呼吸机基本原理

度的流量、压力传感器和耐用的
控制阀组成，拥有多种通气模式
、多种呼吸参数的监测，有些还
具备呼吸力学的曲线波形以及趋
势分析等等。
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1. 空气、氧气气源 2. 气体混合装置 3. 呼吸机控制元件 4. 触发器 5. 呼吸机的驱动 6. 压力、流量传感器 7. 湿化器和雾化器 8. 呼吸回路 9. 监测部分 10.报警部分 11.波形显示器
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按用途分类
成人呼吸机、婴儿和新生儿呼吸机、辅助
呼吸或治疗用呼吸机、麻醉呼吸机、携带
式急救呼吸机、高频正压呼吸机
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呼吸机动力分类
气动气控呼吸机
只以氧气作气源，由于采用全气 动元件实现通气功能，功能一般 比较简单，不需要电源，接上氧 气源就能工作，多用于急救场合 和对电磁干扰要求较高的场合。 用5L左右的氧气钢瓶供氧。
1951
Leabharlann Baidu
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正压,机械式
PURITAN BENNETT MA-1
(volume-constant 呼吸机)
First released August 1967
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1971年西门子公司 推出 SERVO 900 C :
小巧、噪音小、高效的电子呼吸机,拥有著名的西门子伺服反馈系统
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湿化器或雾化器 冷水湿化器 加热湿化器 雾化湿化器 热湿交换器（人工鼻）
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湿化器
湿化器
吸入气体应主动或被动地进行湿化 主动湿化器将吸入气体经过一个加热的水箱进行湿化，有 些主动湿化器采用加热环路以减少环路内凝结水滴 被动湿化器（人工鼻）置于呼吸机环路与病人之间。可回 收呼出气的热量及湿度，再转至吸入系统。被动湿化对多 数病人效果良好，但比主动湿化效果差，它可增加吸入及 呼出阻力，增加机械无效腔 在吸气环路近病人端（或应用被动湿化器时气管导管近端 ）可见水滴，表明吸入气湿化程度充分
2、改善气体交换功能，维持有效的气体交换。
3、预防性的机械通气，用于开胸术或败血症、休克、 严重创伤情况下的呼吸衰竭预防性治疗。
4、纠正急性呼吸性酸中毒、低氧血症，缓解呼吸肌疲 劳，防止肺不张。
5、为使用镇静和肌松剂保驾。
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机械通气的适应症
上呼吸道梗阻引起的呼吸衰竭
严重低氧血症的患者
基本原理是将一根细的金属丝（在 不同的温度下金属丝的电阻不同）放 在被测气流中,通过电流加热金属丝, 使其温度高于流体的温度, 当被测气 体流过热丝时，将带走热丝的一部分 热量,使热丝温度下降，热丝在气体 中的散热量与流速有关，散热量导致 热丝温度变化而引起电阻变化，流速 信号即转变成电信号，经适当的信号 变换和处理后测量出气体流量的大小
空气压缩机
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空气压缩机 优点 基础气流稳定 反应迅速 满足精密调节 空压机出现故障后，氧气会
自动补偿 缺点 不支持电池供电 价格较贵
呼吸机组成
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涡轮增压
呼吸机组成
优点
价格低廉
噪音相对较小
支持电池供电
缺点
送气不稳定，不适合于ICU较长时 间的机械通气病人
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监测呼吸机 送入气体的 氧浓度，需 定期更换
氧电池
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流量传感器-晶体热膜式
加热线
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此传感器属热导式系常用的 热线式加热. 其中尚有温度感应器以便对 呼出气容量进行BTPS校正, 使测量更精確和可比性. 为PB呼吸机所专用,且是非 消耗品,经久耐用.
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流量传感器-热线式传感器
正压机械式,最早有伺服反馈系統,能提供类似微电脑功能的呼吸机
1971 年
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新一代呼吸机
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负压呼吸机
正压呼吸机
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机械通气原理
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压力差
气流 时间 容量变化
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呼吸机的分类
按控制方式分类
u电动电控型呼吸机 u气动气控型呼吸机 u气动电控型呼吸机
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呼吸机环路
呼吸机环路为呼吸机与病人之间运送气流 由于气体可压缩和环路有弹性，呼吸机提供的气体容量有 一部分并未被病人吸入。此压缩容量约为3－4ml/cmH2O。 有些呼吸机对此有代偿功能，有些则没有。 病人重复吸入环路内容量为机械无效腔，它应小于50ml。
细菌过滤器应置于环路的吸气端和呼气端
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空氧混合器
•工作原理：一定流量的氧气经入口先进贮气囊内，当 贮气囊被定向抽气时，空气也从入口经管道抽入贮气囊 内，从而实现空氧的混合。要达到预定的氧浓度，则通 过调节氧输入量来取得。
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主机
呼吸机的主机由控制电路，机械运动部件及气路组成 ，它把空氧混合，按照设定的参数，如通气量、呼吸 频率、吸呼比及选定的通气方式给病人供气。另外， 常配有监测装置：压力监测、流量监测、FiO2监测等 。
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Hospital in 1953.
1947 早期“铁肺”
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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 they seal around the extremities instead of the chest.
