呼吸機原理介紹課件

呼吸機的原理介紹呼吸機的原理介紹引言

呼吸機是實施機械通氣的工具，目前已廣泛應用于麻醉和ICU中,改善病人的氧合和通氣,減少呼吸作功,支持呼吸和循環(huán)功能,以及進行呼吸衰竭的治療。早在1796年,有報道應用人工呼吸方法使溺水患者獲救,1929年自動鐵肺研制成功。第二次世界大戰(zhàn)前后人們逐漸了解機械通氣的原理，并用于心胸外科手術后呼吸支持。引言呼吸機是實施機械通氣的工具，目前已廣2內容1.呼吸機的分類2.呼吸機的結構3.通氣模式4.呼吸機的消毒和保養(yǎng)呼吸機內容1.呼吸機的分類2.呼吸機的結3一、呼吸機的分類按控制方式分類電動電控型呼吸機，如SC5及Savina氣動氣控型呼吸機，如O-TWO吉斯II氣動電控型呼吸機，如Evita成人呼吸機、嬰兒和新生兒呼吸機、輔助呼吸或治療用呼吸機、麻醉呼吸機、攜帶式急救呼吸機、高頻正壓呼吸機按用途分類一、呼吸機的分類按控制方式分類電動電控型呼吸機，如SC5及S一、呼吸機的分類—功能要求監(jiān)測：氣道壓力、頻率、潮氣量、通氣量、吸入氧濃度等報警：氣道高低壓、吸入氧濃度、斷電斷氣報警監(jiān)測及報警工作特點潮氣量：10～20ml用于嬰兒50～500ml用于兒童200～2000ml用于成人吸呼比：1:1～1:4頻率：0～60bpm可調的吸氣流速：成人最高達150L/min具有常用的通氣模式：A/C、SIMV等指令通氣一、呼吸機的分類—功能要求監(jiān)測及報警工作特點潮氣量：呼吸機原理介紹ppt課件呼吸機原理介紹ppt課件呼吸機原理介紹ppt課件呼吸機原理介紹ppt課件二、呼吸機的基本結構①氣源。②供氣和驅動裝置。③空氧混合器。④控制部分。⑤呼氣部分。⑥監(jiān)測報警系統(tǒng)。⑦呼吸回路。⑧濕化和霧化裝置。二、呼吸機的基本結構①氣源。呼吸機原理示意圖驅動力供氣裝置氣體輸出驅動裝置呼吸機原理示意圖驅動力供氣裝置氣體輸出驅動裝置簡單示意圖簡單示意圖二、呼吸機的基本結構下面主要介紹一下驅動裝置(或通氣源)和控制系統(tǒng)二、呼吸機的基本結構下面主要介紹一下驅動裝置(或通氣源)和控絕大多數(shù)呼吸機需高壓氧和高壓空氣。氧氣源可來自中心供氧系統(tǒng)，也可用氧氣鋼筒。高壓空氣可來自中心供氣系統(tǒng)，或使用醫(yī)用空氣壓縮機。氧氣和壓縮空氣的輸出壓力不應大于0.5MPa，因此，使用中心供氧、中心供氣，或高壓氧氣鋼筒，均應裝配減壓和調壓裝置。醫(yī)用空氣壓縮機可提供干燥和清潔的冷空氣；供氣量為55～64L/min的連續(xù)氣流，最大輸出連續(xù)氣流120L/1.5s,工作壓力50PSI(3.4kg/cm2)。1、氣源絕大多數(shù)呼吸機需高壓氧和高壓空氣。氧氣源可來采用橡膠折疊氣囊時，呼吸機的自身順應性較大，除本身的彈性原因外，還不能完全使折疊囊中的氣體壓出。但折疊囊更換容易，成本低，無泄漏，當作為麻醉呼吸機時有獨特的優(yōu)越性。采用氣缸作為供氣裝置時，呼吸機自身順應性小，可使氣缸內的氣體絕大部分被壓出，但密封環(huán)處可能有少量泄漏。近來有采用滾膜式氣缸作為供氣裝置，兼有上述二種優(yōu)點，且無泄漏，順應性小。供氣裝置的作用是提供吸氣壓力，讓病人吸入一定量的吸氣潮氣量，并提供不同吸入氧濃度的新鮮氣體。2、供氣裝置采用橡膠折疊氣囊時，呼吸機的自身順應性較大，可調式減壓閥為目前應用較多的一種驅動方式。它是指通過減壓通氣閥裝置將來源于貯氣鋼筒、中心氣站或壓縮泵中的高壓氣體轉化成供呼吸機通氣用的壓力較低的驅動氣。使用氣動驅動裝置的呼吸機常稱為氣動呼吸機。電動呼吸機采用電動機作為動力，通過電動馬達快速恒定旋轉，帶動橫桿向前運動，推動活塞腔中的氣體排出，產(chǎn)生一個恒定恒速驅動氣流；另一種非線性驅動活塞是電動馬達使輪盤旋轉，帶動連桿運動而推動活塞。采用電動機驅動裝置的呼吸機常稱為電動呼吸機。驅動裝置的作用是提供通氣驅動力，使呼吸機產(chǎn)生吸氣壓力3、驅動裝置氣動呼吸機可調式減壓閥為目前應用較多的一種驅動方式。