呼吸機(jī)硬件技術(shù)原理及進(jìn)展,楊東,呼吸機(jī)的定義,呼吸機(jī)(Ventilator)是借助機(jī)械力量和電子控制實施人工通氣的裝置。作用:仿生學(xué)醫(yī)學(xué)儀器,替代和改善外呼吸,主要解決肺的通氣功能障礙.,呼吸機(jī)的發(fā)展,氣動控制,半導(dǎo)體電子電路控制,微處理器計算機(jī)控制,控制系統(tǒng),呼吸機(jī)的發(fā)展,普通流量旋鈕控制電磁比例閥控制,氣動活瓣控制懸浮電磁司服控制,通氣執(zhí)行機(jī)構(gòu),呼氣控制裝置,呼吸機(jī)的發(fā)展,混合器,呼吸機(jī)的發(fā)展,1928年,早期“鐵肺”箱式負(fù)壓通氣裝置,呼吸機(jī)的發(fā)展,早期“鐵肺”箱式的負(fù)壓呼吸裝置,呼吸機(jī)的發(fā)展,氣動呼吸機(jī),半導(dǎo)體電子電路控制系統(tǒng)呼吸機(jī),呼吸機(jī)的發(fā)展,MA-1,5060年代開始,呼吸機(jī)的發(fā)展,各種不同的嬰兒呼吸機(jī),呼吸機(jī)的發(fā)展,胸甲式,CPU控制7200型,活塞式,限壓式,呼吸機(jī)的發(fā)展Drger系列,EvitaXL,Evita4,Evita2Dura,Savina,呼吸機(jī)的發(fā)展PB系列,PB840,Achieva,PB740,PB760,PB820,LP6+/LP10,PB7200AE,呼吸機(jī)的發(fā)展MAQUET系列,Servoi,Servo300A,Servo900C,ServoS,呼吸機(jī)的發(fā)展VIASYS系列,Avea,Bear1000,Vela,T-Bird,Bear750VS,3100A/B,Bear33,BirdAVIAN,呼吸機(jī)的發(fā)展HAMILTON系列,G5,呼吸機(jī)的發(fā)展Newport系列,Newport紐邦,E-150,E-200,E-100M,E-500,InfantFlowAdvance,呼吸機(jī)的發(fā)展其他品牌（Teama，RESPIRONICS系列,Teama,Esprit,LTV1000,BiPAPSynchrony,Vision,Focus,Stpehan產(chǎn)品線呼吸機(jī),Alia,F120,Christina,Stephanie,CPAP,呼吸機(jī)的發(fā)展胸外負(fù)壓通氣系列,鐵肺,雨披式,胸甲式,2008,呼吸機(jī)的發(fā)展GE系列,Centiva5,EngstrmCarestation呼吸看護(hù)工作站,ivent201,呼吸機(jī)的發(fā)展靈智系列,目前情況:,呼吸機(jī)的發(fā)展,各種形式的呼吸機(jī)并存通氣模式和軟件功能不斷推出電腦大屏幕顯示和控制將占主導(dǎo)位置硬件技術(shù)水平不斷提高,經(jīng)歷:從正壓負(fù)壓通氣階段正壓通氣階段,人工氣道,呼吸機(jī)分類新論,上個世紀(jì)初第一臺呼吸機(jī)問世不同類型的呼吸機(jī)層出不窮根據(jù)結(jié)構(gòu)和功能分類,五花八門,眼花繚亂,呼吸機(jī)分類新論,氣動式、電/氣動式、負(fù)壓型、正壓型，容量切換型、時間切換型、壓力切換型、流量切換型、無創(chuàng)型、有創(chuàng)型、常頻型、高頻型、高頻振蕩型、小兒專用型、新生兒專用型、成人型、麻醉專用型和綜合智能型。,呼吸機(jī)分類新論,功能和模式多類型組合復(fù)雜確切分類困難,目前嚴(yán)格的分類對臨床并不重要,重要的是什么？,呼吸機(jī)分類新論,重要的是:,知道不同類型呼吸機(jī)與臨床治療的某些內(nèi)在關(guān)系掌握呼吸機(jī)的操作，性能和限制了解呼吸機(jī)各種通氣模式的臨床應(yīng)用,構(gòu)成？原理？硬件和軟件？