呼吸机结构原理和临床中的应用35P1.73MB
呼吸机的结构及原理
呼吸机的结构及原理呼吸机，也称为人工呼吸机或呼吸辅助器，是一种医疗设备，用于提供机械通气，帮助患者的呼吸。
它主要由控制系统、气体供应系统、呼吸回路和监测系统组成。
以下是对呼吸机结构及其工作原理的详细说明。
一、结构1.控制系统：呼吸机的控制系统通常由计算机和软件组成，并具有设计用于监测和控制各种呼吸参数的接口。
通过这个系统，医生可以调整潮气量、呼吸频率、吸气时间、氧供应等参数，以满足患者的不同需求。
2.气体供应系统：该系统主要由氧气和压缩空气供应的装置组成。
医生可根据患者的需要调整氧气浓度和压力。
3.呼吸回路：呼吸机的呼吸回路负责传递气体，包括气体传输管、呼气阀和患者接口。
气体传输管将气体传输到患者的肺部，而呼气阀允许患者进行呼气。
患者接口可以是面罩、呼吸管或气管插管，用于将气体传输到患者的呼吸道。
4.监测系统：该系统用于监测各种生理参数，如患者的呼吸频率、潮气量、氧饱和度等。
监测系统还可以通过报警器提示出现异常情况，如气道阻塞或气压过高。
二、原理1.通气模式：呼吸机可以拥有多种不同的通气模式，如控制通气、辅助通气、压力支持通气等。
在控制通气模式下，呼吸机完全控制患者的呼吸，包括潮气量和呼吸频率。
而在辅助通气模式下，呼吸机仅为患者提供辅助通气，患者仍然有自主呼吸。
压力支持通气模式则根据患者的吸气努力给予相应的支持。
2.呼气阀：呼吸机的呼气阀用于控制患者的呼气过程。
当患者开始呼气时，呼气阀打开，允许气体从肺部排出。
然后，呼气阀关闭，以便再次进行吸气。
呼气阀的开闭速度和压力可以根据患者的需要进行调整。
3.压力传感器：压力传感器用于监测气道压力。
它可以检测患者的吸气努力和呼气阻力，并根据需求调整呼吸机的工作模式。
4.安全控制：为了确保患者的安全，呼吸机通常具有一些安全控制功能。
例如，如果气压过高，呼吸机会自动降低潮气量或切断气流。
呼吸机还可以监测氧饱和度，并根据需要调整氧气浓度。
5.供氧系统：呼吸机通过气体供应系统提供氧气。
呼吸机的一般结构及工作原理
呼吸机的一般结构及工作原理随着医学电子技术的发展，呼吸机的种类和形式越来越多，但它们一般的主要结构和原理基本相似，或者说，它们必须具备基本结构，现分述如下：一、机械呼吸机的动力机械呼吸机的动力来源于电力、压缩气体，或二者的结合。
压缩气体由中心供气管道系统提供或由呼吸机可配备的专用空气压缩机产生。
1. 气动机械呼吸机气动机械呼吸机的通气以压缩气体为动力来源，其所有控制系统也都是靠压缩气体来启动。
由高压压缩气体所产生的压力，通过机械呼吸机内部的减压阀、高阻力活瓣，或通过射流原理等方式而得到调节，从而提供适当的通气驱动压及操纵各控制机制的驱动压。
2．电动机械呼吸机单靠电力来驱动并控制通气的呼吸机，称为电动机械呼吸机。
电动机械呼吸机也需要应用压缩氧气，但只是为了调节吸入气的氧浓度，而不是作为动力来源。
电可通过带动活塞往复运动的方式来产生机械通气，或通过电泵产生压缩气体，压缩气体再推动风箱运动而产生通气。
3．电-气动机械呼吸机电-气动机械呼吸机，只有在压缩气体及电力二者同时提供动力的情况下才能正常工作与运转。
通常情况是，压缩空气及压缩氧气按不同比例混合后，既提供了适当氧浓度的吸入气体，也供给了产生机械通气的动力。
但通气的控制、调节，及各种监测、警报系统的动力则来自电力，所以这类呼吸机又称为气动-电控制呼吸机。
比较复杂的多功能定容呼吸机大多都采用这种动力提供方式。
二、供气装置贮气囊或气缸供气装置：这种供气装置常用折叠贮气囊或气缸来输送气体，其外部装有驱动装置。
