呼吸机校准中若干问题的探讨

【摘要】呼吸机在医学领域发挥着越来越重要的作用，其工作参数是否精确将直接关系到患者的生命安全，因此，对其进行校准是非常有必要的。由于呼吸机参数多而复杂，校准过程中如果出现问题，很可能会对校准结果产生影响，因此，本文结合JJF 1234—2018《呼吸机校准规范》，总结了呼吸机在校准中一些问题的产生原因，并给出具体的解决方法，以进一步提高了呼吸机的校准能力。

【关键词】呼吸机；校准；解决方法

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.01.057

Discussion on Some Problems in the Calibration of Ventilators

HUANG Haiming

（Yangzhou Testing and Inspection Centre， Yangzhou 225000， China）

Abstract： Ventilators are playing an increasingly important role in the medical field， and the accuracy of their working parameters directly affects the safety of patients. Therefore， it is necessary to calibrate them. Due to the numerous and complex parameters of the ventilator， if there are problems during the calibration process， it is likely to have an impact on the calibration results. Therefore， this article， in conjunction with JJF 1234—2018 Calibration Specification for Ventilators， summarizes the causes of some problems in the calibration of the ventilator and provides specific solutions to further improve the calibration ability of the ventilator.

Keywords： ventilators； calibration； solutions

在临床急救中，呼吸机是一种非常重要的医疗装备。它是利用机械来保持肺部的呼吸功能，使患者的呼吸由主动变为被动，从而达到帮助人体呼吸的目的。因为呼吸机主要应用于急诊和危重病人，它的测量能力直接影响到病人的健康狀况，甚至是生命安全，所以，对它进行定期的校准是保证其正常使用和测量结果可靠的有效手段。本文结合JJF 1234—2018《呼吸机校准规范》，对出现在实际工作中的一些问题进行分析研究。

呼吸机主要由主机、空氧混合器、气源、湿化器、外部管道组成。其中，呼吸机的气源一般分为电动供气和压缩气源两种。电动呼吸机结构比较复杂，适应范围较广。气动呼吸机比较简单、轻便，但只适于压缩气源供应方便的场合使用。目前临床上使用的呼吸机大多是以正压通气为主。

目前临床上使用的呼吸机大多是以正压通气为主。正压式呼吸机的工作原理可以从以下几个方面进行简要分析：在人造气道中，呼气回路与吸气回路经Y型管道相连。在吸入期，呼气阀为闭合的，吸气阀为开启，气体通过过滤器、呼气阀、湿化器、传感器等，最终通过呼吸道和肺泡。在呼气过程中，呼气阀开启，吸气阀闭合，通过患者气道，通过流速传感器、呼气阀、PEEP阀、最终被排放到外界。这个过程是由一个电控系统来完成的。

如果病人的呼吸生理或者是临床上的各项指标都不在规定的范围内，就可以通过呼吸机给病人进行机械通气，同时还要确保病人保持合适的肺泡通气量，减少呼吸做功。潮气量、换气频率、吸气时间比、吸气氧浓度、呼气末正压、吸气流速等都是影响呼吸机性能的重要因素。只有正确设置通气输出参数，才能确保对病人进行有效、安全的治疗。

如果呼吸机的实际输出的潮气量比设置值高，那么就有可能对严重气道堵塞或者肺顺应性下降的患者造成肺部损伤；如果实际输出的潮气量比设置值低，那么就无法确保病人能够保持合适的通气量。

适宜的换气频率能够将病人的CO2分压（PaCO2）保持在一个理想值，低换气频率能够使吸入时间变长，减少气道阻力，适合于高气道阻力的病人，对于肺部顺应性下降的病人，需要有较高的通气频率。对有先天性肺病的病人来说，吸入和呼出的时间比例是根据病人的具体情况而定的。

吸入与呼出的时间比率越短，呼气阻力越低，呼吸间隔越长，越有利于有通气障碍的病人更好地呼出空气。在呼吸受限的情况下，呼吸时间长，有利于病人肺部的完全舒张。

不同的病人对呼吸机的使用也有不同的需求。在进行心肺复苏时，给病人提供高浓度的氧气，或者给病人提供纯氧，这样可以快速缓解病人的低氧血症状，同时也可以提高病人的组织供氧。但一般给患者的氧气含量低于50%，一旦有严重的呼吸信号偏差，将导致患者的氧气含量大幅超出预设范围，极易出现氧气中毒现象。

吸气流速与潮气量成正比，而与吸气时间成反比。吸入速度过快，虽可使气道峰值压力增大，潮气流量增大，利于空气交换，但也会造成肺部气体分配不均，有效腔的气量增大，更易引起空气损伤；吸入速度太慢，在保持气道峰值压力的情况下，虽然可以减轻空气损伤，但是也会使病人的呼吸功效显著增大。

3.1潮气量超差

在呼吸机的校准中，潮气量超差是一个普遍存在的问题。潮气流量超差所表现出来的现象有：潮气流量偏高或偏低将引发呼吸机发出警报。如果潮气流量偏高，需对呼吸机进行校准，并在必要时对警报限度进行还原；如果潮气量偏低，需要先检查一下呼吸机的管线连接情况，看是否在正常的连接状态存在漏气的情况，此外，还需要对外部的流速传感器进行校准。如果在经过上述处理后，仍然不能消除，则判定该传感器的失效因子很大，应当进行返修和再校准。

3.2氧浓度偏差超差

氧气浓度偏差超差的原因主要是由于呼吸机长期的工作，各部分元件都有一定的老化。一般的办法是：检查氧传感器中是否有足够的空气流动，对用于通气管校准的标准器具进行状况检测。如有需要，可以校准标准器具中的氧感应器，以保证标准器具的状况是稳定的。对于用于通气管校准的标准仪器的氧传感器，需要定期进行校准。检验方法是在干空气加干氧。其中，干空气的质量分数是10 L，干氧的质量分数是100%。用于呼吸机校准的标准仪器，需要选择合适的气体种类，需要确保氧含量大于50%，在校准过程中，需要重点关注气体种类的转换。