它是指通過減壓通氣驅動裝置的作用是提供通氣驅動力，使呼吸機產(chǎn)生吸氣壓力驅動裝置減壓閥驅動驅動裝置的作用是提供通氣驅動力，使呼吸機產(chǎn)生吸氣壓力驅動裝置驅動裝置580呼吸機減壓閥驅動裝置580呼吸機減壓閥驅動裝置的作用是提供通氣驅動力，使呼吸機產(chǎn)生吸氣壓力驅動裝置非線性活塞驅動驅動裝置的作用是提供通氣驅動力，使呼吸機產(chǎn)生吸氣壓力驅動裝置驅動裝置Savina呼吸機內置渦輪空壓機驅動裝置Savina呼吸機內置渦輪空壓機(1)簡單的空氧混合裝置工作原理：一定流量的氧氣經(jīng)入口先進貯氣囊內，當貯氣囊被定向抽氣時，空氣也從入口經(jīng)管道抽入貯氣囊內，從而實現(xiàn)空氧的混合。要達到預定的氧濃度，則通過調節(jié)氧輸入量來取得。氧濃度計算：氣流量=每分鐘通氣量×(混合氣氧濃度-20%)/80%。例如要求混合氣氧濃度達到40%，當分鐘通氣量為10L時，其輸入氧濃度的計算方式，即為：氧流量=10×(40%－20%)/80%=2.5L/min。上述計算表明，當分鐘通氣量為10L時以2.5L/min的純氧流量，即可獲得含40%氧混合氣(FIO2=0.4)。4、空氧混合裝置(1)簡單的空氧混合裝置4、空氧混合裝置(2)空氧混合器工作原理：通常由一級或二級壓力平衡閥、配比閥等組成。當壓縮空氣和氧氣輸入平衡閥時，由于這兩種輸入氣體的壓力不相等，所以同軸閥蕊將向壓力低的一方偏移，造成壓力低的一端氣阻小，降壓也小。而壓力高的一端氣阻大，降壓也大。配比閥實際上是同一軸上的兩只可變氣阻，當一只氣阻減小時，另一只氣阻增大。來自前級的等壓力進入配比閥后由于受到的氣阻不同，所以流入貯氣罐的流量也不同(流量=壓力/氣阻)。氧濃度計算：如果流入貯氣罐的空氣流量為7.5L/min，流入的氧流量是2.5L/min，則混合后的氧濃=(2.5+7.5×20%)/(7.5+2.5)=40%。4、空氧混合裝置(2)空氧混合器4、空氧混合裝置580呼吸機空氧混合裝置4、空氧混合裝置580呼吸機空氧混合裝置4、空氧混合裝置氣控：呼吸機無需電源，在某種特定的環(huán)境很有必要。它的特點是精度不夠高，難以實現(xiàn)較復雜的功能，一般可作一些簡單控制。隨著器件的低功耗化，以及高性能蓄電池的出現(xiàn)，氣控方式有被逐漸淘汰的可能。電控：是用模擬電路和邏輯電路構成的控制電路來驅動和控制電動機、電磁閥等電子裝置的呼吸機，稱為電控型呼吸機。電控型呼吸機控制的參數(shù)精度高，可實現(xiàn)各種通氣方式。吸呼比由氣控呼吸機較難實現(xiàn)，而電控型十分容易，還有同步、壓力報警功能等均是如此?？刂撇糠质呛粑鼨C的關鍵組成部分。根據(jù)控制原理不同，可將控制部件分為兩大種：氣控、電控5、控制系統(tǒng)氣控：呼吸機無需電源，在某種特定的環(huán)境很有必要。它的特點是精Drager的Savina呼吸機呼吸機原理分析舉例Drager的Savina呼吸機呼吸機原理分析舉例原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機Savina呼吸機特點：1．內置渦輪式空壓機；2．一體化界面，呼吸波形及監(jiān)測參數(shù)可同時顯示；3．BIPAP和Autoflow功能，允許病人在任何時候都可以自由呼吸，解決了人機對抗問題。4．全自動定標及自檢方式，并具有漏氣補償功能5．內置和外置充電電池，可以使機器在無任何外在動力情況下使用7小時。原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機Savina呼原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機高速運轉的渦輪機產(chǎn)生壓縮空氣，平衡控制閥按預設置參數(shù)做相應調整，氧傳感器、流量傳感器、壓力傳感器等對氣路的各項指標進行檢測。Savina呼吸機使用二個分離的氧傳感器，一個用于氧的控制和顯示，一個用于氧監(jiān)測，Savina呼吸機可自動標定用于氧的控制和顯示的傳感器，用于氧監(jiān)測的氧傳感器必須人工標定（每月一次，或出現(xiàn)氧監(jiān)測失靈時）。