呼吸机计量检测中的常见问题探讨

黄燎卢

（广州计量检测技术研究院，广东 广州 510030）

1 前言

呼吸是维持机体新陈代谢和其他功能活动所必须的基本生理过程之一，一旦呼吸系统的生理功能发生障碍，呼吸功能不能满足机体对氧气的需要，就需要用到呼吸机来进行抢救治疗。呼吸机作为医院临床常使用的生命支持和急救类的关键设备，常用于医院急诊科、呼吸科和ICU 等重要临床科室，尤其在新冠疫情期间，各大医院呼吸机的使用频率极高，是抢救新冠肺炎重症患者以及维持其呼吸功能最重要的医疗设备之一，在治疗中起到不可或缺的作用。

呼吸机提供的数据对临床有非常高的指导意义，如果各参数量值不准，可能会影响临床治疗效果甚至对患者造成比较大的危害进而诱发医疗风险事件，比如，呼气末正压不准确，那么就不能维持肺泡的扩张；当潮气量和呼吸频率不准确的时候，容易造成通气不足或通气过度，产生人机对抗，可能引起病患呼吸功耗增加，心脏负荷增加和循环障碍等后果；氧浓度过高会造成氧中毒，氧浓度过低达不到给患者提供氧气，对患者造成不必要的伤害；所以其参数量值准确与安全有效是确保实施安全救治和医疗质量的重要前提，对患者的生命安全意义重大。随着医疗技术的不断发展，呼吸机的智能化和综合性能也在不断更新，模式也更丰富，专业性更强，在计量检测过程中也经常会遇到一些问题，部分机器参数检测不符合规范要求，下面就对呼吸机计量检测中几个参数异常的常见问题进行分析讨论。

2 检测中各参数常见问题及解决办法

依据JJF 1234-2018《呼吸机校准规范》，呼吸机检测主要校准项目包括潮气量、呼吸频率、气道峰压、呼气末正压和吸气氧浓度等性能参数，下面以普通通用型呼吸机检测为例。

2.1 潮气量检测

依据规范要求在容量控制通气（VCV）模式下，设置呼吸频率为20 次/分，呼吸比为1:2，呼气末正压为0.2kPa 或最小非零值，氧浓度为40%，在此条件下分别对400mL、500mL、600mL、800mL 等潮气量校准点进行校准，对不同的校准点分别按照规范的要求对模拟肺的顺应性（mL/kPa）和气道阻力（kPa/Ls-1）分别进行设置，每个校准点分别记录3 次呼吸机潮气量监测值和测试仪潮气量测量值，按照公式（1）计算相对示值误差：

按照校准规范的计量特性要求，潮气量的相对示值误差应不超过±15%。

在检测过程中，潮气量检测数据超出允许范围的常见原因有气源不足、呼吸回路漏气、流量传感器故障、参数设置不当等。

当呼吸机潮气量与设定值相比偏差过大时，一般的常见原因和解决方法有：（1）检查气源是否正常供气，气压是否不足；（2）检查呼吸管路和氧气管是否存在脱落或者漏气，正确连接管路；（3）模拟肺接头不严或者微小破损漏气也会导致潮气量检测数值偏低，部分机型的呼吸机如果模拟肺受到一点，挤压可能也会导致潮气量数值检测异常，这种情况通常需要加延长管来解决；（4）检查参数设置是否符合规范要求，特别是呼气末正压的设置值是否过高；（5）检查流量传感器是否损坏，清洁流量传感器上的杂质等，呼吸机常用的流量传感器有热丝式、超声式、压力感应式、压差式和晶体热膜式等，在考虑因流量传感器导致的潮气量检测数值异常时应针对不同的流量传感器，分析具体故障原因，研究解决方法；（6）检查吸入气体模块是否有杂质或者水分，当氧气气源或者空气气源的过滤器有杂质时，可能造成堵塞，影响气体流速，从而可能导致潮气量数值检测异常，过滤器应定期进行清洁和更换；（7）检查呼吸机接头是否漏气和安全阀膜片是否关闭不严。

现在大部分呼吸机都有自检程序和参数异常报警功能，我们在考虑上述因素造成的潮气量异常时可结合呼吸机的自检结果或者报警情况来更好的排查，比如，因漏气导致的检测潮气量数值偏低通常也伴随着压力值检测偏低，这时可以通过呼吸机的压力报警限来进一步判断是否因漏气导致；气源不足或者呼吸管道脱落也可以结合呼吸机气源供气不足报警和压力过低报警来进一步排查。

