第六章 呼吸功能监测

1、第六章第六章 呼吸功能监测仪器呼吸功能监测仪器 第一节第一节 气道压监测气道压监测 在正压通气情况下，必须进行气道压监测。过高的气道压容易造成肺泡损伤和心输出量的降低。l一、U形管水柱优点优点：结构简单：结构简单, ,使用方便使用方便, ,精确可靠精确可靠, ,常用于校正压力测量仪。常用于校正压力测量仪。缺点缺点：由于水的惯性，动态特性差。：由于水的惯性，动态特性差。 二、机械压力表二、机械压力表波纹管压力表波纹管压力表波顿管式压力表波顿管式压力表三、压力传感器三、压力传感器压力传感器压力传感器：是一种能感受压力，并按一定规律：是一种能感受压力，并按一定规律将压力转换为电信号的器件或装置。将压

2、力转换为电信号的器件或装置。特点特点：体积小、精度高、惯性小：体积小、精度高、惯性小, ,可用于持续监可用于持续监测气道压。测气道压。第二节第二节 通气容量监测通气容量监测一、肺活量计一、肺活量计工作原理：首先打开排气管，关闭进气管，使钟罩下降将内部的气体全部排出，然后排气管关闭而进气管打开。呼出气体经进气管进入钟罩气室，在气流作用下，钟罩上升，根据钟罩位置即可确定通气容量。特点：结构简单、使用方便、读数直观，但体积笨重、不能自动记录。 记录仪 呼吸气 钟罩 水 二、速度通气量计二、速度通气量计基本原理：先测量通过固定截面积的气体运动速度，然后乘上横截面积，得到流量，对流量进一步积分，即可得到

3、吸入、呼出量。基本种类：差压式、转子式、应变计式、热传导式、超声式等。一、一、WrightWright呼吸量计呼吸量计l1、叶轮式、叶轮式 Wright呼吸量计呼吸量计原理：原理：呼出气经导流器呼出气经导流器以切线的方向吹动叶轮以切线的方向吹动叶轮旋转，在一定的测量范旋转，在一定的测量范围内，叶轮的转速与气围内，叶轮的转速与气体流速成正比。叶轮通体流速成正比。叶轮通过齿轮累计机构驱动表过齿轮累计机构驱动表盘指针偏转，由表盘指盘指针偏转，由表盘指针指出气体容量。针指出气体容量。l优点：优点：不需电源，可手持或安装在呼吸系统中，不需电源，可手持或安装在呼吸系统中，是可靠的呼吸量测量仪器，特别适合测

4、量潮气量是可靠的呼吸量测量仪器，特别适合测量潮气量或分钟通气量。或分钟通气量。l缺点：缺点：由于叶轮的运动惯性和转轴与轴承间摩擦由于叶轮的运动惯性和转轴与轴承间摩擦力矩等因素，力矩等因素，Wright通气量计在通气量高时，读通气量计在通气量高时，读数偏大，而在通气量低时，读数偏小。呼吸气湿数偏大，而在通气量低时，读数偏小。呼吸气湿度影响仪器测量精度。度影响仪器测量精度。l2、电子式叶轮呼吸量计、电子式叶轮呼吸量计 采用光电法测量叶轮转数，即在其内部装有发采用光电法测量叶轮转数，即在其内部装有发光光源和光电接收器，利用叶片在旋转过程中对光光光源和光电接收器，利用叶片在旋转过程中对光束的切割进行脉

5、冲计数。束的切割进行脉冲计数。 根据单位时间的脉冲数和累计脉冲数，经电子根据单位时间的脉冲数和累计脉冲数，经电子处理以数字的形式显示潮气量和分钟通气量。处理以数字的形式显示潮气量和分钟通气量。 二、压差式流量计二、压差式流量计l1、原理原理：气体流经固定流阻元件（节流件）时，：气体流经固定流阻元件（节流件）时，l在节流件前后产生静压差（差压），该差压和流在节流件前后产生静压差（差压），该差压和流量量l大小呈一定的函数关系。大小呈一定的函数关系。l2、组成：组成：节流件、差压传感器和电路。节流件、差压传感器和电路。l3、呼吸流速描计器呼吸流速描计器（pneumotachograph） l4、注意

6、事项、注意事项：A.根据流量大小不同，选择不同口根据流量大小不同，选择不同口l径的传感器。径的传感器。l B.传感器探头应安装加热装置，并保持恒温。传感器探头应安装加热装置，并保持恒温。 l C.在测量过程中需不断校正。在测量过程中需不断校正。（三）涡街流量计（三）涡街流量计1、原理：利用流体流过阻碍物时产生稳定的漩涡，通过测量漩涡产生频率实现流量测量。2、卡门涡街：在流动的流体中放置一三角柱或圆柱等漩涡发生体，在漩涡发生体的后部，产生一系列有规律的交替漩涡，这就是卡门涡街。3、 式中f:漩涡发生频率；St：斯特劳哈尔数，由实验确定；v:漩涡发生体处平均流速；d：圆柱体直径。 dStfv漩涡发

7、生频率由超声检测。在管壁两侧的相对方向上装一对超声发射器和接受器，超声发射器发射一束等幅超声波，当超声波束穿过气流旋涡时，接收器收到的超声信号幅度和频率被漩涡调制，通过解调，即可得到漩涡发生频率。 （四）、热式流量计（四）、热式流量计原理：当气流流经加热的金属丝、金属薄膜或热敏电阻时，热量会发生变化在一定范围内，其热量变化与流量成一定函数关系。 一根极细极短的热丝（通常为铂，工作温度高达400），被连接在测量电桥中。使用时，热丝探头插入气流中，当没有气流通过时，电桥平衡，无信号输出；当有气流通过时，在气流作用下，热丝的温度降低，电阻减小，引起电桥不平衡，产生相应的电压输出信号。热丝温度的变化量

