呼吸機校準的幾點經驗

/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、控制或改變人體的通氣功能，廣泛應用于醫院的重癥監護、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《呼吸機校準規范》，本文結合校準規范總結開展呼吸機校準工作的幾點經驗，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通氣、半自主型在無病人自主呼吸時，均表現為控制型通氣模式。

JJF1234-2010規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：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 熟悉通氣參數的設置和調節

在校準呼吸機時，需要選擇和設置許多通氣參數，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。不同呼吸機的參數調節也不盡相同，且各種參數的設置相互關聯。如潮氣量，有的直接調節，有的則通過吸氣時間（或呼吸頻率）、吸氣流速（或分鐘通氣量）計算來調節，有的輔助通氣則是通過調節吸氣壓力調節潮氣量。如吸氣時間，有的直接調節，有的通過調節動態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的報警功能，因此首先要熟悉呼吸機通氣參數的報警設置。在校準呼吸機時，通氣參數校準點涵蓋了通氣參數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，往往會觸發相關通氣參數的上下限報警。如在潮氣量800 mL、1 000 mL校準點，往往會觸發通氣峰值流速上限報警，這時就必須調高峰值流速上限報警點。有的呼吸機根據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、或呼吸回路內有積水，使得流量或壓力不穩定。若流量或壓力觸發靈敏度設置過低，就會引起觸發通氣，因此需要檢查調整相關通氣參數的觸發靈敏度設置。

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的正常值范圍、設置和調節非常必要。

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，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定，否則就有漏氣現象存在。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定，否則就有漏氣現象存在。因此在校準時發現呼氣末氣道壓力不穩、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，呼氣階段一直持續到下一次觸發開始。所以正確定義觸發的開始和結束非常重要，它對測量結果產生重要影響。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、維護保養難度較大，出現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現問題

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容有所不同，如Evita機型的自檢內容有：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路系統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進行智能化處理，通過控制器發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的處理方法[9-10]

如連接模擬肺，面板報警區始終有報警，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）相應的設置參數及報警參數；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的各類報警，應重點檢查呼吸管路的氣密性和通氣參數的報警設置。

[1]俞森洋.現代機械通氣的理論與實踐[M].北京: 北京醫科大學中國協和醫科大學聯合出版社, 2000.

[2]全國臨床醫學計量技術委員會.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].中國醫學裝備，2009, 08：46-48.

[6]張秋實.呼吸機麻醉機質量控制校準技術[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].質控與計量，2009，07：57-59.

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

[10]李石榮.人為因素致呼吸機持續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.