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1、呼吸机应用基本原理,ICU 祝齐 2015.05,思考题,呼吸机的基本工作原理是什么 呼吸机的主要呼吸（通气）模式和含义 呼吸机的基本结构,主要内容,基本结构 工作原理 历史与发展 切换形式 通气形式 分类,呼吸机（Ventilator）在国外又称通气机 临床三大常规救治设备之 为呼吸功能衰竭或呼吸功能不全的患者提供呼吸支持或恢复治疗。,一、呼吸机的基本结构组成,呼吸机的组成,可分为两大部分或三部分： 主机(气路单元+监控单元) 湿化器(温控+湿化灌) 空、氧气源提供装置 床边压缩机+O2气源 中心气源(Air、O2) (2.55.5)kg/cm2,呼吸机各部分主要功能,主 机气源处理、吸呼控
2、制、监测报警 混合器外置或内置机械式，比例阀混合。 湿化器病人吸入气体的加温、加湿 病人管路螺纹管、接湿化器或雾化吸入器，病人吸入和呼出气体的传输。 气 源以适当方式提供压缩空气和氧气） 其 它主机和病人管路的固定或支撑装置,空氧配比方式,机械配比 电子配比,有创正压通气的人机系统工程,输入主机的气体为高压，要求干燥、洁净；输出给病人的混合气体为低压，要求温暖、湿润并达到有效的肺泡通气量。,主机工作原理,压缩气源的处理：减压、过滤； 空气、氧气配比混合，稳压，送到吸气阀； 在吸气相按约定通气模式和参数向病人送气； 同时监控参数、满足条件,“切换”到呼气相； 打开或不完全打开呼气阀完成呼气过程；
3、 检测病人的状态，进入下一个呼吸周期（下 一个吸气相的开始）。,基本原理示意图,通气控制流程,空气、氧气配比混合(干燥的气体)； 细菌过滤（减少感染）； 降至低压、稳定压力、缓存一定量气体； 吸气回路PID控制（实现各种通气模式）； 经湿化器加温、加湿（雾化）到病人； 呼气回路PID控制（实现PEEP等），呼出气体排到大气中。,加热湿化器工作原理,出气口,进气口,接在吸气回路 对病人吸入的气体加温加湿,湿化罐内放置 一个卷曲的铝筒 内衬湿化滤纸 形成一个温湿通道,接呼气回路,图-1 加热湿化器应用示意图,加温、加湿要求,到达病人口边的气体温度： 31T37,连续可调 吸入气体的绝对湿度： HA
4、 30mg.L-1,加热湿化器的性能测试,ISO 8185 建议插管病人 最小吸气 湿度水平： 30mg/L,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90,流量(L.min-1),口边温度38,36,34,31,(mg.L-1),40 35 30 25,绝对湿度,图-2 气体流量与温度、湿度性能曲线,1.什么是机械通气,就是利用呼吸机对患者进行通气治疗。 机械通气技术，是指如何利用呼吸机所提供的通气方式来完成对患者的最优化治疗。,2.传统的机械通气,负压呼吸机（铁肺） 无创通气首先于1928年在波士顿儿童医院被使用。 在上个世纪四五十年代小儿麻痹症肆虐的时候被广泛使用。 正压呼吸机
5、 1955年在马塞诸塞人民医院首先使用一种有创式通气。 这也称为现代机械通气的标准,铁肺同时在胸腔和腹腔造成负压，导致心输出量的减少,1953年Rancho Los Amigos Hospital的铁肺病房,3.呼吸机的基本技术性能,呼吸频率 呼吸频率为每分钟呼吸次数，一般为620次/m，要视病情需要适当调节。 呼吸周期 呼吸周期由吸气时间T1和呼气时间T2组成，T=T1+T2。 一般呼气时间要比吸气时间长。 吸呼比 吸气时间与呼气时间之比R=T1/T2 通常吸呼比可取1:1.5、1:2、1:2.5、1:3。,一次通气量 又叫做潮气量，即每次吸气时进入肺腔的空气量。一般在1001200ml范围
6、内可调 每分钟通气量 又叫流率。每分钟吸入气体的总量。一般在0200L/min之间可调。 供气压力 呼吸机在吸气相产生正压，将气体压入肺部。供气压力范围一般为196588Pa（2060cmH2O） 氧浓度 可调范围为21100。,常见呼吸机参数翻译,二、呼吸周期的控制方式,人体的肺通气过程包括吸气相、吸气相向呼气相切换、呼气相以及呼气相向吸气相切换四个状态。,1呼气+1吸气= 1呼吸周期,时间切换 呼吸机以恒定流量的气体向病人供气，利用各种无稳多谐振荡器确定呼吸的周期或频率以及呼吸比。吸气时间达到预置值时，呼吸机自动将吸气相转变为呼气相。 特点是在吸气时间固定后，当病人的顺应性、气道阻力发生变
