呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证

呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证

王文丹吴国策冯雄博陈春芳

深圳市计量质量检测研究院     广东深圳  518000

摘要：呼吸机是现代临床医学中替代自主通气功能的有效医疗仪器，普遍运用于呼吸支持治疗和急救复苏等医疗活动当中，在一定程度上预防和治疗呼吸衰竭，并减少相关并发症，延长甚至挽救病人生命。磁共振成像系统是医学检查的主要医学影像设备，能够产生特殊的磁场。本文围绕呼吸器在磁共振环境下的兼容性测试技术展开分析，以科学有效的测试验证手段确认呼吸机在磁共振环境下是否具备兼容特性。

关键词：呼吸机；磁共振环境；兼容性测试；必要性；策略

前言：在当前的社会发展趋势下，我国医疗科技水平的持续提升，磁共振环境下使用呼吸机的频率越来越高，因此对呼吸机与磁共振成像的兼容性提出了更高要求。在此基础上，应该对呼吸机兼容磁共振成像的技术予以重视，并运用科学有效的测试检验手段确保呼吸机能够在测试验证的作用下兼容磁共振环境，从而推动我国医疗技术的进步发展。通过对呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证展开积极分析，从中探究科学有效的测试验证方法，检验呼吸机在磁共振环境下的兼容性。

一、呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证要点

（一）安全标记试验

安全标记试验是呼吸机在磁共振环境下兼容性测试验证的重要环节之一。在MR环境中使用的呼吸机及可拆卸的附件，应在显著位置和标签上进行MR标记。对于没有足够的表面进行标记，当无法进行直接标记时，应在标签上进行标记。根据国家相关标准，按照规定格式对呼吸机进行标记，并通过目视检测的方法对其进行测试，以确保在磁共振环境中所使用的呼吸机以及可拆卸附件都能够在显著部位和标签上有可磁共振标记。当无法进行标记或者没有足够表面进行标记时，则需要在标签上进行标记，基于标记以便区分区分普通呼吸机[1]。

（二）磁致位移力试验

磁致位移力是指针对空间梯度磁场中磁性物体受到的力，这种力会导致磁性物体在磁场梯度当中产生移动。为了防止呼吸机及其附件在空间梯度磁场当中产生移动，需要采取相对固定措施，依靠重力也就是器械本身的重量或者外加限位装置来防止呼吸机及其附件产生位置移动。而所谓的磁致位移力试验就是在磁共振环境下针对呼吸机及其附件的这种性能展开测试验证，首先需要在磁共振环境下将呼吸机主机及其附件装置放置在正常使用位置，并在放置呼吸机及其附近的地面或台面上放置直角尺，并以地面为参考水平面，测试呼吸机及其附件是否在磁共振环境下产生位移情况。在试验的过程当中，需要保证试验在磁致位移力水平的系统中进行展开，基于抗磁性材料、顺磁性材料和铁磁性材料展开全面试验，需要将器械用线进行悬挂，并保障线的重量不超过器械重量的百分之一，其次，将选线与量角器零刻度进行重合。然后标记最大的偏移位置，并记录器械从数值到最临近1%位置的偏移角α，并从中判断α与45°的大小关系，从中得到实验结论，如果器械的偏移角小于45度，那么磁致位移力小于器械受到的重力，在这种情况下，可以认为磁致位移力的危险性相对较低[2]。

（三）磁致扭矩试验

磁致扭矩是指位于磁场中磁性物质所受到的力，该种力会导致磁性物体以移动的方式趋近于无扭矩的平衡方向排列，一旦磁共振环境中的磁场对呼吸机及其附件产生扭矩，会导致呼吸机及其附件长轴延磁场方向排列，而磁场扭矩试验就是针对呼吸机及其附件依靠重力或外加限位装置不产生偏转展开测试验证。首先，需要在核共振环境下将呼吸机主机及其附件装置放在正常使用位置，并以地面为参考水平放置直角尺和角度尺，以呼吸机与地面和台面的接触点为原点形成直角坐标系。以此为基础运用低摩擦妙法、悬挂法、滑轮法，基于实测位移法，扭摆法等测试验证方法展开实验。第一，低摩擦面法，是指将装置放置于距离磁共振系统中心尽可能近的低摩擦力非金属或非导电表面当中，通过对其进行观察测试来检验是否发生移动。如果未发生旋转移动，则可以使用表面和器械之间的摩擦系数和器械重量来估计出磁场应转矩的上线。如果发生旋转移动，可以通过扭簧法或滑轮法来计算出呼吸机及其附件在磁共振环境下的摩擦系数。第二，滑轮法，通过将设备固定在平台当中，将设备定位尽可能的靠近磁共振系统中心位置，并用轻绳连接着滑轮和测力仪，使测力仪能够拉出扭矩夹具，使平台旋转。第三，扭摆法，等呼吸机及其附件在磁共振环境当中产生扭矩，并使呼吸机及其附件长轴沿磁场方向进行排列时，即可采用扭摆法进行测量验证。然后需要保持装置内部的所有材料都为非铁磁性材料，且将最小刻度为一度的量角器固定在支撑结构上，完成之后将样品放置在载物盘中，使某一主轴位于垂直方向，并将整套装置放置在磁场均匀的磁体中央，然后旋转支撑结构使测量样品相对固定基座的偏转角，最后0~360°范围内每旋转10°测量一次。另外两个主轴分别位于垂直方向，重复上步步骤。根据试验结果可以发现，如果最大扭矩小于器械最大尺寸与重量的乘积，那么磁致扭矩小于由于重力作用所产生的最恶劣重力矩，在这种情况下，可以认为磁致扭矩所导致的风险低于地球重力场中的日常活动

