正压式空气呼吸器应急延时呼吸技术

张禹海，姚 昕

1.中国人民警察大学 救援指挥学院，河北 廊坊 065000； 2.上海市消防救援总队，上海 201800

0 引言

近年来我国室内建筑火灾频发，导致消防员进入建筑物内部进行灭火救援行动时的风险变得更大。资料显示，消防员在灭火救援过程中，因迷失方向、受伤、被困等原因，最终导致所佩戴的正压式空气呼吸器(简称“空气呼吸器”)内的空气耗尽，从而引发窒息或吸入烟气，致使消防员牺牲的案例时有发生[1]。对遇险被困消防员迅速展开二次救援是减少消防员火场伤亡以及非战斗性减员的重要举措。如果消防员在火场遇到突发险情，所使用空气呼吸器的余气报警阀报警后，能尽可能采取一定呼吸技术延长空气呼吸器的使用时间，就可以为二次救援赢得宝贵时间，遇险消防员存活的概率将大大提高。

目前，国内对空气呼吸器应急延时呼吸技术的研究仅有R式呼吸法一种，胡晔[2]验证了R式呼吸法在实际应用中的可行性和其与自由呼吸法相比体现出来的优越性。国外研究主要是由美国新泽西州瑞支伍德市消防局教官Reilly发起的，他们创新发明了一种空气呼吸器应急延时呼吸技术：R式呼吸法(R-EBT)。该呼吸法通过调节消防员呼吸方式来延长空气呼吸器的使用时间，并明确要求消防员必须熟练掌握空气呼吸器延时技术，从而在危急情况下能够延长气瓶中空气的使用时间[3]。此后美国各地消防员结合自身经验，陆续开创出多种应急延时呼吸技术，如科罗拉多州洛夫兰市消防局就将R式呼吸、点式呼吸法、战术呼吸法、吸管呼吸法、手轮呼吸法纳入消防员紧急避险训练大纲[4]。

1 空气呼吸器及其耗气量影响因素

正压式空气呼吸器对不同使用者和使用情况的气体耗气量不同，工作强度越大气瓶内气体消耗就越快。目前，我国消防救援队伍所使用的气瓶容量普遍为6.8 L，理论工作压力为30 MPa，实际工作压力在25～27 MPa，理论使用时间约为60 min，但受多种因素影响，其实际使用时间一般在30 min左右[5]。

国外研究指出三种因素决定空气呼吸器的耗气量：消防员呼吸的快慢，消防员呼吸的深浅，消防员呼吸生硬或是平滑[6]。国内主要考虑以下几个因素：使用者的劳动强度，使用者的身体状况，使用者受自身兴奋、害怕或其他情感因素的影响程度，使用者对这种或类似的装备受训程度和使用经验的多少[7]。

2 应急延时呼吸技术

2.1 点式(Skip)呼吸法

消防员利用点式呼吸法呼吸时：(1)通过鼻子进行正常吸气；(2)当消防员感觉需要再次吸气时，紧接着通过鼻子再次快速抽吸一口气，然后通过鼻子正常呼气[4]。在使用点式呼吸法过程中，呼吸时类似于哭泣时的抽泣，该方法通过增加单次吸气时的进气量来延长呼吸周期，从而达到延长呼吸时间的目的。消防员使用点式呼吸法时呼吸频率约为每分钟8次。

2.2 战术(Tactical)呼吸法

战术呼吸法是军队训练狙击手时常用的调整心理状态的呼吸方法。消防员使用战术呼吸法时：(1)缓慢平稳吸气3～4 s；(2)憋气保持3～4 s；(3)缓慢平稳呼气3～4 s；(4)再次憋气保持3～4 s，然后再进行下一次吸气[4,8]。该呼吸法不同于一般的深呼吸憋气，消防员通过控制调节吸气和呼气的气量，强制性将整个呼吸周期有规律地延长至12～16 s，从而可将呼吸频率降低至每分钟5次左右。但由于在呼吸过程中消防员需要憋气，倘若消防员在火场由于高强度的劳动或紧张等原因，未能将自己的心率平息下来，那么就很难使用该呼吸方法。

