呼吸机的结构及原理

.,呼吸机的结构与原理,市场部赵伟,.,呼吸机是治疗呼吸衰竭重要的设备，是最重要的急救设备之一。,.,呼吸机是一种能将含氧气的空气送入肺部，将含二氧化碳的气体排出体外，帮助呼吸系统完成通气的装置生理学的定义呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置力学的定义,呼吸机的定义,.,呼吸机电子打气筒！,闭环控制系统(监测反馈控制)开环控制系统(送气、无反馈),.,呼吸机的历史,1832年约翰达尔齐尔（JohnDalziel)提出设想密封箱1928年德林克（Drinker)第一台有临床价值的电动铁肺1935年贝拉克(Barach)面罩CPAP1940s负压通气大量使用1952年拉森(Lassen)证明正压通气更有效（哥本哈根）1970s鼻(面)罩正压通气1989年BiPAP呼吸机,.,20世纪40年代，铁肺被大规模用于小儿麻痹的治疗。,.,.,1、按照与患者的连接方式分为：无创呼吸机有创呼吸机,呼吸机的类型,.,2、按用途分类（六类）：急救呼吸机呼吸治疗通气机麻醉呼吸机小儿呼吸机：专用于小儿和新生儿通气支持和呼吸治疗。高频呼吸机：具备通气频率60次/min功能。无创呼吸机：经面罩或鼻罩完成通气支持。,.,3、按驱动方式分类：气动气控：需4kg/cm2以上氧源和空气源，由逻辑元件控制和调节呼吸机参数。电动电控：驱动和参数调节均由电源控制。气动电控：通气源以氧气为动力，控制系统以电源为动力。多功能呼吸机的主流设计。,.,4、按切换方式分类（四类）：定时通气机（时间切换）定容通气机（容量切换）定压通气机（压力切换）定流通气机（流速切换）,.,5、按适用范围分类：成人儿童新生儿,6、按工作频率分类：常频高频,.,呼吸机功能,1.基本功能提供可变通气压力或容积；调节呼吸频率或呼吸周期；调节吸气流速或吸呼比；调节辅助呼吸的敏感度。,.,2.次级功能调节吸入气氧浓度；加温、加湿功能；压力安全阀。,.,3.特殊功能压力波形选择；呼气流速限制；深吸气功能。PEEP压力支持自发通气回路,.,4.附属功能监测系统；警报系统；记录系统。,.,吸气相,吸气向呼气切换,呼气相,呼气向吸气切换,压力切换时间切换容量切换流速切换复合切换,自主切换时间切换人工切换,呼吸机的工作示意图,.,呼吸机基本结构,供气装置：由空气压缩机(提供高压空气)、氧气供给装置或氧气瓶(提供高压氧气)和空氧混合器组成。主要提供给病人吸入的氧浓度在21%100%的高含氧气体。控制装置：由计算机对设置参数及实测值进行智能化处理，通过控制器发出不同指令来控制各传感器、呼出阀、吸气阀来满足病人呼吸的要求。病人气路：由气体管道、湿化器、过滤器等组成。,.,呼吸机结构示意图,.,呼吸机的基本结构包括：气源。供气和驱动装置。空氧混合器。控制部分。呼气部分。监测报警系统。呼吸回路。湿化和雾化装置。,.,一、气源,绝大多数呼吸机需高压氧和高压空气。氧气源可来自中心供氧系统，也可用氧气钢筒。高压空气可来自中心供气系统，或使用医用空气压缩机。氧气和压缩空气的输出压力不应大于5kg/cm2，因此，使用中心供氧、中心供气，或高压氧气钢筒，均应装配减压和调压装置。电动型呼吸机不需高压空气，其中部分需高压氧，部分不需高压氧，经氧流量计供氧。,.,中央供气空气压缩机氧气瓶,二、供气和驱动装置,供气装置,.,减压阀是气动呼吸机的一个必备配件主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值。,减压阀,.,把氧气和空气混合,再按比例调节成治疗所需的安全氧浓度输出给病人的一种装置分为：浮标式混合器机械膜式混合器电子比例混合器,三、空氧混合器,.,四、控制部分,.,配合呼吸机作呼吸动作。在吸气时关闭，使呼吸机提供的气体能全部供给病人；在吸气末，呼气阀仍可以继续关闭，使之屏气；只在呼气时才打开，使之呼气。当气道压力低于PEEP时，呼气部分必须关闭，维持PEEP。呼气只能从此回路呼出，而不能从此回路吸入。呼气部分主要有三种功能的阀组成：呼气阀、PEEP阀、呼气单向阀，也可由一个或两个阀完成上述功能。,五、呼气部分,电磁呼气阀,PEEP阀,.,呼吸机监测系统的作用有两个方面：一是监测病人的呼吸状况；二是监测呼吸机的功能状况，两者对增加呼吸机应用的安全性，均具有相当重要的作用。呼吸机的监测系统包括:压力、流量、吸入氧浓度、呼出气CO2浓度、经皮O2分压、CO2分压、血氧饱和度等。,六、监测和报警系统,.,压力监测：通过压力传感器实施，一般连接在病人Y型接口处。流量监测：一般在呼气端装有流量传感器，以监测呼出气的潮气量，并比较吸入气的潮气量。FIO2监测：一般安装在供气部分，监测呼吸机输出的氧浓度，以保证吸入所需浓度的新鲜空-氧混合气体。监测氧浓度的传感器有两种，一是氧电极，二为氧电池，都只能用一年左右。,.,流量传感器：能感受流体流量并转换成可用输出信号的传感器差压式：根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量。超声波：超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。,.,七、呼吸回路,.,气体管道,.,过滤器,.,积水杯,.,八、湿化器与雾化器（一）湿化器对吸入气体的加温和湿化，以使气道内不易产生痰