供给病人的潮气量(VT)取决于贮气囊或气缸直径(D)和行程距离(L)VT=πD2/4·L驱动装置可以直线运动或旋转－直线运动。
由于气缸的顺应性小，故VT较为精确，因此，以气缸作为贮气装置的呼吸机适合于小儿科使用。
三、呼吸机的调控系统80年代以前，呼吸机的调控方式有两种形式：一种是直流电机驱动的呼吸机，通过电压的变化，使其转速发生改变，来控制VT、E:I等参数。
呼吸机的一般结构及工作原理
呼吸机的一般结构及工作原理随着医学电子技术的发展,呼吸机的种类与形式越来越多,但它们一般的主要结构与原理基本相似,或者说,它们必须具备基本结构,现分述如下:一、机械呼吸机的动力机械呼吸机的动力来源于电力、压缩气体,或二者的结合。
压缩气体由中心供气管道系统提供或由呼吸机可配备的专用空气压缩机产生。
1、气动机械呼吸机气动机械呼吸机的通气以压缩气体为动力来源,其所有控制系统也都就是靠压缩气体来启动。
由高压压缩气体所产生的压力,通过机械呼吸机内部的减压阀、高阻力活瓣,或通过射流原理等方式而得到调节,从而提供适当的通气驱动压及操纵各控制机制的驱动压。
2.电动机械呼吸机单靠电力来驱动并控制通气的呼吸机,称为电动机械呼吸机。
电动机械呼吸机也需要应用压缩氧气,但只就是为了调节吸入气的氧浓度,而不就是作为动力来源。
电可通过带动活塞往复运动的方式来产生机械通气,或通过电泵产生压缩气体,压缩气体再推动风箱运动而产生通气。
3.电-气动机械呼吸机电-气动机械呼吸机,只有在压缩气体及电力二者同时提供动力的情况下才能正常工作与运转。
通常情况就是,压缩空气及压缩氧气按不同比例混合后,既提供了适当氧浓度的吸入气体,也供给了产生机械通气的动力。
但通气的控制、调节,及各种监测、警报系统的动力则来自电力,所以这类呼吸机又称为气动-电控制呼吸机。
比较复杂的多功能定容呼吸机大多都采用这种动力提供方式。
二、供气装置贮气囊或气缸供气装置:这种供气装置常用折叠贮气囊或气缸来输送气体,其外部装有驱动装置。
供给病人的潮气量(VT)取决于贮气囊或气缸直径(D)与行程距离(L)VT=πD2/4·L驱动装置可以直线运动或旋转－直线运动。
由于气缸的顺应性小,故VT较为精确,因此,以气缸作为贮气装置的呼吸机适合于小儿科使用。
三、呼吸机的调控系统80年代以前,呼吸机的调控方式有两种形式:一种就是直流电机驱动的呼吸机,通过电压的变化,使其转速发生改变,来控制VT、E:I等参数。
呼吸机的原理和应用场景
应用呼吸机的优势
改善呼吸 1
提供氧气，缓解呼吸困难。
促进康复 2
给予肺部休息，加速恢复。
提高生存率 3
维持生命体征，挽救生命。
增强生活质量 4
改善睡眠，提高活动能力。
呼吸机的使用流程
评估患者
1
评估患者病情，判断是否需要使用呼吸机。
2
选择模式
根据患者病情选择合适的呼吸模式。
设置参数
3
根据患者需要设置呼吸频率、潮气量等参数。
监测系统
实时监测患者的呼吸状态，如 呼吸频率、潮气量、血氧饱和 度等。
吸入系统的功能
空气或氧气供应
吸入系统负责提供空气或氧气，作为患者呼吸的来源。
压力调节
调节气流的压力，确保患者能够有效地吸入气体。
流量控制
控制进入患者气道的流量，根据患者的需要进行调节。
温度和湿度控制
调节气流的温度和湿度，避免患者气道干燥。
心肺复苏
在心肺复苏过程中，呼吸机可以提供持 续的人工呼吸，帮助患者恢复心肺功能
。
3
4
中毒性呼吸衰竭
当患者因药物中毒导致呼吸衰竭时，呼 吸机可以提供氧气，维持患者生命。
创伤性呼吸衰竭
当患者因外伤导致呼吸衰竭时，呼吸机 可以提供人工呼吸，帮助患者恢复呼吸
功能。
