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呼吸机的基本原理和维修保养

2020-05-08 194
氧气是人类生存不可缺少的一种物质。人类通过呼吸道和呼吸器官(鼻子、咽、喉、气管、支气管和肺),依靠呼吸肌肉的收缩与放松,对空气进行一呼一吸,经人体细胞的氧化代谢,循环不停地吸人氧气,排出二氧化碳气体,这就是人类的呼吸功能。一个健康的成人在平静时,每分钟呼吸(16~20)次,每次吸人的空气量约为500mL,每分钟通过肺的空气量约10L。人体包括血液、体液在内,总的氧储量在500mL左右,而人体静息时,每分钟的氧耗量可在(200~300)mL,剧烈运动时,每分钟氧耗量可达5500mL。这样,一个人只要几分钟不呼吸,就会给生命带来危险。所以,人体必须不停地呼吸,不断地补充氧气,才能维持正常的生命活动。通常情况下,健康人通过呼吸活动,从空气中摄人的氧气已能满足人体各器官组织氧化代谢的需要。但是如果呼吸系统的生理功能遇到障碍,如化学中毒、神经肌肉麻痹、溺水休克、窒息、外科手术后出现呼吸衰竭等等,均需要采取输氧和人工呼吸进行抢救治疗,以提高患者的通气量,迅速解除缺氧和二氧化碳滞留问题,改善换气功能。对于呼吸衰竭以至于停止自主呼吸的病人,呼吸机是必不可少的设备。呼吸机是当前大型医院必备的抢救设备,是延长病人生命为进一步治疗争取宝贵时间的重要工具。它通过机械装置根据不同的治疗目的,为呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持。随着电子和机械技术水平的不断提高,呼吸机的性能日臻完善,其适用范围也日益扩大和普及。保证呼吸机正常运作就离不开医护人员及时对呼吸机进行保养。维护保养工作是及时消除呼吸机隐患、避免损坏,确保呼吸机处于正常工作状态或完好的备用状态,提高抢救成功率同时延长呼吸机使用寿命,提高经济效益必不可少的重要环节。
2 呼吸机的基本原理
2.1 基本原理
人在呼吸时,吸气、呼气有节律性的交替来完成气体交换。吸气时富含o2的新鲜空气进入肺部,呼气时富含c02的气体排出体外。正常情况,吸气动作是由肋间外肌和膈肌收缩造成的胸膜腔内负压的结果。无法正常呼吸的病人则靠呼吸机用人工的方法进行肺部通气,其作用是把一定浓度、流量的空、氧混合气体送入人体内,并将人体的二氧化碳废气排出体外,完成气体交换。早期的呼吸机多为负压呼吸器,而更多现代呼吸机则是利用高于大气压的压力对肺部进行通气,它们属于正压呼吸机。
2.2 呼吸机的基本结构
呼吸机主要由三大部分组成:传感器将病人的呼吸信号(压力或流量)转换为电生理信号;电子线路用来控制呼吸机以一定的频率、潮气量进行通气,同时监测相应传感器的反馈数据,超过限定范围时报警提示;气路主要是一个气体传送系统,包括气体供应、气体传输、压力流量监测和较正。
2.3 呼吸机的基本参数
呼吸机的主要功能参数有潮气量、气道压力、吸气时间、呼吸频率、呼吸周期、吸气流速、氧浓度等。
2.4 呼吸机的工作模式
呼吸机的工作模式分为容量控制和压力控制两大类,但现代呼吸机的工作模式已不再是单一的,而是二者的结合。如Siemens的PRVC、DräGer的Auto Flow、Hamilton的APV、Newport的VTPS等,以上模式克服了容量控制模式下可能出现的气压伤和压力控制模式下的潮气量不准的缺点。
3 呼吸机的维修保养经验
3.1 呼吸机要经常清洁
需要清洁的呼吸机部件可按呼吸机说明书的要求进行清洁和消毒,有些部件仅需清洁,而有的允许消毒,这些部件主要包括以下几种:
