呼吸机的基础知识(基础篇)
呼吸机的基础知识（基础篇）
摘要：讲述对呼吸机的基本认识和简单的介绍原理以及对呼吸机的人机界面的学习，这对以
后开展
呼吸机的维修和基本操作起了很大的帮助作用。
关键词： 起源/功能/术语
Abstract: This article explains the basic knowledge on the Ventilators and introduced the simple
principle, as well as ventilator-learning interface, which is helpful carrying out breathing machine
maintenance and basic operation.
Key words: Origin，features，terms
呼吸机是一种常用的急救与生命支持设备，它广泛应用于急救、麻醉、术后恢复、呼吸治疗
和呼吸维持，在医院设备中占有重要地位。据美国呼吸病学会抽样统计，目前因呼吸机的普
遍使用，使临床抢救的成功率大大提高（约提高了50%）。
20世纪初，随着电力技术的运用，体外负压技术得以研究和发展。
1928年，Drinker和Shaw发明“铁肺”箱式负压治疗机，成功抢救8岁患脊髓灰质炎的小
女孩，开创了“机械通气”史上的里程碑。
在30~40年代，欧美脊髓灰质炎大流行，铁肺、胸甲式和袋式体外负压通气机大量使用，取
得一定效果，但对ARDS无效。
20世纪初，人工气道技术和喉镜直视气管插管技术成熟，正压通气在麻醉和外科领域得以
迅速发展。
1940年，第一台间歇正压通气（IPPV）麻醉机被发明，用于胸科手术和ARDS。
1946年，Bennet 公司研制出世界第一台初具现代呼吸机基本结构的间歇正压呼吸机PR-1A
（气动气控压力限制型）。同年，Bird公司也研制出Bird mark Ⅶ。
1950年，Engstr?m公司研制出第一台容量切换型呼吸机，标志着第二代呼吸机的诞生。
60年代后，随着半导体和电子技术的发展，由电子器件控制、监测、气体的压力和容量及
带简单报警功能的呼吸机被开发出来，如Servo 900A, Bennet MA等。在这一阶段，由于大
量临床经验的积累和研究，一些新的机械通气概念和技术得以发展和应用，如
PEEP,CPAP,IMV,SIMV等出现。
80年代以后，人们对呼吸生理的了解更加深入，此时传感器技术、计算机技术发展成熟，
机械加工工艺日臻完善，这些技术引入呼吸机的设计和制造之中，使呼吸机的性能进入了一
个新的阶段。
1981年，Servo 900C 研制成功，通气模式多、稳定性好、监测报警参数多、氧浓度调节灵
活、同步响应时间短，使其在整个80年代10年间，占有一定优势。同时代的还有：PB7200,
Bird-6400等。
90年代，临床对呼吸机的安全性和舒适性要求更高，在电子机械方面研制出高速比例阀，
开发Servo-300/A，用了两个高速比例阀。自80年代以来，呼吸机的通气模式有了很大的发
展，在普通定压和定容型通气模式的基础上相继出现了以下通气模式:
SIMV(同步间歇指令性通气), PSV(压力支持通气), PRVC（压力调节容积控制）, PRV(压力释
放),BiPAP（双水平气道正压通气）, Auto-Mode, ASV(适应性容量通气),APV (适应性压力通
气)PPS等，自动插管补偿ATC同步方面在压力触发的基础上增加了流量触发（flow-by）。
近几年，经多点改进的辅助通气模式和监测报警向智能化发展，更接近生理状态，如：
Siemens-300A, PB-840, Evita-4, Galileo.此外，便携式急救呼吸机和家用呼吸机进一步发展、不
需要压缩空气的微涡轮、微泵多功能呼吸机上市：NPB740, 760等。还有一些特殊功能的呼
吸机如：无创呼吸机Respironics BiPAP S/T-D、高频/喷射/振荡/小儿呼吸机（森迪斯3100A/B）。
一、呼吸机的构成：
（一）概念
呼吸机是一个肺通气装置(Lung ventilator)只能起到将气体送到肺内和排出肺外的作用,而并