2.3 R式呼吸法

R式呼吸法，即Reilly应急呼吸法(R-EBT)，是一种能够有效延长消防员空气呼吸器使用时间的呼吸方法，当消防员遇险被困时，使用该呼吸方法能够为外部救援人员实施二次救援赢得宝贵时间。消防员使用R式呼吸法时：(1)先按照正常呼吸深度均匀吸气；(2)缓慢地呼气，在呼气过程中，将呼出的气流与鼻腔发生摩擦，发出轻微连续的“哼”音，并尽可能将鼻腔内气体完全排出，然后再开始下一次呼吸。在通常情况下，消防员自由呼吸的频率约为每分钟10～15次，相当于一次完整呼吸的持续时间为4～6 s。而使用R式呼吸法时每次呼吸的间隔时间可达到12 s左右，可将呼吸频率降低至每分钟5次左右，从而极大延长空气呼吸器的使用时间。更为重要的是，在使用R式呼吸法的呼气过程中，在某种程度上可以帮助消防员尽快恢复平静，能有效调节消防员的心理，降低心率，减轻心理压力和呼吸负荷，从消防员身心方面延长空气呼吸器的使用时间[2,4]。

2.4 吸管(Straw)呼吸法

消防员使用吸管呼吸法时：(1)通过鼻子进行缓慢正常吸气；(2)呼气时将上下嘴唇撅起来，并模仿嘴中含有吸管将气体缓缓吹出。该方法延长呼吸时间的原理为：在消防员呼气的过程中，由于嘴唇撅起，呼气受阻进而导致呼气速率降低，从而通过延长单次呼气时间来延长呼吸周期，达到延长呼吸时间的目的[4]。

2.5 手轮(Wheel)呼吸法

消防员在使用手轮呼吸法时：(1)在安全的地方坐下，将空气呼吸器背托从背后摘下并抱于自己怀中，将身体调整为自己觉得舒适的姿势；(2)拧紧手轮，关闭气瓶阀；(3)需要吸气时拧开约半圈气瓶阀，正常吸气；(4)呼气时，马上将气瓶阀关闭，正常缓慢呼出气体。当感觉需要下一次吸气时，以此类推，进行下一轮操作[4,9]。

3 试验测试

3.1 样本选取

在某地消防站随机选取5名一线消防队员，年龄21～25周岁，平均身高170.4 cm，平均体重67.8 kg。被测试消防员首先集中系统学习并训练上述五种呼吸方法，随后佩戴空气呼吸器以及灭火战斗服，选择自己最适宜的姿势进行练习直至熟练掌握每种呼吸方法的呼吸技巧。选取的5名消防员都有着较为丰富的灭火救援战斗经历，对空气呼吸器的使用都很熟练，减少由于受训程度和经验不足而对试验带来的影响。

3.2 正常呼吸方式下空气呼吸器使用时间测试

被测试消防员着灭火战斗服，佩戴空气呼吸器，坐于海绵垫上，并在整个测试过程中尽量保持姿势不变，测试过程中时刻观察测定时间。测试时使用气瓶压力为15 MPa的空气呼吸器。测试开始前使用脉搏血氧仪记录每名被测试消防员的脉搏血氧数值。测试开始后，被测试消防员在测试过程中自行选择采用其感觉最舒服的正常呼吸方式，并用秒表开始计时。待空气呼吸器压力为10 MPa时，测试停止，记录空气呼吸器使用时间T0(s)，使用脉搏血氧仪记录此时的脉搏血氧数值S0(%)。

3.3 采用延时呼吸法下空气呼吸器使用时间测试

更换气瓶压力为15 MPa的空气呼吸器，被测试消防员重新以半平躺的姿势坐于海绵垫上。测试开始后，被测试消防员采用同一种延时呼吸法(如点式呼吸法)进行呼吸，并用秒表开始计时。待空气呼吸器压力为10 MPa时，测试停止，记录空气呼吸器使用时间T1。以同样测试方法依次分别对其余四种延时呼吸法进行测试，记录对应的空气呼吸器使用时间T2,T3,T4,T5，如表1所示。

表1 六种呼吸方式下15 MPa

3.4 脉搏血氧仪辅助测量

血氧饱和度(SaO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。正常人体动脉血的血氧饱和度为98%，静脉血为75%。一般认为血氧饱和度正常应不低于94%，在94%以下为供氧不足，有学者将SaO2<90%定为低氧血症的标准。因此，在试验测试过程中，根据脉搏血氧仪实时监测得到的数据即可判断消防员在呼吸过程中是否出现缺氧情况[10]。分别记录上文五种延时呼吸法测试完成时的脉搏血氧数值S1,S2,S3,S4,S5，如表2所示。

