呼吸机PPT演示课件

1,有源医疗器械检测技术,2,本课程的内容,第二章 呼吸机的基本原理及其检测技术第三章 麻醉机的基本原理及其检测技术第八章 超声诊断仪的基本原理及其检测技术第九章 高频手术设备的基本原理及其检测技术第十章 血液透析装置的基本原理及其检测技术,3,教学重点与教学方法,教学重点五种典型有源医疗器械基本原理及其检测技术教学方法课堂教学为主，作些习题。着重理解，不求死记评分标准平时成绩 30% 。（缺课、上课讲话、缺交作业各扣 2-3分，扣完为止。）考试成绩 70% 。,4,本课程的实用性：,1、有源医疗器械使用中的有效性2、有源医疗器械使用中的安全性3、理解标准、会用标准、参与制定标准术语和定义计量特性测量标准器检测项目与检测方法结果表达与处理,5,第二章 呼吸机的基本原理及其检测技术,21 概述22 呼吸机基本原理及结构23 呼吸机的通气技术24 呼吸机的术语和定义25 呼吸机的检测26 呼吸机的检测仪器(呼吸机校准规范JJF 12342010)YY 91108-1999 气动呼吸机,6,21呼吸机(1ung ventilators)概述,医院抢救或治疗呼吸功能不全或呼吸衰竭病人的一种机械通气设备。,7,一.呼吸机的作用,1.肺通气基础知识（补充）人的呼吸系统：鼻子、气管、支气管和肺组成人自然呼吸的过程：在吸气时肺内是负压-负压呼吸。每分钟12-18次，每次的空气量500毫升，总的氧储量500毫升，人体静息时的每分钟的氧耗量20毫升以上，剧烈运动时，每分钟氧耗量可达5500毫升。,8,肺容量,潮气量TV: 0.5L-正常呼吸时只用肺中一小部分气体残气量RV:1.5L-大约有1.5L的气体残留在肺中功能残气FRC:3L-3.5L肺活量VC:3.5L-4.5L肺总容量TLC:5L-6L,9,呼吸动力,吸气,呼吸肌收缩,压力变化,形成吸入气流,10,呼吸阻力,11,弹性阻力与肺顺应性,吸气过程中，肺趋于回缩的力 压力/ 容量=弹性阻力弹性阻力正常值：10cmH2O/L 成人正常值：肺顺应性C= 容量/ 压力=0.1 L /cmH2O新生儿：胸肺顺应性C= 0.01 L /cmH2O,12,气道阻力,空气通过气道时，产生的摩擦阻力压力 / 流速 = 气道阻力成人正常值： 2.5 cmH2O/L/sec 新生儿气道阻力为成人的10-15倍,13,弹性阻力增加气道阻力增加需要更强的呼吸肌收缩力病人吸气努力加强呼吸功耗增加呼吸衰竭,病理情况下的呼吸状况,14,呼吸衰竭结果,过度呼吸功耗肺泡通气不足严重低氧血症及CO2潴留,呼吸机呼吸支持恢复治疗,20mmHg或舒张压10mmHgP110次/分或每分钟增加20次R30次/分或每分钟增加10次以上出现严重心律不齐PaO255mmHgPH20cmH2OPaO2300mmHg（FiO2=1.0）PaO260mmHg （FiO20.4）,77,(2)撤离方式,SIMV压力支持通气（PSV）SIMV+PSV直接脱机、流量计给氧观察。,78,6.安全性,呼吸机看起来像气泵，但事实并非如此，系统和操作者必须保障病人安全系统必须符合ISO 60601-1，必须服从安全承诺系统必须实施ISO 14971 相关的风险管理:通过制定合理的措施尽量减少风险可能，避免可能出现的不良反应监测传感器必须时刻保障可用任何故障或机器失灵都可能给病人带来严重的伤害甚至死亡！,79,使用者,必须能随时控制机器状态必须尽量减少错误，比如意外设置错误等,80,1.气体流量(gasflow)：单位时间内患者吸入或呼出气体的体积，单位为升分(Lmin)。2.潮气量(tidal volume，VT):患者单次吸入或呼出气体的体积，对呼吸机而言，指机器每次向患者传送的混合气体的体积，单位为毫升次或升次(mL次或L次)。3.