没有参与呼吸的全过程,它并不能代替肺的全部功能(指换气功能).有人认为将其称之为“通
气机”更为确切,从英文直译也是这个意思.完成通气机的功能人们最早想到的就是“打气筒”
原理,其目的就是利用一种机械装置将气体增压送入人体 。
（二）呼吸机的组成
主机(气路单元+电路单元)
湿化器(温控+湿化灌)
空、氧气源提供装置
床边压缩机+O2气源
中心气源(Air、O2) 压力(2.5~5.5)kg/cm2
进主机高压，出低压，气源要洁净、干燥。
（三）各部分功能
主 机（气源处理、吸呼控制、监测报警）
混合器（机械或电子式空、氧配比混合）
湿化器（病人吸入气体的加温、加湿）
病人管路（5～6根螺纹管、可接雾化吸入器，完成病人吸入和呼出气体的传输）
气 源（以适当方式提供压缩空气和氧气）
其 它（主机和病人管路的固定或移动装置）
二、基本呼吸模式（可根据临床的实际需要选择）
Assist CMV 辅助、控制
SIMV 同步间歇指令呼吸（带或不带压力支持）
CPAP 持续气道正压呼吸（带或不带压力支持
PCV 压力控制呼吸
PC-SIMV 压力控制的SIMV
三、人机操作界面（面板控制）中英文定义
呼吸机常用术语中英文对照，
minute volume 分钟通气量 mode 模式
moisture trap 湿气(水分)清除装置 nebulizer 雾化器(装置)
oxygen percent control 氧浓度调节(控制) oxygen sensor 氧传感器
parameter 参数 pat~nt wye Y型接头
peak hold switch 峰压保持键 peak flow dial 峰流设定
plateau 平台 preset volume(pressure)预置的容量(压力)
power supply 电源 pressure gauge 压力计、压力测量装置
pressure support 压力支持 pressure transducer 压力传感器
ratio 率、比值 resetkey 复原键、恢复键
respiratory rate 呼吸频率 sensitivity 敏感度
sensor 传感器、测量器 source gas 气源
temperature sensor 温度传感器 test lung 模拟肺
tidal volume 潮气量 tranducer 传感器
trigger level 触发水平 waveform 波形
airway pressure 气道压 alarm indicator 报警显示
apnea 呼吸暂停 bag 囊
bellows 风箱 calibration 校准、定标
compressor 压缩器、压缩装置 continuous flow 持续气流
corrugated hose 螺纹管，呼吸管道 exhaled gas 呼出气
exhalation time 呼出时间 exhalation valve 呼出阀
expired minute volume呼气分钟通气量 flowrate 流速
flow transducer 流量传感器 flow trigger 流量触发(器)
gas supply 气体供应 humidifier 加湿气
infant ventilator 婴儿呼吸机 inlet 输入(口)
respiratory time 吸入时间 leak test 漏气检查
low inspiratory pressure吸气低压传感器 sensor low pressure alert 低压报警限
magnetic valve 电磁阀 main compressor 主压缩装置(泵)
main power 总电源 manual 手动
四、总结：为了更好的熟悉呼吸机首先必须得了解呼吸机的基本功能和控制方式以及熟悉操
作按钮这样才能够对呼吸机进行调试和正确的操作。
参考文献:
[1] 《急救医学装备工程导论》
呼吸机基础知识
呼吸机基础知识呼吸机基础知识一、呼吸系统的正常解剖和结构1、呼吸道以环状软骨下缘为界分为上下呼吸道。
上呼吸道是气体进入肺脏的门户，为生理性死腔，上呼吸道占一半，呼吸道的阻力约45%来自鼻与喉。
下呼吸道包括气管、支气管、细支气管和终末细支气管。
