呼吸机潮气量计量校准问题的探讨

陈敏鹏

摘 要：本文对不同类型呼吸机流量传感器[1]的工作原理进行了介绍，从理论和实践上对影响呼吸机潮气量示值的因素进行了分析，为更好更精确地校准呼吸机的潮气量示值提供了方法和建议。

关键词：流量传感器;呼吸机潮气量;计量校准

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.004

0 引言

在呼吸机的众多参数中，潮气量[2]（Tidal Volume，TV）是其中最重要的使用参数，其计量精度直接关系着呼吸机的质量和患者的使用安全。了解呼吸机的通气原理、模式以及影响潮气量的因数对相关医护人员和计量校准工作者来说尤为重要。

1 潮气量的监测原理

呼吸机潮气量的监测主要靠流量传感器，目前各种呼吸机中的流量传感器主要分为三大类：第一类是压差式气体流量计，如美国鸟牌呼吸机。第二类是热敏电阻丝式气体流量计，如德国德尔格 Evita系列呼吸机。第三类是涡扇式气体流量计，如Datex-Ohmeda呼吸机。这三种传感器的工作原理分别如下：

（1）压差式传感器[3]，它是利用气体通过设置在管道中的节流器时，气流局部收缩而使气流速度变大，导致其压力减小，因此在节流器前后产生压力差。由于压力差容易测量，因此大部分的呼吸机采用这种传感器。

（2）热敏电阻丝传感器，它的工作原理是通过加热热敏电阻丝达到某个设定的高温值，当气流通过时引起热敏电阻丝的温度下降，温度与电阻丝的电阻有关，而电阻的变化引起通电电阻丝的电流大小变化，电流信号经过相应的信号处理变成呼吸机的潮气量参数。

（3）涡扇式传感器，它的工作原理是呼吸气流使安装在通气管道内的风扇产生旋转，再利用红外线等来检测风扇的转速从而计算出潮气量。

2 呼吸机自身因素的影响

呼吸机潮气量的校准是根据 JJF1234-2010《呼吸机校准规范[6]》计算输出误差，通常情况下都没有考虑到呼吸机传感器的工作方式带来的误差。

（1）湿度对潮气量的影响。如果在检测中管道里面有水或者湿化瓶开启，那么湿化水就会粘附在涡扇上使得风扇的转速变慢，同时会降低红外线检测器的灵敏度;湿化水如果进入压差传感器的测压管则会造成管路部分的水堵，引起误差;湿化水气经过发热电阻丝时带走更多的热量，也会引起误差。因此，在计量校准前先通气几分钟，以吹干呼吸机管道中和传感器上面的残水，最好使用专门的干净、干燥的管道，同时关闭呼吸机的湿化器。

（2）温度对潮气量的影响。根据气体热胀冷缩的特性，在检测呼吸机的潮气量时需要保持管道内气体温度的基本恒定。因此需要保持呼吸機的温度传感器测温精确，同时尽量使用较短较厚的联结管道，以免气体进入校验仪之前气体的温度受到外界环境温度的影响。

（3）呼吸模式的匹配因素[4]也会影响到潮气量的准确。根据JJF1234-2010《呼吸机校准规范》对呼吸机的潮气量进行计量校准时需要在VCV（容量控制模式）下进行。笔者从事实际工作中发现：真正具有VCV模式的呼吸机只占一小部分，主要以美国产的鸟牌呼吸机为代表，而大多数的呼吸机都是SIMV、 CMV、PCV、IPPV等模式。

在对具有VCV模式的呼吸机进行潮气量的校准时，只需要按照JJF1234-2010《呼吸机校准规范》的标准条件设置好相应的参数即可进行潮气量[7]的校准检测，但是一般的定容模式都有压力报警上限设置，当潮气量的校准值从400ml逐步设置上升到1000ml时较大的潮气量就会触发压力报警上限，从而中断供气，此时首先要修改呼吸机的压力报警上限。

对于不具有VCV（容量控制模式）的呼吸机的潮气量进行计量校准时，需要调节呼吸机的其它相关参数，这些参数因呼吸机的类别不同而不同，要具体情况具体应对，笔者在这里列举几种比较常见的呼吸机类别。一些呼吸机的通气模式要调节吸呼比，按照校准规范的要求把吸呼比调节到1：2，此时需要根据呼吸频率计算出吸气和呼气各自所需的时间，同时需要取消平台保持时间。一些呼吸机的通气模式有能根据患者自主呼吸情况进行自我调节的功能，因此在对此类呼吸机进行潮气量的计量校准时需要保持呼吸机、联结管道、校验仪三者的一体化，注意保持三者的平稳，特别是要尽可能防止联结管道随着呼吸机的供气频率发生晃动。

3 气体分析校验仪自身设置因素的影响

气体分析校验仪自身参数[3]设置也会影响到呼吸机的潮气量示值的准确性，主要有以下几种影响：

（1）气体的成分设置，一般呼吸机通气的成分是含氧浓度的不同的空气，在进行计量校准时使用的是含氧量为40%浓度的空气，因此在校验仪上应该选择空气这项参数。（2）气体的温度设置，这个温度应该是从呼吸机出来进入到校验仪的气体温度，而不是单纯的环境温度，一定要使校验仪与呼吸机的通气温度相一致。（3）校验仪的测量值要与呼吸机的参数相匹配[8]，校验仪应该设置在呼出潮气量挡。（4）模拟肺的合理选择，应该根据呼吸机的通气量大小来估算其对应的顺应性，从而提高潮气量计量校准结果的准确度。

4 结束语

在对呼吸机的潮气量进行计量校准时应按照JJF1234-2010《呼吸机校准规范》的方法来完成，注意消除影响潮气量误差的各种内在和外在因素。

参考文献：

[1]金伟.在用呼吸机的质量检测结果分析与讨论[J].医疗卫生装备，2017，38（10）：10.

[2]彭树良，李庚，郝博.呼吸机潮气量测量原理及指示值误差分析[J].中国医疗设备，2013（03）.

[3]黄呈凤，张庆勇，牛雷雷，王继升，李捞摸，赵彦忠，张秋实.检测仪设置对呼吸机性能检测的影响研究[J].中国医学装备2012，9（07）：7.

[4]朱豪.Evita4呼吸机流量监测的故障与检修[J].医疗装备， 2016，29（11）：21.

[5]马建民.呼吸机校准的几点经验[J].上海计量测试，2012（05）：231.

[6]JJF1234-2010呼吸机校准规范[S].中国计量出版社，2010.

[7]王慧娟，熊琪，黄嗣竣.呼吸机管道对潮气量的影响研究[J].校准与测试，2015（12）：56.

[8]赵志刚.Servo-s呼吸机介绍和维修[J].医疗装备，2017，30（03）：6.