常用呼吸機流量傳感器原理及維護

高華敏

常用呼吸機流量傳感器原理及維護

高華敏①

高華敏,女,(1972- ),本科學歷，高級工程師。嘉興市第二醫院設備科，從事醫療設備維護和管理工作。

呼吸機是急救類醫療設備，主要器件流量傳感器因機型和型號不同，流量傳感器結構原理也不盡相同。醫學工程師應熟悉其工作原理及維護和保養方法，以期達到呼吸機的最佳使用效益。

1 流量傳感器分類

呼吸機從功能上可以分為有創、無創兩大類，按臨床應用分為床旁急救呼吸機、運轉呼吸機、新生兒呼吸機以及麻醉呼吸機等。而所有的呼吸機都需要對氧氣、空氣的氣體流量和流速進行精確的測量和監控，流量傳感器承擔此作用。

呼吸機的流量傳感器通過監測吸入或呼出的氣體流量，轉換成電信號傳遞到呼吸機主CPU完成信號處理，實現對呼吸機的潮氣量、分鐘通氣量和氣體流速等呼吸機主要工作參數的實時監測[1]。各品牌呼吸機都有各自認可的流量傳感器使用原則，從結構上可以分為近患者端(遠端)和近呼吸機主機呼出端(近端)兩類；從使用壽命可以分為免維護長效型和一次性兩種；從使用原理上流量傳感器分為熱絲式、晶體熱膜式和超聲式等。

(1)熱絲式流量傳感器。代表機型是德國德爾格EVITA系列SIVENA系列呼吸機(如圖1所示)，該傳感器放置在呼吸機呼出端屬于近端外置，基本工作原理是利用惠斯通電橋原理檢測流量，當呼吸機開機即加熱流量傳感器中的鉑金材質電熱絲，當混合空氧氣體流過熱絲，會帶走熱量使得熱絲溫度下降。此時熱絲是惠斯通電橋中的一個電阻，當電阻值變化，整個惠斯通電橋失去平衡，呼吸機會馬上給熱絲加熱以保持平衡，此電流的變化值轉變成電信號就可以得到流經氣體的實時數值。

(2)晶體熱膜式流量傳感器。代表機型是美國柯惠PB840呼吸機，該呼吸機內置有3個流量傳感器，其中氧氣和空氣2個流量傳感器結構型號一致可以互換[2](如圖2所示)。

圖1 熱絲式流量傳感器示圖

圖2 晶體熱膜式流量傳感器示圖

圖2 中，Q1是氧氣流量傳感器，Q2是空氣流量傳感器，為晶體熱膜式流量計，采用的也是惠斯通電橋工作原理。熱膜是電橋的一段可變電阻，無流速時各段阻抗是均衡的，當流速增加，通過傳感器的速率也相應增加，此時熱膜溫度被帶動下降，阻抗隨之下降，熱膜電流隨之增加，呼吸機的輸出潮氣量隨著流速的升降比例線性增減[3](如圖3所示)。

圖3 晶體熱膜式流量傳感器工作原理圖

(3)超聲式流量傳感器。代表機型是瑞典邁柯維SERVO-I/S呼吸機，該機使用的是超聲式流量傳感器。超聲流量傳感器由超聲波發射換能器、超聲波接收換能器及電子線路組成，超聲波發射換能器將電能轉為超聲波能量，當氣流通過時能量被消耗并相應傳到超聲波接收換能器接收，接收器接收到的超聲波信號，經電子線路放大并轉換成電信號輸出到呼吸機主板，換算得到相應的流量[5]。超聲流量傳感器采樣頻率為2000/s，優勢是方向準確，氣流穿透力強。傳感器置于呼出后端，通過加裝細菌過濾器有效隔離了患者呼出氣體，避免了管路內溫度、濕度和分泌物對流量傳感器的影響。超聲流量傳感器雖然流量監測精準，傳感器經久耐用。但在設計上還是存有缺陷，其呼出管路和呼吸機主機的氣體直接貫通通道，一旦呼出端維護不當，呼出流量傳感器吸入污物或污染液體，容易使呼出通道板上與流量傳感器連通的呼出壓力傳感器損壞，造成呼吸機1784板失效，呼吸機報“設備故障”(如圖4所示)。

圖4 超聲式流量傳感器示圖

2 流量傳感器故障原因及維護

2.1 故障常見原因

(1)吸入端進水進油。吸入端有氧氣源和空氣源，如果氣源不純含有雜質、含有水分不干燥以及油性真空泵制造壓縮空氣致使空氣中含有油污，都會通過氣源傳送到呼吸機進氣管路，造成吸入端流量傳感器受損。

(2)呼吸機呼出端無呼出過濾器保護。因呼出過濾器使用時間過久，呼出端管路中的水汽過多，呼出端流量傳感器慢慢損壞，造成呼出流量數據偏差。

(3)使用呼吸機藥物霧化功能導致。霧化時藥物顆粒進入呼出端，造成呼出端流量傳感器損壞。

(4)呼吸機電子元器件不確定性損壞，造成流量傳感器損壞或者數字偏差。

(5)流量傳感器清洗消毒方法不當，造成流量傳感器損壞。

2.2 維護和消毒

針對不同的呼吸機必須執行不同的使用和維護規范。①要定期檢查醫院的中心供氣系統，觀察氧氣和空氣氣源有無水汽和油污；②定期檢查呼吸機進氣閥，發現積水及時排除；③針對不同呼吸機進行個性化維護，如PB840呼吸機的2個流量傳感器是內置式放置，平時不需要取出消毒和特別維護，通過EST自檢程序觀察流量數據，發現偏差時再行處理；④消毒時由于熱絲式和超聲式呼吸機流量傳感器結構精密，清洗消毒必須做到方法正確；與德爾格呼吸機的熱絲式流量傳感器在呼出端，加裝呼出端過濾器阻擋呼出管路水汽和患者呼吸噴出廢液，每周或撤機后拆下流量傳感器，消毒方法可以環氧乙烷氣體消毒，也可以乙醇、戊二醛液體浸泡，浸泡后輕輕取出晾干即可；⑥邁柯維呼吸機需要加裝呼出端過濾器以阻擋呼出管路水汽和患者呼吸噴出廢液，每周或撤機后拆下流量傳感器，酒精浸泡或者高壓蒸汽消毒。

3 小結

通過介紹流量傳感器類型原理及構成，表明不同呼吸機使用和維護亦不相同。由于呼吸機是治療重癥患者的生命支撐設備，流量傳感器又是保證呼吸機安全運行的核心部件，因此，臨床實際工作中使用人員一定要高度重視對其的維護保養。

[1]楊東,劉妙芳.醫用流量傳感器的技術特點以及在呼吸機中的應用[J].中國醫學裝備,2004,1(1):42-43.

[2]張璐.泰科PB840呼吸機的系統結構及故障檢修[J].中國醫療裝備,2011,26(6):113-115.

[3]陳學斌.拉斐爾XTC呼吸機常見故障及解決方法[J].中國醫學裝備,2014,11(12):156-157.

[4]夏松,黃舉.Maquet呼吸機流量傳感器等故障分析及處理[J].中國醫療裝備,2011,26(2):121.

[5]張志臣,王俊英,米婷婷.呼吸機流量傳感器的清潔消毒[J].中華醫院感染學雜志,2008,18(5):648.

1672-8270(2015)12-0153-03

R197.39

B

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.12.050

2015-05-04

①嘉興市第二醫院設備科 浙江 嘉興 314000