/云南省計量測試技術研究院

0 引言

呼吸機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，廣泛應用于醫(yī)院的重癥監(jiān)護、急救復蘇和手術麻醉等領域。由于呼吸機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，加強對呼吸機的應用管理和質(zhì)量控制十分必要。2010年3月國家頒布實施了JJF1234-2010《呼吸機校準規(guī)范》，本文結合校準規(guī)范總結開展呼吸機校準工作的幾點經(jīng)驗，供交流參考。

1 正確設置呼吸機校準工作條件

呼吸機根據(jù)臨床的需求設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，均表現(xiàn)為控制型通氣模式。

JJF1234-2010規(guī)定了呼吸機校準的項目和方法，在校準時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行校準[2]，即在容量控制通氣（VCV）模式和壓力控制通氣（PCV）模式下校準呼吸機的通氣參數(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模式是呼吸機的指令控制通氣模式，即其吸氣相的通氣參數(shù)由呼吸機控制，呼吸機每次按預設的吸氣時間和呼吸頻率送氣，因此可以進行呼吸頻率、吸氣氧濃度校準。在VCV模式時，呼吸機按預設的潮氣量送氣，潮氣量保持恒定，因此可進行潮氣量校準。在PCV模式時，呼吸機每次按預設的氣道壓力送氣，氣道壓力保持恒定，因此可進行氣道壓力（吸氣壓力水平、呼氣末正壓等）校準。

呼吸機校準時需要設置吸呼比。VCV模式和PCV模式其吸氣向呼氣的切換為時間切換，因此，在PCV模式下，可直接設置吸氣時間或吸呼比，設定不同的氣道壓力時，不改變吸呼比。在VCV模式下，吸呼比或吸氣時間由潮氣量、呼吸頻率和吸氣流速間接確定，設定不同的潮氣量會改變吸呼比。如當設置呼吸頻率為20次/min、吸呼比為1 : 2時，則呼吸周期為3 s，吸氣時間為1 s。若吸氣流速設定為24 L/min（即400 mL/s），當潮氣量從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模式作為呼吸機最基本的機械通氣模式，可以應用在呼吸機不同的呼吸模式下構成相應通氣模式，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）模式下構成PCV+PEEP通氣模式等[3]。因此校準時，若呼吸機沒有直接VCV模式或PCV模式，可以進入上述模式，再選擇VCV模式或PCV模式。

2 熟悉通氣參數(shù)的設置和調(diào)節(jié)

在校準呼吸機時，需要選擇和設置許多通氣參數(shù)，如潮氣量、氣道壓力、吸氣流速、呼吸頻率、吸氣時間、吸呼比、吸氣氧濃度等。不同呼吸機的參數(shù)調(diào)節(jié)也不盡相同，且各種參數(shù)的設置相互關聯(lián)。如潮氣量，有的直接調(diào)節(jié)，有的則通過吸氣時間（或呼吸頻率）、吸氣流速（或分鐘通氣量）計算來調(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。如吸氣時間，有的直接調(diào)節(jié)，有的通過調(diào)節(jié)動態(tài)吸氣時間和屏氣平臺時間來設置。

JJF1234-2010要求檢查呼吸機的通氣參數(shù)的報警功能，因此首先要熟悉呼吸機通氣參數(shù)的報警設置。在校準呼吸機時，通氣參數(shù)校準點涵蓋了通氣參數(shù)正常值范圍的高低限，在呼吸頻率、潮氣量、氣道壓力的校準時，往往會觸發(fā)相關通氣參數(shù)的上下限報警。如在潮氣量800 mL、1 000 mL校準點，往往會觸發(fā)通氣峰值流速上限報警，這時就必須調(diào)高峰值流速上限報警點。有的呼吸機根據(jù)病人的體重設置生理潮氣量上限，這時就必須修改病人模式。有時在校準過程中，呼吸機回路漏氣、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)靈敏度設置過低，就會引起觸發(fā)通氣，因此需要檢查調(diào)整相關通氣參數(shù)的觸發(fā)靈敏度設置。

