呼吸機計量檢測中的常見問題探討

黃燎盧

（廣州計量檢測技術研究院，廣東 廣州 510030）

1 前言

呼吸是維持機體新陳代謝和其他功能活動所必須的基本生理過程之一，一旦呼吸系統的生理功能發生障礙，呼吸功能不能滿足機體對氧氣的需要，就需要用到呼吸機來進行搶救治療。呼吸機作為醫院臨床常使用的生命支持和急救類的關鍵設備，常用于醫院急診科、呼吸科和ICU 等重要臨床科室，尤其在新冠疫情期間，各大醫院呼吸機的使用頻率極高，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療設備之一，在治療中起到不可或缺的作用。

呼吸機提供的數據對臨床有非常高的指導意義，如果各參數量值不準，可能會影響臨床治療效果甚至對患者造成比較大的危害進而誘發醫療風險事件，比如，呼氣末正壓不準確，那么就不能維持肺泡的擴張；當潮氣量和呼吸頻率不準確的時候，容易造成通氣不足或通氣過度，產生人機對抗，可能引起病患呼吸功耗增加，心臟負荷增加和循環障礙等后果；氧濃度過高會造成氧中毒，氧濃度過低達不到給患者提供氧氣，對患者造成不必要的傷害；所以其參數量值準確與安全有效是確保實施安全救治和醫療質量的重要前提，對患者的生命安全意義重大。隨著醫療技術的不斷發展，呼吸機的智能化和綜合性能也在不斷更新，模式也更豐富，專業性更強，在計量檢測過程中也經常會遇到一些問題，部分機器參數檢測不符合規范要求，下面就對呼吸機計量檢測中幾個參數異常的常見問題進行分析討論。

2 檢測中各參數常見問題及解決辦法

依據JJF 1234-2018《呼吸機校準規范》，呼吸機檢測主要校準項目包括潮氣量、呼吸頻率、氣道峰壓、呼氣末正壓和吸氣氧濃度等性能參數，下面以普通通用型呼吸機檢測為例。

2.1 潮氣量檢測

依據規范要求在容量控制通氣（VCV）模式下，設置呼吸頻率為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 等潮氣量校準點進行校準，對不同的校準點分別按照規范的要求對模擬肺的順應性（mL/kPa）和氣道阻力（kPa/Ls-1）分別進行設置，每個校準點分別記錄3 次呼吸機潮氣量監測值和測試儀潮氣量測量值，按照公式（1）計算相對示值誤差：

按照校準規范的計量特性要求，潮氣量的相對示值誤差應不超過±15%。

在檢測過程中，潮氣量檢測數據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、參數設置不當等。

當呼吸機潮氣量與設定值相比偏差過大時，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）模擬肺接頭不嚴或者微小破損漏氣也會導致潮氣量檢測數值偏低，部分機型的呼吸機如果模擬肺受到一點，擠壓可能也會導致潮氣量數值檢測異常，這種情況通常需要加延長管來解決；（4）檢查參數設置是否符合規范要求，特別是呼氣末正壓的設置值是否過高；（5）檢查流量傳感器是否損壞，清潔流量傳感器上的雜質等，呼吸機常用的流量傳感器有熱絲式、超聲式、壓力感應式、壓差式和晶體熱膜式等，在考慮因流量傳感器導致的潮氣量檢測數值異常時應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或者水分，當氧氣氣源或者空氣氣源的過濾器有雜質時，可能造成堵塞，影響氣體流速，從而可能導致潮氣量數值檢測異常，過濾器應定期進行清潔和更換；（7）檢查呼吸機接頭是否漏氣和安全閥膜片是否關閉不嚴。

現在大部分呼吸機都有自檢程序和參數異常報警功能，我們在考慮上述因素造成的潮氣量異常時可結合呼吸機的自檢結果或者報警情況來更好的排查，比如，因漏氣導致的檢測潮氣量數值偏低通常也伴隨著壓力值檢測偏低，這時可以通過呼吸機的壓力報警限來進一步判斷是否因漏氣導致；氣源不足或者呼吸管道脫落也可以結合呼吸機氣源供氣不足報警和壓力過低報警來進一步排查。

2.2 呼吸頻率檢測

在容量控制通氣（VCV）模式下，設置呼吸機參數為：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/分等呼吸頻率校準點進行校準，每個校準點分別記錄3 次呼吸機呼吸頻率監測值和測試儀呼吸頻率測量值，按照公式（2）計算相對示值誤差：

按照校準規范的計量特性要求，呼吸頻率的最大相對示值誤差：設定值的±10%或±1 次/分，兩者取絕對值大者。

呼吸頻率是呼吸機一個比較穩定的參數，在日常的檢測中比較少出現測量不準的情況，當出現故障檢測異常時，我們一般考慮是否機器內部的定時板出現問題，需要拆機檢查處理，同樣呼吸頻率也可以結合機器自檢結果和呼吸比報警情況來進一步排查故障原因。

2.3 氣道峰壓檢測

在壓力控制通氣（PCV）模式下，設置呼吸機參數為：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1.0kPa、1.5kPa、2.0kPa、2.5kPa 和3.0kPa 等氣道峰壓校準點進行校準，每個校準點分別記錄3 次呼吸機氣道峰壓監測值和測試儀氣道峰壓測量值，按照公式（3）計算相對示值誤差：

按照校準規范的計量特性要求，氣道峰壓的示值最大允許誤差：±（2%FS+4%X 實際讀數）。

在檢測過程中，氣道峰壓檢測數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、模擬肺的順應性和氣道阻力是否符合要求和空氧混合器故障等。

