呼吸测量演示文稿

呼吸测量演示文稿当前第1页\共有71页\编于星期三\1点7.1概述肺功能：呼吸时，气体交换过程（表7-1）肺功能测试：成分的测试和评价通气量：流量，压力和容积弥散功能：pH值、Po2和Pco2气体消耗：当前第2页\共有71页\编于星期三\1点7.2呼吸系统模型影响呼吸系统能力因素：

1、各组成部分：气道、横膈膜及有关肌肉

2、肺本身与血液交换气体性质机械结构模型气体传输模型当前第3页\共有71页\编于星期三\1点呼吸系统机械等效图

当前第4页\共有71页\编于星期三\1点(a)肺、胸廓系统模型

(b)肺、胸廓系统电类比电路当前第5页\共有71页\编于星期三\1点7.3.1呼吸测量的主要参数1.呼吸频率

2．潮气量

3．每分钟通气量

4．补吸气量

5．深吸气量

6．补呼气量7.3呼吸系统通气功能测量当前第6页\共有71页\编于星期三\1点7．残气量和功能残气量8.肺活量9.肺总量10.时间肺活量11.瞬时呼吸流量12.累计呼吸流量13．呼吸时间比7.3.1呼吸测量的主要参数当前第7页\共有71页\编于星期三\1点肺量图1256734当前第8页\共有71页\编于星期三\1点我国成年人肺容量的统计当前第9页\共有71页\编于星期三\1点以上这些呼吸功能参数都可以从肺量计或其它呼吸测量仪上直接测定或者通过计算后间接测得，但残气量或功能残气量除外。残气量不可能用肺量计直接测定，一般是先求得功能残气量，然后从功能残气量中减去补呼气量得出残气量。当前第10页\共有71页\编于星期三\1点测量功能残气量1、平静呼气末吸入纯氧，呼出气体收集在贮气袋中,持续约七分钟。2、测定贮气袋中气体的总量，计算贮气袋中含氮的总3、计算功能残气总量。当前第11页\共有71页\编于星期三\1点二、呼吸测量的主要方法属于气体流量的测量。用来连续测定单位时间内流过多少体积流量的仪表称为流量计。因为它所测定的是体积流量，所以这样的流量计又特别称作体积流量计。流量计大致可以分为两种基本测量原理：容积式流量计速度式流量计当前第12页\共有71页\编于星期三\1点体积流量公式借助流体本身动量对流体体积增量连续测定。活塞式流量计、摇摆式流量计、薄膜式流量计、回转式容积流量计等等。如湿式气量计，钟罩式气量计

1．容积式流量计

当前第13页\共有71页\编于星期三\1点速度流量公式：Q=Av2、速度式流量计间接测量式流量计。差压式流量计、叶轮式流量计、电磁式流量计、热式流量计、转子式流量计、涡轮式流量计和超声多普勒流量计等。当前第14页\共有71页\编于星期三\1点7.4呼吸频率测量在临床或研究工作中，有时并不需要测量全部的呼吸参数，而只要求测量呼吸频率，以此作为一种监视指标。几种比较常见的呼吸频率传感器。一、热敏电阻式呼吸率传感器二、应变式呼吸传感器三、阻抗式呼吸频率传感器四、变压器式婴儿呼吸监示器当前第15页\共有71页\编于星期三\1点热敏电阻式呼吸率传感器依据热敏电阻温度特性设计的，属于热式气体流速传感器。当前第16页\共有71页\编于星期三\1点7.4.2应变式呼吸传感器将水银或其它电介液（如硫酸铜溶液）密封在细而软的弹性橡皮管内，两端用充当电极的金属塞堵住外径2mm，内径0.5mm，长度100mm出现断裂缝隙，→导电橡胶当前第17页\共有71页\编于星期三\1点阻抗式呼吸频率传感器呼吸阻抗（也称肺阻抗）与肺容积之间存在着一定的对应关系。当前第18页\共有71页\编于星期三\1点变压器式婴儿呼吸监示器条件：1、几何形状相同；2、中心轴线同心3、原边幅值和频率不变当前第19页\共有71页\编于星期三\1点婴儿呼吸监示器的方框图

当前第20页\共有71页\编于星期三\1点7.5肺活量测量

肺活量（包括时间肺活量）也是呼吸测量的重要参数，经常作为一项单项指标加以考核，特别在体检普查工作中更常使用。测量肺活量单项指标的仪器种类不少，但从测量原理上看，以容积式测量为主。一、湿式气量计二、钟罩式肺活量计三、钟罩式呼吸代谢率测定器当前第21页\共有71页\编于星期三\1点湿式气量计的结构示意图