另外，校準氣道壓力時，需要了解呼吸機吸氣壓力水平、呼氣末正壓等的滿度值，這樣才能在校準結果處理時，對相關參數(shù)的計量特性是否超差進行判斷。

可見在呼吸機的校準工作中，了解、熟悉和掌握呼吸機的各種參數(shù)的正常值范圍、設置和調(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，有的由于呼吸機本身軟硬件的原因引起，有的是人為因素，在校準過程中要注意避免或排除。

3.1 排除呼吸機回路漏氣的影響

呼吸機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送出的氣體流失，導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置合適，將吸氣暫停設置為2 s，打開吸氣時間超越鍵（反比呼吸確認鍵），呼吸機運轉時在吸氣暫停段氣道壓力應保持基本穩(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置合適，將PEEP設置為10 cm水柱，呼吸機運轉時在呼氣末氣道壓力應保持基本穩(wěn)定，否則就有漏氣現(xiàn)象存在。因此在校準時發(fā)現(xiàn)呼氣末氣道壓力不穩(wěn)、呼吸回路漏氣，就應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 呼吸機回路氣體溫濕度的影響

許多呼吸機及呼吸機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，對呼吸機及呼吸機校準儀在計算潮氣量時影響較大。如對FLUKE公司的VT-PLUS呼吸機檢測儀，1℃溫度變化對氣體流量的計量會產(chǎn)生0.25%的誤差。在室溫下，50%的相對濕度對氣體流量的計量會產(chǎn)生-0.5%的誤差[6]。因此，在校準前應關閉濕化器，選用干燥的呼吸管道，在呼吸機的呼氣出口及呼吸機校準儀的氣體通道入口要使用過濾器。

3.3 不同的氣體流量補償標準的影響

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。一般呼吸機在ATPX 條件（環(huán)境溫度、大氣壓）下計算潮氣量，但也有呼吸機對呼出氣體容量進行了BTPS條件下（飽和度100%、潮濕氣體、環(huán)境大氣壓、37℃）補償，在不同的補償標準下潮氣量的計算結果差異很大[6]，如對瑞士FlowAnalyserTMPF300氣流分析儀，選擇錯誤的氣體類型和補償標準將使計量的準確度降低20%。因此校準前要查閱呼吸機的操作手冊，并在呼吸機檢測儀上設置相應補償標準，同時設置檢測氣體類型為空氣/氧氣。

3.4 呼吸機檢測儀觸發(fā)閥值的影響

為了準確地測量呼吸機潮氣量，呼吸機檢測儀必須能夠正確地識別出一次呼吸動作[6]。呼吸機檢測儀一般都通過檢測流量-時間曲線波形識別呼吸動作。當流量達到設定的閥值，觸發(fā)開始定義為吸氣階段的開始，呼吸機檢測儀開始潮氣量的積分計算。當流量減小降至設定的閥值時，觸發(fā)結束定義為吸氣階段的結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)的開始和結束非常重要，它對測量結果產(chǎn)生重要影響。一般呼吸機檢測儀均設置了高低流速測量通道，如FLUKE公司的VT-PLUS呼吸機檢測儀的高流量端口默認的流量閥值為2 L/min，低流量端口默認的流量閥值為0.5 L/min，瑞士FlowAnalyserTMPF300氣流分析儀的高流量端口默認的流量閥值為3 L/min，低流量端口默認的流量閥值為1 L/min。成人呼吸機和兒童呼吸機的吸氣流速相差較大，必須對應地在高、低流速通道上測量，才能保證準確地測量呼吸機潮氣量。

3.5 夾板模擬肺順應性的影響

呼吸機校準一般使用夾板模擬肺，其順應性成人型一般在100～300 mL/kPa、嬰幼兒型一般在10～50 mL/kPa。呼吸機潮氣量明顯隨著肺順應性的降低而降低[6]，因此不能用成人型或標準型（順應性一般在250 mL/kPa）夾板模擬肺校準嬰幼兒呼吸機。