8、取决于气流所带走的热量，直接与气体的流量有关。而热丝的阻值又与其温度有关，所以测量电桥的输出信号与气体流量之间存在着确定的对应关系。四、热式流量计四、热式流量计1、恒流法：恒流法：即保持加热电流不变，测量电阻的变化；即保持加热电流不变，测量电阻的变化； 2、恒温法：恒温法：即热线温度（电阻）保持恒定，测量加热即热线温度（电阻）保持恒定，测量加热电流的变化。电流的变化。 l基本原理：基本原理：用电流来加热金属丝，可以在通过金用电流来加热金属丝，可以在通过金属属l丝的电量和气流的流速之间建立起一个对应关系丝的电量和气流的流速之间建立起一个对应关系l式，通过测定金属丝上的电量来确定气流的流速。式，通

9、过测定金属丝上的电量来确定气流的流速。第三节第三节 通气频率监测通气频率监测l 通气频率监测在临床上没有单独的仪器。它通气频率监测在临床上没有单独的仪器。它常常利用呼吸气常常利用呼吸气CO2浓度、浓度、O2浓度、气流、气道浓度、气流、气道压等曲线，根据曲线峰值之间或谷值之间的间期压等曲线，根据曲线峰值之间或谷值之间的间期换算得到。换算得到。 第四节第四节 旁流式肺通气监测仪器旁流式肺通气监测仪器l 将传感器接在呼吸回路Y型管与气管导管之l间，实时连续测量气道压和呼吸气流量，可构成各种通气波形，即流量、容积、压力时间曲线以及压力容积环和流速容积环，对判断通气回路故障、肺部疾病有重要意义。流速、容

10、积、压力时间曲线流速、容积、压力时间曲线 容量压力环 （pressure-volume，PV）， 表示容量对气道压Paw所绘的环形图。 图6-7 正常的顺应性环和阻力环 Pplat Paw (cmH2O) 吸入 Ppk 呼出 20 0 PEEP 600 A 顺应性环 B 阻力环 0 600 V (ml) 吸入 呼出 -45 45 0 V (ml) V (l/min) 流量容积环 (flow-volume， FV) 表示流量对容量所绘的环形图。吸入气流主要受通气机控制，吸入气流速度相对恒定。而呼气气流由肺的弹性回缩力和气道阻力确定。顺应性环和阻力环的吸入呼出部分之间差别很大，呼出部分对气道阻力敏

11、感，呼出阻力的增加，将导致曲线平坦。 V (ml) 0 600 -30 30 0 V (ml) v (l/min) Paw (cmH2O) 20 0 600 A 顺应性环 B 阻力环 20 0 600 0 600 -30 30 0 Paw (cmH2O) V (ml) V (ml) v(l/min) 正常 异常 正常 异常 A 顺应性环 B 阻力环 图6-8 气管导管插入食管，顺应环和阻力环的变化图6-9 气管导管部分扭结，顺应环和阻力环的变化第五节 血氧饱和度监测仪器1、血氧饱和度（SPO2）监测仪器：一种无创、连续监测动脉血中氧的饱和程度的仪器。2、SPO2：SPO2HbO2/(Hb+Hb

12、O2)。它反映了血红蛋白与氧的结合程度。3、基本工作原理：利用氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白Hb对红光、红外光的吸收特性。HbO2吸收更多的红外光而让更多的红光通过，Hb吸收更多的红光而让更多的红外光通过。一、工作原理1、分光光度法：分别用660nm的红光和940nm的红外光的照射手指、脚趾或耳垂等部位，在另一侧检测相应的透射光的光强，经信号处理代入公式即可求出SPO2。 红光 LED开 红外光 LED开 时间 所有LED 关闭 暗电流 2ms 光电流 2、 SPO2值的计算值的计算 当660nm、940nm的光透过生物组织后，HbO2、Hb对光的吸收差异很大，其吸收可看作搏动吸收与非搏动

13、吸收之和。交流AC部分为搏动的动脉血所致，DC部分为恒定吸收，由非搏动的动脉血、静脉血、组织等吸收所致。计算比值R： （6-12）根据R值与SPO2之间的校正曲线，通过查表，就可以求出SPO2。 940/940660/660DCACDCACR 3、SPO2测量的影响因素 1、如高铁血红蛋白Hbmet浓度偏高，将使SPO2读数下降，极值趋向85；如HbCO浓度偏高，将使SPO2读数上升，极值趋向100。 2、传感器不稳定、低灌注量、胆红素、静脉搏动及静脉堵塞、外界光的干扰、血管染色、电刀、局部血氧不足、传感器位置不正、贫血、血氧饱和度较低、测量位置处温度等因素对测量精度均有影响。第六节 血气监测

14、仪器1、定义 血气监测仪器又叫血气分析仪，它直接测量血液中酸碱度（pH）、二氧化碳分压（PCO2）和氧分压（PO2）。2、测量意义 从这三个参数可以衍化出若干重要参数，这对酸碱平衡的深入认识具有重要意义。3、监测方法电化学方法和色谱分析方法。电化学方法。 参比电极 PH 电极 PCO2电极 PO2电极 前置放大 前置放大 前置放大 温控 放大 反对数放大 放大 管路系统 显示 打印 CPU 模数转换 测量管 图613 血气分析仪工作原理框图基本原理 被测样品在管路系统的抽吸下被抽进样品 室内的测量管。测量管的管壁上开有四个孔，分别安装pH、PCO2、PO2三支测量电极和一支参比电极。待测液进入测量管后，同