气管切开一般在第2-4软骨环进行。
2、胸廓由12块胸椎、1块胸骨、12对肋骨、肋间肌和膈肌等组成。
在神经的支配下胸廓可随意而有规律的进行呼吸运动。
3、呼吸是机体与外界之间的气体交换过程，由三个环节组成，外呼吸、气体的运输、内呼吸。
外呼吸是肺毛细血管血液与外界环境之间的气体交换过程，包括肺通气和肺换气过程。
肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程。
肺换气是肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程。
影响肺换气的因素：（1）呼吸膜的厚度，呼吸膜由含肺表面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞、上皮基底膜、肺泡间隙和毛细血管膜之间的间隙、毛细血管基膜和毛细血管内皮细胞层。
（2）呼吸膜的面积，气体扩散速率与扩散面积成正比，肺扩散总面积大70平方米。
（3）通气/血流比值约为0.84。
气体运输是由循环血液O2从肺运输到组织之间的气体交换。
内呼吸是组织毛细血管血液与组织、细胞之间的气体交换过程。
4、呼吸运动是呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小。
胸廓扩大称为吸气运动，主要吸气肌是膈肌和肋间外肌，胸廓缩小称为呼气运动。
吸气肌是是胸廓扩大而产生吸气动作的呼吸肌，主要指膈肌和肋间外肌。
呼气肌是指是胸廓缩小的呼吸肌，主要指肋间内肌和腹壁肌肉。
辅助呼吸肌指斜角肌、胸锁乳突肌、胸背部肌肉。
吸气过程是主动过程，膈肌下降扩大胸廓上下径，肋间外肌收缩，增大胸廓前后径和左右径，使胸腔容积增大，压力下降，空气进入肺内。
呼气过程是被动过程，肺脏的弹性回缩力和肺泡表面张力构成肺的弹性回缩力，膈肌和肋间外肌舒张，胸腔缩小，压力增大，呼气。
二、胸内压和肺内压变化。
1、胸膜腔是脏层胸膜与壁层胸膜之间的腔隙，内有少量液体，彼此紧贴，中间浆液起润滑作用，减少摩擦阻力；浆液分子之间的内聚力使两层胸膜紧贴在一起。
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预防并发症
长期使用呼吸机可能会导致一些并发 症，如呼吸机相关性肺炎、气管黏膜 损伤等，应注意预防。
04
呼吸机的维护与保养
日常维护
清洁
每天清洁呼吸机外部，保持机器 整洁，避免灰尘和污垢的积累。
消毒
定期对呼吸机的内部进行消毒， 以防止细菌和病毒的传播。
检查
每天检查呼吸机的各项功能是否 正常，如电源、指示灯、气路连
正确佩戴
保持清洁
调整参数 定期检查
07
呼吸机的应用范围与前景
应用范围
医院：用于治疗各 种呼吸系统疾病， 如COPD、哮喘、 肺炎等。
运动医学：用于运 动员训练和比赛时 的呼吸支持。
呼吸机的应用范围 包括
家庭：适用于家庭 疗养和康复，如老 年人和慢性病患者。
灾难救援：在灾难 发生时，呼吸机可 用于救治受困人员。
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contents
目录
• 呼吸机概述 • 呼吸机的基本结构 • 呼吸机的使用方法 • 呼吸机的维护与保养 • 呼吸机的清洁与消毒 • 呼吸机的选购与使用 • 呼吸机的应用范围与前景
01
呼吸机概述
呼吸机的发展史
01
02
第一代呼吸机
第二代呼吸机
03 第三代呼吸机
呼吸机的种 类ຫໍສະໝຸດ 定容型呼吸机清洁和消毒时应遵循医院感染控制的要求，佩戴个人防护用品，如口罩、手套等。
在进行清洁和消毒时，应注意不要损坏呼吸机的部件和电路，以免影响呼吸机的正 常使用。
06
呼吸机的选购与使用
选购注意事项
确定需求 选择正规渠道 考虑性能特点 价格与售后服务
使用环境要求
室内环境
01
空气质量
呼吸机基础知识
呼吸机基础知识一、机械通气的目的1、给危重病人在危及生命时以呼吸支持，保障病人度过危险期和基础疾病治疗的顺利进行。