,呼吸機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成,電/氣控制主機(jī)氣源裝置輔助裝置,組成:,氣路控制系統(tǒng)(流量閥，混合器，呼氣閥）電路控制系統(tǒng)（CPU，軟件，傳感器）,主機(jī)結(jié)構(gòu):,濕化和管道系統(tǒng)監(jiān)測和打印裝置,硬件基本組成,呼吸機(jī)硬件構(gòu)成主要有氣路、電路、傳感檢測和外圍輔助裝置構(gòu)成氣路關(guān)鍵部件有混合器、流量閥和呼氣閥等部件電路主要部件有電氣接口板電路、CPU控制主板和顯示控制板等傳感檢測部件有壓力傳感器、流量傳感器和溫度傳感器等外圍輔助裝置有壓縮機(jī)和濕化器等裝置,基本原理,基本框圖,基本原理,基本框圖,復(fù)雜？,簡單？,基本原理常規(guī)電/氣圖(7200型),基本原理常規(guī)電/氣圖(840型),基本原理常規(guī)電/氣圖(Drager),基本原理高頻震蕩呼吸機(jī),基本原理常規(guī)電/氣圖(拉菲爾),基本原理常規(guī)電/氣圖(西門子),Servoi,基本原理電/氣圖(西門子900C),基本原理常規(guī)電/氣圖(靈智),基本原理獨立自主呼吸氣路圖（紐邦）,基本原理面罩呼吸機(jī)氣路圖,基本原理風(fēng)箱式氣路圖,Achieva,基本原理活塞式,基本原理活塞式,氧氣,空氣,混合,基本原理Vision面罩呼吸機(jī)氣路圖,Vision,基本原理Vision面罩呼吸機(jī)方框圖,呼吸機(jī)氣路圖有那些硬件？主要作用？,氣路三大主要部件：混合器流量閥呼氣閥,作用:呼吸機(jī)空氣和氧氣混合比例控制調(diào)節(jié)部件,目的調(diào)節(jié)氧濃度.形式:-機(jī)械氣動式-電磁閥組合式-集氧流量調(diào)節(jié)式-比例電磁閥控制式-比例步進(jìn)調(diào)節(jié)式,氣路關(guān)鍵部件-混合器,氣路關(guān)鍵部件-混合器,機(jī)械式,氣路關(guān)鍵部件-混合器,電磁閥組合式,氣路關(guān)鍵部件-混合器,電磁閥組合式(微處理器控制),氣路關(guān)鍵部件-混合器,步進(jìn)控制式步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)氧濃度,步進(jìn)電機(jī),步進(jìn)計數(shù)光檢測器,氣路關(guān)鍵部件-混合器,集氧流量調(diào)節(jié)式,多用于活塞式呼吸機(jī)，通過墻式氧流量計曲線調(diào)節(jié)氧流量，在呼氣相時積聚在集氧器中進(jìn)行氧濃度的混合。,呼吸機(jī)關(guān)鍵硬件技術(shù)混合器,Achieva增氧氣路圖,即低壓給氧，氣囊相當(dāng)于集氧器。,Achieva混氧氣路圖,呼吸機(jī)關(guān)鍵硬件技術(shù)混合器,即高壓給氧，與低壓空氣混合。,所謂：混氧，增氧,混合器,氣路關(guān)鍵部件-混合器,比例電磁閥控制式,溫度/流量傳感器,流量控制裝置是控制調(diào)節(jié)患者吸氣（通氣）流量的組件，是直接實現(xiàn)通氣模式的關(guān)鍵部件之一形式:普通電磁閥配合調(diào)節(jié)閥控制流量渦輪供氣控制流量比例電磁閥控制高速步進(jìn)調(diào)節(jié)閥控制活塞控制,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,氣路關(guān)鍵部件-流量控制裝置,普通電磁閥配合調(diào)節(jié)閥控制流量,渦輪供氣控制流量,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,最大流速:180l/min渦輪無須隨每次送氣而加速伺服閥針對即時流量輸送反應(yīng)迅速,渦輪直接控制流量,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,鳥牌（VIASYS）：較大規(guī)格的渦輪機(jī)，低噪音，超長40000小時或5年保修！