家用呼吸机气路模块设计说明
呼吸机的基本原理和通气模式
压力参数及其符号
(1)气道压力(Airway Pressure，Pair/Plung不一致) 是一个动态物理参数，波形、光柱： Ppeak , Pplateau, Pmean（cmH2O或kPa） (2)吸气压力水平 (Pi-Level：0～10kPa)？ (3)呼气末正压 (PEEP：0.1 kPa～3kPa) (4)吸、呼压力触发灵敏度 (PT: -2kPa～+2kPa) (5)呼吸机的工作压力、气源压力。 低压：(60~70) cmH2O，高压：＞120kPa
压力参数及压力触发灵敏度
触发压力 P = PEEP- PT 呼吸做功 W = ΔS + SC
气道阻力和顺应性
静态气道阻力 RL=(Ppeak – Pplateau)/flow cmH2O/L/s 静态顺应性 CL=VT/ (Pplateau –PEEP) L/cmH2O
呼吸机的基本模式
呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
自主呼吸 vs. 正压通气
Pressure 压力
Volume 容量
I E I E
通气模式的转化
呼吸机工作模式
控制呼吸 采用时间切换方式， 呼吸机控制病人的潮气量、频率和吸/呼比 病人的自主呼吸努力不能触发送气 适用：呼吸完全停止或呼吸极微的患者
呼吸机工作模式
辅助呼吸 呼吸频率由病人控制，吸气由病人吸气动作所产生的气道内负压所触发，但输入气量则由机器的预定值提供，采用压力或流量触发形式 适用：有自主呼吸，但通气不足
辅助/控制模式(A/C):机控呼吸
临床应用：病人基本没有自主呼吸 呼吸机根据临床医生的设定参数供气： 潮气量或压力 流速和流速波形，或吸气时间 呼吸频率 由机器启动，也可由病人同步触发通气
呼吸机常见模式选择及参数设置
观察患者的症状是调整呼吸机参数的重要依据，如呼吸困难的程度、呼吸频率、发绀等。
医生应根据患者的症状变化及时调整呼吸机参数，以缓解患者的不适感，并确保患者安全。
根据患者症状调整
呼吸机在运行过程中会实时监测患者的呼吸参数和治疗效果，如潮气量、气道压力、呼吸频率等。
医生应定期查看这些监测数据，并根据数据的变化趋势调整呼吸机参数，以优化患者的通气效果和呼吸机的运行效率。
吸入氧浓度参数设置
呼吸机参数调整原则
03
根据血气分析结果调整
血气分析是评估呼吸机治疗效果的重要手段，通过分析动脉血气指标，如pH值、PaO2、PaCO2等，可以了解患者的氧合状态和酸碱平衡情况。
根据血气分析结果，医生可以判断呼吸机的参数设置是否合适，并根据需要调整参数，以改善患者的氧合和通气效果。
压力参数设置
通常情况下，吸气流量设置为60-80L/min，呼气流量设置为20-40L/min，以确保足够的氧气供应和二氧化碳的排出。
根据患者的病情和舒适度，可以对流量参数进行调整。
流量参数是指呼吸机在单位时间内向患者肺部提供的气体量。
流量参数设置
01
02
潮气量参数设置
过高的潮气量可能导致气压伤和过度通气，而过低的潮气量则可能无法满足患者的通气需求。
在使用呼吸机的过程中，应密切观察患者的生命体征、呼吸状况等，及时发现异常情况。
密切观察患者情况
调整参数
记录数据
根据患者的具体情况，及时调整呼吸机的参数，以满足患者的需求。
对患者的生命体征、呼吸状况等数据进行记录，以便于后续分析和处理。
03
02
01
注意观察患者情况
定期更换管道和湿化器
定期更换呼吸机管道和湿化器，以减少细菌滋生和感染的机会。
无创呼吸机模块
件下高精度潮气量计算。 （仅限 III 型模块）
无需强制散热
潮气量精度：±10%或 20mL 取大者
完善的技术支持
呼吸触发精度：呼吸容量 20mL
免费 DEMO 样板
实时分析
免费 DEOM 程序
实时分析呼吸流量和压力数据，对每一个
针对用户电机型号匹配产品程序参数
呼吸周期进行评价反馈。
用户程序脱离实时控制，降低用户系统要
效率更高，工作温升更小。