2、为不可逆的呼吸肌或不可逆的上气道损害提供替代，维持病人的通气功能3、为疾病或术后恢复过程中的病人提供通气辅助二、机械通气的作用1、改善通气功能2、改善换气功能3、改善呼吸肌疲劳3、气道保护三、机械通气的适应症1、呼吸衰竭一般治疗方法无效者2、呼吸频率大于35-40次/分或小于6-8次/分3、自主呼吸微弱或消失4、呼吸衰竭伴严重意识障碍5、严重肺水肿6、Pao2小于50mmHg,尤其是吸氧后仍小于50mmHg7、Paco2进行性升高，PH值持续下降四、机械通气的禁忌症1、气胸及纵膈气肿未行引流者2、肺大泡和肺囊肿3、低血容量休克未补充血容量者4、严重肺出血5、大咯血6、急性心肌梗死7、气管食管瘘五、机械通气并发症1、呼吸机相关性肺损伤2、呼吸机相关性肺炎3、循环系统影响 4、气压伤 5、医源性肺炎 6、血流动力学紊乱六、脱机条件1、去除呼吸衰竭病因2、停止深度镇静及神经肌肉阻滞3、心血管状态稳定4、电解质及代谢紊乱已纠正5、动脉氧合充分，如PAO2大于60mmHg PEEP小于等于5cmH2O6、呼吸肌功能良好七、脱机方法1、短期应用呼吸机病人（机械通气3-7天）①SIMV模式撤离②PSV模式撤离2、长期应用呼吸机病人（48小时-14天）①SIMV模式撤离②PSV模式撤离③无创正压机械通气八、呼吸机常见参数呼吸频率—RR b/min 辅助控制通气-- A/C潮气量---VT ml 间歇指令通气—SIMV 分钟通气量—VminL 压力支持通气—PSV吸气压力---PC cmH2O 持续气道正压呼吸—CPAP吸入氧浓度—FIO2 压力控制模式--PCV呼气末正压—PEEP 容量控制模式---VCV 预定的每分钟通气量—MMV 间歇正压通气--- IPPV。
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2、因按需阀反应迟钝、开始气流不能满足患者 需要，可能有气体饥饿感，增加呼吸功；
3、COPD患者应用SIMV时，可能肺泡陷闭加 重，建议用压力型SIMV。
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34
气道双相正压通气(BIPAP)
是保留自主呼吸的PCV/PSV，气道内始终保持 正压通气，根据不同参数设置，可变换成众多 不同的呼吸模式，是一种万能模式。
同步间歇指令通气(SIMV)
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32
同步间歇指令通气(SIMV)
SIMV 在触发窗之前， 若出现自主呼吸且达触 发灵敏度，可给予一次 PS。
容量型SIMV与A/C模式 相近
压力型SIMV与PCV相近
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33
SIMV的优缺点
优点 1、减少人机对抗； 2、保留自主呼吸功能，有利于锻炼患者呼吸肌 功能，有利于过度到脱机；
缺点 潮气量不能保证是最大的缺点，潮气量与压力有关外， 还与肺顺应性、气道阻力等有关； 人机不配合； 可能会发生过度通气和呼吸性碱中毒。
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28
压力辅助通气(PSV/ASV)
是压力启动、压力限定、流速切换 自主呼吸期间，患者吸气，呼吸机管路内压力
下降，触发呼吸机送气，使气道内压力迅速上 升到预置压力值，且吸气相压力值不变，气流 由开始吸气时最快，逐渐减低，当降到最高流 速的25%时，停止送气，开始呼气。 脱机模式
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9
呼吸机治疗常见并发症
气压伤 氧中毒 呼吸机相关肺部感染 气胸、纵膈气肿
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10
自主呼吸与正压通气 的区别
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11
呼吸机基本知识
按机械通气方式分类
正压通气：通过正压将空气送 入肺部适用于呼吸衰竭、呼吸 暂停等患者
负压通气：通过负压将空气从 肺部抽出适用于呼吸困难、气 道阻塞等患者