7、化时，吸气压力、容积以及流速都需要发生相应的变化。（多用于负压呼吸机） 容量切换 呼吸机送给病人的空气容量达到预置值时，呼吸机才进行切换。 特点是能够保持稳定的通气量。,压力切换 给病人体内的空气压力超过预置值时，吸气相切换成呼气相。 特点是不能保持稳定的潮气量。 流量切换 当气流速低于预置值时，吸气相切换为呼气相。,呼吸机在临床使用时，要按病情需要适当选择通气方式，以达到合理使用和最佳的治疗效果。 呼吸机的呼吸模式主要分为两类：定压通气模式和定容通气模式。,三、呼吸机常用通气方式（呼吸模式）,定容通气模式：VCV 需要设置潮气量VT、通气频率RR、吸呼比I/E、给氧浓度FiO2 特点：能保证
8、潮气量、完全替代自主呼吸，有利于呼吸肌的休息；易发生人机对抗，通气不足或通气过度，不利于呼吸肌的锻炼 定压通气模式：PCV 需要预设压力控制水平、吸气时间、吸呼比、通气频率、给氧浓度 可控制气道峰压，减少压力伤害，但不能保证潮气量,辅助通气AMV 靠患者吸气用力触发（流量触发或压力触发），只要患者触发成功，呼吸机即给予预设条件的通气支持；,辅助强制性通气(ACMV) 仅当病人呼吸频率低于预置值时才引发机械通气。呼吸较快的病人可能会通气过度而导致严重的呼吸性硷中毒和肺过渡膨胀。 间歇性强制通气（IMV） 预置呼吸机参数。即呼吸机在一定预定间隙期间，自动释出预定的潮气量，患者也可自主呼吸，决定自己
9、的呼吸频率和潮气量。,同步间歇性强制通气(SIMV) 每分钟按操作者在呼吸机上设置的参数给予病人强制性呼吸，设有同步装置，由病人呼吸触发。是目前最常用的通气方式。可以自主呼吸也可以强制呼吸。如果病人有呼吸，强制呼吸就会和病人的吸气动作同步。,压力支持通气PSV 开始送气和停止送气都是从自主触发气流敏感度来启动的，自主呼吸期间，病人吸气一开始，呼吸机即开始送气并使气道压迅速上升到预置的压力值，并维持气道压在这一水平。当自主吸气流速降低到最高吸气流速的25时，送气停止，病人开始呼气，呼吸频率和吸呼比由病人决定。,持续气道正压CPAP 呼吸机内装有灵敏的气道压测量和调节系统，随时间调整正压气流的流速
10、，维持气道压基本恒定在预测的CPAP水平上。,双水平气道正压无创通气BiPAP 在两个不同气道压力水平上存在有自主呼吸和压力支持通气模式。,呼吸末正压通气(PEEP) 小气道、肺泡在呼吸末仍保持在高于大气压的水平，可防止小气道、肺泡萎缩，增加功能残气量和肺顺应性，从而改善肺弥散功能,自主呼吸VS机械通气,自主呼吸VS机械通气,通气模式的发展演化,四、呼吸机的分类,呼吸机的分类,目前没有统一分类标准，可按习惯分为： 按使用对象 成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机； 按工作原理 气控气动、电控气动、电控电动呼吸机； 按人机接口方式 有创或无创正压通气呼吸机； 按机器的功能 急救、麻醉、治疗、家用
11、、高频振荡、喷射。,常见报警与处理,呼吸机的报警,输入能源报警 停电、气源故障（无输出或低于某一水平）。 控制回路报警 控制参数不相容(反比、超范围)、时序失效、阀失灵、传感器故障、内回路漏气等。 输出参数报警 压力、容量、时间( f，Ti 、Te，窒息报警)、吸入气体(温度、氧浓度)呼出气体(CO2浓度)。,输入能源报警,掉电，用墙上的标准配电插座，不要用插板； 气源故障（无输出或低于某一水平）： 尽量采用中心供双气； 用压缩机时，要特别注意气水分离器里的水和滤网的清洗。,控制回路报警,控制参数不相容 ( 反比、超范围)、时序失效、阀失灵、传感器故障、内回路漏气等故障停机。 备用机器。,输出
12、参数报警,压力、容量、时间( f，Ti 、Te，窒息报警)、吸入气体(温度、氧浓度)呼出气体(CO2浓度)。 漏气、传压管和Y头脱落、呼气传感器进水、气道阻力或肺顺应性变差、痰。,湿化器常见使用问题,湿化罐要接在吸气回路上，进气和出气口不能接反； 注意观察罐内液面高度，要加注蒸馏水，不能加注生理盐水； 温度传感器接到 Y 头的吸气端，不要接在吸呼公共端； 每个病人或每周更换一次湿化滤纸，如长期不换或忘记装滤纸，会出现低温报警；,湿化器常见使用问题,当出现故障报警时，只需更换下面的控制部分进行维修，罐不用换； 如使用管道内加热要慎重，其温度不要设置的太高，以免相对湿度降低太多； 如呼吸机处于备机状态，带气路温度监测的湿化器要打到“Standby”状态。,elements,www.animationfactory,THANKS,