呼吸机在家庭护理中的应用
舒适便捷
患者可以在熟悉的家庭环境中接 受治疗，提高生活质量。
呼吸机在肺部疾病中的应用
慢性阻塞性肺病 (COPD)
COPD 患者呼吸困难，呼吸 机辅助吸入氧气，改善肺功能 ，提高生活质量。
肺炎
肺炎患者呼吸衰竭，呼吸机提 供人工呼吸，帮助肺部恢复， 预防感染。
肺栓塞ห้องสมุดไป่ตู้
(完整word版)呼吸机的作用原理及使用方法
目录• 1 基本原理• 2 基本功能• 3 结构• 4 分类• 5 通气方式• 6 工作参数•7 血气分析•8 湿化问题•9 使用指征•10 适应症•11 禁忌症•12 消毒方法•13 参考资料摘要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。
呼吸机呼吸机-基本原理绝大多数较常用的系由气囊（或折叠风箱）内外双环气路进行工作，内环气路、气流与病人气道相通，外环气路、气流主用以挤压呼吸囊或风箱，将气囊（或风箱内的新鲜气体压向病人肺泡内，以便进行气体交换，有称驱动气。
因其与病人气道不通，可用压缩氧或压缩空气。
呼吸机-基本功能呼吸机当婴幼儿并发急性呼吸衰竭时，经过积极的保守治疗无效，呼吸减弱和痰多且稠，排痰困难，阻塞气道或发生肺不张，应考虑气管插管及呼吸机。
呼吸机必须具备四个基本功能，即向肺充气、吸气向呼气转换，排出肺泡气以及呼气向吸气转换，依次循环往复。
因此必须有：⑴能提供输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作；⑵能产生一定的呼吸节律，包括呼吸频率和吸呼比，以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能；⑶能提供合适的潮气量（VT）或分钟通气量（MV），以满足呼吸代谢的需要；⑷供给的气体最好经过加温和湿化，代替人体鼻腔功能，并能供给高于大气中所含的O2量，以提高吸入O2浓度，改善氧合。
动力源：可用压缩气体作动力（气动）或电机作为动力（电动）呼吸频率及吸呼比亦可利用气动气控、电动电控、气动电控等类型，呼与吸气时相的切换，常于吸气时于呼吸环路内达到预定压力后切换为呼气（定压型）或吸气时达到预定容量后切换为呼气（定容型），不过现代呼吸机都兼有以上两种形式。
治疗用的呼吸机，常用于病情较复杂较重的病人，要求功能较齐全，可进行各种呼吸模式，以适应病情变化的需要。
而麻醉呼吸机主要用于麻醉手术中的病人，病人大多无重大心肺异常，要求的呼吸机，只要可变通气量、呼吸频率及吸呼比者，能行IPPV，基本上就可使用。
呼吸机工作原理和结构
呼吸机工作原理和结构
呼吸机是一种适用于呼吸系统疾病或功能障碍的医疗设备，能够辅助或代替患者的呼吸功能。
它的工作原理和结构是如何实现的呢？
呼吸机的工作原理是基于气体流动学和机械工程原理的。
它通过将氧气和空气等气体输送到患者的呼吸道中，以维持患者的正常呼吸。
呼吸机的工作分为两个阶段：吸气和呼气。
在吸气阶段，呼吸机将预设的气流输送到患者的呼吸道中，使肺部膨胀吸入氧气。
呼吸机会根据患者的需求，自动调整气流的流量和压力，以确保患者的呼吸道畅通，同时避免对患者造成过度压力。
在呼气阶段，呼吸机会将患者呼出的二氧化碳排出体外，同时减少气流的流量和压力，以避免对患者造成负压吸入。
呼吸机的结构主要由以下几个组成部分构成：气源、氧气输送管、呼吸机主体、呼吸回路等。
气源是呼吸机的动力来源，可以是集中供氧系统、气瓶或压缩空气等。
氧气输送管将氧气输送到呼吸机主体中，呼吸机主体则是核心部件，包括气流传感器、压力传感器、控制面板等，用于监测和控制气流的流量和压力。
