1、呼吸機(jī)基本原理,主要內(nèi)容,一、何為機(jī)械通氣？ 二、呼吸機(jī)的發(fā)展歷史 三、主流呼吸機(jī)機(jī)型介紹,一、何為機(jī)械通氣？,機(jī)械通氣的定義： 是指患者自然通氣和（或）氧和功能障礙時(shí)，運(yùn)用器械（主要是呼吸機(jī)）使患者恢復(fù)有效通氣并改善氧和的方法。,機(jī)械通氣的目的,1、維持適當(dāng)?shù)耐饬俊?2、改善氣體交換功能，維持有效的氣體交換。 3、預(yù)防性的機(jī)械通氣，用于開(kāi)胸術(shù)或敗血癥、休克、嚴(yán)重創(chuàng)傷情況下的呼吸衰竭預(yù)防性治療。 4、糾正急性呼吸性酸中毒、低氧血癥，緩解呼吸肌疲勞，防止肺不張。 5、為使用鎮(zhèn)靜和肌松劑保駕。,機(jī)械通氣的適應(yīng)癥,上呼吸道梗阻引起的呼吸衰竭 嚴(yán)重低氧血癥的患者 由于各種疾病導(dǎo)致呼吸衰竭 中樞性呼吸

2、衰竭 慢性阻塞性肺疾患所致的急性呼吸衰竭 神經(jīng)肌肉疾患引起的呼吸衰竭等 預(yù)防性機(jī)械通氣,機(jī)械通氣的相對(duì)禁忌癥,大咯血或嚴(yán)重誤吸引起的窒息性呼吸衰竭 伴有肺大泡的呼吸衰竭 未引流的張力性氣胸 心肌梗塞繼發(fā)呼吸衰竭,二、機(jī)械通氣的歷史,機(jī)械通氣的歷史,負(fù)壓呼吸機(jī)(“鐵肺”) 1928年Boston兒童醫(yī)院無(wú)創(chuàng)通氣首次用于臨床 20世紀(jì)40至50年代脊髓灰質(zhì)炎爆發(fā)流行時(shí)廣泛使用,The iron lung created negative pressure in abdomen as well as the chest, decreasing cardiac output.,Iron lung po

3、lio ward at Rancho Los Amigos Hospital in 1953.,1947,早期“鐵肺”,Nu-Mo Garments,Nu-Mo garments and cover a larger area than Chest Shells and do not impinge on the chest and abdomen. Thus they can offer a larger inspiratory volume to the user. They are also easier to fit around chest irregularities since

4、they seal around the extremities instead of the chest. Respironics offers several styles and sizes of Nu-Mo garments that ccommodate infants and adults.,chest cuirass,Hayek1 Chest Cuirass,負(fù)壓馬甲,1951,Bird Mark 7 正壓氣動(dòng)呼吸機(jī),13,PURITAN BENNETT MA-1 (volume-constant 呼吸機(jī)),First released August 1967,正壓,機(jī)械式,14

5、,1971年西門(mén)子公司 推出 SERVO 900 C :小巧、噪音小、高效的電子呼吸機(jī),擁有著名的西門(mén)子伺服反饋系統(tǒng),正壓機(jī)械式,最早有伺服反饋系統(tǒng),能提供類似微電腦功能的呼吸機(jī),1971 年,新一代呼吸機(jī),17,負(fù)壓呼吸機(jī),正壓呼吸機(jī),容量變化,氣流,壓力差,機(jī) 械 通 氣 原 理,時(shí)間,呼吸機(jī)的分類,按控制方式分類,電動(dòng)電控型呼吸機(jī) 氣動(dòng)氣控型呼吸機(jī) 氣動(dòng)電控型呼吸機(jī),成人呼吸機(jī)、嬰兒和新生兒呼吸機(jī)、輔助呼吸或治療用呼吸機(jī)、麻醉呼吸機(jī)、攜帶式急救呼吸機(jī)、高頻正壓呼吸機(jī),按用途分類,呼吸機(jī)動(dòng)力分類,氣動(dòng)氣控呼吸機(jī) 只以氧氣作氣源，由于采用全氣動(dòng)元件實(shí)現(xiàn)通氣功能，功能一般比較簡(jiǎn)單，不需要電源，

