呼吸机质量控制的问题及解决方法

李巍，陈文霞，荆斌

解放军307医院 医学工程科，北京100071

呼吸机质量控制的问题及解决方法

李巍，陈文霞，荆斌

解放军307医院 医学工程科，北京100071

目的 探讨了我院在呼吸机质量控制工作方面的改进和完善。方法 就呼吸机检测仪的使用和呼吸机潮气量（VT）、吸入氧浓度（FiO2）两个参数的检测中遇到的问题进行了分析。结果 提高了呼吸机质量控制检测工作的质量。结论 呼吸机质量控制检测方法需要进一步完善。

呼吸机；质量控制；潮气量;吸入氧浓度

呼吸机作为可以为呼吸障碍的危重病人或在手术过程中被麻醉的病人提供呼吸支持的急救设备，在医院临床科室的应用范围非常广泛。常应用于呼吸监护病房（RICU）、急诊科、急诊重症监护病房（ICU)、心脏内科监护病房（CCU）、手术麻醉后复苏室、救护车等流动急救场所。呼吸机各项参数准确与否直接关系到病人的生命安全。2008年底，我院采购了美国FLUKE公司的一批医疗设备的质量控制仪器。其中的呼吸机检测仪为VT-PLUS HF气体流量分析仪，用于我院的呼吸机和麻醉机质量控制检测。

表1 我院临床急救呼吸机

先对我院的呼吸机情况进行一个简单的介绍，可以分为临床用呼吸机（见表1）和急救转运呼吸机（见表2）两大部分。

表2 我院急救转运简易呼吸机

2009年我院开始进行全院医疗设备质量控制工作时，主要依据的是总后卫生部2008年下发的《军队卫生装备质量检测技术规范（试行）》。随后在2010年7月，总后药检所出版了医疗设备质量控制检测技术丛书系列，我院以其中的《呼吸机、麻醉机质量控制检测技术》作为主要依据。因为暂时还未开展对急救转运简易呼吸机的质量控制工作，现就我院在2009年和2010年呼吸机的质量控制工作中遇到的几个问题，进行系统的分析和讨论。

1 呼吸机检测仪VT-PLUS HF的使用问题

1.1 检测仪开机后预热运行时间不够

我们在使用美国FLUKE公司的VT-PLUS HF气体流量分析仪，开机后即可开始对呼吸机进行测试。在连续进行多台呼吸机检测的过程中，发现开机后检测的第1台呼吸机参数误差是最大的，往往大部分参数不符合要求，最大输出误差都超过了最大允许误差；但在对第2、3台呼吸机进行检测时，各项参数都在误差允许范围之内。连续进行了3天的质控检测工作，发现每天检测的第1台呼吸机都不合乎要求；在第4天对不符合要求的3台呼吸机重新进行检测，发现第1个检测的呼吸机仍然误差较大，而第2、3台呼吸机的参数误差又减少到了允许误差范围之内。

随后与FLUKE公司的技术人员联系得知：VT-PLUS HF气体流量分析仪开机后，先后会经历初始界面、预热界面、校零界面，然后进入测试界面。但是VT-PLUS HF气体流量分析仪在预热界面的等待时间只有5min，分析仪没有得到充分的预热，导致了每天检测的第1台呼吸机参数误差比较大，但后面的呼吸机参数检测误差又都正常的现象。在此后的使用过程中，要求VT-PLUS HF气体流量分析仪每天首次开机时，都先进行最少30min的开机预热，从而避免了此类现象的出现。

1.2 检测仪个别参数选择设置不正确导致测量值误差较大

在使用VT-PLUS HF气体流量分析仪时，正常开机进入测试界面后，按下测试仪面板“SET UP”键（数字“8”键）进入设置界面：

Settings System Utilities Information

选择Settings选项后，检测仪上会出现下列选项：

Gas Settings Correction Mode： BTPS Baro Press Units： mmHg Barometric Press：755.8 Breath Detect: BiDirection LF BD Threshold: 0.50 LPM HF BD Threshold: 2.00 LPM Bi-Dir Tidal Vol : Inspiratory Zero Mode: Auto