表2 六种呼吸方式下脉搏/血氧数值

3.5 低气量状态下空气呼吸器使用时间测试

更换气瓶压力为5 MPa的空气呼吸器，被测试消防员仍以半平躺的姿势坐于海绵垫上。测试开始后，被测试消防员依次分别采用五种延时呼吸法进行呼吸，待气瓶空气耗尽时，测试停止，分别记录空气呼吸器使用时间T11、T12、T13、T14、T15，如表3所示。

表3 低气量时5 MPa空气呼吸器使用时间

3.6 数据分析

由测试结果可知，五种延时呼吸方法均能不同程度延长空气呼吸器的使用时间。平均延长使用程度分别为：45.51%、87.92%、112.32%、64.03%、48.47%，见表4所示。其中，当气瓶内气量较为充足时，采用R式呼吸法延长空气呼吸器的使用时间最长。

表4 正常呼吸与五种延时呼吸法使用时间对比

通过表3数据可以看出，当气瓶内气量不足余气报警阀开启时，由于报警阀在鸣响过程中也会消耗一定空气，试验结果发生变化，此时使用手轮呼吸法延长空气呼吸器的使用时间最长。空气呼吸器余气报警阀鸣响过程中，报警阀开启，部分气体直接从报警阀排出，造成一部分气体损耗。而采用手轮呼吸法过程中，在非吸气阶段手轮始终处于关闭状态，有着其他四种呼吸法无法比拟的优势。因此，在气瓶气量不足情况下，采用手轮呼吸法能更有效地延长使用时间，即使余气报警阀响起，平均仍可继续使用空气呼吸器1 289 s。

通过表2数据可以看出，无论被测试消防员采用何种延时呼吸方法，其脉搏血氧指标均符合正常参数，说明几种呼吸方法的使用过程中都不会导致血氧饱和度降低。其中，采用R式呼吸法时，可有效降低被测试消防员的心率，具有一定的调节心理、平息心率的作用。

在前期应急延时呼吸技术训练过程中，部分被测试消防员不同程度出现了口干、咽喉干燥、膈肌不适的症状，经多次训练后症状有所缓解。在采用战术呼吸法呼吸过程中，被测试消防员对呼气后的憋气阶段明显感觉不适，且必须在消防员心率平息下来后才能使用该呼吸法，否则将缩短其呼吸周期，延长效果大打折扣。因此，要想更好地应用延时呼吸技术，就要加强适应性训练，克服呼吸方法改变带来的惯性影响。同一种延时呼吸法对不同被测试消防员的延长效果并不相同，其中，若消防员在正常呼吸状态下其呼吸周期越短、耗气越快的，使用延时呼吸法后延时效果越明显。

4 结论及建议

4.1 本文通过对五种延时呼吸技术在空气呼吸器气瓶压力为15 MPa及5 MPa情况下，空气呼吸器使用时间的试验数据分析对比发现：R式呼吸法在余气报警阀未开启时，其延时效果明显优于其他几种呼吸法；手轮呼吸法在余气报警阀开启时，其延时效果更优。但不论使用何种方法，消防员均需要提前进行一定的适应性训练。在灭火救援现场复杂因素影响下，消防员可以根据自身情况及对延时呼吸技术的适应程度，综合采用几种方法进行延时呼吸。

4.2 R式呼吸法和手轮呼吸法分别在空气呼吸器气瓶气量充足和不足情况下能有效延长空气呼吸器的使用时间，但其仅仅只是在一定程度上延长了使用时间，如果外部救援力量不能及时、迅速、有效地开展二次救援，那么遇险消防员仍无法被救。因此，应进一步健全和完善二次救援制度，在进行灭火救援过程中，当消防指战员进入火场内部进行灭火救援时，一定要在外部留有快速救援小组。一支训练有素的快速救援小组平均可以在18～21 min内找到被困消防员，然后迅速进行救援。因此，若想让应急延时呼吸技术真正在实战中取得实效，必须健全科学系统的训练机制，养成火场紧急避险的自我意识，才能提高遇险消防员被营救的概率。

4.3 在紧急情况下使用应急延时呼吸技术延长空气呼吸器的使用时间应当是每一位消防员必须掌握的火场紧急避险技能。通过多次训练发现，即使再简单的呼吸法仍需要不断训练才能熟练掌握并应用自如。但目前消防员空气呼吸器的使用训练并未涉及这方面的内容，应当充分重视火场上空气呼吸器延时呼吸技术，将其纳入消防员紧急避险训练大纲，同时结合外部快速救援小组联合整建制进行搜救训练。只有在延长空气呼吸器使用时间和提高二次救援能力相结合的情况下，才能真正保证消防员在火场中的安全。