呼吸回路则是连接呼吸机主体和患者的部件，包括面罩、鼻套或气管插管等。
患者通过呼吸回路与呼吸机连接，从而实现辅助或代替呼吸功能。
呼吸机的工作原理和结构的发展历程也经历了多年的演变。
近年来，随着科技的发展和医疗技术的不断创新，呼吸机的工作原理和结构也不断升级和改进，从传统的机械式呼吸机到电子式呼吸机、智能式呼吸机等，呼吸机的效率和安全性得到了显著提高。
呼吸机是一种重要的医疗设备，它的工作原理和结构的设计和改进，可以帮助患者维持正常呼吸，提高生命质量和生存率。
呼吸机的原理及其应用
呼吸机的原理及其应用1. 呼吸机的原理呼吸机，又被称为人工呼吸器，是一种医疗设备，用于辅助或代替患者进行呼吸。
它通过将氧气和空气送入患者的肺部，并移除二氧化碳，以维持呼吸功能。
呼吸机的原理基于以下几个关键组成部分：1.1 控制系统呼吸机的控制系统是整个设备的核心部分。
它可以根据患者的特定需求和医生的指示，调节氧气浓度、呼吸频率、潮气量等参数。
控制系统还可以监测患者的呼吸状况，并及时作出反应。
1.2 气体输送系统呼吸机的气体输送系统负责将氧气和空气传送到患者的呼吸道中。
它包括气源、气体储存罐、管道和面罩等组成部分。
氧气和空气经过过滤和加湿处理后，通过管道输送到患者的呼吸道中。
1.3 呼吸机模式呼吸机可以提供多种不同的模式，以适应不同类型的患者和疾病。
常见的呼吸机模式包括压力控制通气（PCV）、容量控制通气（VCV）、自主呼吸辅助通气（ASV）等。
这些模式根据患者的需要和临床医生的要求，调整呼吸机的工作方式。
1.4 相关传感器和监测设备为了更好地监测患者的呼吸状况，呼吸机配备了各种传感器和监测设备。
这些设备可以实时测量患者的氧气饱和度、呼吸频率、潮气量、呼气末二氧化碳浓度等数据，并向控制系统提供反馈。
通过这些数据，医生可以及时调整呼吸机的参数，以达到最佳的治疗效果。
2. 呼吸机的应用呼吸机广泛应用于各种呼吸衰竭的患者，包括但不限于以下病情：2.1 急性呼吸窘迫综合征（ARDS）ARDS是一种危重症，多发生在重症监护病房中。
呼吸机可以辅助患者进行通气，维持氧气供应，并清除体内积聚的二氧化碳，以降低肺部的压力，促进康复。
2.2 慢性阻塞性肺疾病（COPD）COPD是一种慢性肺部疾病，患者通常存在气流受限和呼吸困难的情况。
呼吸机可以通过调节呼吸参数和提供氧气，减轻患者的呼吸负担，改善通气功能。
2.3 呼吸肌无力呼吸肌无力是一种影响呼吸系统的疾病，患者常常不能自主呼吸。
呼吸机可以替代患者进行通气，保证正常的氧气供应和二氧化碳排出。
呼吸机原理和使用方法
权衡生命质量，避免过度治疗，在不延长痛苦的情况下提供有效治疗。
公平分配
在资源有限的情况下，合理分配呼吸机，优先满足危重患者的需求。
呼吸机在抢救中的作用
心脏骤停
在心脏骤停的情况下，呼吸机可以维 持患者的呼吸，为心脏复苏争取时间 。
呼吸道梗阻
当患者气道被异物或其他原因堵塞时 ，呼吸机可以帮助清除阻塞，恢复呼 吸。
神经肌肉疾病
如肌无力症、脊髓灰质炎等，患者呼 吸肌无力，无法自主呼吸，需要呼吸 机辅助呼吸。
胸部外科手术
术后肺功能受损，呼吸机可以帮助患者恢复呼吸，预防并发症 。
昏迷或麻醉状态
患者意识丧失，无法自主呼吸，需要呼吸机维持呼吸道通畅。
使用呼吸机的注意事项
1 医嘱确认
2 患者监测
3 管路维护
严格执行医嘱，确保呼吸机参数设置 准确无误。
呼吸机临床应用实例
基础呼吸支持
1
氧气吸入，人工呼吸，辅助通气。
非侵入性通气 2
鼻罩或面罩通气，适用于轻度呼吸衰竭。
侵入性通气 3
气管插管，机械通气，适用于重症呼吸衰竭。