选择第一个选项“Gas Settings”，进入后会出现Gas Type 、Gas Temperature 、Ambient Temp 、Rel. Humidity 4个选项；选择Gas Type（气体类型）这个选项，会发现有10种气体组合类型可以选择：

O2 N2 Hel I ox N2O He bal O2 CO2 N2O bal O2 N2 bal O2 User Def Air

根据我院2009年呼吸机质量控制检测的结果，发现气体类型选项对潮气量和吸入氧浓度等参数均有较大的影响。在使用钢瓶氧当作呼吸机O2气源时，使用“N2bal O2”选项，检测仪的参数示值更加接近呼吸机设定值；在使用墙壁集中供氧当作呼吸机O2气源时，使用“Air”选项，检测仪的参数示值更加接近呼吸机设定值。

2 不同品牌和型号的呼吸机潮气量参数偏差比较大

在进行呼吸机潮气量参数检测时，要求将呼吸机设置为容量控制（Volume Control）模式，调整设置以下参数：呼吸频率f =15次/min、吸呼比I:E=1:2、吸入氧浓度：FiO2=40%、呼气末正压：PEEP=2cmH2O。以上参数调整好后，其余参数置零或关闭，流量波形为方波。按下测试仪面板上的“VOLUME”键（数字“2”键），测试仪界面跳转到容量测试界面。将呼吸机潮气量参数分别设置为200mL、400mL、600mL、800mL、1000mL，每次改变后等待30s左右，使测试数据稳定。记录呼吸机自身监测数据为示值，记录测试仪监上显示的潮气量数值，潮气量允差为±15%。

2.1 呼吸机检测仪随机附带的模拟肺适用性不满足要求

美国FLUKE公司的VT-PLUS HF气体流量分析仪，配备的模拟肺是MAQUET公司生产容量为1L的Test lung 190成人型夹板模拟肺。但是我们在实际测量的过程中发现，当呼吸机的潮气量参数达到800mL时，夹板模拟肺已经被内气囊涨到了极限，为了避免出现安全问题，所以没有再继续进行1000mL潮气量的测定。

市场上现有的模拟肺主要可以分为夹板肺和气囊肺2种，夹板肺的内气囊材质一般又分为2种硅胶和橡胶的，气囊肺主要是用橡胶制成(如图1所示)。图1中1号模拟肺是Test lung 1.0L夹板模拟肺，采用的是白色硅胶制气囊；图1中2号模拟肺是Test lung 190成人型夹板模拟肺，采用的是黑色的橡胶制气囊；图1中3号模拟肺是灰白色的橡胶制气囊模拟肺。

图1 市场上现有的模拟肺

图1中的3种模拟肺我们都进行了5台机器的测试，发现在呼吸机潮气量参数设置在600mL以内的时候，使用夹板型模拟肺测试得出数值相对要精确得多；但是当潮气量参数设置在600～1000mL时，使用气囊模拟肺测量到的参数值相对要精确一些；而且使用以硅胶为气囊材料的夹板模拟肺测得的潮气量示值和使用以橡胶为气囊材料的夹板模拟肺测得的潮气量示值，两者相比时使用图1中1号模拟肺（硅胶材质）的潮气量示值更贴近于呼吸机的设定值。

2.2 不同材质的呼吸机管路对测量结果误差有较大的影响

我院现在使用的呼吸机管路可以分为以下3种，如图2所示：

图2 我院现在使用的呼吸机管路

按照图中从左至右的顺序，前2种是可以进行反复消毒的呼吸管路，第3种是一次性使用呼吸管路。这3种管路的材质分别为是硅胶、硅胶与塑料合成、塑料，我们在呼吸机的质量控制检测过程中，3种管路都进行了使用测试。3种管路的顺应性从优到劣，依次是①＞②＞③，这也导致了其潮气量测试结果的误差依次增大。

以一台哈美顿伽利略金型呼吸机为例，该款机器是我院2010年10月新近安装的。在安装过程中，该款机器原装配套的管路为图示中的第2类，呼吸机设置的潮气量设定值与呼吸机自身的示值在数值上相差不超过10；但如果换用第3类一次性管路，呼吸机潮气量的设定值与自身示值在数值上的误差δ（示值误差）会达到20%以上。呼吸机设置的潮气量设定值与管路测量值，如表3所示。