2.2 呼吸频率检测

在容量控制通气（VCV）模式下，设置呼吸机参数为：潮气量400mL，呼吸比1:2，呼气末正压0.2kPa，氧浓度40%，在此条件下，分别对40 次/分、30 次/分、20 次/分、15 次/分和10 次/分等呼吸频率校准点进行校准，每个校准点分别记录3 次呼吸机呼吸频率监测值和测试仪呼吸频率测量值，按照公式（2）计算相对示值误差：

按照校准规范的计量特性要求，呼吸频率的最大相对示值误差：设定值的±10%或±1 次/分，两者取绝对值大者。

呼吸频率是呼吸机一个比较稳定的参数，在日常的检测中比较少出现测量不准的情况，当出现故障检测异常时，我们一般考虑是否机器内部的定时板出现问题，需要拆机检查处理，同样呼吸频率也可以结合机器自检结果和呼吸比报警情况来进一步排查故障原因。

2.3 气道峰压检测

在压力控制通气（PCV）模式下，设置呼吸机参数为：呼吸频率15 次/ 分，呼吸比1:2，呼气末正压0.2kPa，氧浓度40%，在此条件下，分别对呼吸机1.0kPa、1.5kPa、2.0kPa、2.5kPa 和3.0kPa 等气道峰压校准点进行校准，每个校准点分别记录3 次呼吸机气道峰压监测值和测试仪气道峰压测量值，按照公式（3）计算相对示值误差：

按照校准规范的计量特性要求，气道峰压的示值最大允许误差：±（2%FS+4%X 实际读数）。

在检测过程中，气道峰压检测数值超出范围的常见原因有气源供气压力不足、呼吸回路漏气、压力传感器故障、模拟肺的顺应性和气道阻力是否符合要求和空氧混合器故障等。

当呼吸机气道峰压检测数值偏差过大时，一般的常见原因和解决方法有：（1）检查气源是否正常供气，供气压力是否在正常范围内，现在大部分医院都采用中心供氧，当气源供气压力低于0.2MPa 时，就是供气压力过低，当采用气瓶供氧时，减压阀开启或关闭异常也可能导致供气压力不足；（2）检查呼吸管路和氧气管是否存在脱落或者漏气情况；（3）检查模拟肺的顺应性和气道阻力是否正常，模拟肺漏气可能也会导致气道峰压数值检测异常；（4）检查参数设置是否符合规范要求，特别是呼气末正压的设置值是否过高；（5）检查压力传感器是否故障，压力传感器前端的过滤器是否阻塞，过滤器应定期进行清洁或更换；（6）检查空氧混合器是否故障，检查空气压缩机进气口过滤海绵是否被灰尘阻塞，过滤海绵应定期进行清洁和更换，空压机部件老化、水汽凝集和漏气等也会导致空压机故障，进而出现气源不足故障，导致供气压力不足。

现在大部分呼吸机对气源的压力有监控，也有压力上下限报警功能，我们在考虑上述因素造成的气道峰压数值检测异常时，可结合呼吸机的自检结果或者报警提示来进一步的排查，比如，供气压力正常不报警，则故障可能在空氧混合器上，部分器件老化或滤水不好，水汽过高产生凝集造成阻塞都可能导致气压不足，所以应加强日常的检查，及时更换损坏与老化的部件，定期更换滤水膜、滤水瓶等。

2.4 呼气末正压检测

在压力控制通气（PCV）模式下，设置呼吸机条件满足：呼吸频率15 次/分，呼吸比1:2，氧浓度40%，在此条件下，分别对呼吸机0.2kPa、0.5kPa、1.0kPa、1.5kPa 和2.0kPa 等呼气末正压校准点进行校准，每个校准点分别记录3 次呼吸机呼气末正压监测值和测试仪呼气末正压测量值，按照公式（4）计算相对示值误差：

按照校准规范的计量特性要求，呼气末正压（PEEP）的示值最大允许误差：±（2%FS+4%X 实际读数）。

在检测过程中，气道峰压检测数据超出范围的常见原因有气源供气压力不足、气路漏气、压力传感器故障、呼气活瓣内的可移动膜片异常等。

当呼吸机呼气末正压检测数值偏差过大时，一般的常见原因和解决方法有：（1）检查气源供气是否正常，是否存在漏气，供气压力是否过低；（2）检查呼吸管路是否正确连接，是否存在脱落或者漏气情况；（3）检查压力传感器是否损坏，压力传感器前端的过滤器是否阻塞，过滤器应定期进行清洁或更换；（4）检查呼气活瓣内的可移动膜片是否正确安装或者存在移位，膜片的异常可能导致检测数值异常；（5）检查空氧混合器是否故障，检查空气压缩机进气口过滤海绵是否被灰尘阻塞，过滤海绵应定期进行清洁和更换。

