新生儿呼吸机结构原理与维护管理

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上海市儿童医院 设备科 (上海，200040)

0 引言

近年来，随着城市的高速发展,加之二胎政策的全面开放，新生儿的出生率不断提高，对于新生儿安全保障引起各方高度重视。作为一款新生儿﹑早产儿呼吸机，Babylog 8000呼吸机(以下简称Babylog)已在我院装备15年，其在新生儿呼吸治疗领域功能齐全，潮气量适应范围广，特别是对于极低体重患儿的救治有着重要的意义，已成为我院新生儿科首选呼吸机之一。作为一种医疗设备，Babylog呼吸机同样存在着生命周期问题，如何在使用期限内最大化地发挥其应用价值，给予良好的管理与维护也一直是医院关注的重要问题[1]。

1 基本结构

Babylog主机结构可分为电路和气路两部分，如图1所示。前面板包括控制面板及显示面板，可以进行人机交互，呼吸工作中的波形﹑参数显示及参数调节。

图1 Babylog 8000电路结构Fig.1 Babylog 8000 circuit structure

主控制系统是信号﹑数据的处理核心； 监测系统用于监测所有监测数据与状态信息。主控制系统与监测系统共同完成监测数据与状态信息的校验，是两套相对独立操作的微处理系统，一旦出现校验错误，则会发生报警。

呼吸机的流量传感器通过监测吸入或呼出气体流量，转换成电信号传递到呼吸机CPU完成信号处理，实现对呼吸机的潮气量﹑分钟通气量和气体流速等呼吸机主要工作参数的实时监测[2]。Babylog采用的是近端热丝式流量传感器，其优点是呼吸阻力小﹑响应速度快，对低流量非常敏感[3]，适合新生儿早产儿潮气量小﹑呼吸频率高﹑分钟通气量低(≤250 mL/kg[2])的特点。压力传感器主要包括吸气﹑呼气压力传感器及空气﹑氧气压力传感器。

吸气﹑呼气压力传感器主要监测吸气相﹑呼吸相气道压力，而空﹑氧压力传感器主要监测空﹑氧气源供气压力，其范围要求0.03～0.06 MPa，最终Babylog内部将供气压力稳定在0.17 MPa。另外，Babylog属于气动电控呼吸机，其驱动源可以是氧气或是空气。氧浓度监测对吸入氧气持续测定吸入氧气浓度，同时系统每24 h自动进行一次2点定标(21%、100%)。期间，空气(21%)与氧气(100%)定标时间各约为2.5 min。

各类阀的控制由主控制系统及监测系统共同完成，主控制系统给出伺服信号，由伺服模块完成阀的驱动，同时监测系统完成阀的供电控制，阀监测模块测量阀工作电流，并反馈给伺服模块及监测系统，形成整个阀控制回路。

1.2 气路部分

气路部分主要分5大模块及绝对﹑相对压力测量模块。气源模块主要由压缩气体过滤器﹑单向阀及压力调节器组成(见图2)； 压缩气体流过此模块后将保持稳定的系统压力，并且不会回流至中心气源系统。绝对压力传感器测定并监控系统压力。压缩气体经气体混合及流量混合后送至吸气模块，在这里将测定混合气体氧浓度，另外过压安全阀及紧急吸气阀将保证管道过压及气源供应故障时的呼吸安全。气道压力由相对压力传感器测定。呼气相时由PEEP介入释放对于呼气阀的压力。

图2 Babylog 8000气路部分结构Fig.2 Babylog 8000 gas circuit structure

1.3 自检

Babylog 8000除自带内存自检外，并无智能化自检功能(如servo-i的“使用前检查[4]”，或PB840的“SST及EST[5]”)，因此在日常的维护中，需手动执行检查，内容主要包括气源﹑漏气测试﹑流量及气道压力检查﹑窒息报警测试，分钟通气量报警测试及断电报警测试。

开机后，先定标氧传感器及流量传感器，以确保氧浓度监测及流量监测正常； 随后进行气源测试，先后断开空气及氧气，则会分别显示“Medical air low”及“O2pressure low” ，在空气和氧气分别断开时，氧浓度分别接近100%及21%。

漏气测试可在CPAP模式下将吸气压力调至80 MPa，吸气流量调至2 ，在通气状态下按住手动吸气键，此时条形显示器始终显示在80 MPa附近。

气道压力检查则可在IPPV模式下进行，将吸气压力设置为20，吸气流量设置10，吸气时间及呼气时间分别设置在0.4及0.6，PEEP设置为0，此时吸气压力显示为20 MPa附近，呼气压力显示为0 MPa； 再将PEEP设置为10，则此时呼气压力显示为10 MPa附近。气道压力报警则可以扭曲呼气管路，人为造成阻塞，此时Babylog显示气道压过高或软管扭曲，并发出报警声，通气中断，气道压自动下降，并在5 s后恢复通气，再次报警。气道压力低报警及泄露报警则可在开放Y型端口下执行。

