呼吸機基本原理

關(guān)于呼吸機基本原理思考題呼吸機的基本工作原理是什么呼吸機的主要呼吸（通氣）模式和含義呼吸機的基本結(jié)構(gòu)第2頁,共45頁，2024年2月25日，星期天主要內(nèi)容基本結(jié)構(gòu)工作原理歷史與發(fā)展切換形式通氣形式分類第3頁,共45頁，2024年2月25日，星期天呼吸機（Ventilator）在國外又稱通氣機臨床三大常規(guī)救治設(shè)備之為呼吸功能衰竭或呼吸功能不全的患者提供呼吸支持或恢復(fù)治療。第4頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一、呼吸機的基本結(jié)構(gòu)組成呼吸機的組成

可分為兩大部分或三部分：主機(氣路單元+監(jiān)控單元)濕化器(溫控+濕化灌)空、氧氣源提供裝置

—床邊壓縮機+O2氣源

—中心氣源(Air、O2)(2.5~5.5)kg/cm2

第5頁,共45頁，2024年2月25日，星期天呼吸機各部分主要功能主機——氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警混合器——外置或內(nèi)置機械式，比例閥混合。濕化器——病人吸入氣體的加溫、加濕病人管路—螺紋管、接濕化器或霧化吸入器，病人吸入和呼出氣體的傳輸。氣源——以適當(dāng)方式提供壓縮空氣和氧氣）其它——主機和病人管路的固定或支撐裝置第6頁,共45頁，2024年2月25日，星期天空氧配比方式機械配比電子配比第7頁,共45頁，2024年2月25日，星期天有創(chuàng)正壓通氣的人機系統(tǒng)工程輸入主機的氣體為高壓，要求干燥、潔凈；輸出給病人的混合氣體為低壓，要求溫暖、濕潤并達(dá)到有效的肺泡通氣量。第8頁,共45頁，2024年2月25日，星期天主機工作原理①壓縮氣源的處理：減壓、過濾；②空氣、氧氣配比混合，穩(wěn)壓，送到吸氣閥；③在吸氣相按約定通氣模式和參數(shù)向病人送氣；④同時監(jiān)控參數(shù)、滿足條件,“切換”到呼氣相；⑤打開或不完全打開呼氣閥完成呼氣過程；⑥檢測病人的狀態(tài)，進(jìn)入下一個呼吸周期（下一個吸氣相的開始）。第9頁,共45頁，2024年2月25日，星期天基本原理示意圖第10頁,共45頁，2024年2月25日，星期天通氣控制流程空氣、氧氣配比混合(干燥的氣體)；細(xì)菌過濾（減少感染）；降至低壓、穩(wěn)定壓力、緩存一定量氣體；吸氣回路PID控制（實現(xiàn)各種通氣模式）；經(jīng)濕化器加溫、加濕（霧化）到病人；呼氣回路PID控制（實現(xiàn)PEEP等），呼出氣體排到大氣中。第11頁,共45頁，2024年2月25日，星期天加熱濕化器工作原理出氣口進(jìn)氣口接在吸氣回路對病人吸入的氣體加溫加濕36℃濕化罐內(nèi)放置一個卷曲的鋁筒內(nèi)襯濕化濾紙形成一個溫濕通道接呼氣回路圖-1加熱濕化器應(yīng)用示意圖氣管插管病人遠(yuǎn)端Y-型頭第12頁,共45頁，2024年2月25日，星期天加溫、加濕要求到達(dá)病人口邊的氣體溫度：

31℃≤T≤37℃,連續(xù)可調(diào)吸入氣體的絕對濕度：

HA≥30mg.L-1

第13頁,共45頁，2024年2月25日，星期天加熱濕化器的性能測試ISO8185建議插管病人最小吸氣濕度水平：≥30mg/L0102030405060708090流量(L.min-1)口邊溫度38℃36℃34℃31℃(mg.L-1)40353025