求。
电机工作状态实时判断，具有故障停机保 操作简便
护和报警功能。
串口控制，接口通用
高精度
单指令启动
通过内置的高精度流量分离算法，准确实 体积小巧，植入方式灵活
时分离泄漏流量与呼吸流量。实现无创条
两种不同尺寸，便于用户结构设计
吸入（或呼出）容积 20mL
外形尺寸：（L×W×H）
主控模块：106×58×18mm
或：53×58×35mm
流量模块：60×52×15
北京恒正彤研发工作室出品 技术咨询电话：13601225649 Email:chyjxq@ QQ:410229808
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模式内置，高效智能
低成本
内部集成模式控制算法，用户程序直接设
I 型模块无需压力传感器实现 CPAP 模式。
定模式，无需实时管理。
II 型模块通过虚拟流量还原（VFRevert）
高效驱动
算法，同步呼吸控制时无需流量传感器。
独特的无刷直流电机控制算法，使得电机
吸气压力上 升斜率 —— 3档 3档 3档 3档 3档
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产品型号
PB -840 呼吸机气路系统工作原理
PB －840 呼吸机气路系统工作原理PB －840 呼吸机在国内外医院广泛使用，本文详细介绍了PB840 的气路系统的结构及工作原理。
PB － 840 是一台适用于各年龄段危重和亚危重病人呼吸治疗的高性能呼吸机，包含多项专利技术，通气模式齐全，技术特点突出，充分满足临床呼吸治疗的需求。
本文重点探讨 PB－840 呼吸机的气路系统工作原理。
PB－840 气路采用模块化的设计，由吸气模块、病人回路、呼气模块和压缩泵等四部分组成。
1 吸气模块吸气模块由供气调节子系统、流量控制子系统和安全阀／吸气监测子系统等三个子系统组成。
1．1 供气调节子系统气源（空气和氧气）通过软管和接头进人呼吸机，系统对其进行过滤、除水、调压处理。
系统由两条并行但不完全相同的气路组成。
压力开关 PS1 和 PS2 检查氧气和空气气源的压力，当压力达到 31.5psi 时，相应的开关闭合，同时发指令给电路板供气压力已够。
当氧气或空气的供气压力降到 20 psi时，相应的开关打开，触发“ , N0O2 SUPPLY”或“ NO AIR SUPPLY”报警。
当两个气源都消失时，呼吸机高度报警，同时打开安全阀，病人呼吸室内空气。
空气通道：空气经进气过滤器（ F2 ）、积水杯（ WT1）送至检查阀组件，这里有墙式空气检查阀（ CV2 ）和压缩泵检查阀( CV4 ) ，这两个都是单向检查阀。
当墙式空气压力超过压缩（或未接压缩泵）时， CV2打开， CV4 关闭，呼吸机由墙式空气提供空气。
当压缩泵压力超过墙式空气（或未接墙式空气）时， CV4打开， CV2关闭，呼吸机由压缩泵提供空气。
氧气通道：氧气经初级过滤器（ Fl ）和次级过滤（ F3 ) ，通过检查阀组件直接进入调压器，不做气源检查。
过滤后的空气和氧气通过网式过滤器（ F4 和 F5) ，进人空气调压器（ REG2 ）和氧气调压器（ REG1）。
通过调压器，空气和氧气保持 10 . 5 士 15psi 输出。
呼吸机参数设置与调节PPT课件
现代呼吸机已实现智能化、多功能 化，能够根据患者病情自动调整参 数，提高治疗效果和患者舒适度。
02 呼吸机参数设置
压力参数设置
01
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压力支持
设置适当的压力支持水平， 以帮助患者克服呼吸道阻 力和呼吸肌疲劳。
呼气压力
设置适当的呼气压力，以 防止患者过度通气或通气 不足。
压力限制
设置压力限制以确保患者 的安全，防止气压伤等并 发症。
调节原则
在重症监护病房中，调节呼吸机参数需要遵循个体化原则，根据患者 的病情和生理需求进行精细调节。