(1)主机和压缩泵的外表面:主机和压缩泵的外表面用清洁的软湿擦布轻轻擦净即可,每日1次或隔日1次。必要时用消毒液如含氯制剂消毒液浸泡过的软布擦洗。
(2)气源过滤网:气源过滤网包括空气压缩泵和有些呼吸机主机中可清洗的空气滤网。该零件在气路的进气端,如不及时清洗,过滤网会被灰尘堵塞,引起呼吸机进出气不畅,增加负载,影响压缩泵寿命。
具体清洁方法为:将过滤网从机器中取出,用清水洗净表面尘埃后,再用力甩干或烘干;或者用吸尘器吸尽灰尘,然后放回原位。一般每48~72小时清洁1次,无需常规消毒。
(3)呼吸机内部电子器件:呼吸机内部电子器件表面的灰尘可用小功率吸尘器轻轻吸除或用专用吸球轻轻吹气去除,也可以用干净的软毛刷轻轻扫除,电子器件不能用消毒液浸泡,也不能接触水和油。
(4)传感器:流量、压力等各种传感器为呼吸机的敏感电子零件,不能用水冲洗也不能用消毒液浸泡,以免损坏其性能,如有必要可使用气体消毒方法消毒,表面只能用70%的酒精棉球十分小心地轻轻擦干净,有的传感器只能轻轻浸放在清水中,即刻取出,并自然晾干,切忌用力甩干或烘干。
(5)湿化器:湿化器电子加温部分和温控传感器探头的金属部分用清洁的软湿擦布轻轻擦净,不能用消毒液浸泡,以免影响加热功能和降低其感温的准确性。
(6)气体管路:气体管路是需要消毒的呼吸机部件,凡是联接于患者与呼吸机之间的各螺纹管、联接管、接头、湿化器、雾化器和呼气瓣等均应彻底消毒,可先用清水冲去管路中的污物,然后将管路浸入规定的消毒液中约1 h,取出后用清水冲去管路内外的消毒液,阴凉处晾干后再次使用。
(7)空气过滤器:空气过滤器安装在呼吸机前面板上或是在病人呼吸气体管路中,以便于进行拆卸和更换,空气过滤器一般为一次性使用部件,空气过滤器作用是滤除呼吸机气体通路中的细菌,保证进出患者的气体的洁净,空气过滤器要根据呼吸机使用手册的相关要求定期更换。
(8)机身与台面:机身与台面主要以软布及时去除表面的污物与灰尘。当需要推至层流无菌病房时,还需要用消毒液清洁表面,机架滚轮部分的污垢要仔细清除。
3.2 要定期检测呼吸机的功能
3.2.1 漏气检测:检查呼吸机的气路系统,各管道、湿化罐、接水瓶接口有无漏气。由于呼吸机的型号及工作原理不同,检测的方法也不同。通常情况下可采用潮气量测定、压力表检测和耳听手摸等方法检测。
(1)潮气量测定:首先预调呼吸机潮气量,接模拟肺,分别测定吸人管道和呼出管道内的潮气量,如果二者所检测出的潮气量相同,说明无漏气。如果潮气量下降,说明有漏气现象。如发现漏气,可用耳听手摸各处管路,漏气处常在通气时发出“嘶、嘶”的声音,如果是管路破损或连接不紧可测知气流存在。
(2)压力表检测:主要是检查呼吸机的工作压和气道压,如果工作压低于设定水平,说明供气压力不足或呼吸机主机内部管路漏气,如气道压力低于正常,说明外部管路漏气。
3.2.2 报警系统的检测:通常对气道压力报警、分钟通气量(或潮气量)报警、吸入氧浓度报警、窒息报警及气源报警等几项功能进行检查。
(1)压力报警上下限:根据设置的通气参数,呼吸回路中将产生最大气道压力(峰值压力),调节报警上限高于峰压0.98kPa(10 cmH20)报警下限低于峰压0.2kPa~0.29kPa(2~3 cmn20)左右,采用报警有声响、灯闪,同时呼吸机的呼出阀门打开,可说明此项功能正常。
(2)分钟通气量报警:分钟通气量是衡量病人吸气是否充分的重要指标,设置的报警范围不能过宽,否则失去意义。通常将上、下限设在实际分钟通气量的±25%左右。分钟通气量多点分别检查,应有报警。