,渦輪供氣控制流量,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,Vision,渦輪供氣控制流量,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,渦輪供氣控制流量,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,比例電磁閥控制,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,司服比例控制原理,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,高速步進(jìn)調(diào)節(jié)閥控制,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,高速步進(jìn)調(diào)節(jié)閥控制,活塞控制,NEWPORTWAVECONCEPTSBIASFLOW,Ittakesatotalof40millisecondsfortheservoidvalvetoopencompletelyfromthefullyclosedposition.,40msec,NEWPORTWAVECONCEPTSBIASFLOW,Ittakes30millisecondstoopenthevalvefromtheclosedtotheslightlyopenposition.Ifyoupre-openthevalveslightly,itrespondsfastertoatriggersignal.Only10milliseconds!,10msec,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,風(fēng)箱式,活塞控制,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,非線性,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,Drager紅寶石高壓伺服閥,Drager流量閥,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,氣路關(guān)鍵部件流量控制裝置,Drager紅寶石高壓伺服閥,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,吸氣相和呼氣相的切換控制，吸氣時封閉呼氣回路，保證氣體能施給到患者肺部，調(diào)節(jié)通氣壓力、呼氣末正壓PEEP及配合流量控制裝置進(jìn)行通氣模式的調(diào)節(jié)控制。被動呼氣閥和主動呼氣閥形式有氣囊活瓣氣控、電機(jī)機(jī)械控制、氣流封閉限制、比例懸浮電磁控制和步進(jìn)司服控制方式。,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,氣囊活瓣氣控電磁閥直接開啟氣動控制呼氣活瓣膨脹,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,電機(jī)機(jī)械控制電機(jī)連動機(jī)械間接封閉（俗稱剪刀閥）控制,氣流封閉限制吸氣相時呼氣閥驅(qū)動反向氣流替代封閉活瓣的作用,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,比例懸浮電磁控制和步進(jìn)司服控制方式,被動呼氣閥和主動呼氣閥,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,比例懸浮電磁控制比例電磁閥主動控制活瓣,步進(jìn)司服控制步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動控制活瓣,比例電磁閥和步進(jìn)電機(jī)在主動司服控制上都能發(fā)揮一定作用，但比例電磁閥更靈活一些。