呼吸机结构性能与选择

1、呼吸机结构性能与选择呼吸机结构性能与选择南京医科大学附属南京医科大学附属南京儿童医院急救中心南京儿童医院急救中心喻文亮喻文亮呼吸机的历史呼吸机的历史 机械通气是治疗呼吸衰竭的重要手段之一，机械通气是治疗呼吸衰竭的重要手段之一，已有近已有近600年的历史，早在年的历史，早在15世纪，人们开始世纪，人们开始在动物身上施行气管切开、气管插管及风箱在动物身上施行气管切开、气管插管及风箱式正压通气技术。式正压通气技术。200年后的年后的1792年首次在人年首次在人身上实行了有创正压机械通气。身上实行了有创正压机械通气。呼吸机的历史呼吸机的历史 因当初的技术过于粗糙，相关设备也很简陋，因当初的技术过于粗糙

2、，相关设备也很简陋，经过一段时间的临床应用后，许多患者因气经过一段时间的临床应用后，许多患者因气胸等严重并发症而死亡。到了胸等严重并发症而死亡。到了18271827年有学者年有学者向法国科学院提交报告要求终止进行有创正向法国科学院提交报告要求终止进行有创正压通气。压通气。 面对这种局面，机械通气的研究在二个方面面对这种局面，机械通气的研究在二个方面继续展开：一是改进人工气道技术，二是寻继续展开：一是改进人工气道技术，二是寻找其他途径，避免建立人工气道。前者的探找其他途径，避免建立人工气道。前者的探索与索与19世纪的麻醉学技术的发展密不可分，世纪的麻醉学技术的发展密不可分，而后者则促进了而后者则

3、促进了“铁肺铁肺”等体外负压通气技等体外负压通气技术的发展。术的发展。铁肺铁肺, 历史上第一个接受铁肺治疗的为一历史上第一个接受铁肺治疗的为一八岁女孩。八岁女孩。4040年代，治疗脊灰，年代，治疗脊灰，80%80%死亡死亡现现 代代 史史 1940年，年，Crafoord气动压力限制型吸入麻醉机气动压力限制型吸入麻醉机 1946年，年，Bennett生产的第一台间歇正压呼吸机应用于临床生产的第一台间歇正压呼吸机应用于临床 1950年，瑞典年，瑞典Engstrom研制出世界上第一台容量控制型呼吸研制出世界上第一台容量控制型呼吸机机 1970年，许多尖端技术（尤其是电子技术）被引进到呼吸机年，许多

4、尖端技术（尤其是电子技术）被引进到呼吸机 1980年以后功能齐全、性能先进、可靠性高，集定压定容于年以后功能齐全、性能先进、可靠性高，集定压定容于一体的新型呼吸机一体的新型呼吸机 1990年以后集多种模式全功能监护于一体的新型呼吸机年以后集多种模式全功能监护于一体的新型呼吸机 开环通气向闭环通气开环通气向闭环通气呼吸机分类呼吸机分类 压力：负压呼吸机；压力：负压呼吸机；正压呼吸机正压呼吸机。 频率：频率：常频呼吸机常频呼吸机；高频呼吸机。；高频呼吸机。 动力：气动呼吸机；动力：气动呼吸机；电动呼吸机电动呼吸机和电控和电控-气动呼气动呼吸机。吸机。 功能：一是多功能中、高档治疗型呼吸机；二是功能

5、：一是多功能中、高档治疗型呼吸机；二是便携式急救型呼吸机；三是无创型呼吸机。便携式急救型呼吸机；三是无创型呼吸机。何谓正压何谓正压/ /负压通气负压通气 气体进入肺泡的前提条件是在大气与肺泡必须存在压气体进入肺泡的前提条件是在大气与肺泡必须存在压力差。力差。 吸气时肺内压低于大气压，谓之负压通气，正常人生吸气时肺内压低于大气压，谓之负压通气，正常人生理状态下，均为负压通气。理状态下，均为负压通气。 吸气时肺内压高于大气压，谓之正压通气，当代所有吸气时肺内压高于大气压，谓之正压通气，当代所有机械通气均为正压通气。机械通气均为正压通气。负压呼吸机负压呼吸机-铁肺铁肺Rocking Bed and

6、Cuirass Shell负压通气中的肺泡压力负压通气中的肺泡压力 PAcm H2Oseconds吸气吸气呼气呼气正压通气中的肺泡压力正压通气中的肺泡压力PA cmH2OTime (sec)吸气吸气呼气呼气正正压通气的机制压通气的机制压力差压力差现代呼吸机均为正压通气现代呼吸机均为正压通气正压呼吸机的副作用正压呼吸机的副作用 胸泵作用消失胸泵作用消失 静脉回流减少静脉回流减少 心输出量降低心输出量降低 颅内压增高颅内压增高 过度扩张过度扩张呼吸机结构呼吸机结构呼吸机的基本结构呼吸机的基本结构 主主 机：控制单元、监测单元、内部气路机：控制单元、监测单元、内部气路 混合器：将空气和氧气以一定的浓