絕對濕度圖-2氣體流量與溫度、濕度性能曲線第14頁,共45頁，2024年2月25日，星期天1.什么是機械通氣就是利用呼吸機對患者進(jìn)行通氣治療。機械通氣技術(shù)，是指如何利用呼吸機所提供的通氣方式來完成對患者的最優(yōu)化治療。第15頁,共45頁，2024年2月25日，星期天2.傳統(tǒng)的機械通氣負(fù)壓呼吸機（鐵肺）無創(chuàng)通氣首先于1928年在波士頓兒童醫(yī)院被使用。在上個世紀(jì)四五十年代小兒麻痹癥肆虐的時候被廣泛使用。正壓呼吸機1955年在馬塞諸塞人民醫(yī)院首先使用一種有創(chuàng)式通氣。這也稱為現(xiàn)代機械通氣的標(biāo)準(zhǔn)鐵肺同時在胸腔和腹腔造成負(fù)壓，導(dǎo)致心輸出量的減少1953年RanchoLosAmigosHospital的鐵肺病房第16頁,共45頁，2024年2月25日，星期天3.呼吸機的基本技術(shù)性能呼吸頻率呼吸頻率為每分鐘呼吸次數(shù)，一般為6～20次/m，要視病情需要適當(dāng)調(diào)節(jié)。呼吸周期呼吸周期由吸氣時間T1和呼氣時間T2組成，T=T1+T2。一般呼氣時間要比吸氣時間長。吸呼比吸氣時間與呼氣時間之比R=T1/T2通常吸呼比可取1:1.5、1:2、1:2.5、1:3。第17頁,共45頁，2024年2月25日，星期天一次通氣量又叫做潮氣量，即每次吸氣時進(jìn)入肺腔的空氣量。一般在100～1200ml范圍內(nèi)可調(diào)每分鐘通氣量又叫流率。每分鐘吸入氣體的總量。一般在0～200L/min之間可調(diào)。供氣壓力呼吸機在吸氣相產(chǎn)生正壓，將氣體壓入肺部。供氣壓力范圍一般為196～588Pa（20～60cmH2O）氧濃度可調(diào)范圍為21～100％。第18頁,共45頁，2024年2月25日，星期天常見呼吸機參數(shù)翻譯第19頁,共45頁，2024年2月25日，星期天二、呼吸周期的控制方式人體的肺通氣過程包括吸氣相、吸氣相向呼氣相切換、呼氣相以及呼氣相向吸氣相切換四個狀態(tài)。1呼氣+1吸氣=1呼吸周期第20頁,共45頁，2024年2月25日，星期天時間切換呼吸機以恒定流量的氣體向病人供氣，利用各種無穩(wěn)多諧振蕩器確定呼吸的周期或頻率以及呼吸比。吸氣時間達(dá)到預(yù)置值時，呼吸機自動將吸氣相轉(zhuǎn)變?yōu)楹魵庀唷Ｌ攸c是在吸氣時間固定后，當(dāng)病人的順應(yīng)性、氣道阻力發(fā)生變化時，吸氣壓力、容積以及流速都需要發(fā)生相應(yīng)的變化。（多用于負(fù)壓呼吸機）容量切換呼吸機送給病人的空氣容量達(dá)到預(yù)置值時，呼吸機才進(jìn)行切換。特點是能夠保持穩(wěn)定的通氣量。第21頁,共45頁，2024年2月25日，星期天壓力切換給病人體內(nèi)的空氣壓力超過預(yù)置值時，吸氣相切換成呼氣相。特點是不能保持穩(wěn)定的潮氣量。流量切換當(dāng)氣流速低于預(yù)置值時，吸氣相切換為呼氣相。第22頁,共45頁，2024年2月25日，星期天呼吸機在臨床使用時，要按病情需要適當(dāng)選擇通氣方式，以達(dá)到合理使用和最佳的治療效果。呼吸機的呼吸模式主要分為兩類：定壓通氣模式和定容通氣模式。第23頁,共45頁，2024年2月25日，星期天三、呼吸機常用通氣方式（呼吸模式）定容通氣模式：VCV需要設(shè)置潮氣量VT、通氣頻率RR、吸呼比I/E、給氧濃度FiO2特點：能保證潮氣量、完全替代自主呼吸，有利于呼吸肌的休息；易發(fā)生人機對抗，通氣不足或通氣過度，不利于呼吸肌的鍛煉定壓通氣模式：PCV需要預(yù)設(shè)壓力控制水平、吸氣時間、吸呼比、通氣頻率、給氧濃度可控制氣道峰壓，減少壓力傷害，但不能保證潮氣量第24頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共45頁，2024年2月25日，星期天輔助通氣AMV

靠患者吸氣用力觸發(fā)（流量觸發(fā)或壓力觸發(fā)），只要患者觸發(fā)成功，呼吸機即給予預(yù)設(shè)條件的通氣支持；第26頁,共45頁，2024年2月25日，星期天輔助強制性通氣(ACMV)

