呼吸機的一般結構及工作原理

1、呼吸機的一般結構及工作原理隨著醫(yī)學電子技術的發(fā)展，呼吸機的種類和形式越來越多，但它們一般的主要結構和原理基本相似，或者說，它們必須具備基本結構，現(xiàn)分述如下：、機械呼吸機的動力機械呼吸機的動力來源于電力、壓縮氣體， 或二者的結合。壓縮氣體由中心供氣管道系統(tǒng)提 供或由呼吸機可配備的專用 空氣壓縮機產生。1. 氣動機械呼吸機氣動機械呼吸機的通氣以壓縮氣體為動力來 源，其所有控制系統(tǒng)也都是靠壓縮氣體來啟動。 由高壓壓縮氣體所產生的壓力，通過機械呼吸機 內部的減壓閥、高阻力活瓣，或通過射流原理等方式而得到調節(jié)，從而提供適 當?shù)耐怛寗訅杭安倏v各控制機制的驅動壓。2. 電動機械呼吸機單靠電力來驅動并控制通

2、氣的呼吸機，稱為電動機械呼吸機。電動機械呼 吸機也需要應用壓縮氧氣，但只是為了調節(jié)吸入氣的氧濃度，而不是作為動力 來源。電可通過帶動活塞往復運動的方式來產生機械通氣，或通過電泵產生壓 縮氣體，壓縮氣體再推動風箱運動而產生通氣。3. 電-氣動機械呼吸機電-氣動機械呼吸機，只有在壓縮氣體及電力二者同時提供動力的情況下 才能正常工作與運轉。通常情況是，壓縮空氣及壓縮氧氣按不同比例混合后， 既提供了適當氧濃度的吸入氣體，也供給了產生機械通氣的動力。但通氣的控 制、調節(jié)，及各種監(jiān)測、警報系統(tǒng)的動力則來自電力，所以這類呼吸機又稱為 氣動-電控制呼吸機。比較復雜的多功能定容呼吸機大多都采用這種動力提供 方式

3、。二、供氣裝置貯氣囊或氣缸供氣裝置：這種供氣裝置常用折疊貯氣囊或氣缸來輸送氣體，其外部裝有驅動裝置。供給病人的潮氣量 （Vt）取決于貯氣囊或氣缸直徑（D） 和行程距離 （L）2Vt= tD2/4 L驅動裝置可以直線運動或旋轉-直線運動。由于氣缸的順應性小，故Vt較為精確，因此，以氣缸作為貯氣裝置的呼吸機適合于小兒科使用。三、呼吸機的調控系統(tǒng)80 年代以前，呼吸機的調控方式有兩種形式：一種是直流電機驅動的呼吸 機，通過電壓的變化，使其轉速發(fā)生改變，來控制VT、E:I 等參數(shù)。另一種是在用壓縮氣體的動力的呼吸機，通過針形閥作為可變氣阻，來控制吸氣和呼氣 過程及其轉換，現(xiàn)代呼吸機大多數(shù)采用各種傳感器

4、，來“感知”呼吸力學等情 況的變化，并經(jīng)過微電腦分析處理后，發(fā)出指令來自動調節(jié)VT、Paw、E:I 等參數(shù)。同時，還裝備各種監(jiān)測和報警系統(tǒng)以各種形式顯示其數(shù)值，顯示呼吸機當 前狀態(tài)和調整參數(shù)情況。四、安全閥安全閥有兩種：一種為呼氣安全閥，其結構大多采用直動式溢流閥，其工 作原理是將溢流閥與氣道系統(tǒng)相連接，當后者的壓力在規(guī)定范圍內時，由于氣壓作用于閥板上的力小于彈簧的壓力，閥門處于關閉狀態(tài)。當氣道系統(tǒng)的壓力 升高，作用于閥板上的壓力大于彈簧上的壓力時，閥門開啟，排出氣體，直至 氣道壓降至規(guī)定范圍之內，閥門重新關閉。因此，這種安全閥能保證病人氣道 壓在一個安全范圍之內。另一種安全閥為旁路吸入閥。在

5、呼吸機正常工作時， 該閥關閉。但一旦供氣中斷，隨病人吸氣造成的管道負壓可推動閥板，使空氣 進行管道系統(tǒng)，保證病人供氣，避免窒息。五、呼氣閥呼氣閥在吸氣相時關閉，在呼氣相時開啟且阻力較小，為病人提供通暢的 呼氣通道。目前較常用的呼氣閥裝置有三種：活瓣式呼氣閥、電磁比例閥和先 導式呼氣閥?；畎晔胶魵忾y為輕質材料制成的鴨咀狀單向活瓣。電磁比例閥通 過通電導線在磁場中產生電磁力來控制閥板的開啟和關閉，該閥阻力很小，目 前應用較廣，先導式呼氣閥采用預置壓來調節(jié)呼氣閥的開啟和關閉。此外，PEEP時，所采用的閥（亦稱PEEP閥），目前多采用電磁比例閥, CPAP時，則由呼吸機向氣路提供一個恒定的正壓，使整個