4 了解呼吸機工作異常的處理方法

呼吸機由于結構復雜、維護保養(yǎng)難度較大，出現(xiàn)運行故障的概率較大，在校準時工作異常在所難免，此時應正確識別并及時排除，保證校準結果的準確可靠。

4.1 利用呼吸機自檢功能及時發(fā)現(xiàn)問題

呼吸機工作不正常時，應首先利用呼吸機自檢功能對相關構件進行檢查：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、報警功能等。當然不同機型檢查的內(nèi)容有所不同，如Evita機型的自檢內(nèi)容有：報警聲音、呼出閥、空氧轉換閥、安全閥、流量傳感器的標定、氧傳感器的標定等項目；Avea機型的檢測項目是：內(nèi)部漏氣測試、病人回路泄漏及順應性測試、氧傳感器校準；PB840機型的檢測內(nèi)容有：流量傳感器、回路壓力、病人回路漏氣、呼出過濾器、管道順應性等測試。

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

4.2 了解呼吸機的基本結構分析異常原因

呼吸機由供氣裝置、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、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；控制裝置由計算機對技術參數(shù)進行智能化處理，通過控制器發(fā)出不同指令來控制各個傳感器、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。

了解呼吸機的基本結構，對分析呼吸機異常原因很有幫助。如氧濃度校準，如果呼吸機檢測儀測量值與呼吸機測量值接近、與呼吸機設置值偏差較大，表明呼吸機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可能有問題。如果呼吸機檢測儀測量值與呼吸機設置值接近、與呼吸機測量值偏差較大，表明氧電池失效，可以對其進行定標校準。若仍然偏差較大，則表明氧電池耗盡，需更換氧電池[8]。

4.3 熟悉呼吸機異常狀態(tài)的處理方法[9-10]

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

如果能對呼吸機的結構、性能，尤其是對于各零部件，如呼氣閥、濕化器、側壓管、傳感器、主機內(nèi)外氣道管路的拆卸和安裝方法能詳細掌握，就能比較及時地排除故障。

4 結語

總之，呼吸機校準應按照JJF1234-2010規(guī)定的校準項目和方法來完成，注意排除引起潮氣量誤差的各種因素，對于校準過程中出現(xiàn)的各類報警，應重點檢查呼吸管路的氣密性和通氣參數(shù)的報警設置。

[1]俞森洋.現(xiàn)代機械通氣的理論與實踐[M].北京: 北京醫(yī)科大學中國協(xié)和醫(yī)科大學聯(lián)合出版社, 2000.

[2]全國臨床醫(yī)學計量技術委員會.JJF1234-2010[S].北京：中國計量出版社，2010.

[3]俞森洋.機械通氣新模式[J].世界醫(yī)藥雜志，2003, 05：1-6.

[4]王領會.機械通氣過程中呼吸機報警的常見原因及處理方法[J].第三軍醫(yī)大學學報，2004，26(3): 200-201.

[5]張秋實.張慶勇等.VT-PLUS HF與QA-VTM呼吸機檢測儀的原理介紹[J].中國醫(yī)學裝備，2009, 08：46-48.

[6]張秋實.呼吸機麻醉機質(zhì)量控制校準技術[M].北京：中國計量出版社，2010.

[7]王國宏.呼吸機的安全性能檢查[J].醫(yī)學裝備信息，2004, 09：48-50.

[8]馮黎建.呼吸機氧電池的工作原理及性能檢測[J].質(zhì)控與計量，2009，07：57-59.

[9]鄭月嬌.呼吸機的維護[J].中國醫(yī)療設備，2008, 01：121-122.

[10]李石榮.人為因素致呼吸機持續(xù)報警的原因分析及處理對策[J].中國實用護理雜志，2004，20（12）：53-54.