成堵塞，影響氣體流速，從而可能導(dǎo)致潮氣量數(shù)值檢測異常，過濾器應(yīng)定期進(jìn)行清潔和更換；（7）檢查呼吸機(jī)接頭是否漏氣和安全閥膜片是否關(guān)閉不嚴(yán)。

現(xiàn)在大部分呼吸機(jī)都有自檢程序和參數(shù)異常報(bào)警功能，我們在考慮上述因素造成的潮氣量異常時(shí)可結(jié)合呼吸機(jī)的自檢結(jié)果或者報(bào)警情況來更好的排查，比如，因漏氣導(dǎo)致的檢測潮氣量數(shù)值偏低通常也伴隨著壓力值檢測偏低，這時(shí)可以通過呼吸機(jī)的壓力報(bào)警限來進(jìn)一步判斷是否因漏氣導(dǎo)致；氣源不足或者呼吸管道脫落也可以結(jié)合呼吸機(jī)氣源供氣不足報(bào)警和壓力過低報(bào)警來進(jìn)一步排查。

2.2 呼吸頻率檢測

在容量控制通氣（VCV）模式下，設(shè)置呼吸機(jī)參數(shù)為：潮氣量400mL，呼吸比1:2，呼氣末正壓0.2kPa，氧濃度40%，在此條件下，分別對40 次/分、30 次/分、20 次/分、15 次/分和10 次/分等呼吸頻率校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別記錄3 次呼吸機(jī)呼吸頻率監(jiān)測值和測試儀呼吸頻率測量值，按照公式（2）計(jì)算相對示值誤差：

按照校準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)量特性要求，呼吸頻率的最大相對示值誤差：設(shè)定值的±10%或±1 次/分，兩者取絕對值大者。

呼吸頻率是呼吸機(jī)一個(gè)比較穩(wěn)定的參數(shù)，在日常的檢測中比較少出現(xiàn)測量不準(zhǔn)的情況，當(dāng)出現(xiàn)故障檢測異常時(shí)，我們一般考慮是否機(jī)器內(nèi)部的定時(shí)板出現(xiàn)問題，需要拆機(jī)檢查處理，同樣呼吸頻率也可以結(jié)合機(jī)器自檢結(jié)果和呼吸比報(bào)警情況來進(jìn)一步排查故障原因。

2.3 氣道峰壓檢測

在壓力控制通氣（PCV）模式下，設(shè)置呼吸機(jī)參數(shù)為：呼吸頻率15 次/ 分，呼吸比1:2，呼氣末正壓0.2kPa，氧濃度40%，在此條件下，分別對呼吸機(jī)1.0kPa、1.5kPa、2.0kPa、2.5kPa 和3.0kPa 等氣道峰壓校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別記錄3 次呼吸機(jī)氣道峰壓監(jiān)測值和測試儀氣道峰壓測量值，按照公式（3）計(jì)算相對示值誤差：

按照校準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)量特性要求，氣道峰壓的示值最大允許誤差：±（2%FS+4%X 實(shí)際讀數(shù)）。

在檢測過程中，氣道峰壓檢測數(shù)值超出范圍的常見原因有氣源供氣壓力不足、呼吸回路漏氣、壓力傳感器故障、模擬肺的順應(yīng)性和氣道阻力是否符合要求和空氧混合器故障等。

當(dāng)呼吸機(jī)氣道峰壓檢測數(shù)值偏差過大時(shí)，一般的常見原因和解決方法有：（1）檢查氣源是否正常供氣，供氣壓力是否在正常范圍內(nèi)，現(xiàn)在大部分醫(yī)院都采用中心供氧，當(dāng)氣源供氣壓力低于0.2MPa 時(shí)，就是供氣壓力過低，當(dāng)采用氣瓶供氧時(shí)，減壓閥開啟或關(guān)閉異常也可能導(dǎo)致供氣壓力不足；（2）檢查呼吸管路和氧氣管是否存在脫落或者漏氣情況；（3）檢查模擬肺的順應(yīng)性和氣道阻力是否正常，模擬肺漏氣可能也會(huì)導(dǎo)致氣道峰壓數(shù)值檢測異常；（4）檢查參數(shù)設(shè)置是否符合規(guī)范要求，特別是呼氣末正壓的設(shè)置值是否過高；（5）檢查壓力傳感器是否故障，壓力傳感器前端的過濾器是否阻塞，過濾器應(yīng)定期進(jìn)行清潔或更換；（6）檢查空氧混合器是否故障，檢查空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣口過濾海綿是否被灰塵阻塞，過濾海綿應(yīng)定期進(jìn)行清潔和更換，空壓機(jī)部件老化、水汽凝集和漏氣等也會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)故障，進(jìn)而出現(xiàn)氣源不足故障，導(dǎo)致供氣壓力不足。