原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機高速運原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機Savina內部結構圖Savina流量傳感器原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機Savina內原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機Savina主控板Savina顯示板原理分析舉例-Drager的Savina呼吸機Savina主開始結束起動(initiating)是指使呼吸機開始送氣的驅動方式。起動有3種方式：時間起動、壓力起動和流量起動。時間起動用于控制通氣，壓力和流量起動用于輔助通氣起動限定切換5、控制系統(tǒng)－控制方式開始起動(initiating)是指使呼吸機開始送氣的驅動方開始結束理想的呼吸機觸發(fā)機制應十分靈敏，可通過兩個參數(shù)來評價，即靈敏度和反應時間(responsetime)。靈敏度反映了病人自主吸氣觸發(fā)呼吸機的作功大小。衡量靈敏度的一個指標為敏感百分比，敏感百分比=觸發(fā)吸氣量/自主潮氣量x100%。理想的敏感百分比應小于1%，一般成人呼吸機的觸發(fā)吸氣量為0.5ml。小兒呼吸機則更低。起動限定切換控制方式－起動開始理想的呼吸機觸發(fā)機制應十分靈敏，可通過兩個參數(shù)來評價，即開始結束限定(limited)有3種方式：①容量限定：預設潮氣量。通過改變流量、壓力和時間三個變量來輸送潮氣量。②壓力限定：預設氣道壓力，通過改變流量、容量和時間三個變量來維持回路內壓力。③流速限定：預設流速。通過改變壓力、容量和時間三個變量來達到預設的流速。起動限定切換控制方式－限定開始限定(limited)有3種方式：①容量限定：預設潮氣量開始結束切換(cycling)指呼吸機由吸氣期轉換成呼氣期的方式。有4種切換方式：①時間切換：達到預設的吸氣時間，即停止送氣，轉回呼氣。②容量切換：當預設的潮氣量送入肺后，即轉向呼氣。③流速切換：當吸氣流速降低到一定程度后，即轉向呼氣(PSV模式即采用此種切換模式)。④壓力切換：當吸氣壓力達到預定值后，即轉向呼氣。起動限定切換控制方式－切換開始切換(cycling)指呼吸機由吸氣期轉換成呼氣期的方式呼氣部分主要作用是配合呼吸機作呼吸動作打開：呼氣期；關閉：①吸氣期，使呼吸機提供的氣體能全部供給病人；②在吸氣末，呼氣閥仍可以繼續(xù)關閉，使之屏氣；③當氣道壓力低于PEEP時，呼氣部分必須關閉，維持PEEP。主要有三種功能閥，如呼氣閥、PEEP閥、呼氣單向閥，也可由一個或兩個閥完成上述三種功能。6、呼氣部分呼氣部分主要作用是配合呼吸機作呼吸動作6、呼氣部分常見呼氣閥有電磁閥、氣鼓閥、魚嘴活瓣(兼有吸氣單向閥功能)、電磁比例閥、剪刀閥。魚嘴活瓣常在簡單型呼吸機中采用，因為它兼有吸氣單向閥的功能。電磁比例閥是通過控制線圈中的電流來控制呼氣閥的開與關，可作為壓力限制閥和PEEP閥，其反應時間快，性能良好，可開環(huán)控制，故十分方便6、呼氣部分常見呼氣閥有電磁閥、氣鼓閥、魚嘴活瓣(兼有吸氣單向閥功能)、呼吸機監(jiān)測報警系統(tǒng)的作用有兩個方面，一是監(jiān)測病人的呼吸狀況，二是監(jiān)測呼吸機的功能狀況呼吸機常配有的監(jiān)測報警裝置有如下兩個方面。壓力監(jiān)測報警：氣道壓力上限報警、氣道壓力下限報警、PEEP上下限報警、氣源壓力報警等，通過壓力傳感器監(jiān)測流量監(jiān)測報警：潮氣量或分鐘通氣量報警。通過流量傳感器監(jiān)測。7、監(jiān)測報警系統(tǒng)呼吸機監(jiān)測報警系統(tǒng)的作用有兩個方面，一是監(jiān)測病人的呼吸狀況，三、通氣模式