7.5.1湿式气量计当前第22页\共有71页\编于星期三\1点7.5.2钟罩式呼吸代谢率测定器

功能测定肺活量，呼吸率、潮气量以及呼吸代谢率等指标作用原理钟罩式肺活量计基本作用原理相似的仪器，增加了二氧化碳吸收器和记录系统，当前第23页\共有71页\编于星期三\1点当前第24页\共有71页\编于星期三\1点7.6肺顺应性测量肺的顺应性是肺内气体容量的变化与相应胸腔内压力变化之比当前第25页\共有71页\编于星期三\1点小结（十二）当前第26页\共有71页\编于星期三\1点7.7应变计式呼吸传感器应变计式呼吸测量仪由呼吸流量传感器和显示记录器两部分组成。是一种速度式气体流量传感器，通过感受气流动量达到测量气流速度进而测定气体流量的目的。显示或记录用的二次仪表可采用通用的显示记录仪器。当前第27页\共有71页\编于星期三\1点应变计式呼吸传感器结构和工作原理当前第28页\共有71页\编于星期三\1点电阻丝应变计组合件100欧

当前第29页\共有71页\编于星期三\1点

二、应变计式呼吸传感器测量线路当前第30页\共有71页\编于星期三\1点

应变计式呼吸传感器的输出曲线

1段为水平线，表明气流流量为零，被测者不作呼吸动作。这条水平线以上为传感器的正输出，相应于呼气过程。水平线以下为传感器负输出，相应于吸气过程。Ⅱ段为深呼气。Ⅲ段为正常呼吸波形。Ⅳ段为深吸气

当前第31页\共有71页\编于星期三\1点7.8

叶轮式和涡轮式呼吸传感器

叶轮式和涡轮式呼吸传感器都属于速度式流量传感器，它们都是利用转动部件（叶轮或涡轮）的转动速度与流体流速成正比的特性测量流量的。当前第32页\共有71页\编于星期三\1点一、叶轮式呼吸传感器

叶轮式呼吸传感器的结构示意图

当前第33页\共有71页\编于星期三\1点叶轮式呼吸传感器输出特性校准曲线的示例

叶轮是传感器的一次变换器，它将气体的流速变换为叶轮的转速，在一定的测量范围内，气体流速与叶轮转速成正比。当前第34页\共有71页\编于星期三\1点可以测量的参数： 呼吸曲线、呼吸频率、潮气量、呼气流量及最大流量等。当前第35页\共有71页\编于星期三\1点误差的来源：由于叶轮的运动惯性及叶轮转轴与轴承间摩擦力矩等因素的存在，将会影响到传感器动态使用时的精度。例题：测定潮气量时，当潮气量较小呼吸频率又较低时，测量值将略低于实际值，出现负偏差；而潮气量较大，呼吸频率也较高（大于25次／分）时，测量值将略高于实际值，当前第36页\共有71页\编于星期三\1点轮式呼吸传感器动态校验曲线

当前第37页\共有71页\编于星期三\1点

应用：呼吸、耗氧量和温度数据当前第38页\共有71页\编于星期三\1点7.8.2涡轮式呼吸传感器当前第39页\共有71页\编于星期三\1点涡轮式呼吸传感器的作用原理与叶轮式呼吸传感器有相似之处。涡轮旋转系统构成传感器的一次变换器。在气流作用下涡轮发生旋转。将气流的一部分动能转换成涡轮旋转的机械能，实现了气体流速到涡轮转速的变换。在一定的测量范围内，即气流的雷诺数在一定范围之内，涡轮的旋转速度与气流速度成正比。磁电变换器构成了传感器的二次变换器，实现机械能到电能的转换。当前第40页\共有71页\编于星期三\1点涡轮转速与气体流量成正比，所以感应线圈中感应电势信号的脉动频率也与流量成正比。气体流量Q、感应电势信号频率f之间的关系可表达为：当前第41页\共有71页\编于星期三\1点

感应电势信号一般都比较微弱，传输过程中易受外界干扰。所以本着信号“就近处理”的原则，可采用一个简单的前置放大线路将磁电变换器感应线圈的电势信号加以放大，然后再输送给相应的显示或记录仪器。感应电势信号一般为毫伏级（有效值），经过前置放大器放大后可达伏级。前置放大器的体积很小，可以与磁电变换器组装在同一个壳体内。当前第42页\共有71页\编于星期三\1点当前第43页\共有71页\编于星期三\1点涡轮式传感器与叶轮式传感器异同点

