蒙炳曲

（黔南州檢驗(yàn)檢測(cè)院，貴州 黔南 558000）

1 呼吸機(jī)基本知識(shí)

1.1 呼吸機(jī)定義與作用

“呼吸機(jī)”一詞由全球首臺(tái)睡眠呼吸機(jī)的發(fā)明者沙利文所創(chuàng)造。按照傳統(tǒng)的定義，呼吸機(jī)是一種可以代替患者正常生理呼吸的裝置，能夠把含固定濃度氧氣的氣體輸進(jìn)人體肺部，再將呼吸代謝產(chǎn)生的二氧化碳排到體外，從而幫助呼吸系統(tǒng)完成通氣。通俗地說，就是一種電子打氣筒。

從呼吸機(jī)的定義就可看出呼吸機(jī)的作用，即呼吸機(jī)可以改善人體肺的基本功能，幫助病人攝入氧氣、排出二氧化碳，從而取代或者部分取代自主呼吸，緩解呼吸肌肉疲勞。因此呼吸機(jī)必須具備以下四種功能：一是產(chǎn)生動(dòng)力輸送氣體；二是以一定的呼吸頻率和一定的呼吸比支配呼吸節(jié)律的功能，從而取代病人呼吸中樞神經(jīng)的功能；三是提供適合病人的潮氣量和分鐘通氣量，滿足呼吸代謝所需要的氧氣；四是供給的氣體需要加溫加濕，從而取代病人鼻腔功能。

1.2 呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理

呼吸機(jī)一般由氣源（包括空氣、氧氣氣源）、空氧混合器、主機(jī)（包括呼吸機(jī)控制元件、觸發(fā)器、呼吸機(jī)的驅(qū)動(dòng)、壓力、流量傳感器、監(jiān)測(cè)部分、報(bào)警部分、波形顯示器）、濕化器和外部管道等部分組成。

呼吸機(jī)的工作原理為：呼吸機(jī)的把空氧混合氣體，按照設(shè)定的參數(shù)，包括潮氣量、氣道峰壓、呼氣末正壓、呼吸頻率、吸呼比、氧濃度和合適的通氣方式給患者供氣。主機(jī)面板有三個(gè)區(qū)域，參數(shù)顯示區(qū)主要硅示氣道壓力、壓力上限設(shè)置、壓力下限設(shè)置、潮氣量、吸呼比、呼吸頻率、通氣方式選擇。參數(shù)設(shè)置區(qū)用于各種參數(shù)的設(shè)置調(diào)整。

1.3 呼吸機(jī)分類

按臨床用途可分為成人呼吸機(jī)、嬰兒和新生兒呼吸機(jī)、輔助呼吸或治療用呼吸機(jī)、麻醉呼吸機(jī)、攜帶式急救呼吸機(jī)、高頻正壓呼吸機(jī)。按照控制方式可分為氣動(dòng)氣控型呼吸機(jī)、電動(dòng)電控型呼吸機(jī)、氣動(dòng)電控型呼吸機(jī)。按照計(jì)量校準(zhǔn)方法分類可分為有創(chuàng)呼吸機(jī)、無(wú)創(chuàng)呼吸機(jī)、急救和轉(zhuǎn)運(yùn)呼吸機(jī)、高頻噴射呼吸機(jī)。

2 呼吸機(jī)校準(zhǔn)中需要注意的問題

2.1 校準(zhǔn)不同類別呼吸機(jī)時(shí)需要注意的問題

2.2 校準(zhǔn)呼吸機(jī)“潮氣量”參數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問題

根據(jù)克拉伯龍方程描述：PV=nRT（P代表壓強(qiáng)，V代表體積，n代表物質(zhì)的量，T代表溫度，R代表理想氣體常數(shù)）。當(dāng)大氣壓偏低或者環(huán)境溫度偏高時(shí)，實(shí)際的潮氣量會(huì)偏高，當(dāng)大氣壓偏高或者環(huán)境溫度偏低時(shí)，實(shí)際的潮氣量會(huì)偏低。為保證校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確，需要采用正確的修正方式，消除或者降低環(huán)境溫度和大氣壓對(duì)潮氣量校準(zhǔn)結(jié)果的影響。根據(jù)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，查到的修正模式有：ATP、BTPS和STPD0，其中ATP還可以分為ATPD（干空氣）和ATPS（干空氣）。

以上四種修正模式換算關(guān)系如下：

2.3 校準(zhǔn)呼吸機(jī)“吸氣氧濃度”參數(shù)時(shí)應(yīng)注意的問題

呼吸機(jī)測(cè)試儀中測(cè)量氧濃度采用電化學(xué)傳感器（俗稱氧電池），其由氧離子導(dǎo)體、參考電極以及被測(cè)氣體構(gòu)成,通過測(cè)量電池的電流,就可確定被測(cè)氣體的氧濃度。具體過程是,在陰極將氧氣解離為氧離子,之后向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)后中和重新變成氧氣分子。氧從電池的陰極運(yùn)動(dòng)至陽(yáng)極過程中產(chǎn)生電流。通過電流與排放氣體氧濃度的關(guān)系,就可以達(dá)到氧濃度測(cè)量的目的。電化學(xué)傳感器具有測(cè)量精度高、響應(yīng)時(shí)間短、體積小等優(yōu)點(diǎn)。但是由于氧傳感器發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)需要消耗原料，隨著使用次數(shù)的增多，傳感器測(cè)量氧濃度的能力不斷下降，會(huì)影響氧濃度測(cè)量精度。所以校準(zhǔn)時(shí)需要注意氧電池電量，提醒使用者，通常1年左右就需要更換一次氧電池。