应用场景二：急诊科
患者病情
急诊科的患者病情多样，需要快速评估和救治。
参数设置
在急诊科中，呼吸机的参数设置需要更加快速和 准确，以确保患者能够得到及时的呼吸支持。
调节原则
在急诊科中，调节呼吸机参数需要遵循快速、准 确的原则，以确保患者能够得到及时的救治。
呼吸机的工作原理基于一定容量的气体交换，通过设定吸气和呼气的压力、流 量和时间等参数，模拟自然呼吸过程，实现气体在肺内可追溯到19世 纪末期，主要用于治疗某些肺部
疾病。
发展阶段
随着医学和技术的进步，呼吸机不 断改进和完善，出现了多种类型和 功能的呼吸机。
气或通气不足的情况发生。
04 呼吸机使用注意事项
使用前检查
电源和气源检查
确保呼吸机正常供电和气源供应，避 免因电源或气源问题导致呼吸机无法 正常工作。
管道连接检查
参数设置检查
根据患者病情需要，检查呼吸机参数 设置是否正确，如潮气量、呼吸频率、 吸呼比等。
检查呼吸机管道连接是否紧密，有无 漏气现象，确保呼吸机正常供气。
吸入氧浓度与呼出二氧化碳浓度调节
呼吸机系统设计12-24 (2)
呼吸机系统设计1.引言1.1 目的本设计书目的在于明现方式，指导开发人员进行编码。
1.2 读者对象本设计呼吸机项目的开发人员。
1.4 设计约定IPAP与输出的压力大小无关。
输出6CMH2O，表示当前在吸气状态，输出的压力大小为6CMH2O。
提供CPAP模算出的爬坡压力。
文中使用的时间都是以S为单位。
文中使用的流量单位都是LPM。
1.5 性能参数1.6 参考文献BiPAP机用户手册；BiPAP Sy商手册。
呼求文档2. 系统概述整个呼模式，报警等功能。
各层间关系如下图呼吸机系统形成算法层给各个模式提供调用。
模式模块包括五种模式，形成模式库，其中各个模式分别式。
驱动层封装与硬件编程相关的功能，为上层提供调用，对设备进行控制。
3. 系统应用层设计3.1任务总述应用层由任务务和显示任务。
主任务Mask：由主函数创创建其他所有的任务。
参数设置tTask：通过相应的按运行，调用参数设置函数，执行参数设置功能。
而动态参数设置任务则可以与治疗模式任务同步运行。
动参置及参数查PMTask：通过相同步运行，调用参数设置函数，执行参数设置功能。
而动态参数设置任务则可以与治疗模式任务同步运行。
治疗模务HedTa：通过相应的按键中断事件响应进入就绪态或者挂起。
与参数设置任务不可以同步运行。
调用所有的治疗功能算法和底层驱动，执行治疗功能。
显示任layTask：调用底层显示驱动显示相应的文字、符号、图形。
由按键中断决定显示的内容。
报警任mTak：通过报警事件响应进入就绪态，调用底层报警驱动，根据不同的报警源，处理不同的报警响应。
各任务创建先后顺序如下：◆任务健时序：os安◆任务函数表3.1.1◆主任务与其它函数：表3.1.23.2治疗dTask⏹治疗模务治不同的模式函数。
3.2.1CA式⏹概述：持P）模式下，BiPAP Synchrony在一种压力水平下输送持续压力支持通气。
此模终与设定的压力相等，显示呼吸参数。
为了完成以上功能，需要对应的各算法按一定时序运行。
呼吸机参数及模式图文
根据故障现象，分析可能的原因，如电路故障、传感器故障等。
故障分析
通过检查设备各部分，确定故障的具体位置，如某个电路板、某个传感器等。
故障定位
故障诊断
调试修复
对于一些由于参数设置或调试不当引起的故障，需要进行相应的调整和修复。
维修记录
对维修过程进行详细记录，包括故障现象、原因、处理方法等，以便于后续维护和排查。
控制模式下的呼吸机参数包括潮气量、频率和吸氧浓度等，需要根据患者的具体情况进行个体化设置。
控制模式
在控制模式下，呼吸机的参数设置同样需要根据患者的具体情况进行个体化设置。常见的参数包括潮气量、频率和吸氧浓度等。这些参数的设置需要综合考虑患者的生理需求和安全性，以确保患者得到适当的通气和氧合支持。
控制模式下患者可能会出现人机对抗的情况，需要密切监测患者的反应和生理指标。
故障预防