[3]。

（四）图像伪影试验

图像伪影是指在与无器械使得参考图像进行相比，当器械存在时若图像中像素点强度变化超过30%则视该像素点为图像为硬的一部分。通过从中按照国家相关规定要求，采取规定的方式方法展开测试验证，保障呼吸机能够在磁共振环境下具备良好的兼容性[4]。

（五）呼吸机性能试验

呼吸机性能试验是呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证的一项要点，需要测试人员严格按照国家相关规定，按照《GB 9706.212-2020 医用电气设备 第2部分：重症护理呼吸机的基本安全和基本性能专用要求》的参数对呼吸机性能进行测试验证，保障呼吸机性能符合国家要求能够用于医疗活动当中，给予病患最基础的人身安全保障。并以此为基础，对呼吸机在此工程环境下的兼容性展开测试验证，使其在具备良好兼容性的基础上具备较强的质量性能，满足医疗活动中呼吸机的使用需求[5]。

二、呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证意义

呼吸机是现在医疗技术中一种能够代替，控制或改变人正常生理呼吸的医疗装置，具有肺充气、吸气向呼气转换、排出肺泡气、呼气性吸气转换四个功能，通过依次循环往复来，达到增加病患的肺通气量，改善病患的呼吸功能，预防和治疗呼吸衰竭，并延长和挽救病人生命的作用，是现代医疗科技当中必不可少的一项重要医疗设备。而磁共振是指磁共振成像技术，是目前医疗科技中主要采用的医疗检查装置，其自身的功能特点使得磁共振检查需要严禁防磁设备进入，一旦呼吸机与磁共振环境存在较大的排异性，就会引发较大的安全事故，危害病患的人身安全。通过积极对呼吸机在磁共振环境下的兼容性展开测试验证，基于有效的测试验证手段保障呼吸机与磁共振环境存在较大的兼容性，使呼吸机能够进入到磁共振环境下，在维系病患呼吸功能的同时进入到磁共振环境下进行磁共振成像检查，以此可见，呼吸机在此共振环境下兼容性测试验证的重要积极意义。

总结：总而言之，呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证十分重要，且十分有必要，需要对呼吸机在磁共振环境下的兼容性测试验证予以高度重视。并基于此展开深度分析，从中探究科学有效的测试检验方法，保障测试检验质量的同时确保呼吸机与磁共振环境具备较强的兼容性，以此来实现呼吸机在磁共振环境下的高质高效使用，并推动医疗技术发展。

参考文献：

[1]王伟,马小建. 呼吸机通气性能自动化测试系统研究和设计[J]. 中国医疗器械杂志,2023,47(05):518-522.

[2]王永言,贺春伟,韩卓,马德东,胡天亮. 不同海拔下无创呼吸机性能测试研究[J]. 医疗卫生装备,2023,44(02):23-30.

[3]王艳芹,杨忠群,李雪英,韩翔环,王雷东,高振. 呼吸机性能参数的质量控制及误差分析[J]. 中国医疗设备,2020,35(03):60-63.

[4]张巍,王伟,马小建,胡知诿. 呼吸机远程控制系统在隔离病房中的应用[J]. 中国医疗器械信息,2023,29(19):77-80.

[5]林俊辉,高改丽. 呼吸机校准方法与常见问题研究[J]. 中国设备工程,2023,(08):191-194.

基金项目：重2022220磁共振兼容多功能呼吸机关键技术的研发（项目编号：JSGG20210802153159029）