現(xiàn)在大部分呼吸機(jī)對氣源的壓力有監(jiān)控，也有壓力上下限報(bào)警功能，我們在考慮上述因素造成的氣道峰壓數(shù)值檢測異常時(shí)，可結(jié)合呼吸機(jī)的自檢結(jié)果或者報(bào)警提示來進(jìn)一步的排查，比如，供氣壓力正常不報(bào)警，則故障可能在空氧混合器上，部分器件老化或?yàn)V水不好，水汽過高產(chǎn)生凝集造成阻塞都可能導(dǎo)致氣壓不足，所以應(yīng)加強(qiáng)日常的檢查，及時(shí)更換損壞與老化的部件，定期更換濾水膜、濾水瓶等。

2.4 呼氣末正壓檢測

在壓力控制通氣（PCV）模式下，設(shè)置呼吸機(jī)條件滿足：呼吸頻率15 次/分，呼吸比1:2，氧濃度40%，在此條件下，分別對呼吸機(jī)0.2kPa、0.5kPa、1.0kPa、1.5kPa 和2.0kPa 等呼氣末正壓校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別記錄3 次呼吸機(jī)呼氣末正壓監(jiān)測值和測試儀呼氣末正壓測量值，按照公式（4）計(jì)算相對示值誤差：

按照校準(zhǔn)規(guī)范的計(jì)量特性要求，呼氣末正壓（PEEP）的示值最大允許誤差：±（2%FS+4%X 實(shí)際讀數(shù)）。

在檢測過程中，氣道峰壓檢測數(shù)據(jù)超出范圍的常見原因有氣源供氣壓力不足、氣路漏氣、壓力傳感器故障、呼氣活瓣內(nèi)的可移動(dòng)膜片異常等。

當(dāng)呼吸機(jī)呼氣末正壓檢測數(shù)值偏差過大時(shí)，一般的常見原因和解決方法有：（1）檢查氣源供氣是否正常，是否存在漏氣，供氣壓力是否過低；（2）檢查呼吸管路是否正確連接，是否存在脫落或者漏氣情況；（3）檢查壓力傳感器是否損壞，壓力傳感器前端的過濾器是否阻塞，過濾器應(yīng)定期進(jìn)行清潔或更換；（4）檢查呼氣活瓣內(nèi)的可移動(dòng)膜片是否正確安裝或者存在移位，膜片的異?？赡軐?dǎo)致檢測數(shù)值異常；（5）檢查空氧混合器是否故障，檢查空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣口過濾海綿是否被灰塵阻塞，過濾海綿應(yīng)定期進(jìn)行清潔和更換。

同樣，在考慮上述因素造成的呼氣末正壓檢測數(shù)據(jù)異常時(shí)，也可以結(jié)合呼吸機(jī)的自檢結(jié)果或者報(bào)警提示來進(jìn)一步排查故障原因。

2.5 吸氣氧濃度檢測

在VCV 模式下，設(shè)置呼吸機(jī)參數(shù)為：潮氣量400mL，呼吸頻率15 次/分，呼吸比1:2，呼氣末正壓0.2kPa，在此條件下，分別對21%、40%、60%、80%和100%等吸氣氧濃度校準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)分別記錄3 次呼吸機(jī)吸氣氧濃度監(jiān)測值和測試儀吸氣氧濃度測量值，按照公式（5）計(jì)算相對示值誤差：

在檢測過程中，吸氣氧濃度檢測數(shù)據(jù)超出范圍的常見原因有氣源供氣故障、氣路漏氣、氧電池失靈和空氧混合器故障等。

當(dāng)呼吸機(jī)吸氣氧濃度檢測數(shù)值偏差過大時(shí)，一般的常見原因和解決方法有：（1）檢查氧氣源是否正常供氣，供氣壓力是否在正常范圍；（2）檢查氧傳感器即氧電池是否耗盡，定期對氧電池進(jìn)行校準(zhǔn)和更換；（3）檢查空氧混合器是否故障導(dǎo)致空氣和氧氣的比例及氣體流量異常，檢查空氧混合器里是否有冷凝水堵住了入氣口的過濾器，檢查空氧混合器的比例調(diào)節(jié)閥是否被灰塵堵住，過濾器和調(diào)節(jié)閥應(yīng)定期進(jìn)行清潔。