分钟通气量(minute volullle，MV):患者每分钟吸入或呼出的气体体积，对呼吸机而言，指机器每分钟向患者传送的混合气体的体积，分钟通气量等于潮气量乘以呼吸频率，单位为毫升分或升分(mLmin或Lmin)。,24 呼吸机的术语和定义(补充),81,4.流量波形(flow pattern)：呼吸机向患者送气时的流量-时间曲线。5.压力波形(pressure pattern)：呼吸机向患者送气时的压力-时间曲线。6. (通气)频率(frequency，f):每分钟以控制、辅助或自主方式向患者送气的次数，单位为次分。 注：对机械通气而言，如果通气是由机器指令触发的，那么该频率称为控制通气频率或指令通气频率；如果是由患者触发的，该频率称为辅助通气频率；如果吸气完全是由患者自己完成，那么该频率称为自主呼吸频率或呼吸频率。,82,吸气相(Inspiratory period)或吸气时间；吸气保持(Inspiratory hold)或平台时间(plateau time)或停顿时间(Pause time)呼气相(Expiratory period)或呼气时间；呼气保持(Expiratory hold)；吸气向呼气转换，亦称呼气触发；呼气向吸气转换，亦称吸气触发。,机械通气周期与呼吸时相(VCV曲线),83,7.吸气时间(inspiration time，Ti):吸气开始至呼气开始的间隔时间，包括吸气平台时间，单位为秒(s)。8.呼气时间(expiration time，Te):呼气相的总时间，单位为秒(s)。9.平台时间(plateau time，Tp):患者屏气时间，又称吸气末停顿时间(pause time)，此时吸气流量为零，单位为秒(s)。10.吸呼比(I：E):吸气时间与呼气时间的比值,84,11.吸气氧浓度(inspiratory flow oxygen concentration，Fi02):患者吸入的混合气体中，氧气所占的体积百分比。12.吸气压力水平(inspiratory pressure level，IPL)在压力控制或压力支持模式下，呼吸机以该设定压力为患者送气，单位为kPa。13.气道峰压(airway peak pressure)：气道压力的峰值，单位为kPa。14.呼气末正压(PEEP)：呼气末气道内压力值，单位为kPa。,85,15.流量触发灵敏度(flow trigger sensitivity)：在呼气向吸气转换时，呼吸机探测、识别患者主动吸气产生的气道内流量变化，如果达到设定的某一阈值，便向患者送气，该阈值即流量触发灵敏度，单位为 Lmin。16.压力触发灵敏度(pressure trigger sensitivity):在呼气向吸气转换时，呼吸机探测、识别患者主动吸气产生的气道内压力变化，如果达到设定的某一阈值，便向患者送气，该阈值即压力触发灵敏度，单位为kPa。,86,17.模拟肺(test lung):模拟患者胸肺特性(肺顺应性和气道阻力参数为固定、分挡或可调)的一种机械通气负载，包括成人型模拟肺、婴幼儿模拟肺或混合型模拟肺。18.肺顺应性(Lung compliance，C):单位压力内，肺所能够容纳的气体体积，单位为mLkPa。19.气道阻力(Lung resistance，R):单位流量内，气道所能够产生的压力值，单位为kPa(LS-1)。 注：1kPa=10mbar=10cmH20。,87,SMS美国bc biomedical模拟肺,风箱、与之关联的弹簧、压力表、容量刻度标尺、阻尼和泄漏控制装置,88,(1)肺顺应值,只触及第1根弹簧，提供50ml/cm H2O的顺应值，反应正常成人麻醉后的典型状况。第1和第2根触及，提供20ml/cm H2O，这个接近于正常值的一半。第1、第2和第3根触及，提供10ml/cm H2O。