僅當(dāng)病人呼吸頻率低于預(yù)置值時才引發(fā)機械通氣。呼吸較快的病人可能會通氣過度而導(dǎo)致嚴(yán)重的呼吸性鹼中毒和肺過渡膨脹。間歇性強制通氣（IMV）預(yù)置呼吸機參數(shù)。即呼吸機在一定預(yù)定間隙期間，自動釋出預(yù)定的潮氣量，患者也可自主呼吸，決定自己的呼吸頻率和潮氣量。第27頁,共45頁，2024年2月25日，星期天同步間歇性強制通氣(SIMV)

每分鐘按操作者在呼吸機上設(shè)置的參數(shù)給予病人強制性呼吸，設(shè)有同步裝置，由病人呼吸觸發(fā)。是目前最常用的通氣方式?？梢宰灾骱粑部梢詮娭坪粑Ｈ绻∪擞泻粑?，強制呼吸就會和病人的吸氣動作同步。第28頁,共45頁，2024年2月25日，星期天壓力支持通氣PSV

開始送氣和停止送氣都是從自主觸發(fā)氣流敏感度來啟動的，自主呼吸期間，病人吸氣一開始，呼吸機即開始送氣并使氣道壓迅速上升到預(yù)置的壓力值，并維持氣道壓在這一水平。當(dāng)自主吸氣流速降低到最高吸氣流速的25％時，送氣停止，病人開始呼氣，呼吸頻率和吸呼比由病人決定。第29頁,共45頁，2024年2月25日，星期天持續(xù)氣道正壓CPAP

呼吸機內(nèi)裝有靈敏的氣道壓測量和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，隨時間調(diào)整正壓氣流的流速，維持氣道壓基本恒定在預(yù)測的CPAP水平上。第30頁,共45頁，2024年2月25日，星期天雙水平氣道正壓無創(chuàng)通氣BiPAP

在兩個不同氣道壓力水平上存在有自主呼吸和壓力支持通氣模式。第31頁,共45頁，2024年2月25日，星期天第32頁,共45頁，2024年2月25日，星期天呼吸末正壓通氣(PEEP)

小氣道、肺泡在呼吸末仍保持在高于大氣壓的水平，可防止小氣道、肺泡萎縮，增加功能殘氣量和肺順應(yīng)性，從而改善肺彌散功能

第33頁,共45頁，2024年2月25日，星期天自主呼吸VS機械通氣第34頁,共45頁，2024年2月25日，星期天自主呼吸VS機械通氣第35頁,共45頁，2024年2月25日，星期天通氣模式的發(fā)展演化第36頁,共45頁，2024年2月25日，星期天四、呼吸機的分類第37頁,共45頁，2024年2月25日，星期天呼吸機的分類

目前沒有統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)，可按習(xí)慣分為：按使用對象成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機；按工作原理氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機；按人機接口方式有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機；按機器的功能急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。第38頁,共45頁，2024年2月25日，星期天常見報警與處理呼吸機的報警輸入能源報警停電、氣源故障（無輸出或低于某一水平）?？刂苹芈穲缶刂茀?shù)不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內(nèi)回路漏氣等。輸出參數(shù)報警壓力、容量、時間(f，Ti

、Te，窒息報警)、吸入氣體(溫度、氧濃度)呼出氣體(CO2濃度)。第39頁,共45頁，2024年2月25日，星期天輸入能源報警掉電，用墻上的標(biāo)準(zhǔn)配電插座，不要用插板；氣源故障（無輸出或低于某一水平）：盡量采用中心供雙氣；用壓縮機時，要特別注意氣水分離器里的水和濾網(wǎng)的清洗。第40頁,共45頁，2024年2月25日，星期天控制回路報警控制參數(shù)不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內(nèi)回路漏氣等故障停機。備用機器。第41頁,共45頁，2024年2月25日，星期天輸出參數(shù)報警壓力、容量、時間(f，Ti

、Te，窒息報警)、吸入氣體(溫度、氧濃度)呼出氣體(CO2濃度)。漏氣、傳壓管和Y頭脫落、呼氣傳感器進(jìn)水、氣道阻力或肺順應(yīng)性變差、痰。第42頁,共45頁，2024年2月25日，星期天濕化器常見使用問題濕化罐要接在吸氣回路上，進(jìn)氣和出氣口不能接反；注意觀察罐內(nèi)液面高度，要加注蒸餾水，不能加注生理鹽水；溫度傳感器接到Y(jié)頭的吸氣端