特殊通气方式 4
高频通气，双重呼吸，适用于肺损伤或慢性疾病。
呼吸机使用的伦理考量
患者自主权
尊重患者的自主选择权，告知患者病情，征得患者或家属的知情同意。
便携式呼吸机
轻便易携带，适用于居家或旅 途中的呼吸支持。
高频通气机
以更高的频率进行通气，适用 于肺损伤或呼吸衰竭。
呼吸机的适用对象
呼吸衰竭患者
呼吸衰竭是指呼吸系统功能障碍， 导致氧气供应不足，严重者需依靠 呼吸机维持生命。
肺部疾病患者
包括肺炎、肺气肿、慢性阻塞性肺 疾病等，呼吸机可辅助呼吸，减轻 肺部负担。
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呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机的临床应用：
面
罩 、 鼻
喉 罩
罩
气
气
管
管
插
切
管
开
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机的临床应用：
Vt (潮气量)：10～15ml/kg；
新生儿：10~50ml，儿童：50~500ml，成人：200~2000ml
f （频率）: 0－60次/min；
新生儿：30次/min ，儿童：20次/min ，成人：10次/min
• 呼吸机的分类：
1）应用场合： 急救及转运呼吸机、家用呼吸支持、治疗呼吸机； 2）驱动方式： 气动电控、电动电控、气动气控； 3）应用患者 成人、儿童、新生儿；
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸模式 1） IPPV（间歇正压通气） 2） VCV（容量控制通气 3）PCV（压力控制通气） 4）PSV（压力支持通气） 5） SIMV（同步间歇指令通气） 6）PEEP（机械控制通气） 7） CPAP（持续气道正压通气） 8） A/C（辅助控制通气）
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机工作原理及结构： 控制与监测的分离
目的：绝对安全 考虑单一故障；
解决方案：
系统分离；双CPU，相互独立；
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 检测关注事项
1）吸气潮气量、呼气潮气量数值异常；
呼吸机结构原理及临床中的应用
PF
峰流速
Vt
潮气量
Ti
吸气时间
Te
呼气时间
呼吸机结构原理及临床中的应用
A 峰压
Paw
PResistance
0
Time (sec)
Pplat. B 平台压 C 呼末正压
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机主要参数、报警设置 报警：
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸模式
SIMV（同步间歇指令通气） 在病人自主呼吸的基础上，每分钟插入几次有规 律的、间隙的指令性通气； 从机械通气过度到自主呼吸；
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸模式
PEEP（持续气道正压通气） 控制呼吸时，呼气期维持较低的气道正压 目的在使萎陷的肺泡复张，提高氧分压
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸模式