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详细描述
呼吸机工作流程图以图形化的方式展示了呼吸机的工作流程，包括吸气、呼气、气体交换等过程。通过流程图，用户可以直观地了解呼吸机的工作原理和气体流动路径，有助于更好地理解和操作呼吸机。
呼吸机工作流程图
详细展示呼吸机的操作界面和功能按钮
总结词
呼吸机操作界面图展示了呼吸机的操作界面，包括显示屏、功能按钮、接口等。通过操作界面图，用户可以了解如何操作呼吸机，包括设置参数、调整模式、查看监测数据等，有助于提高使用呼吸机的效率和安全性。
调节吸入氧气的浓度，以满足患者的氧需求，通常范围在21%-100%之间。
设置呼吸机的呼吸频率，以控制患者的呼吸次数，通常范围在10-30次/分钟之间。
参数设置
参数调整
01
呼吸机的通气模式介绍
呼吸机通气模式介绍之杨若古兰创作1、IPPV/ASSIST（VC）-同步/间隙正压通气（定容）●容量控制、时间切换●须要设置以下参数：潮气量Vt呼吸频率f吸气时间Ti吸气流量Insp. Flow吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP触发灵敏度-流量Flow Trigger 或压力Pressure Trigger2、PLV-压力限制通气●是1个辅助通气功能，只能和定容通气模式一路使用，如：IPPV（VC）、SIMV●需设置Pmax，普通应大于坪台压（Pplat）3~5cmH2O3、IPPV/ASSIST（PC）-同步/间隙正压通气（定压）●压力控制、时间切换●须要设置以下参数：吸气压力Pinsp呼吸频率f吸气时间Ti压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP触发灵敏度-流量Flow Trigger 或压力Pressure Trigge4、PSV/CPAP-压力撑持/持续气道正压●自立呼吸模式●须要设置以下参数：撑持压力Ppsv压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP吸气流量触发灵敏度Insp.Flow Trigger吸气终止百分比%●当Ppsv=0时，即为CPAP模式5、SIMV，SIMV+PSV-同步间隙指令通气，同步间隙指令通气+压力撑持●容量控制、时间切换+自立呼吸●在2次指令通气间病人可以进行自立呼吸●须要设置以下参数：潮气量VtSIMV频率f吸气时间Ti吸气流量Insp. Flow撑持压力Ppsv压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP吸气流量触发灵敏度Insp.Flow Trigger吸气终止百分比%6、MMV，MMV+PSV-指令分钟通气，指令分钟通气+压力撑持●与SIMV基底细同，独一区别是当在1分钟内分钟通气量（包含病人的自立呼吸通气量）达到设定值时，病人将以自立呼吸模式进行呼吸，呼吸机不再提供机械通气7、PRVC-压力调节容量包管通气●压力调节、容量控制、时间切换●第一次做IPPV（VC）通气，屏气时间为10%，测得的坪台压力作为下一次通气的压力，当前根据每次测量的潮气量与目标潮气量比较来决定下一次压力的大小，每次压力变更量为1~3cmH2O●须要设置以下参数：潮气量Vt呼吸频率f吸气时间Ti吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP触发灵敏度-流量Flow Trigger 或压力Pressure Trigger8、BIPAP，BIPAP+PSV-双水平通气，双水平通气+压力撑持●双水平的自立呼吸模式，吸气相和呼气相病人都可以进行自立呼吸●当病人无自立呼吸能力时，相当于IPPV（PC）●当病人有自立呼吸能力时，且吸气时间较短（<1.5s）时，相当于定压的SIMV●须要设置以下参数：吸气压力Pinsp呼气末正压PEEP频率f吸气时间Ti压力上升时间Rise