6、呼吸周期內，氣道 保持在正壓水平。六、空氧混合器現(xiàn)代呼吸機都配置有精密的空氧混合器，可向病人提供不同氧濃度的氣 體。其可調范圍為21%100%。空氧混合器一般由三部分構成：即平衡閥、配 比閥、安全裝置。當壓縮空氣和氧氣進入平衡閥后，經(jīng)一級和二級平衡后，氣 體壓力均等，經(jīng)過配比閥達到不同的氧濃度而輸出。安全裝置的作用是當兩種 氣體中的任何一種已耗盡，或已不符合使用要求，則由另一種氣體立刻自動轉 換以維持供氣。七、濕化器濕化器用于增加吸入氣體的濕度。各種類型濕化器的比較及使用如下1、冷水濕化冷水濕化指在不給水加熱的情況下吸入氣體直接通過有水的容器，在室溫 下達到濕化的目的。這種濕化器的相對濕度受到

7、氣 / 水接觸面積及水溫的限 制，因而相對濕度較低，為了提高相對濕度也有采用機械的方式將水霧化。冷 水濕化的優(yōu)點是容易使用，有較低的內部順應性，缺點是由于吸入溫度過低， 病人有不適感。2、加熱濕化加熱濕化是在水容器中放置加熱板或加熱絲加熱產生水蒸氣，調節(jié)加熱溫 度使水蒸氣的絕對濕度改變。這種濕化方法較為常用，其優(yōu)點是病人吸入舒 適，能保持病人體溫，缺點是內部順應性相對大，價格也貴一點。加熱濕化目 前有兩種形式：一種是單伺服加熱，即只有一個加熱元件在容器中。另一種濕 化器不但在容器中加熱，而且在病人吸入管道中放置加熱絲加熱，利用容器和 管道的溫差來控制加熱溫度。雙伺服型加濕器改進了單伺服型容易在

8、管道中凝 水的缺點，但這種方法只增加了絕對濕度，并不增加相對濕度。我們知道，在熱力學中水的飽和度是隨溫度而升高的。絕對濕度指水蒸發(fā) 的水蒸氣多少，溫度越高，絕對濕度越大；而相對濕度則是指蒸汽到達飽和的 程度。換句話說，加濕器升溫后，飽和度增加了，由于容器中蒸汽的增加絕對 濕度增加了；而相對濕度卻不一定能增加，條件是必須有一定的水源，相對濕 度才能增加到接近飽和度，我們都有這么一個體會，在潮濕悶熱的屋子里，我 們很容易感到口渴，這個道理很簡單，屋子里的絕對濕度并沒有改變，但由于 溫度增加后飽和度增加了，相對濕度反而降低了，因此人體中還必須蒸發(fā)水分 以達到升高的飽和度。所以在使用雙伺服加濕器時我們

9、必須十分注意，不要將 溫度調太高，以免出現(xiàn)管道加熱絲溫度比容器內溫度高的局面。據(jù) Willions 等人研究表明，只有相對濕度而不是經(jīng)對濕度對病人起作用。 假如出現(xiàn)管道溫度比容器溫度高的狀態(tài)，那么容器中加熱的水蒸氣到達管道后再次被加熱，絕對濕度沒有變但相對濕度由于飽和度升高而降低，那么為了達 到飽和度必須吸收水分，但管道中又缺乏水源，因此這樣加熱后的氣體反而要 從病人氣道中吸收水分，長時間使用會造成病人痰固化而致氣道阻塞。因此使 用雙伺服加濕器要特別注意，不要將管道內溫度調太高，以3637C為宜，而且在氣道“Y”形管上的溫度探頭一定要接好，以免產生測溫誤差；如果發(fā)生 傳感器錯誤報警切不可繼續(xù)使用。比較簡便的方法是觀察管道內（有加熱絲的那種）有無凝水情況，如果特別干，就應仔細檢查原因。3、霧化濕化霧化濕化是用超聲晶體振動產生很細的水霧，常用的加濕器就是這種原 理，這種加濕器出來的水氣溫度接近室溫，因而不能在呼吸機上長期使用，否 則可能降低病人的體溫。這種型式的加濕器效果好，但價格比較貴。4、熱濕交換器 （HME HMEF）該交換器是一次性使用的，仿生駱駝鼻子制作而成。其內部有