呼吸机性能检测相关问题分析与解决方法

/ 上海市计量测试技术研究院

0 引言

呼吸机是医疗机构使用的急救和生命支持设备之一，主要由供气、呼气、控制三部分构成，供气部分是仪器给患者提供吸气压力，并产生相应的吸入气量，实际吸气压力、吸气时间、吸入气量、吸气氧浓度等由呼吸机的设置参数控制，并受到患者呼吸状况的影响；呼气部分是允许患者将气体呼出的装置，呼气参数同样与呼吸机设置参数和呼吸状况有关；控制部分调节吸气呼气，还附有多种监测和湿化雾化结构。按动力源，呼吸机可以分为：气动气控呼吸机、气动电控呼吸机、电动电控呼吸机三类，其中急救类呼吸机主要为气动气控型，而大多数有创呼吸机属于气动电控型，无创呼吸机基本是电动电控型。

加强呼吸机的质量控制对保障其安全性、提高使用效率与临床救治的成功率、减少临床风险，具有极其重要的意义。量值的溯源是实现有效质量控制的必要前提，JJF 1234-2010《呼吸机校准规范》中对呼吸机计量特性、校准项目和校准方法作了说明与规定。在质控检测中，往往会遇到一些实际问题，在此作一些探讨与交流。

1 检测用仪器

目前国内使用较多的呼吸机检测仪有美国FLUKE公司的VT-PLUS HF型、QA-VTM型和瑞典奥利科公司的PF-300型等。检测试验使用PF-300型呼吸机质量检测仪，该款检测仪结构紧凑，操作简单，有内部电池，在无外部电源的情况下可以通过内置电池工作；体积小，质量轻，方便携带。

2 试验对象与检测项目

以有创呼吸机为检测试验对象，型号主要包括 Drager公司的 Evita2、Evita4、Savina，T Bird公司的 VSO2、VELA、Avea，Maquet公司的 Servo-i，Hamilton公司的C1型、伽利略等，北京谊安Shangrila550型、航天长峰ACM807型、深圳迈瑞SV300等，其中涵盖部分20世纪80年代的老式呼吸机。

检测项目包括潮气量、通气频率、氧气体积分数、吸气压力水平、呼气末正压等参数。

3 试验方法与结果

检测时，将呼吸机的呼吸管路、气源、电源等连接好，如图1所示。把呼吸机的Y形管路接到检测仪的输入口，并在检测仪的出气口连接好模拟肺，开机自检，进入正常工作状态，模拟肺有规律地进行开合。检测方法参照JJF 1234-2010。

图1 呼吸机检测连接示意图

在检测试验结果中发现，部分呼吸机潮气量误差较大，少量呼吸机吸气压力水平误差较大，相当大比例呼吸机的氧气体积分数误差偏大，而呼吸机通气频率的误差都相对较小。

4 原因分析与解决方案

针对呼吸机性能检测中发现的问题，依据仪器工作原理以及相关技术经验分析探讨原因，提出相应的解决方法，以确保检测结果的准确可靠，实现有效的质量控制。

4.1 潮气量检测

1）引起潮气量误差的主要原因

（1）PEEP设置过高致使呼气期管路内的气体不能完全呼出，导致检测仪检测到的潮气量低；

（2）吸气时间设置过短导致呼吸机没有足够的时间输出，使得潮气量检测值偏小；

（3）回路漏气导致潮气量测量值异常，尤其是微小的漏气就会引发呼吸自动补偿，影响到潮气量检测的准确度；

（4）采用外置式热丝式流量传感器的呼吸机，里面的金属丝非常细容易断裂，从而影响试验结果；

（5）呼吸机管路积水导致频繁的假触发，呼吸机持续送气，潮气量检测值偏大；

（6）检测气体通过加湿器，经过加湿的气体通过检测仪流量传感器时如产生凝露，会引起示值误差；

（7）实验显示，在相同的条件下，使用不同材质的呼吸机管路，测得的潮气量误差由大到小依次为：一次性塑料管路＞塑料硅胶合成管路＞硅胶材质管路；

（8）现有的检测仪大多使用夹板模拟肺，600 mL以上潮气量测量误差较大。

2）相应的改进措施

（1）加强呼吸机的设置与传感器检查。试验之前把PEEP设置为0.2 kPa，吸呼比设置为I∶E=1∶2，检查管路通气情况，确保无漏气现象，同时要关掉呼吸机自动补偿功能；对于流量传感器外置式的呼吸机，需仔细检查金属丝是否断裂；检查确定呼吸管路绕开湿化器直接连接到呼吸机质量检测仪的输入端。

（2）注意管路选择与积水、漏气检查。检测时宜选用原装硅胶材质的呼吸管路，避免使用一次性塑料管路，并检查管路是否有积水漏气问题，尤其在积水杯连接处。

（3）正确选择模拟肺。夹板模拟肺顺应性大约在 200～ 300 mL/kPa之间，适用于测 600 mL 以下的潮气量；600 mL以上潮气量应更换为顺应性为500 mL/kPa的皮囊模拟肺。

4.2 通气频率检测

1）引起通气频率误差的主要原因

（1）管路有漏气，这时一般频率明显偏大；

（2）频率达不到设置值。

2）解决方法

（1）仔细检查呼吸机管路连接是否有漏气，重点关注积水杯连接处和模拟肺连接处等管路接头处；

（2）频率测量值达不到设置值有两种情况，一是测量值停留在某一临界值，这时要查看报警预设值，如果低于频率设置值，则需适当调高报警值；二是频率测量值达不到设置值，报警预设值又高于频率设置值，这时要考虑提高分钟通气量。因为呼吸机要提供固定的潮气量,因此降低呼吸频率，提高呼吸分钟通气量,呼吸机频率就可以达到设置值。

4.3 氧气体积分数检测

1）氧气体积分数产生误差的主要原因

（1）呼吸机管路有漏气或者阻塞的情况，没有足够的气流流过氧传感器；

（2）呼吸机控制面板上显示的氧浓度监测值明显偏小；

（3）氧气传感器在呼吸机检测之前未准确标定。2）解决方案

首先要检查并排除呼吸管路漏气现象；检查氧浓度监测值，如明显偏小则更换氧气传感器，氧气传感器的有效使用时间一般为1～2 a，需要及时更换；在呼吸机检测之前分别用10 L/min的干燥空气和100%干燥氧气对氧气传感器进行定标，以保证其测量准确度。

4.4 吸气压力水平检测

1）吸气压力水平产生误差的主要原因

（1）呼吸机管路有漏气导致压力偏低；

（2）呼吸机没有全部通过自检；

（3）呼吸模式设置不正确；

（4）吸气压力水平的值与呼吸气末正压有关,在检测吸气压力时，呼气末正压没有调零；

（5）呼吸机的报警设置不合理。

2）解决方法

呼吸机在作吸气压力水平检测前先开机自检，检查呼吸机的管路通气情况、自校传感器，待全部通过以后把呼吸模式设置为不带自主呼吸功能的压力控制模式，PEEP设置为0 kPa，并确保呼吸机压力报警设置值大于测试范围，因为部分型号的呼吸机其气道峰压受控于报警压力。

5 结语

呼吸机的性能检测是一项系统性的工作，检测过程中特别要重视回路、管路连接情况与漏气的检查，同时，仪器参数与工作模式的准确设置也很重要，直接影响到检测结果。通过质检确保临床在用的呼吸机符合规定的技术标准和技术要求,在使用中处于安全、准确的工作状态，可为临床服务提供强有力的支持,为患者提供最优质的医疗服务。