Time撑持压力Ppsv吸入氧浓度O2%吸气流量触发灵敏度Insp.Flow Trigger吸气终止百分比%10、AutoFlow-主动流量通气（Drager）●是1种辅助通气模式，必须和容量控制通气模式一路使用，如：IPPV（VC）、SIMV●容量包管的双水平自立呼吸模式，吸气相和呼气相病人都可以进行自立呼吸●吸气压力可以根据目标潮气量和顺应性计算而得，并随测得的潮气量的变更而改变，每次变更量1~3cmH2O●如果病人没有自立呼吸，相当于PRVC模式，如果病人有自立呼吸，则相当于容量包管的BIPAP模式11、APRV-压力释放通气●在1个较高的CPAP压力水平进行自立呼吸的同时，会有间断的短时间的低压释放●须要设置以下参数：高压力Phigh低压力Plow高压时间Thigh低压时间Tlow压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%12、NIV-无创通气●使用面罩或鼻罩对病人进行辅助通气，普通在呼吸机启动后应先设置是有创或无创模式●病人必须有自立呼吸能力●对NIV模式有2品种型的呼吸机，SERVO-i只能是NIV+IPPV（PC）、NIV+PSV/CPAP，而Drager的呼吸机可以和任何通气模式一路使用（除了ILV），ATC功能主动禁止●必须有泄漏抵偿功能，计算泄漏量，并有高级此外泄漏过大报警，普通成人的最大泄漏量抵偿为30L/min，小儿为15L/min●同步触发必须是流量触发，也有容量触发和波形触发●吸气终止的流量%普通大于有创通气时的流量%，普通应考虑限制最大吸气时间●通气压力不宜过高，普通应小于40cmH2O●NIV通气时普通不克不及使用雾化功能●必须配有SPO2监护13、SIGH-深呼吸●是1种辅助通气模式，只能和IPPV（VC）模式一路使用●有2种方式，添加潮气量（普通为设定值的1.5~2倍）或添加PEEP，普通每3分钟1次15、ATC-主动气管阻力抵偿●是1种辅助功能，必须和其他通气模式一路使用，普通和自立呼吸模式一路使用，NIV模式不适用●须要设置抵偿的百分比%和插管直径D●根据吸气流速和插管直径进行压力抵偿，使插管尾端的压力接近设置压力△P=Rtube×Flow2≈5×Flow2/D2，其中Flow单位L/s，D 单位cm17、SmartCare/PS-常识型自立呼吸模式（Drager）●是1种辅助通气模式，必须和PSV一路使用，病人必须具有自立呼吸能力●根据病人的呼吸形态（Vt、f、EtCO2）主动地调节压力撑持水平（每2-5min调整1次，2~4mbar）●必须输入以下病人信息：体重IBW，必须大于15kg插管endotracheal或气管切开tracheotomy的管道直径使用湿化器或湿热交换器病人是否患有COPD或神经杂乱19、Apnoea Ventilation-梗塞后备通气●是1种后备通气模式，普通为定容或定压通气，和自立呼吸模式一路使用，如：SIMV、PSV/CPAP、VSV、BIPAP、PAV，不适用于AutoMode和NIV●病人自立呼吸期间，在设定的梗塞时间内无自立呼吸，呼吸机随即启动Apnoea Ventilation，并报警●须要设置以下参数：梗塞时间Tapnoea潮气量VTapnoea或吸气压力Papnoea频率Fapnoea●吸呼比为1：220、ILV-单独肺通气（Drager）●2台呼吸机分别对2只肺进行单独通气●1台为主呼吸机，另1台为从呼吸机，通气模式由主呼吸机决定，呼吸参数分别设置，主、从呼吸机应通讯。
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家用呼吸机气路模块详细设计说明
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家用呼吸机气路模块详细设计
说明(1.0).doc
目录
第1章概述 (3)
第2章气路模块详细设计说明 (4)