通过压力表和容积刻度尺可以获得其它点的顺应值。,89,(2)气阻,气阻通过5个不同尺寸的孔实现一系列0.5 L/s流量下校准的气阻。0表示无气阻，此时模肺和通气设备内的压力是一致的，这样用于测试通气设备的压力表。5表示气阻为5cm H20/litre/sec，这是正常成人麻醉状态下的典型值。20表示气阻为20cm H20/litre/sec，这是4倍于正常值的气阻。50表示50cm H20/litre/sec，200表示200cm H20/litre/sec。后面两个气阻主要用于配合儿科通气设备使用。,90,(3)压力和容积的显示,压力表和容积刻度初始处于零位置。当模拟肺和一个工作的通气设备相连，可读到当前顺应值和气阻值对应下的压力和容积读数,91,(4)泄漏控制,设备有一体化的可变泄漏控制装置，观察泄漏对于呼吸回路的影响,92,25 呼吸机的检测,呼吸机检测标准有：YY91108 气动呼吸机(已废止)YY91041 电动呼吸机GB 9706.28 医用电气设备 第2部分：呼吸机安全专用要求等。呼吸机校准规范JJF 12342010,93,一.技术要求,1呼吸机必须具备下列功能：(1)通气频率通气频率固定式呼吸机：要求呼吸频率分别为：成人20次/分钟、小儿30次/分钟、婴儿40次/分钟。通气频率可调式呼吸机：成人呼吸机调节范围至少为1430次分钟；小儿和婴儿呼吸机调节范围分别至少为2040次分钟和3060分钟。其中，允差均为15%。,94,(2) 吸呼相时间比可调节式呼吸机的吸呼相时间比范围至少为1:1.51:2.5。固定式成人呼吸机应控制在1:2或1:1.5, 固定式小儿呼吸机为1:1.5, 固定式婴儿呼吸机为1:1,允差均为15%。 (3)潮气量调节范围成人呼吸机至少为3001000mL，小儿呼吸机至少为50300ml，婴儿呼吸机至少为30150ml。其中，允差均为20%。(4)每分钟通气量如果呼吸机是控制每分钟通气量的，则成人呼吸机每分钟通气量应大于18Lmin，小儿呼吸机应大于10Lmin，婴儿呼吸机应大于5Lmin。其中，允差均为20%。,95,(5)呼吸机系统顺应性成人呼吸机不大于4mL100Pa，小儿和婴儿呼吸机不大于3mL100Pa。(6)吸入安全阀呼吸机应配有吸入安全阀，当管道内的压力在-800-500Pa范围内，吸入安全阀应开启。(7)最大安全压力成人呼吸机的最大安全压力不得大于6kPa，小儿呼吸机的最大安全压力不大于5kPa，婴儿呼吸机的最大安全压力不大于4kPa。其中，允差均为15%。(8)呼吸机的整机噪声呼吸机在正常工作噪声不大于65dB。,96,2.呼吸机具有以下功能时，应符合相应的规定。(1)呼气末正压力装置(PEEP):可调节范围至少为01000 Pa，允差20%。(2)吸气触发压力（Ptr）:调节范围至少为-400+1000Pa，允差50%。吸气触发压差（Ptr）调节范围至少为-400-100Pa，允差50% Pa；如同步触发压力是固定式的，则成人呼吸机应在-300-100Pa范围内；小儿和婴儿呼吸机应在-200100Pa范围内。(3)气道压力上限报警:可调式的调节范围至少为25kPa，允差20%；固定式的应控制在该范围内。(4)气道压力下限报警:可调节范围至少为5002000 Pa，允差20%；固定式应控制在该范围内。若该压力持续1020s时，必须有声/光报警,97,(5)电源故障报警：断电应立即有声响报警，报警持续时间不得小于30s。(6)消声时间：不大于120S。(7)文丘里管装置氧浓度：成人呼吸机45%，小儿呼吸机50%，婴儿呼吸机55%。(8)空氧混合器装置：输出氧浓度的可调节范围21%100%，允差15%。3-7.潮化器、接头等 气体温度：吸气回路中的气体通过加热湿化器(带口边温度监测功能)加热后，其输出气体温度的最大输出误差和示值偏差均为1 。