7、度混合混合器：将空气和氧气以一定的浓度混合 湿化器：将气体加温湿化，接近生理需求湿化器：将气体加温湿化，接近生理需求 压缩机：保障医用空气纯净，不含油水压缩机：保障医用空气纯净，不含油水管道回路管道回路 呼呼吸机管道回路（管道回路机器端）吸机管道回路（管道回路机器端） 气体进入呼吸机直到气体从呼吸机出来处。气体进入呼吸机直到气体从呼吸机出来处。 病病人管道回路（管道回路病儿端）人管道回路（管道回路病儿端） 气气体从呼吸机出来处到病人再由病人出到空气处。体从呼吸机出来处到病人再由病人出到空气处。病人管道回路病人管道回路 病人管道有五个组成部分病人管道有五个组成部分 吸气管道吸气管道 Wye接口接

8、口 呼气管道呼气管道 呼气阀呼气阀 呼气阀电源呼气阀电源病人管道回路病人管道回路病人管道回路病人管道回路 细细菌过滤器菌过滤器 湿湿化器化器 温温度探头度探头 监监护护 氧氧气气 /气气体近端压力测量体近端压力测量 容容量测量量测量 报报警警 低低/高高压报警压报警 呼吸呼吸暂停报警暂停报警Humidity in Ventilator CircuitConchatherm III plusConchatherm IVFisher&Paykel reusable reservoirMR370MR340-low compressible volumeFisher&PaykelMR4

9、10passoverheated reservoirwickheated inspiratory limbservo controlledalarmsFisher&PaykelMR730passoverheated reservoirwick optionalheated inspiratory limbservo controlledalarmsFisher&PaykelMR850 passover heated reservoir wick optional heated inspiratory limb heated expiratory limb servo contr

10、olled alarms呼吸机控制原理呼吸机控制原理呼呼吸吸机机的的功功能能Basic Function Of a Ventilator It must inflate the patients lungs (I) It must “decide” when to stop lung inflation (I to E) It must allow for passive exhalation (E) It must “decide” when to stop exhalation and begin the next inspiration (E to I)呼吸机动力呼吸机动力 气动呼吸机：

11、以压缩气体为动力来源，其所气动呼吸机：以压缩气体为动力来源，其所有控制系统也是靠压缩气体来启动。有控制系统也是靠压缩气体来启动。 电动呼吸机：压缩气体仅作调节氧浓度之用，电动呼吸机：压缩气体仅作调节氧浓度之用，其他均由电来操控。其他均由电来操控。 电动气动呼吸机：压缩气体和电力二者同时电动气动呼吸机：压缩气体和电力二者同时提供动力。提供动力。气体驱动原理图气体驱动原理图Drive MechanismMechanical “Compressor” Drives Rotary Vanes Double circuitVolume Displacement Piston drive Linear-

12、Single Circuit Rotary, Double Circuit Bellows Spring loadedFlow Control Solenoid气气体体动动力力气体驱动气体驱动- -活塞活塞恒流与恒压驱动恒流与恒压驱动恒恒流驱动流驱动恒恒压驱动压驱动PressureFlowtimePressureFlowtime吸气转呼气吸气转呼气 压力切换压力切换 流量切换流量切换 流速感应阀，吸气流速小于一定值流速感应阀，吸气流速小于一定值（1-4 L/min）时，即停止吸气，完成）时，即停止吸气，完成吸吸-呼切换，转入呼呼切换，转入呼气气。 容量切换容量切换 时间切换时间切换呼气转吸气呼

13、气转吸气 一、病人自主吸气，触发呼吸机进行吸气，一、病人自主吸气，触发呼吸机进行吸气，称为辅助呼吸；称为辅助呼吸； 二、预调的呼气时间完成后转入吸气称为控二、预调的呼气时间完成后转入吸气称为控制呼吸；制呼吸； 三、人工手控。现代呼吸机三者均有。三、人工手控。现代呼吸机三者均有。 辅助呼吸：灵敏度、反应时间辅助呼吸：灵敏度、反应时间呼吸机性能呼吸机性能呼吸机性能发展呼吸机性能发展1、只能压力切换或容量切换、只能压力切换或容量切换2、既能压力又能容量、既能压力又能容量3、多功能、多功能+呼吸监护呼吸监护4、常频、常频+高频，常频高频，常频+全功能监护全功能监护+NO（或氦（或氦气吸入）气吸入）5、开环通气向闭环通气发展、开环通气向闭环通气发展常见高档呼吸机常见高档呼吸机纽邦纽邦- -系列系列 E-100 E-150 E-200 E-360 E500新生儿呼吸机新生儿呼吸机 Babylog-8000 斯蒂芬尼 Bear-750 Servo-i Avea高频通气高频通气 SLE-5000 Sensormedics-3100A 斯蒂芬尼斯蒂芬尼开环通气开环通气闭环通气闭环通气闭环通气例举闭环通