隨著對各種類型呼吸衰竭發(fā)病機制，病理生理認識的不斷深化，以及呼吸機技術的進步，機械通氣模式越來越多。第一階段：定壓型呼吸機，二十世紀四、五十年代，廣泛使用；第二階段：定容型呼吸機，取代定壓型呼吸機；第三階段：壓力預置(容量調節(jié))型，二十世紀八十年代末，由于微電腦技術的應用，壓力預置(容量調節(jié))型通氣模式隨即產(chǎn)生。三、通氣模式三、通氣模式1、定壓型呼吸機：

呼吸機在吸氣相產(chǎn)生氣流，進入呼吸道，使肺泡擴張，隨著氣道壓力不斷升高，當達到某個預定值時，呼吸機停止送氣，開始呼氣。該類呼吸機技術上存在缺陷，不能提供穩(wěn)定的潮氣量，同時因監(jiān)測技術落后，不能保證穩(wěn)定的通氣。故定壓型呼吸機漸被定容型呼吸機取代。三、通氣模式1、定壓型呼吸機：三、通氣模式2、定容型呼吸機：

吸氣時呼吸機產(chǎn)生氣流，送入氣道，使肺泡擴張；當預定的潮氣量輸送完畢，呼吸機停止送氣，開始呼氣。定容型呼吸機的優(yōu)點是能夠提供穩(wěn)定的潮氣量，保證通氣穩(wěn)定。其缺點是當病人順應性下降時，氣道壓力升高，甚至可產(chǎn)生氣壓傷。三、通氣模式2、定容型呼吸機：三、通氣模式3、壓力預置(容量調節(jié))型

二十世紀八十年代末，由于微電腦技術的應用，壓力預置(容量調節(jié))型通氣模式隨即產(chǎn)生。由于吸氣流量的精確變化，保證預設氣道壓力得到有效控制。同時因有完善的監(jiān)測和報警系統(tǒng)，壓力預置型通氣模式得到廣泛的承認。三、通氣模式3、壓力預置(容量調節(jié))型容壓量力預預置置機械輔助呼吸機械控制通氣間歇指令通氣壓力控制通氣反比通氣三、通氣模式分鐘指令通氣壓力支持通氣持續(xù)氣道正壓通氣容壓機械輔助呼吸機械控制通氣間歇指令通氣壓力控制通氣反比通氣機械控制通氣CMV是臨床出現(xiàn)最早，應用最普遍的通氣模式，也是目前機械通氣最基本的通氣模式。CMV是時間起動、容量限定、容量或時間切換。在吸氣時由呼吸機產(chǎn)生正壓，將預設容量的氣體送入肺內，氣道壓力升高；呼氣時肺內氣體靠胸肺彈性回縮，排出體外，氣道壓力回復至零。CMV時若PEEP=0，又稱為間歇正壓通氣IPPV。若PEEP>0，則稱為持續(xù)正壓通氣CPPV。1、機械控制通氣機械控制通氣CMV是臨床出現(xiàn)最早，應用最普遍的容量時間波形