IPPV（间歇正压通气） 呼吸机最基本通气方式。 吸气相呼吸机将气体压力体内，气道内产生正压， 呼气相管道与大气相通，胸肺组织弹性回缩将气 体排出，直到压力与大气相等； 比较多的应用于麻醉机中的呼吸模式；
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
——漏气因素、 ——测试仪气体选择；
2）潮气量精度异常 ——设置量与模拟肺、阻抗是否匹配； 3）设置参数之间的互锁关系
——潮气量、频率、呼吸比、吸呼气时间；
4）触发功能实现
——建立PEEP，改进模式肺，简化触发测试；
END 谢谢
• 呼吸模式
VCV（容量控制通气）∞IPPV
PCV（压力控制通气） 为控制通气，压力为控制的参数，气体分布均匀， 氧和和通气良好，需监测潮气量
PSV（压力支持通气） 在病人自主呼吸的基础上，每次呼吸得到一定压 力的呼吸支持 呼吸频率由病人自主呼吸决定 锻炼病人的呼吸肌 准备撤离呼吸机
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸模式
CPAP（持续气道正压通气） 于吸气期和呼气期均送入恒定的正压气流，使气 道保持正压 适用于自主呼吸的病人 作用与PEEP相似， PSV+PEEP
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸模式
A/C（辅助控制通气） AV + CV 自动选择； AV (辅助通气)——靠患者触发，呼吸机以预置条 件提供通气辅助； CV (控制通气)——完全由呼吸机来控制通气的频 率、潮气量和吸呼时间比；
呼吸机结构原理及 临床中的应用
——北京谊安公司寇立强
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机的临床应用 • 呼吸机的分类 • 呼吸模式 • 呼吸机主要参数、报警设置 • 呼吸机工作原理及结构 • 检测关注事项
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机的临床应用：
1).提高氧合作用； 2).改善通气； 3).减少呼吸作功； 4).减少心肌作功；
Ti （吸气时间）:0.8－1.2s FiO2（吸氧浓度）：21~100% PEEP（呼吸末正压）：3－5cmH2O I：E （吸呼比）：4：1~1：8，一般1：2 Vi （吸气流速）：40－100L/min
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
潮气量高、低报警； 分钟通气量高、低报警； 气道压力高、低报警； 呼吸频率高、低报警，窒息报警； 氧浓度高、低报警；
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机的工作原理及结构：
呼吸机由控制（气控、电控）、监测、气路、气 源、湿化装置等几部分组成。 控制——电控（电脑、单片机、电路），气控 （流量调节阀、频率调节阀）； 监测——液晶、数显仪表、数码管、指示灯显示 方式； 气路——调压阀、流量阀、空氧混合阀等； 气源——集中供气、空压机、气瓶、活塞供气方 式； 湿化装置——湿化器、人工鼻等；
呼吸机结构原理及临床中的应用
呼吸机结构原理及临床中的应用
• 呼吸机主要参数、报警设置 参数：
潮气量——Vti、Vte； 呼吸频率：——f 分钟通气量：——MV=潮气量X呼吸频率 吸呼比：——IE，2：1~1：8 吸气时间、呼气时间、屏气时间； 气道压力：峰值压力、气道平均压、平台压、吸 气压力水平、PEEP： 氧浓度、顺应性、气阻； 压力触发、流速触发；