同样，在考虑上述因素造成的呼气末正压检测数据异常时，也可以结合呼吸机的自检结果或者报警提示来进一步排查故障原因。

2.5 吸气氧浓度检测

在VCV 模式下，设置呼吸机参数为：潮气量400mL，呼吸频率15 次/分，呼吸比1:2，呼气末正压0.2kPa，在此条件下，分别对21%、40%、60%、80%和100%等吸气氧浓度校准点进行校准，每个校准点分别记录3 次呼吸机吸气氧浓度监测值和测试仪吸气氧浓度测量值，按照公式（5）计算相对示值误差：

在检测过程中，吸气氧浓度检测数据超出范围的常见原因有气源供气故障、气路漏气、氧电池失灵和空氧混合器故障等。

当呼吸机吸气氧浓度检测数值偏差过大时，一般的常见原因和解决方法有：（1）检查氧气源是否正常供气，供气压力是否在正常范围；（2）检查氧传感器即氧电池是否耗尽，定期对氧电池进行校准和更换；（3）检查空氧混合器是否故障导致空气和氧气的比例及气体流量异常，检查空氧混合器里是否有冷凝水堵住了入气口的过滤器，检查空氧混合器的比例调节阀是否被灰尘堵住，过滤器和调节阀应定期进行清洁。

同样，在考虑上述因素造成的吸气氧浓度检测数值异常时，也可以结合呼吸机的自检结果或者报警提示来进一步排查，现在多数呼吸机都有氧电池检测和校准功能，当呼吸机提示氧电池失效时，我们应及时更换并进行重新校准。

3 检测中常见的报警原因和消除方法

在呼吸机的日常检测中，除了各参数检测数据异常外，我们也会经常遇到呼吸机的各种报警，有时会导致呼吸机不能正常工作甚至导致检测过程的中断，理解各种报警原因和解决方法能让我们的检测更加顺利可靠，本文总结了一些常见的呼吸机报警原因和处理方法。

呼吸机自检报警，现在大部分呼吸机都有开机自检功能，自检的项目也比较多，常见的自检项目有内部漏气检测、气源压力检测、流量传感器检测、压力传感器检测、泄漏量和顺应性检测、管路阻力检测和氧传感器检测等，我们可以根据自检通过情况和提示来处理自检失败的项目。

在检测过程中，我们遇到比较多的是气源、气道压上/下限报警，这类报警常见的原因有：气源不足；气路漏气；参数设置不当；呼吸管路脱落；通气回路阻塞，顺应性异常；压力传感器故障；空氧混合器故障；空压机阻塞。

潮气量或流量高/低限报警也是呼吸机经常提示的一种报警，这类报警常见的原因有：气源异常；参数设置不当，报警限设置值调节不当；压力限制；流量传感器故障。

氧浓度过高/低报警和窒息报警，这类报警常见的原因有：气源故障；氧电池耗尽或空氧混合器故障；呼吸回路断开或大量漏气；窒息报警时间阈设置不当。

针对以上各种原因导致的报警，常用的处理方法有：检查气源是否正常供气，气压是否达到要求，检查呼吸管路是否有脱落，做漏气检查，检查呼/吸气阀，检查参数设置是否正确，调整气压报警上/下限值，检查压力传感器、流量传感器和氧电池是否正常，检查空氧混合器和空气压缩机，清洗各种滤膜等。

4 结语

本文根据经验总结对呼吸机在计量检测中常见的各参数不准确原因进行分析讨论，并提出了一些建议和处理方法供同行参考。在日常的临床使用中，应严格按照呼吸机的操作规范操作，加强质量管理控制，除了日常的维护保养，也应加强计量检测和临床使用管理。呼吸机是一种技术含量高且临床风险也很高的医疗设备，性能参数较多，也比较容易出现参数不准的情况，依据呼吸机校准规范的周期校准要求，加强对呼吸机的计量检测，严格控制呼吸机的性能质量，及时发现呼吸机的各项参数是否符合规范的技术要求，能有效地降低设备参数异常和性能下降带来的风险，保证其正常安全有效运行，更好地提高医疗服务水平，为高质量的诊疗救治保驾护航。