當呼吸機氣道峰壓檢測數值偏差過大時，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，現在大部分醫院都采用中心供氧，當氣源供氣壓力低于0.2MPa 時，就是供氣壓力過低，當采用氣瓶供氧時，減壓閥開啟或關閉異常也可能導致供氣壓力不足；（2）檢查呼吸管路和氧氣管是否存在脫落或者漏氣情況；（3）檢查模擬肺的順應性和氣道阻力是否正常，模擬肺漏氣可能也會導致氣道峰壓數值檢測異常；（4）檢查參數設置是否符合規范要求，特別是呼氣末正壓的設置值是否過高；（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，過濾器應定期進行清潔或更換；（6）檢查空氧混合器是否故障，檢查空氣壓縮機進氣口過濾海綿是否被灰塵阻塞，過濾海綿應定期進行清潔和更換，空壓機部件老化、水汽凝集和漏氣等也會導致空壓機故障，進而出現氣源不足故障，導致供氣壓力不足。

現在大部分呼吸機對氣源的壓力有監控，也有壓力上下限報警功能，我們在考慮上述因素造成的氣道峰壓數值檢測異常時，可結合呼吸機的自檢結果或者報警提示來進一步的排查，比如，供氣壓力正常不報警，則故障可能在空氧混合器上，部分器件老化或濾水不好，水汽過高產生凝集造成阻塞都可能導致氣壓不足，所以應加強日常的檢查，及時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，設置呼吸機條件滿足：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0.2kPa、0.5kPa、1.0kPa、1.5kPa 和2.0kPa 等呼氣末正壓校準點進行校準，每個校準點分別記錄3 次呼吸機呼氣末正壓監測值和測試儀呼氣末正壓測量值，按照公式（4）計算相對示值誤差：

按照校準規范的計量特性要求，呼氣末正壓（PEEP）的示值最大允許誤差：±（2%FS+4%X 實際讀數）。

在檢測過程中，氣道峰壓檢測數據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、呼氣活瓣內的可移動膜片異常等。

當呼吸機呼氣末正壓檢測數值偏差過大時，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，過濾器應定期進行清潔或更換；（4）檢查呼氣活瓣內的可移動膜片是否正確安裝或者存在移位，膜片的異?？赡軐е聶z測數值異常；（5）檢查空氧混合器是否故障，檢查空氣壓縮機進氣口過濾海綿是否被灰塵阻塞，過濾海綿應定期進行清潔和更換。

同樣，在考慮上述因素造成的呼氣末正壓檢測數據異常時，也可以結合呼吸機的自檢結果或者報警提示來進一步排查故障原因。

2.5 吸氣氧濃度檢測

在VCV 模式下，設置呼吸機參數為：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%等吸氣氧濃度校準點進行校準，每個校準點分別記錄3 次呼吸機吸氣氧濃度監測值和測試儀吸氣氧濃度測量值，按照公式（5）計算相對示值誤差：

在檢測過程中，吸氣氧濃度檢測數據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。

當呼吸機吸氣氧濃度檢測數值偏差過大時，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，定期對氧電池進行校準和更換；（3）檢查空氧混合器是否故障導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節閥是否被灰塵堵住，過濾器和調節閥應定期進行清潔。

同樣，在考慮上述因素造成的吸氣氧濃度檢測數值異常時，也可以結合呼吸機的自檢結果或者報警提示來進一步排查，現在多數呼吸機都有氧電池檢測和校準功能，當呼吸機提示氧電池失效時，我們應及時更換并進行重新校準。

3 檢測中常見的報警原因和消除方法

在呼吸機的日常檢測中，除了各參數檢測數據異常外，我們也會經常遇到呼吸機的各種報警，有時會導致呼吸機不能正常工作甚至導致檢測過程的中斷，理解各種報警原因和解決方法能讓我們的檢測更加順利可靠，本文總結了一些常見的呼吸機報警原因和處理方法。

呼吸機自檢報警，現在大部分呼吸機都有開機自檢功能，自檢的項目也比較多，常見的自檢項目有內部漏氣檢測、氣源壓力檢測、流量傳感器檢測、壓力傳感器檢測、泄漏量和順應性檢測、管路阻力檢測和氧傳感器檢測等，我們可以根據自檢通過情況和提示來處理自檢失敗的項目。

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

潮氣量或流量高/低限報警也是呼吸機經常提示的一種報警，這類報警常見的原因有：氣源異常；參數設置不當，報警限設置值調節不當；壓力限制；流量傳感器故障。

氧濃度過高/低報警和窒息報警，這類報警常見的原因有：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；窒息報警時間閾設置不當。

針對以上各種原因導致的報警，常用的處理方法有：檢查氣源是否正常供氣，氣壓是否達到要求，檢查呼吸管路是否有脫落，做漏氣檢查，檢查呼/吸氣閥，檢查參數設置是否正確，調整氣壓報警上/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，清洗各種濾膜等。

4 結語

本文根據經驗總結對呼吸機在計量檢測中常見的各參數不準確原因進行分析討論，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，應嚴格按照呼吸機的操作規范操作，加強質量管理控制，除了日常的維護保養，也應加強計量檢測和臨床使用管理。呼吸機是一種技術含量高且臨床風險也很高的醫療設備，性能參數較多，也比較容易出現參數不準的情況，依據呼吸機校準規范的周期校準要求，加強對呼吸機的計量檢測，嚴格控制呼吸機的性能質量，及時發現呼吸機的各項參數是否符合規范的技術要求，能有效地降低設備參數異常和性能下降帶來的風險，保證其正常安全有效運行，更好地提高醫療服務水平，為高質量的診療救治保駕護航。