由于在下一次吸氣前，呼出潮氣量已經(jīng)歸零，因此適當?shù)募哟蠛粑l率不會引發(fā)氣體陷閉。容量時間波形由于在下一次吸氣前，呼出潮氣量已容控模式和壓控模式在壓力時間波形上的對比壓力時間波形容控模式和壓控模式在壓力時間波形上的對比壓力時間波形機械輔助呼吸AMV輔助/控制呼吸A/C是一種壓力或流量起動、容量限定、容量切換的通氣方式。同步間歇指令通氣SIMV實際上是自主呼吸和控制呼吸的結合,在自主呼吸的基礎上,給病人有規(guī)律地和間歇地觸發(fā)指令潮氣量。SIMV主要用于脫機前的訓練和過度，也可用于一般的常規(guī)通氣2、機械輔助通氣機械輔助呼吸AMV2、機械輔助通氣A/C模式呼吸波形吸氣階段觸發(fā)A/C模式呼吸波形吸氣觸發(fā)同步間歇指令通氣(synchronizedintermittentmandatoryventilation,SIMV)特點1：兩次指令通氣之間允許患者自主呼吸特點2：觸發(fā)時間窗的設計2、機械輔助通氣同步間歇指令通氣(synchronizedintermitSIMV模式呼吸波形自主呼吸觸發(fā)SIMV模式呼吸波形自主呼吸觸發(fā)壓力控制通氣PCV是時間切換壓力控制模式。它的特點是氣道壓力迅速上升到預設峰壓，后接一個遞減流量波形以維持氣道壓力于預設水平。PCV時，若肺順應性或氣道阻力發(fā)生改變時，潮氣量即會改變。壓力支持通氣

PSV

是流量切換壓力控制模式(有自主呼吸時用)。它的特點是病人自行調節(jié)吸氣時間、呼吸頻率、由呼吸機產(chǎn)生預定的正壓；若自主呼吸的流速及幅度不變，潮氣量則取決于吸氣用力、預置壓力水平及呼吸回路的阻力和順應性。壓力支持從吸氣開始，直至病人吸氣流速降低到峰值的25%停止。3、壓力限制通氣壓力控制通氣PCV是時間切換壓力控制模式。它的特點是氣道壓力控制模式PCV潮氣量為何出現(xiàn)平臺由于吸入時間足夠長，吸氣流速降為零壓力控制模式PCV潮氣量為由于吸入時間足夠長，吸氣流速降為零潮氣量隨著吸氣時間的增加而增加（吸氣時間不足時）壓力控制模式PCV潮氣量隨著吸氣時間的增加而增加（吸氣時間不足時）壓力控制模式壓力支持模式PSV兩次潮氣量不同這是由于患者吸氣時間和努力程度不同造成的壓力支持模式PSV兩次潮這是由于患者吸氣時間和努力程度不同造呼氣末正壓PEEP

指在控制呼吸呼氣末，氣道壓力不降低到零，而仍保持一定的正壓水平。其產(chǎn)生原理是借助PEEP閥，在呼氣相使氣道仍保持一定的正壓。目前已成為治療低氧血癥，尤其是ARDS的主要手段之一。持續(xù)氣道正壓CPAP

指病人有自主呼吸的情況下，由呼吸機向氣道內輸送一個恒定的新鮮正壓氣流，正壓氣流大于吸氣氣流。呼氣活瓣系統(tǒng)對呼出氣流給予一定的阻力，使吸氣期和呼氣期氣道壓均高于大氣壓。呼吸機內裝有靈敏的氣道壓測量和調節(jié)系統(tǒng)，隨時調整正壓氣流的流速，維持氣道壓基本恒定在預調的CPAP水平。呼氣期氣道內正壓，起到PEEP的作用。4、正壓控制通氣呼氣末正壓PEEP指在控制呼吸呼氣末，氣道壓力不降低到零雙氣道正壓通氣BiPAP

它可看作是一種壓力控制型通氣，該系統(tǒng)允許在通氣周期的任何時間進行不受限制的自主呼吸。按照自主呼吸情況，BIPAP可分為：1.非自主呼吸：CMV-BIPAP(連續(xù)指令通氣BIPAP)2.在低壓(CPAP)上自主呼吸：SIMV-BIPAP(同步間隙指令通氣BIPAP)3.在高壓(CPAP)上自主呼吸：APRV-BIPAP4.在兩種CPAP上自主呼吸：真正的BIPAP4、正壓控制通氣雙氣道正壓通氣BiPAP它可看作是一種壓力控制型通氣，該雙氣道正壓通氣

BIPAP4、正壓控制通氣A：無自主呼吸，PCV+PEEPB：有自主呼吸，較短的高壓