同樣，在考慮上述因素造成的吸氣氧濃度檢測數(shù)值異常時(shí)，也可以結(jié)合呼吸機(jī)的自檢結(jié)果或者報(bào)警提示來進(jìn)一步排查，現(xiàn)在多數(shù)呼吸機(jī)都有氧電池檢測和校準(zhǔn)功能，當(dāng)呼吸機(jī)提示氧電池失效時(shí)，我們應(yīng)及時(shí)更換并進(jìn)行重新校準(zhǔn)。

3 檢測中常見的報(bào)警原因和消除方法

在呼吸機(jī)的日常檢測中，除了各參數(shù)檢測數(shù)據(jù)異常外，我們也會(huì)經(jīng)常遇到呼吸機(jī)的各種報(bào)警，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致呼吸機(jī)不能正常工作甚至導(dǎo)致檢測過程的中斷，理解各種報(bào)警原因和解決方法能讓我們的檢測更加順利可靠，本文總結(jié)了一些常見的呼吸機(jī)報(bào)警原因和處理方法。

呼吸機(jī)自檢報(bào)警，現(xiàn)在大部分呼吸機(jī)都有開機(jī)自檢功能，自檢的項(xiàng)目也比較多，常見的自檢項(xiàng)目有內(nèi)部漏氣檢測、氣源壓力檢測、流量傳感器檢測、壓力傳感器檢測、泄漏量和順應(yīng)性檢測、管路阻力檢測和氧傳感器檢測等，我們可以根據(jù)自檢通過情況和提示來處理自檢失敗的項(xiàng)目。

在檢測過程中，我們遇到比較多的是氣源、氣道壓上/下限報(bào)警，這類報(bào)警常見的原因有：氣源不足；氣路漏氣；參數(shù)設(shè)置不當(dāng)；呼吸管路脫落；通氣回路阻塞，順應(yīng)性異常；壓力傳感器故障；空氧混合器故障；空壓機(jī)阻塞。

潮氣量或流量高/低限報(bào)警也是呼吸機(jī)經(jīng)常提示的一種報(bào)警，這類報(bào)警常見的原因有：氣源異常；參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，報(bào)警限設(shè)置值調(diào)節(jié)不當(dāng)；壓力限制；流量傳感器故障。

氧濃度過高/低報(bào)警和窒息報(bào)警，這類報(bào)警常見的原因有：氣源故障；氧電池耗盡或空氧混合器故障；呼吸回路斷開或大量漏氣；窒息報(bào)警時(shí)間閾設(shè)置不當(dāng)。

針對以上各種原因?qū)е碌膱?bào)警，常用的處理方法有：檢查氣源是否正常供氣，氣壓是否達(dá)到要求，檢查呼吸管路是否有脫落，做漏氣檢查，檢查呼/吸氣閥，檢查參數(shù)設(shè)置是否正確，調(diào)整氣壓報(bào)警上/下限值，檢查壓力傳感器、流量傳感器和氧電池是否正常，檢查空氧混合器和空氣壓縮機(jī)，清洗各種濾膜等。

4 結(jié)語

本文根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)對呼吸機(jī)在計(jì)量檢測中常見的各參數(shù)不準(zhǔn)確原因進(jìn)行分析討論，并提出了一些建議和處理方法供同行參考。在日常的臨床使用中，應(yīng)嚴(yán)格按照呼吸機(jī)的操作規(guī)范操作，加強(qiáng)質(zhì)量管理控制，除了日常的維護(hù)保養(yǎng)，也應(yīng)加強(qiáng)計(jì)量檢測和臨床使用管理。呼吸機(jī)是一種技術(shù)含量高且臨床風(fēng)險(xiǎn)也很高的醫(yī)療設(shè)備，性能參數(shù)較多，也比較容易出現(xiàn)參數(shù)不準(zhǔn)的情況，依據(jù)呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范的周期校準(zhǔn)要求，加強(qiáng)對呼吸機(jī)的計(jì)量檢測，嚴(yán)格控制呼吸機(jī)的性能質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)呼吸機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)是否符合規(guī)范的技術(shù)要求，能有效地降低設(shè)備參數(shù)異常和性能下降帶來的風(fēng)險(xiǎn)，保證其正常安全有效運(yùn)行，更好地提高醫(yī)療服務(wù)水平，為高質(zhì)量的診療救治保駕護(hù)航。