间歇正压通气：在正压通气的基 础上通过间歇性改变压力适用于 呼吸衰竭、呼吸暂停等患者
持续气道正压通气：通过持续 向气道施加正压适用于呼吸困 难、气道阻塞等患者
呼吸康复：用于呼吸功能康复 训练如慢性阻塞性肺疾病、哮
喘等
禁忌症
●
严重心肺功能障碍
●
严重呼吸道感染
●
严重呼吸衰竭
●
严重心律失常
●
严重颅脑损伤
●
严重肝肾功能障碍
●
严重凝血功能障碍
●
严重免疫功能障碍
●
严重代谢功能障碍
●
严重精神障碍
●
严重过敏体质
●
严重皮肤病
●
严重口腔疾病
●
严重耳鼻喉疾病
●
严重眼科疾病
●
治疗呼吸衰竭：对于呼吸衰竭 患者呼吸机可以提供必要的呼 吸支持维持生命
呼吸机的工作原理
呼吸机通过管 道将氧气输送 到患者的肺部
呼吸机可以模 拟人体呼吸过 程帮助患者进
行呼吸
呼吸机可以调 节氧气浓度和 流量以满足患
者的需求
呼吸机可以监 测患者的呼吸 状态并自动调
整工作模式
按使用人群分类
成人呼吸机：适用于成人患者 儿童呼吸机：适用于儿童患者 新生儿呼吸机：适用于新生儿患者
重症呼吸机：适用于重症患者
便携式呼吸机：适用于需要移动的患者
家用呼吸机：适用于家庭使用的患者
按治疗类型分类
正压通气呼吸 机：用于治疗 呼吸衰竭、急 性呼吸窘迫综
呼吸机基础知识
呼吸机分类
• 按使用或应用的类型分：控制性机械通气、辅助性机械通气 • 按机械通气的途径分类：胸内或气道内加亚型、胸外型 • 按吸、呼气相的切换方式分类：定压型、定容型、定时型、混合
型 • 按通气频率的高低分类：高频通气、常频通气 • 按是否有同步装置或性能分类：同步型呼吸机、非同步型呼吸机 • 按适用对象分类：婴儿呼吸机、小儿呼吸机、成人呼吸机 • 按工作原理分：简易呼吸器、膜肺（体外循环膜式氧和器—
• 间歇指令通气（IMV）
• 最早是在1973年开始用于脱机病人的过 渡
• 分为指令期与自发性呼吸期，指令通气 时与控制性机械通气相同，自发性呼吸 期与CPAP相同
• 同步间歇指令通气（SIMV）
• 呼吸机在每分钟内，按事先设置的呼吸 参流量、容量、吸：呼等不受呼吸 机的影响，而均由病人自己控制和调节
动 • 调节呼吸机各项参数的主要依据是 脉血气分析指标
• 其次应兼顾病人的心脏功能和循环血流 动力学状况
• 最后是尽可能的避免肺组气压伤可能
呼吸机对抗的影响
• MV/TV下降 • 呼吸作工增加 • 低氧血症加重 • 循环负担增加
呼吸机对抗原因
• 病人因素 1. 使用前未采取过渡措施 2. 缺氧未得到纠正 3. 急性左心衰 4. 中枢性呼吸频率改变 5. 咳嗽、分泌物堵塞、体位不当 6. 精神或心理因素 7. 代谢性酸中毒 8. 发热、抽搐、肌肉痉挛
ECMO）
呼吸机模式与功能
• 间歇正压通气（IPPV) • 临床出现最早、应用最普遍的通气方式，
目前机械通气最基本的同时模式 • 在吸气相是正压、呼气相时压力将为零
• 间歇正负压通气（IPNPV） • 吸气相是正压、呼气相转为负压的机械
通气方式
呼吸机基础知识
在避免假触发的情况下尽可能小。
压力触发 一般设为-0.5～-2cmH2O， 流量触发 一般设为1～2L/min，较压力
触发更敏感，故可减少触发作功
氧浓度 (FiO2) ：保证理想氧和的 最小 FiO2 ， 一般 40% 左右。若病人低
氧血症明显，可用较高浓度的Fi02，必 要时应用纯氧。低氧血症原因非常复杂， 有时单纯提高Fi02难以纠正。应具体分 析原因，有针对性的采取相应措施。原 因不明者可以尝试加大PEEP。
• 流量应适当或超过患者的吸气流量，否则患者 将产生“空气饥俄”（Air hunger）感。
• 高流速:减少吸气功，患者舒服，减少内源性
PEEP，增加吸气峰压
• 低流速:减少吸气峰压，减少气压伤, 吸气时
间延长，减少呼气时间,患者不舒服
不同流速的压力-时间曲线变化
吸气触发灵敏度 trigger
触发敏感度--由病人吸气来触发呼吸机送气的 人工设臵的数值（信号）。设臵原则：
★减少呼吸功
替代呼吸肌做功，减少呼吸肌的负荷使 氧耗量降低，有利于防止呼机肌疲劳或使其 从疲劳中恢复
2015/9/23 8
机械通气 模式与参数设置
如何应用呼吸机?