3.3吸气压力水平超差

吸入压强偏高或偏低都会导致吸气压力水平超差。吸入压力过高，会对管道和吸入系统造成损伤；如果吸入压力太低，则会引起缺氧。处理吸入压力过低的方法为：确认呼吸机的工作方式是否正确，呼吸机的工作方式需要设定为受压的通气方式；确保所校准通气装置的警报设定值是合理的；在校准之前，确认测试器的启动自我测试都是合格的。

3.4通气频率超差

引起的呼吸频次超差的原因是呼吸频次与设定值的不一致性。一般的处理办法是：在40次/分的设定条件下，当呼吸机通气频率没有达到设定值时，需要对呼吸机的监控值进行校准，如果校准到某个阈值时保持不变，就需要设定呼吸机的频率报警峰值，如果仍然没有达到设定的频率值，就需要对报警峰值进行合理的提高。

3.5呼吸机的呼气末正压（PEEP）

PEEP是目前最常用的一种治疗缺氧的方法，它的设置直接影响着缺氧的疗效。PEEP过大的时候会对肺毛细血管进行挤压，导致肺血流降低，从而导致无效通气和对肺组织的气压伤。PEEP过大的时候，肺泡过早闭合，肺泡萎陷毛细血管两边的空气不能进行有效交换，从而导致低氧血症的发生。在对呼吸机压控模式下进行校准的时候我们发现，由于长期使用，导致了呼吸机在没有PEEP或者PEEP的数值远小于设置值时而没有被检测出来。如果是这样的话，可以针对不同的类型，更换医用呼吸机PEEP感应器，或者清洗医用呼吸机感应器，来解决医用呼吸机PEEP不准的问题。

4.1呼吸机开关机应注意操作顺序

首先要把通气管、氧气、电源都接上。启动顺序为：空压机、湿化器、主机。如果压力没有问题，就可以开启主机和湿化器的电源，然后进行机械自检。呼吸机设备的停机次序恰好与之相对，先断开主机，后断开湿化器，再断开空气源。启动时的先后次序，如果操作不正确，就会对仪器造成伤害。还有一些类型的仪器，如美国的PB740，需要先对仪器进行自我检测，然后才能进行调试，如果仪器的调试过程中出现了一个“死圈”，导致仪器无法正常工作，那么就需要将仪器中的仿生肺部摘下来，用手掌按住出气孔，保证密封性，然后进行自我检测。当一些空气从出气孔中流出时，仪器就会进行下一步的調试，直到所有的仪器都被检测出来，仪器才会进行调试。

4.2注意区分呼吸机是否有自动漏气补偿功能

呼吸机的气体泄漏补偿功能，是指呼吸机对吸入时的供气量与呼出时的被测气量之差进行自动测量。这一差异被用来测量气体泄漏的幅度，并以MVleak来显示。在控制通风时，根据每分钟的空气泄漏量来计算这个空气泄漏量。当不存在泄漏补偿时，设置的潮气量会直接影响到呼吸机所要供给的空气量。在采用自动泄漏补偿的情况下，呼吸机不会提供设定的潮气量，但会提供设定的潮气量和应该被补偿的泄漏量，这取决于每一分钟泄漏的数值。显示的吸气潮气量VTi是实际吸入肺内潮气量V，而呼气潮气量是不做补偿的。

4.3正确设定被校呼吸机参数

按照JJF 1234—2018《呼吸机校准规范》中的规定，在校准各项指标时，需要对呼吸方式、呼吸频率、呼吸比、气道压力、潮气量等指标进行调整。在日常的校准工作中，被校准的呼吸机参数值的设定与其日常工作的参数的设定经常存在较大的差异。被校准参数的最高值和最低值超过了参数值的正常范围，在校准的过程中经常会引发机器报警和限制。例如，在对呼吸机潮气量进行校准的时候，在潮气量升高到800 mL校准点时，除了会引发机器声光报警，呼吸机本身也会对潮气量的持续升高进行限制，造成潮气量总是无法达到目标值，因此无法确定该校准点的示值误差。这时应该对通气装置的报警上下限进行弹性调整，使得校准工作可以正常进行，从而保证得到有效、可靠的校准数值。

4.4正确选择被校呼吸机示值

大部分的呼吸机的数值都是可以调整的。例如，在压力数值的输出中，可以划分为：气道峰压（PPEAK）、呼气末正压（PEEP）。潮气量示值的输出有两种，一种是吸入潮气量（VTi），另一种是呼出潮气量（VTe）。在对呼吸机潮气量项目进行校准时，以呼出潮气量（VTe）示值为参照，计算潮气量相对示值误差，进而判断呼吸机该项目是否超差。很多呼吸机最初接口的潮气流量显示值为输入的潮气流量，需要调节到适当的输出潮气流量显示值才能进行校准。

总之，潮气量、氧气浓度、吸入压力水平、通气频率等测量参数容易引起测量误差，从而影响测量工作的顺利开展和测量质量。所以，我们在日常校准工作中，应该对这些参数多加注意，并理解好JJF 1234—2018《呼吸机校准规范》。本文通过整理、分析呼吸机校准工作中存在的一些问题，并给出了相应的解决方案，对提高呼吸机校准工作的质量与效率起到了一定的作用。

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【作者简介】

黄海明，女，1997年出生，助理工程师，研究方向为医疗类计量器具的检定、校准。

（本稿审读：綦心）