1区别：一次变换原理是相同的，但是二次变换原理不一样。2原理：叶轮式传感器采用光电调制原理，通过光电效应把叶轮的机械转动变换成电信号输出。涡轮传感器则采用磁电调制原理，通过磁电效应把涡轮的转动变换成电信号。3优缺点：光电调制法对叶轮的转动不产生阻尼效应，但结构比较复杂，并需要为光电元件和线路配备专门电源。磁电调制法结构相对简单些，磁电变换部分不需电源，但因为磁路系统的存在，对涡轮转动有一定阻尼作用。当前第44页\共有71页\编于星期三\1点三、便携式叶轮呼吸计当前第45页\共有71页\编于星期三\1点便携式叶轮呼吸计优缺点便携式叶轮呼吸计的测量精度不如标准肺量计一类仪器，但对于一般精度要求不很高的测量来说，是可以满足的。它还具有一些明显的优点：体积小、便于携带；不需要附加能源和设备；读数直观，使用方便；成本低因此，很适合于临。床或家庭使用，可以作为患者自我检查的工具。例如，哮喘病、慢性支气管炎等患者可用它来观察药物疗效。当前第46页\共有71页\编于星期三\1点7.9压差式呼吸传感器

利用在一定形状的流通管路中气流的压力降落与流速的依从关系测定流量的。包括两个主要组成部分：流量变换器压差变换器当前第47页\共有71页\编于星期三\1点

一、层流元件式流量变换器

由层流元件构成的流量变换器，它的主要特点是压力差与流量呈线性关系。实现流量与压差变换的关键部分是安装在变换器壳体内的层流元件，它们是由一簇三角形的通道构成的条件：层流关系：压差→流量当前第48页\共有71页\编于星期三\1点层流元件式流量变换器的结构

当前第49页\共有71页\编于星期三\1点影响测量精度的因素：1、气体流量-不同口径2、环境温度-恒温器当前第50页\共有71页\编于星期三\1点

F1eisch型流量变换器产品系列规格

当前第51页\共有71页\编于星期三\1点7.9.2电容式和差动变压器式压差变换器

用于压差测量的换能原理不少，根据不同换能原理制作的压差变换器的种类也较多，这里只介绍两种可以与层流元件式流量变换器配套使用的压差变换器：电容式压差变换器和差动变压器式压差变换器当前第52页\共有71页\编于星期三\1点1、电容式压差变换器

当前第53页\共有71页\编于星期三\1点2、差动变压器式压差变换器

当前第54页\共有71页\编于星期三\1点压差式呼吸测量仪方框图当前第55页\共有71页\编于星期三\1点三

阻挡块式压差呼吸传感器

这是一种新型的压差式呼吸传感器，原理上也是一种节流式压差气体流量传感器，具有灵敏度高、尺寸小、重量轻、结构简单等特点。当前第56页\共有71页\编于星期三\1点

阻挡块式压差呼吸传感器结构示意图

当前第57页\共有71页\编于星期三\1点阻挡块与压差测头的不同结构形式

当前第58页\共有71页\编于星期三\1点传感器使用时的安装形式当前第59页\共有71页\编于星期三\1点7.10

热式呼吸传感器

热式呼吸传感器也是一种速度型气体流量传感器：它是依据热量传导与气体流量相关的原理设计的。气流经过热式流量传感器内的热源时将会带走一部分热量，流量越大，交换的热量也越大。当前第60页\共有71页\编于星期三\1点由于气流所造成的热量的变化量可用下式表达，

ΔQ＝Aq＋Bq2+····q为气体比热与气体质量流量的乘积，即：

q=气体比热×质量流量对于一般气体来说，在相当大的压力和温度范围内，其比热与压力和温度无关，可以在此范围内把气体比热当作常数。因此，热式流量传感器的热量变化量仅是气体质量流量的函数，是一种质量流量传感器。当前第61页\共有71页\编于星期三\1点

一、热管式呼吸流量传感器当前第62页\共有71页\编于星期三\1点

二、热丝式呼吸流量传感器

当前第63页\共有71页\编于星期三\1点

三、热线式呼吸流量传感器为了判断呼吸气流的方向，克服上述热丝式传感器的不足，热线式呼吸流量传感器较好地解决了识别呼气和吸气气流方向的难点。当前第64页\共有71页\编于星期三\1点热线式呼吸流量传感器

当前第65页\共有71页\编于星期三\1点钨丝桥路提供的气流方向识别信号

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