(3)开机自检:大多数高、中档呼吸机有呼吸回路密封性、呼出流量传感器、氧浓度、电磁阀等一系列自检功能,自检通过,说明机器基本完好。对那些无自检功能的呼吸机,可采用如下方法进行大致判断:流量取每分钟24L,吸气时间取1 s或潮气量取400mL,呼吸频率取15次/min,氧浓度取6o%,此时最大气道压力约2.45 kPa(25 cmH20)分钟通气量
约每分钟6 L左右,可说明机器基本正常。此方法对有自检功能的机型同样适用。
(4)吸入氧浓度检查:病人吸入氧浓度也是治疗的重要参数,氧浓度的大小一般采用氧传感器俗称氧电池来测定,氧电池是消耗品,即使不用,随时间推移能量也会自然损耗,通常寿命6~12个月。氧电池直接影响氧浓度监测的准确性,因此要经常进行氧浓度的检查。大多数高、中档机具有氧浓度自检,对无自检功能机型而又没有外接的氧浓度表,可用下述方法简单判断:分别用纯氧和压缩空气通气,观察潮气量大小,若无明显变化基本判定氧浓度正常。
(5)窒息报警:是呼吸机的重要指标,可将呼吸机的模式设置在自主呼吸,待十几秒后(有些机型窒息时间可调)应有窒息报警提示。较高档机型会将开始设置的自主呼吸模式自动切换到指令通气模式。
(6)气源报警:将氧气或压缩空气去掉一路,此时应有相应的报警指示。
3.2.3 操作注意事项:在操作方面应注意主机电源应在气源接通后方可启动,即先启动空气压缩泵电源和打开氧气,待氧气和空气的压力平衡,漏气声或气源的报警声消失后,才能打开主机电源。呼吸机的关机顺序与之相反,即先关主机电源,再关闭气源。
3.2.4 每天做好呼吸机的日常使用记录:呼吸机的一天工作情况以及各种维修,更换配件耗品,校正都应及时记录备案。如记录维修的部位、误差或损坏程度、时间、更换零部件的名称、时间、数量等,以便以后核查,也对以后维修提供了便利。
3.3 辅助功能检查
3.3.1 触发灵敏度检查:由于是模拟肺,因此只能检查压力触发灵敏度。将工作模式设置在辅助通气模式,触发灵敏度置最灵敏处,当呼吸机在触发窗时,用手挤压模拟肺,呼吸机应能被触发。
3.3.2 PEEP检查:PEEP分别多点设置检查,让呼吸机工作几个周期,稳定后观察压力波形或压力表的呼末压力值(有些机型具有数据大小的显示),设置值与检测值的误差应小于10%。
吸人、呼出潮气量检查:大多数的呼吸机有两个流量传感器,一个在吸入端,用于检测呼吸参数的设定值;另一个在呼出端,用监测实际值,改变呼吸机的潮气量进行多点观察,二者误差在1O%以内。上述各项检查无故障,可用于病人治疗。呼吸机使用一次后,无论时间长短,为了避免交叉感染,都要对管路进行严格消毒,有药物浸泡、气体熏蒸和高压蒸汽等方法任选。使用浸泡的药物有多种,如戊二醛中性溶液等。按规定的比例将冲洗干净的管路浸泡1~2h,再用清水洗净,适用于金属、橡胶、塑料类。环氧乙烷熏蒸可穿透橡胶、塑料等,无腐蚀、无破坏性,但一次消毒后需一周时间环氧乙烷才能挥发完,有过程长、价格高、易燃等缺点,不常使用。高压蒸汽消毒法仅适用于金属及耐高温的部件,不可用于硅胶等材料的呼吸管道的消毒。特别需要注意的是呼出流量传感器大多为铂金丝制作,比发丝还细几十倍,极易损坏,价格也非常昂贵,切不可用上述方法消毒,必须按说明书介绍的方法进行。
目前的呼吸机在智能化、自动调控能力、自动监控和报警功能及安全性等方面还不尽人意,呼吸机对病人的抢救、治疗效果还相当依赖于操作者的水平。

我们期待,随着技术的进步,会有功能更完善、性能更好、操作更方便的智能型呼吸机的不断问世。总之,加强呼吸机的科学管理与使用保养之后,基本避免了盲目引进;呼吸机资源的配置和利用更为合理;机器维修保养责任明确;机器故障率大大降低;机器的经济效益和社会效益得到了明显提高。

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