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流量传感器-压差式
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此系压差式,中间有网眼式金属网 在吸气和呼气过程中形成压力差 以致流速发生改变. 为SIEMENS-300,900C和Bear等呼 吸机所用. 使用寿命每1000小时(41天)即须 更換一只为消耗品. 用户拆装极不方便,价格也贵.
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流量传感器-热线、压差式
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无创通气首次用于临床 20世纪40至50年代脊髓
灰质炎爆发流行时广泛 使用
机械通气的历史
The iron lung created negative pressure in abdomen as well as the chest, decreasing cardiac output.
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Iron lung polio ward at Rancho Los Amigos
上图:压差式传感器多用于呼吸监 护仪. 中图:为活瓣式压差传感器 Hamilton各型呼吸器均用. 下图:为热线式Drager各型呼吸 机均用. 以上各传感器均易损坏,为消耗品 经常更換,消毒有一定要求.
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前端及后端流量传感器
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前端传感器
后端传感器
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流量传感器-超声流量传感器
特点： 采样频率2000次/秒
非接触性传感器
可长期使用
好处：
获取的信息量大，实时客观；
防止因温度、湿度和分泌物
等多因素影响监测数据准确；
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SERVO-i
呼气模块
吸气阀在吸气相时控制流量和压力，呼气阀在吸气 相时关闭
呼气阀控制PEEP，在呼气相时吸气阀关闭
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呼气模块
呼气阀主要作用是配合呼吸机作呼吸动作 ü打开：呼气期； ü关闭： ①吸气期，使呼吸机提供的气体能全部供 给病人； ②在吸气末，呼气阀仍可以继续关闭，使 之屏气； ③当气道压力低于PEEP时，呼气部分必 须关闭，维持PEEP。
无创方式首选
涡轮故障后呼吸机不能工作，没有 气体补偿
温度过高时实行热保护，自动停止
送气 实用文档
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空气-氧气混合器
混合器的氧气、空气均须 高压,混合气也作为驱动呼 气机的气源. 某一气源压力不足时即报 警呼吸器停止工作.
旋钮即可调节氧浓度须氧 电池监测实际浓度. 氧浓度的误差为±5%.
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呼吸机基本原理
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1
一、何为机械通气？ 二、呼吸机的发展历史 三、主流呼吸机机型介绍
主要内容
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2
一、何为机械通气？
机械通气的定义： 是指患者自然通气和（或）氧和功能障碍时，
运用器械（主要是呼吸机）使患者恢复有效通气并 改善氧和的方法。
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机械通气的目的
1、维持适当的通气量。
至0.4Mpa.
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中心供气
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涡轮增压机
空气压缩机
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呼吸机使用——气源管路连接
（PB840气源的压力在35-100psi
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即241-690kPa）
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Power on
呼吸机背面
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按气体来源分类
依赖集中供气或空气压 缩机的呼吸机
涡轮增压呼吸机
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呼吸机动力分类
电动电控呼吸机
一般只用氧气做气源，不需要
压缩空气，在常压下对通过风
箱或活塞式结构将气体推入患
者肺内、但触发灵敏度较低，
吸气响应时间长，往往不能与
病人好好的同步，应用受到限
制。
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呼吸机动力分类
气动电控呼吸机
通常需要外接氧气、压缩空气
，控制部分比较复杂。采用高精
• Respironics offers several styles and sizes of Nu-Mo garments that ccommodate
infants and adults.
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10
chest cuirass
Hayek1 Chest Cuirass
负压马甲
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Bird Mark 7– 正压气动呼吸机
由于各种疾病导致呼吸衰竭
中枢性呼吸衰竭
慢性阻塞性肺疾患所致的急性呼吸衰竭
神经肌肉疾患引起的呼吸衰竭等
预防性机械通气
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机械通气的相对禁忌症
大咯血或严重误吸引起的窒息性呼吸衰竭 伴有肺大泡的呼吸衰竭 未引流的张力性气胸 心肌梗塞继发呼吸衰竭
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二、机械通气的历史
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负压呼吸机(“铁肺”) 1928年Boston儿童医院
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呼吸机的基本结构
呼吸机 控制系 统
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呼吸机基本原理示意图
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气源
空气气源:压缩泵, 涡轮电机等. 气源是呼吸机的动力! 含呼吸机输送气体中的O2和空气。 中心供气站的各供应点有专用连接器, 目前分别可供应O2和空气.
压力:控制在0.3-0.5Mpa 氧气钢瓶:氧气最大压力约14.5Mpa左右,而氧气减压器将压力降
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呼吸机环路
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呼吸机环路
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呼吸机显示器
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触发启动灯
控制面板
报警讯息显示及呼吸波形
警报灯
电源指示灯
流量传感器
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呼气阀
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Standby 键
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NPB 7200ae 控制面板
1. 呼吸机设定 2. 监测数值 3. 报警设定
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感谢大家的聆听！
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传感器
*传感器是呼吸机重要组成部分
通过气体流速或吸、呼气压力的电讯号转換成呼吸机启动， 吸气触发、呼吸切換、计算和监测流速、压力和容量上的 改变.
*流速(量)传感器有：
a. 晶体热膜式(即热导式). b. 压差式.
c. 热丝式.
d. 涡轮超声波式.
*其他尚有测定氧浓度的传感器俗称氧电池.