,98,8.呼吸机的电气安全要求：应符合GB 9706.1中规定的类B型设备的电介质强度和漏电流的规定。9.呼吸机应符合WS 2-283中规定的气候环境和机械环境的要求10.呼吸机应能承受2000h的寿命实验。,99,二、试验要求,1.环境条件环境温度：(235) ；相对湿度：85；大气压力：(86-106)kPa供电电源：(22022)V，(501)Hz周围无明显影响校准系统正常工作的机械振动和电磁干扰。,100,2.测量标准器,(1)呼吸机测试仪流量范围：(0.5180)Lmin允差：3；压力范围：(-212)kPa；允差：0.1kPa；潮气量：300-1000ml；允差：3；通气频率：(1150)次分；允差：3；吸气压力水平：12kPa；允差：0.05kPa；呼气末正压：12kPa；允差：0.05kPa；氧浓度：21100；允差：3(体积分数)可显示流量波形(流量一时间曲线)和压力波形(压力一时间曲线)。,101,(2)模拟肺,模拟肺容量：(0300)mL和(0-1000)mL；顺应性：50mLkPa，100mLkPa，200mLkPa和500mLkPa可根据需要进行选择；气道阻力：0.5kPa(LS-1)，2kPa (LS-1)和5kPa (LS-1)可根据需要进行选择。(3)校准介质呼吸机校准用介质应符合GB 8982 1998医用氧气和中国药典中规定的医用氧气和医用压缩空气的要求。,102,(4)计时器 秒表， 1sd。(5)温度计 温度计分度值0.1，最大允许误差 0.5。,103,1.呼吸频率测试将呼吸机的功能按“呼吸频率”的规定调节，在呼吸机的呼出口接上流量描绘仪，调节呼吸频率旋钮，分别绘出呼吸波形，计算出呼吸周期,三.试验方法,104,2.吸呼相时间比测试,呼吸机的参数按“潮气量检验”规定调节，测试时逐档调节吸呼比旋钮，用上述流量描绘仪，绘出呼吸波形，计算出吸时间、呼气时间,105,3.潮气量测试,方法1：正确连接呼吸机测试仪和模拟肺，进行潮气量检测呼吸机检测仪,呼吸机校准系统连接示意图,106,3.潮气量测试,方法2：在呼吸机供气端连接测试仪，逐档调节呼吸机的潮气量， 观察压力表的显示值p，计算出潮气量。潮气量=cp,图2-13 潮气量测试,107,4.每分钟通气量测试,将呼吸机的吸呼比调至1:2，逐档调分钟通气量旋钮。按“呼吸频率和潮气量”规定测出呼吸频率和潮气量，用潮气量乘以呼吸频率即为每分钟通气量。,108,5.呼吸机系统顺应性测试,C呼吸机系统性，mL/PaV气体体积，mLP系统内的压力，Pa,图2-14呼吸机系统顺应性测试,109,6.吸入安全阀测试,将呼吸机的电源关闭，并在呼吸机的供气口接上负压表，在系统内加上负压，观察压力表的示值，应符合技术要求中“吸入安全阀”的规定。（-800 -500Pa）,110,图2-15 最大安全压力测试,7.最大安全压力测试,接通电源、气源，按测试条件，选择呼吸机工作参数，向管道系统加压使气流量恒定在5Lmin，观察压力表，其示值应符合技术要求中“最大安全压力”的规定。,111,8.噪声测试,将呼吸机的潮气量、呼吸频率或每分钟通气量、呼吸比等调至最大，在离呼吸机1m处用声级计“A”级计权网络分别测试前、后、左、右四个方位，取其最大值应符合技术要求中“呼吸机的整机噪声”的规定。,112,9.PEEP装置测试,将PEEP装置及测试仪器连接，开启节流阀，使流量计指示5Lmin，调节PEEP阀，观察压力表的值，应符合技术要求中“呼气末正压装置”的规定。,图2-16 PEEP装置测试,113,图2-17吸气触发压力测试,10.吸气触发压力测试,将呼吸机的参数按“呼吸频率和潮气量”规定调节，在呼吸机的供气口接上压差仪和记录仪，向系统内加负压，使呼吸机触发，实测吸气触发压，应符合规定。