3 个别呼吸机的FiO2参数测量误差大

将呼吸机设置为压力控制（PCV）模式下进行测量。调整呼吸机参数如下。潮气量，VT =400mL；吸呼比，I:E=1:2；呼吸频率，f =15次/min；呼气末正压，PEEP=2cmH2O。以上参数调整好后，按下测试仪面板上的“O2”键（数字“3”键），进入到氧浓度测试界面，将呼吸机的吸入氧浓度依次设置为21%、40%、60%、80%、100%。每改变一次吸入氧浓度后等待不少于3min，当测试仪上的数值稳定下来以后，进行记录。记录呼吸机自身监测得到的数据为示值，记录测试仪监测数据为实测值。按照误差计算公式计算误差，吸入氧浓度允差应该在±10%以内。

3.1 O2气源不同产生的误差

在检测过程中发现，同一台周转用呼吸机在不同的科室，检测到的吸入氧浓度误差不同。两个使用科室，一个使用的O2气源是全院统一使用的制氧机供气；另一个使用的是99.99%的O2钢瓶供气。其中，全院集中供气的O2气源，使用的是大型制氧机组供气，请制氧机厂家的工程师进行专业检测制氧机O2气源提供的氧气可以达到（93±3）%。一般的临床用呼吸机，多采用化学氧电池，对病人吸入的氧浓度进行监测，呼吸机上显示的FiO2数值，是氧电池的监测数值。高端的呼吸机一般都自带2min的100%O2浓度校准，在更换氧电池或吸入氧浓度示值不正常时使用。

因此，同一台呼吸机在使用不同的O2气源时，质量控制检测得到的误差是不同的。为了避免出现使用不同O2气源供气，检测到的误差相差较大，我们在呼吸机的质量控制检测过程中，全部使用O2钢瓶进行供气，使检测到的数据更加精确。

3.2 吸入氧浓度监测方法不同产生的误差

由于对吸入氧浓度监测方法的不同，不同类型呼吸机检测到的数值误差也大不相同。

我院使用的美国FLUKE公司的VT-PLUS HF气体流量分析仪，使用的是O2体积分数传感器（与呼吸机的化学氧电池一样），来对呼吸机供给病人的混合气体进行氧浓度检测。

但有的呼吸机并不是使用化学氧电池对呼吸机的输出混合气体进行监测。以谊安的Shangrila590型有创呼吸机为例，该款呼吸机内部采用的是精密调压法，来对吸入氧浓度进行调节。氧气的体积分数的调节采用两个高精度的、响应速度快的电磁阀来实行，通过软件的测量和控制算法可以保证氧气的体积分数在21%～100%连续可调。这也就是说Shangrila590型呼吸机对所提供的O2气源默认为是100%浓度，通过计算得出吸入氧浓度的示值。

这样也就要求我们对此类呼吸机进行质量控制检测时，必须把O2气源的偏差考虑进去，对检测到的数值误差进行修正，才能得到正确的结果。

综上所述，在开展医疗设备的质量控制工作时，要根据具体情况具体分析，对不同类型的设备采用最适合的质量控制方法，才能得到更加精准的数据，才能使质量控制工作的意义得到更好的体现。

表 3 呼吸机设置的潮气量设定值与管路测量值

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Problems and Countermeasures for Quality Control of Ventilators

LI Wei, CHEN Wen-xia, JING Bin
Medical Engineering Department, No.307 Hospital of PLA, Beijing 100071, China

Objective To discuss the improvement for the quality control of ventilators in our hospital. Methods Analyzed the use of ventilator detector and the problems of tidal volume and forced inspiratory oxygen detection. Results Enhanced the quality control of ventilators quality. Conclusion The method for quality control of ventilators should be improved.

ventilator; quality control; tidal volume; fractional concentration of inspired oxygen

TH772; R197.3

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.05.023

1674-1633(2011)05-0082-03

2010-12-12

作者邮箱：lw307hospital@sina.com