2.1气路系统的构成 (4)
2.2 气路原理图设计方案 (4)
2.2.1 工作原理 (5)
2.2.2 气源过滤部分 (5)
2.2.3 压力生成部分 (5)
2.2.4 主要技术参数 (6)
2.2.5 气体湿化部分 (6)
2.2 气路结构设计方案 (7)
第1章概述
根据公司研发部KF-060-0003《家用呼吸机需求规格说明》，结合国内外主要家用呼吸机造型分析及公司家用呼吸机所需的KF-060-0005《家用呼吸机机械总体设计方案》，作了家用呼吸机《气路模块详细设计说明》。
本文档明确了家用呼吸机项目气路各模块的详细设计说明。
本文档设计说明遵循以下标准：。
第2章气路模块详细设计说明
2.1气路系统的构成
图1 呼吸机气路系统结构框图
产品是一台电动电控家用呼吸机。
整个气路系统可以划分为气源、压力生成、湿化三部分:
⑴.气源过滤部分包括可重复利用的泡沫过滤器、一次性超滤过滤器以及过滤器盖子，其功能
为过滤空气中的粉尘和烟雾，为病人提供清洁、安全的空气。
当机器不使用时，盖上盖子，
防止异物进入；
⑵.压力生成部分包括鼓风机、气容及三通分流阀。
鼓风机的功能是将干净的空气气压提高，
三通分流阀调节流向病人的流量和流向风机进气端的流量以维持一个适当的压力，气容的作
用是储存干净的空气；
⑶.气体湿化部分主要是湿化器，其功能是对干净空气进行湿化，使其以一合适的湿度和温度
流向病人，避免刺激病人气道。
2.2 气路原理图设计方案
Patient
图 2 呼吸机气路原理图设计方案
2.2.1 工作原理
本产品是一台电动电控家用呼吸机，通过控制风机的转速得到一个最大的风压，然后再控制三
通阀分流从而调节气道压力（如图2）。
具体工作过程如下：
吸气时，控制风机维持一定的转速，调节三通，得到一个目标压力；呼气时，风机转速不变，调节三通，得到另一目标压力，病人的呼气直接从水槽排出。
2.2.2 气源过滤部分
气源过滤部分是呼吸机气路的起始部分，其主要功能是将外界的空气引入整机。
由于外界空气
可能含有粉尘或烟雾等杂质，因此，气源过滤气路中必须有过滤装置，以保护风机和病人。
外界空气经过机器的低压气体输入口进入呼吸机，再经过可重复利用的泡沫过滤器，一次性使
用的超滤微生物过滤器后，得到清洁的空气。
过滤器
AIR
图 3 气源过滤气路
外界空气源就是呼吸机所处工作环境下的大气压下的空气，气压一般不超过100KPA ，且空气
质量要好。
2.2.3 压力生成部分
压力生成是将清洁的低压空气经过调压输出得到合适压力的空气。
压力生成气路设计方案如下图所示。
压力传感器
图 4 压力生成气路
清洁低压空气经过一气容到风机进气口，风机再以一定的转速产生一定的风压，调节三通阀，从而得到适当的目标压力。
风机选用无刷直流电机，体积小，风量大。
三通分流阀有两个作用，一是调压；二是当风机不转动时，病人端到三通分流阀气容支路端是对空，防治病人窒息。
2.2.4 主要技术参数
⑴．压力范围：
IPAP： 4 CMH2O 到 30 CMH2O
EPAP： 4 CMH2O 到 25 CMH2O
CPAP： 4CMH2O 到 20 CMH2O
⑵．风机最大流速：不低于180LPM，其产生的压力不低于30CMH2O；
⑶．呼吸频率：自动，4～30 BPM
⑷．过滤器：可重复使用的粉尘滤片与超净滤片选件
2.2.5 气体湿化部分
气体湿化部分的气路主要对病人吸入的清洁空气加温加湿，避免因空气太干燥或温度太低而刺激病人气道。
设计时需要注意两点：一是空气湿度需达到95%以上，二是气体温度不超过35℃。
气体湿化气路方案如下图所示。
Patient
加湿器
图 5 气体湿化气路
器件功能及指标
表 1 呼吸机湿化部分元件
2.2 气路结构设计方案
风机三通阀
气容
AIR进气
口和过滤
器海绵湿化器
气嘴组件（压力和流
量传感器接口）
图 6 气路结构设计
家用呼吸机气路结构设计如图6所示，具体的结构设计参考KF-060-0006《家用呼吸机机械模块详细设计说明》。