6、接上氧氣源就能工作，多用于急救場(chǎng)合和對(duì)電磁干擾要求較高的場(chǎng)合。用5L左右的氧氣鋼瓶供氧。,呼吸機(jī)動(dòng)力分類,電動(dòng)電控呼吸機(jī) 一般只用氧氣做氣源，不需要壓縮空氣，在常壓下對(duì)通過(guò)風(fēng)箱或活塞式結(jié)構(gòu)將氣體推入患者肺內(nèi)、但觸發(fā)靈敏度較低，吸氣響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，往往不能與病人好好的同步，應(yīng)用受到限制。,呼吸機(jī)動(dòng)力分類,氣動(dòng)電控呼吸機(jī) 通常需要外接氧氣、壓縮空氣，控制部分比較復(fù)雜。采用高精度的流量、壓力傳感器和耐用的控制閥組成，擁有多種通氣模式、多種呼吸參數(shù)的監(jiān)測(cè)，有些還具備呼吸力學(xué)的曲線波形以及趨勢(shì)分析等等。,呼吸機(jī)的基本結(jié)構(gòu),空氣、氧氣氣源 氣體混合裝置 呼吸機(jī)控制元件 觸發(fā)器 呼吸機(jī)的驅(qū)動(dòng) 壓力、流量傳感器

7、濕化器和霧化器 呼吸回路 監(jiān)測(cè)部分 報(bào)警部分 波形顯示器,呼吸機(jī)控制系統(tǒng),呼吸機(jī)基本原理示意圖,氣 源,空氣氣源:壓縮泵, 渦輪電機(jī)等. 氣源是呼吸機(jī)的動(dòng)力! 含呼吸機(jī)輸送氣體中的O2和空氣。 中心供氣站的各供應(yīng)點(diǎn)有專用連接器, 目前分別可供應(yīng)O2和空氣.壓力:控制在0.3-0.5Mpa 氧氣鋼瓶:氧氣最大壓力約14.5Mpa左右,而氧氣減壓器將壓力降至0.4Mpa.,中心供氣,空氣壓縮機(jī),渦輪增壓機(jī),呼吸機(jī)使用氣源管路連接,（PB840氣源的壓力在35-100psi 即241-690kPa）,2020/9/14,29,可編輯,30,Power on,呼吸機(jī)背面,依賴集中供氣或空氣壓縮機(jī)的呼吸

8、機(jī) 渦輪增壓呼吸機(jī),空氣壓縮機(jī),按氣體來(lái)源分類,優(yōu)點(diǎn) 基礎(chǔ)氣流穩(wěn)定 反應(yīng)迅速 滿足精密調(diào)節(jié) 空壓機(jī)出現(xiàn)故障后，氧氣會(huì)自動(dòng)補(bǔ)償 缺點(diǎn) 不支持電池供電 價(jià)格較貴,呼吸機(jī)組成,空氣壓縮機(jī),優(yōu)點(diǎn) 價(jià)格低廉 噪音相對(duì)較小 支持電池供電 缺點(diǎn) 送氣不穩(wěn)定，不適合于ICU較長(zhǎng)時(shí)間的機(jī)械通氣病人 無(wú)創(chuàng)方式首選 渦輪故障后呼吸機(jī)不能工作，沒(méi)有氣體補(bǔ)償 溫度過(guò)高時(shí)實(shí)行熱保護(hù)，自動(dòng)停止送氣,呼吸機(jī)組成,渦輪增壓,空氣-氧氣混合器,混合器的氧氣、空氣均須高壓,混合氣也作為驅(qū)動(dòng)呼氣機(jī)的氣源. 某一氣源壓力不足時(shí)即報(bào)警呼吸器停止工作. 旋鈕即可調(diào)節(jié)氧濃度須氧電池監(jiān)測(cè)實(shí)際濃度. 氧濃度的誤差為5%.,工作原理：一定流量的氧

9、氣經(jīng)入口先進(jìn)貯氣囊內(nèi)，當(dāng)貯氣囊被定向抽氣時(shí)，空氣也從入口經(jīng)管道抽入貯氣囊內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)空氧的混合。要達(dá)到預(yù)定的氧濃度，則通過(guò)調(diào)節(jié)氧輸入量來(lái)取得。,空 氧 混 合 器,主 機(jī),呼吸機(jī)的主機(jī)由控制電路，機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件及氣路組成，它把空氧混合，按照設(shè)定的參數(shù)，如通氣量、呼吸頻率、吸呼比及選定的通氣方式給病人供氣。另外，常配有監(jiān)測(cè)裝置：壓力監(jiān)測(cè)、流量監(jiān)測(cè)、FiO2監(jiān)測(cè)等。,傳 感 器,*傳感器是呼吸機(jī)重要組成部分 通過(guò)氣體流速或吸、呼氣壓力的電訊號(hào)轉(zhuǎn)換成呼吸機(jī)啟動(dòng)，吸氣觸發(fā)、呼吸切換、計(jì)算和監(jiān)測(cè)流速、壓力和容量上的改變. *流速(量)傳感器有： a. 晶體熱膜式(即熱導(dǎo)式). b. 壓差式. c. 熱絲式