• 1.选择通气模式 • 2.设置通气参数 • 3.设置报警界限
• 基本呼吸模式的理解和应用 最为关键！！！
机械通气的模式
定压通气 • 完全控制
双相气道正压(BiPAP)
设置吸气压Pi，吸气时间Ti，RR，呼气压 PEEP，呼气时间TE，PS，触发灵敏度
A/CV(PC)
半自主型
PLOT SETUP UNFREEZE
PCIRC cmH2O
40 3 0 2 0 1 0 0 10 20
呼吸机基础知识
设置参数
FIO2氧浓度：初始设置100%，根据SpO2 及血气值进行调节 Pinsp：容控时为压力限制，设为30--35mbar
PASB 自主呼吸的压力支持：10--12mbar，根据VT调节 Trigger 触发灵敏度：2--4L/min
设置参数
PEEP（呼气末正压通气） ：
在控制或辅助通气时，利用 特定装置，使呼气末气道压 力不降到0，从而使整个呼
Pmax
ext int
O2
Vol.%
Curves
Settings
Alarms
Values
Config.
ext
int
IPPV
SIMV
BIPAP
CPAP ASB
CPAP
呼吸模式
• 压力限制：仍能充分保证容量供给
P Pmax
t .
V
t
设置参数
基础知识 呼吸模式 设置参数 监测参数 报警设置和意义 报警处理 特殊功能 消毒维护
SIMV时的压力、容量波形
呼吸模式
Paw
2、CPAP持续气道正压： 使患者在提高的气道压力水平 PEEP 下自主呼吸，以便增加功能残 气量。 自主呼吸可通过ASB 提供的额 Flow 外压力辅助。
无ASB
t t
有ASB
呼吸模式
3、IPPV容量控制/压力限制模式：
• 能够充分保证容量供给 • 限制峰压，潮气量恒定Tr，igger 可以防止压力伤，对不均质肺进行通气
开放通气理念， 始终有自主呼吸的自由天地!
呼吸模式
IPPV
间歇正压通气 通过设定潮气量Vt和呼 吸频率f进行容量控制通 气，可与病人呼吸同步
呼吸模式
1、SIMV 同步间歇指令通气：
呼吸机基本知识 ppt课件
ppt课件
42
C.同步间断指令呼吸（synchronize intermittent mandatory ventilation SIMV )
机器按每分钟指令的次数和预定的潮气量给病 人 呼吸, 不足的部分由病人自己的呼吸频率和 潮气量补充 指令部分潮气量和频率由机器决定, 非指令部 分潮气量和频率由病人决定 允许病人在两次指令呼吸间自由呼吸 在逐渐脱呼吸机时用
E 双气道正压通气 ( biphasic positive airway pressure Bipap)
带有PEEP的压力支持
ppt课件
19
F.持续气道内正压( continuous positive airway pressure CPAP) 呼吸频率和潮气量均由病人决定, 机器 仅在一定的吸入氧浓度和压力下送气 在脱机前使用
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20
CPAP压力时间曲线
P
5 3
t
ppt课件 21
参数设置
1. 潮气量 ( tidal volum VT ) 按 6 - 8 - 12 ml/Kg 设置 2. 频率 ( frequency f ) 按 12 - 18/min 设置
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3. 吸入氧浓度( fraction of inspiratory oxygen FiO2 ) 长期使用呼吸机吸入氧浓度应在40% 以 下, 以免发生氧中毒 在急救中如果需 要在 40% 以上时, 持续 时间尽可能不要超过 24 小时
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7
呼吸机与病人的连接
3. 经鼻气管插管 优点：耐受比经口插管好 缺点：插管直径最大与鼻孔相同 不能使用较粗 的插管 吸痰不易彻底 易堵塞