,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥,氣路關(guān)鍵部件呼氣閥（主動原理）,驅(qū)動電流撤消，EV打開(呼氣開始)提供最大電流關(guān)閉EV(吸氣開始)提供一定量的電流(由軟件控制)，穩(wěn)定EV，產(chǎn)生PEEP或由壓力控制的呼吸形態(tài),呼吸機(jī)原理,CPU控制的主電路、氣路控制接口電路、顯示操作控制電路,基本框圖,呼吸機(jī)原理,CPU控制的主電路-呼吸機(jī)的電腦指揮系統(tǒng)氣路控制接口電路-接收各傳感器的反饋信號,控制和驅(qū)動氣路元器件顯示操作控制電路-參數(shù)設(shè)置，數(shù)據(jù)和波形顯示和報警,呼吸機(jī)有那些傳感器？,呼吸機(jī)原理壓力傳感器,壓力傳感器-氣源部分（高壓）-系統(tǒng)壓力（中壓）-呼吸回路壓力（低壓）作用:監(jiān)測氣路各部分的壓力和壓差數(shù)據(jù),主流品牌系列:美國Sensym的SCX系列和霍尼韋爾Honeywell公司MicroSwitch的136PC系列和140，160PC系列,呼吸機(jī)原理壓力傳感器,壓力傳感器,呼吸機(jī)原理壓力傳感器,典型壓力傳感器電路圖,呼吸機(jī)原理流量傳感器,流量傳感器-測壓式（含壓差式和壓力應(yīng)變式）-熱絲式-超聲式作用:容量和流量監(jiān)測,呼吸機(jī)原理流量傳感器,流量傳感器-測壓式（含壓差式和壓力應(yīng)變式）,呼吸機(jī)原理流量傳感器,熱絲式流量傳感器,呼吸機(jī)原理流量傳感器,熱絲式流量傳感器,呼吸機(jī)原理流量傳感器,超聲流量傳感器,呼吸機(jī)原理流量傳感器,超聲流量傳感器,呼吸機(jī)原理生物電傳感器,電極傳感器-體外測量式-體內(nèi)測量式作用:呼吸中樞觸發(fā)同步,呼吸機(jī)原理生物電傳感器,Edi導(dǎo)管經(jīng)口或經(jīng)鼻放置過程連接Edi模塊連線,NeuralAdjustedVentilatoryAssist（NAVA）,神經(jīng)-肌肉偶聯(lián),Servoi,生物電傳感器,生物電傳感器,與非生物電傳感觸發(fā)比較,呼吸機(jī)原理化學(xué)發(fā)應(yīng)傳感器,氧電池：,呼吸機(jī)原理溫度傳感器,設(shè)置位置：呼吸回路機(jī)器內(nèi)部氣路,溫度傳感器,作用：保證患者通氣氣體的合適溫度設(shè)備內(nèi)部氣路溫度的監(jiān)測，,呼吸機(jī)原理其他裝置,壓縮機(jī)濕化器霧化器,輔助裝置,醫(yī)用氣源要求壓縮系統(tǒng)：過濾、氣缸無油、濾水干燥，穩(wěn)壓和監(jiān)測等。設(shè)計形式：單缸，雙缸，離心，活塞，卷軸泵。安裝形式：臥式和懸吊式。目前使用:配置小型后備壓縮機(jī)，螺旋式和活塞式，,呼吸機(jī)原理其他輔助裝置,空氣壓縮機(jī),呼吸機(jī)原理其他輔助裝置,空氣壓縮機(jī),呼吸機(jī)原理其他輔助裝置,空氣壓縮機(jī),呼吸機(jī)原理其他輔助裝置,空氣壓縮機(jī),空氣壓縮機(jī),定期保養(yǎng)，一般500，1000，2500，5000小時保養(yǎng)套件。,空氣壓縮機(jī)氣路圖,空氣壓縮機(jī)調(diào)試,設(shè)置安全閥關(guān)輸出閥，設(shè)釋放閥設(shè)置主輸出閥壓力設(shè)置流量限制測試低壓報警,空氣壓縮機(jī)除濕問題,高分子膜式空氣干燥器,符號：,呼吸機(jī)原理其他輔助裝置,濕化和霧化裝置,濕化和霧化裝置,37C,44mg/L,AeronebPro技術(shù),濕化和霧化裝置,呼吸機(jī)主要部件硬件歸納小結(jié),小結(jié),呼吸機(jī)發(fā)展迅速的原因：計算機(jī)軟硬件技術(shù)、電子器件、機(jī)械和材料的水平不斷提高。臨床應(yīng)用日趨廣泛，已經(jīng)積累了不少經(jīng)驗。呼吸機(jī)對人體影響的了解，亟待解決問題的發(fā)現(xiàn)。臨床新的要求，促進(jìn)了呼吸機(jī)的發(fā)展。,小結(jié),目前