窒息监测则可使用CPAP模式，Babylog将在30 s内显示Apnoea并发出报警声音。

分钟通气量报警测试可在IPPV模式下将MV(分钟通气量)下限调至1 L/min(或按现有MV参数进行调整)，30 s内显示MV low并发出报警声。

Babylog无内部蓄电池，断电后靠一节9 V电池发出报警声，因此在开机状态下断开交流电源线，主机会立刻发出报警蜂鸣声。

2 日常维护管理

呼吸机的作用原理是通过呼吸支持,改善患者生理呼吸,增加肺通气量,达到提高患者呼吸功能。作为急救和生命支持设备,呼吸机在风险划分中属于高风险范围，定期对其进行消毒和必要的维护，既可以延长设备的使用寿命，更能保证使用安全，减少医疗机构的经济损失和降低风险[6-7]。

2.1 消毒

Babylog的消毒分为两部分：

(1) 管路消毒： 对呼吸机的管路内部进行冲洗，除去管道内的残留物或血液等，然后通过浸泡消毒和高温高压消毒，对呼吸机的管道进行进一步的清洁消毒，可以避免患者出现交叉感染的危害[8-9]。

(2) 主要部件消毒： 包含呼气阀﹑Y型接口或ISO接口及流量传感器。

作为一款早产儿﹑新生儿专用呼吸机，为了使精度更加准确，Babylog将流量传感器尽可能近的置于病人端，病人口腔的分泌物极易沾染到流量传感器上，污染或直接损坏流量传感器，故建议使用浸泡消毒。呼气阀﹑Y型接口或ISO接口建议使用134 ℃高温消毒。

需要注意的是： 呼气阀消毒后需留意消音器的安装，而流量传感器则需彻底晾干，否则易腐蚀流量传感器连接线接口，从而导致连接线损坏。

2.2 呼吸机维护保养

我院针对Babylog的维护保养采用预防性维护制度(PM)。预防性维护是医疗设备一线维护人员主要工作之一，可以有效降低设备故障率[10]。医院培养专业的人员,负责对呼吸机进行管理和维护。除了日常的清洁消毒和使用前检查，根据医院的实际情况和相关规定，对Babylog实行一年两次的预防性检查, 内容包括报警系统﹑监测系统﹑漏气检查和相关连接仪器的检查等,及时更换老化的部件和管道，并详细记录呼吸机的使用情况[11-12]。

3 维修实例

(1)故障一： 系统报错809

该错误代码在报警电池电压低于7 V时出现，维修手册提示充电电池损坏或充电电源故障，简单的判断方法为更换一节9 V电池，我院至今已更换过4台，原装电池使用寿命大于5年。

(2)故障二： 报Fault in rotary knob错代码807

该错误可能是操作面板旋钮故障或是主控系统与监测系统测量数据不一致造成。进入Babylog维修模式，在监测数据一栏，发现吸气压力调节旋钮测量值与设定值不一致，怀疑前面板旋钮故障，根据现场条件，将另一台Babylog前面板更换至故障机上，开机运行一段时间后故障依旧，排除操作面板旋钮故障后将问题锁定监测系统板，将2台Babylog监测系统板对换后，故障机不再报错，备机则发生上述错误，因此判断监测系统板出故障

(3)故障三： 通气状态下屏幕无压力流量波形

根据以往经验，该现象原因倾向于管道漏气导致，因此先检查呼吸回路及湿化罐密封性，目测无明显泄漏点后将呼吸回路简化，只取Y型口端呼吸回路，连接后发现故障依旧； 随后直连吸气端及呼气端，发现屏幕也无任何波形，此时可排除呼吸回路问题。再将呼气端断开直接封堵，发现屏幕有波形显示，此时证明呼吸机有吸气端有气体流出，随即便考虑呼气阀问题，将其更换后一切正常。

4 总结

呼吸机的通气模式﹑通气参数﹑安全报警功能是影响患者的通气质量和安全的三大重要指标[13]。作为临床工程技术人员，了解呼吸机的结构﹑掌握日常保养方法是对呼吸机维护的技术支持； 同时，运用现代化的检测仪器检查呼吸机的通气参数也将是未来的一种趋势，定性定量的维护保养将为呼吸机的平稳运行提供有力保障。呼吸机是医疗机构不可缺少的抢救设备,必须保障其在安全范围内使用，做好呼吸机的管理工作不仅保证医院治疗效用,还能提高安全质量[14-15]。