3 呼吸機(jī)潮氣量及氧濃度校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度評(píng)定

3.1 概述

①測(cè)量依據(jù)：JJF1234-2018《呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》。②采用方法：在JJF1234 -2018《呼吸機(jī)校準(zhǔn)規(guī)范》規(guī)定的條件下，用呼吸機(jī)校準(zhǔn)裝置對(duì)呼吸機(jī)的潮氣量及氧濃度進(jìn)行直接測(cè)量。③環(huán)境條件：溫度18～28 ℃，濕度40%～70%，大氣壓力86～106 kPa，電源電壓及頻率：AC220 V，50 Hz。④測(cè)量主要標(biāo)準(zhǔn)器：呼吸機(jī)測(cè)試儀。

3.2 潮氣量相對(duì)誤差的測(cè)量不確定度

3.2.1 測(cè)量數(shù)學(xué)模型

式中：δ——潮氣量的相對(duì)誤差，%；Vm——呼吸機(jī)校準(zhǔn)裝置顯示潮氣量3次測(cè)量值的算數(shù)平均值，mLδ；=被10校0%呼吸機(jī)潮氣量3次監(jiān)測(cè)值的算數(shù)平均值，mL。

各影響量的靈敏度系數(shù)計(jì)算見公式（2）和（3）。

“這……”海力還算冷靜，馬上拔通了急救中心的電話，中心告訴他，他們已經(jīng)接到求救電話派車去搶救了。他這才對(duì)客人打了個(gè)招呼致了歉，交待副總經(jīng)理陪客，自己拉著竹韻出了酒樓，開車朝醫(yī)院飛馳而去……

各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度見公式（4）和（5）。

μ1和μ2相互獨(dú)立，因此可得公式：

3.2.2 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

3.2.2.1 被校準(zhǔn)呼吸機(jī)潮氣量3次監(jiān)測(cè)值的算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.2.2.1.1 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ1(Vo)

μ1(Vm)是潮氣量測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，設(shè)置呼吸機(jī)潮氣量為600 mL，用呼吸機(jī)測(cè)試儀對(duì)被校準(zhǔn)呼吸機(jī)進(jìn)行10次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，測(cè)量值為Vi(i=1,2,…,10),則其標(biāo)準(zhǔn)偏差s(Vi)可用貝塞爾公式計(jì)算得出，具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 潮氣量測(cè)量值 單位：mL

對(duì)潮氣量校準(zhǔn)點(diǎn)分別進(jìn)行三次測(cè)量，則由重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

3.2.2.1.2 被測(cè)儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度大于被測(cè)儀器分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，故在計(jì)算合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度是只考慮重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。

3.2.2.2 由呼吸機(jī)測(cè)試儀引入被校準(zhǔn)呼吸機(jī)潮氣量3次監(jiān)測(cè)值的算數(shù)平均值Vm的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范中潮氣量最大允許誤差無(wú)±3%或±10 mL,則600 mL校準(zhǔn)點(diǎn)潮氣量最大允許誤差為±18 mL，為均勻分布。

3.2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以上各輸入量無(wú)關(guān)，故潮氣量相對(duì)示值誤差的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2.4 擴(kuò)展不確定度Urel

取置信概率為95%，k=2，Urel擴(kuò)展不確定度為：

3.3 輸出氧濃度示值誤差的測(cè)量不確定度

3.3.1 測(cè)量數(shù)學(xué)模型

式中：δ——氧氣濃度的示值誤差，%；E1——呼吸機(jī)氧氣濃度示值，%；E0——呼吸機(jī)校準(zhǔn)裝置氧氣濃度測(cè)量值，%。

3.3.2 各標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

3.3.2.1 測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ(δ1)=

呼吸機(jī)氧氣濃度設(shè)置為40%，測(cè)量的數(shù)據(jù)如表2：

表2 氧濃度測(cè)量值 單位：%

對(duì)吸氣氧濃度校準(zhǔn)點(diǎn)分別進(jìn)行三次測(cè)量，則由重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為：

3.3.2.2 由呼吸機(jī)校準(zhǔn)裝置引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度μ(δ2)

根據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范中壓力范圍最大允許誤差為±2%(體積分?jǐn)?shù))，為均勻分布。

3.3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度μc(δ)

3.3.4 擴(kuò)展不確定度U

取置信概率為95%，k=2，擴(kuò)展不確定度U為：

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，呼吸機(jī)能夠起到預(yù)防和治療呼吸衰竭，減少并發(fā)癥，挽救及延長(zhǎng)病人生命的作用。為保證量值的準(zhǔn)確可靠，對(duì)社會(huì)醫(yī)療安全提供公正、科學(xué)、準(zhǔn)確、可靠的校準(zhǔn)服務(wù)，對(duì)地方醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展起到積極的作用，就需要正確評(píng)定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量不確定度，并在校準(zhǔn)過程中注意相關(guān)事項(xiàng)。