,负压源,114,11.吸气时间和吸入潮气量范围测试,呼吸方式置同步位置，频率计置测时位置，信号管接负压源，有同步吸气触发压力，使呼吸机有气体变化，同时频率计开始计时，送气停止，计时也停止。潮气量测试方法3：流量对吸气时间积分,图2-18吸气时间和吸入潮气量范围测试方框图,115,12.气道压力上限报警测试,向系统内持续加压，使回路的压力逐渐上升，至预定上限报警压力，有声或光报警。13.气道压力下限报警测试先向系统内充气使系统内的压力升高且超过预调的下限报警压力。然后逐渐向系统外排气，使其压力下降，当系统内压力达到下限报警值后，停止排气，在10-20s内应出现声响报警，应符合技术要求中“气道压力下限报警”的规定。,116,图2-19 气道压力上、下限报警测试,117,14.电源故障报警测试,将开启的呼吸机的电源线插头取下，应该有声响报警，并符合技术要求中“电源故障报警”的要求。15.消声时间的测试当呼吸机报警，按下消声按钮，同时秒表或频率计开始计时，当报警再次出现时，读出秒表或频率计数值, 测得时间应符合技术要求中“消声时间”的规定。,118,16.呼吸机输出气体氧浓度测试,(1)文丘里管装置氧浓度测试呼吸方式选择置控制呼吸档，按测试条件额定工作压力选择呼吸机工作参数，使呼吸机对模拟肺送气；将潮气阀调至最大，呼吸机送气30s后，用氧浓度测试仪测试，测得值应符合技术要求中“文丘里管装置氧浓度”的规定。,119,文丘里(Venturi)原理(补充),恒压高速气流通过一个细的喷射头射出，根据文丘里(Venturi)原理，有一部分空气被吸卷，因而实际排出气的量大于喷射出的气量。,120,图2-20文丘里管装置氧浓度测试测量方框图,121,(2)空氧混合器输出氧浓度检验,将呼吸机的参数按规定调节，在呼吸机的供气口接上测氧仪，应符合技术要求中“空氧混合器输出氧浓度”的规定。,图2-21空氧混合器装置氧浓度测试测试方框图,122,17.耗氧量测试(空氧混合状态),测试条件：呼吸方式置控制呼吸档，频率计量测时档，氧浓度调节装置置最低档。按测试条件选择呼吸机工作参数，调节额定工作压至潮气量，使呼吸机对模拟肺送气,图2-22耗氧量测试测试方框图,123,测试满足的条件,A：测量时间1h的耗氧量应符合“在氧气瓶规格为12250kPa/L，连续使用24h的条件下，成人呼吸机耗氧量不大于3瓶，小儿呼吸机耗氧量不大于2瓶，婴儿呼吸机耗氧量不大于1瓶”的规定。B：测定时每小时压力降（P1-P2）应符合“成人呼吸机P1-P2为1530kPa，小儿呼吸机P1-P2为1020kPa，婴儿呼吸机P1-P2为510kPa。”的规定。,124,18.叹息（深呼吸）送气量测试,呼吸方式选择钮置叹息档，频率计置测时档或测频档，按测试条件使呼吸机对模拟肺送气，模拟肺上测得的加倍潮气量其叹息送气量应符合“送气量不小于原设定潮气量1.5倍”的规定。,图2-23叹息（深呼吸）送气量测试方框图,125,19.控制和辅助呼吸相互转换时间测试,呼吸方式置同步呼吸档，频率计置测时位置，吸气时间调至最短，机控频率调至最高，接通电源，调节负压源，当呼吸机有气体输出时，立即停止负压调节，送气停止时，频率计开始记数，直至转入控制吸状态的送气时，停止记数。此时，频率计或记录仪上的指示值为控制或辅助呼吸相转换时间，重复五次，求出平均值应符合表2-2,126,20.间歇指令通气频率范围测试,测试方法与呼吸频率测试相同, 测得值应符合“成人通气频率110次/分，小儿通气频率215次/分，婴儿通气频率420次/分，允差15%。”的规定。,21.潮化器,127,128,21.潮化器测试,(1)潮化器气流阻力检验调节输出口的流量，成人呼吸机为30Lmin，小儿和婴儿呼吸机为10Lmin，观察两只压力表，其压差不大于300Pa。,图2-