10、. d. 渦輪超聲波式. *其他尚有測(cè)定氧濃度的傳感器俗稱氧電池.,氧 電 池,監(jiān)測(cè)呼吸機(jī)送入氣體的氧濃度，需定期更換,流量傳感器-晶體熱膜式,此傳感器屬熱導(dǎo)式系常用的熱線式加熱. 其中尚有溫度感應(yīng)器以便對(duì)呼出氣容量進(jìn)行BTPS校正,使測(cè)量更精確和可比性. 為PB呼吸機(jī)所專用,且是非消耗品,經(jīng)久耐用.,加熱線,溫度感應(yīng),流量傳感器-熱線式傳感器,基本原理是將一根細(xì)的金屬絲（在不同的溫度下金屬絲的電阻不同）放在被測(cè)氣流中,通過(guò)電流加熱金屬絲,使其溫度高于流體的溫度, 當(dāng)被測(cè)氣體流過(guò)熱絲時(shí)，將帶走熱絲的一部分熱量,使熱絲溫度下降，熱絲在氣體中的散熱量與流速有關(guān)，散熱量導(dǎo)致熱絲溫度變化而引起電阻變化

11、，流速信號(hào)即轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，經(jīng)適當(dāng)?shù)男盘?hào)變換和處理后測(cè)量出氣體流量的大小,流量傳感器-壓差式,此系壓差式,中間有網(wǎng)眼式金屬網(wǎng)在吸氣和呼氣過(guò)程中形成壓力差以致流速發(fā)生改變. 為SIEMENS-300,900C和Bear等呼吸機(jī)所用. 使用壽命每1000小時(shí)(41天)即須更換一只為消耗品. 用戶拆裝極不方便,價(jià)格也貴.,流量傳感器-熱線、壓差式,上圖:壓差式傳感器多用于呼吸監(jiān)護(hù)儀. 中圖:為活瓣式壓差傳感器Hamilton各型呼吸器均用. 下圖:為熱線式Drager各型呼吸機(jī)均用. 以上各傳感器均易損壞,為消耗品經(jīng)常更換,消毒有一定要求.,前端及后端流量傳感器,前端傳感器,前端傳感器,前端傳感器,流

12、量傳感器-超聲流量傳感器,特點(diǎn)： 采樣頻率2000次/秒 非接觸性傳感器 可長(zhǎng)期使用 好處： 獲取的信息量大，實(shí)時(shí)客觀； 防止因溫度、濕度和分泌物 等多因素影響監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；,SERVO-i,呼 氣 模 塊,吸氣閥在吸氣相時(shí)控制流量和壓力，呼氣閥在吸氣相時(shí)關(guān)閉 呼氣閥控制PEEP，在呼氣相時(shí)吸氣閥關(guān)閉,呼氣閥主要作用是配合呼吸機(jī)作呼吸動(dòng)作 打開(kāi)：呼氣期； 關(guān)閉： 吸氣期，使呼吸機(jī)提供的氣體能全部供給病人； 在吸氣末，呼氣閥仍可以繼續(xù)關(guān)閉，使之屏氣； 當(dāng)氣道壓力低于PEEP時(shí)，呼氣部分必須關(guān)閉，維持PEEP。,呼 氣 模 塊,濕化器,濕化器或霧化器 冷水濕化器 加熱濕化器 霧化濕化器 熱濕交換器（人工鼻）,濕 化 器,吸入氣體應(yīng)主動(dòng)或被動(dòng)地進(jìn)行濕化 主動(dòng)濕化器將吸入氣體經(jīng)過(guò)一個(gè)加熱的水箱進(jìn)行濕化，有些主動(dòng)濕化器采用加熱環(huán)路以減少環(huán)路內(nèi)凝結(jié)水滴 被動(dòng)濕化器（人工鼻）置于呼吸機(jī)環(huán)路與病人之間?？苫厥蘸舫鰵獾臒崃考皾穸?，再轉(zhuǎn)至吸入系統(tǒng)。被動(dòng)濕化對(duì)多數(shù)病人效果良好，但比主動(dòng)濕化效果差，它可增加吸入及呼出阻力，增加機(jī)械無(wú)效腔 在吸氣環(huán)路近病人端（或應(yīng)用被動(dòng)濕化器時(shí)氣管導(dǎo)管近端）可見(jiàn)水滴，表明吸入氣濕化程度充分,呼吸機(jī)環(huán)路,呼吸機(jī)環(huán)路為呼吸機(jī)與病人之間運(yùn)送氣流 由于氣體可壓縮和環(huán)路有彈性，呼吸機(jī)提供的氣體容量有一部分并未被病人吸入。此壓縮容量約為34ml/cmH2O