呼吸機(jī)的一般結(jié)構(gòu)及工作原理

1、呼吸機(jī)的一般結(jié)構(gòu)及工作原理隨著醫(yī)學(xué)電子技術(shù)的發(fā)展，呼吸機(jī)的種類和形式越來越多，但它們一般的主要結(jié)構(gòu)和原理基本相似，或者說，它們必須具備基本結(jié)構(gòu)，現(xiàn)分述如下：一、機(jī)械呼吸機(jī)的動(dòng)力機(jī)械呼吸機(jī)的動(dòng)力來源于電力、壓縮氣體，或二者的結(jié)合。壓縮氣體由中心供氣管道系統(tǒng)提供或由呼吸機(jī)可配備的專用空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生。1. 氣動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)氣動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)的通氣以壓縮氣體為動(dòng)力來源，其所有控制系統(tǒng)也都是靠壓縮氣體來啟動(dòng)。由高壓壓縮氣體所產(chǎn)生的壓力，通過機(jī)械呼吸機(jī)內(nèi)部的減壓閥、高阻力活瓣，或通過射流原理等方式而得到調(diào)節(jié)，從而提供適當(dāng)?shù)耐怛?qū)動(dòng)壓及操縱各控制機(jī)制的驅(qū)動(dòng)壓。2電動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)單靠電力來驅(qū)動(dòng)并控制通氣的呼吸機(jī)，稱為

2、電動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)。電動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)也需要應(yīng)用壓縮氧氣，但只是為了調(diào)節(jié)吸入氣的氧濃度，而不是作為動(dòng)力來源。電可通過帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式來產(chǎn)生機(jī)械通氣，或通過電泵產(chǎn)生壓縮氣體，壓縮氣體再推動(dòng)風(fēng)箱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生通氣。3電-氣動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)電-氣動(dòng)機(jī)械呼吸機(jī)，只有在壓縮氣體及電力二者同時(shí)提供動(dòng)力的情況下才能正常工作與運(yùn)轉(zhuǎn)。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(dāng)氧濃度的吸入氣體，也供給了產(chǎn)生機(jī)械通氣的動(dòng)力。但通氣的控制、調(diào)節(jié)，及各種監(jiān)測(cè)、警報(bào)系統(tǒng)的動(dòng)力則來自電力，所以這類呼吸機(jī)又稱為氣動(dòng)-電控制呼吸機(jī)。比較復(fù)雜的多功能定容呼吸機(jī)大多都采用這種動(dòng)力提供方式。二、供氣裝置貯氣囊或氣缸供氣裝置：

3、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(qū)動(dòng)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)VT=D2/4·L驅(qū)動(dòng)裝置可以直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)直線運(yùn)動(dòng)。由于氣缸的順應(yīng)性小，故VT較為精確，因此，以氣缸作為貯氣裝置的呼吸機(jī)適合于小兒科使用。三、呼吸機(jī)的調(diào)控系統(tǒng)80年代以前，呼吸機(jī)的調(diào)控方式有兩種形式：一種是直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的呼吸機(jī)，通過電壓的變化，使其轉(zhuǎn)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(dòng)力的呼吸機(jī)，通過針形閥作為可變氣阻，來控制吸氣和呼氣過程及其轉(zhuǎn)換，現(xiàn)代呼吸機(jī)大多數(shù)采用各種傳感器，來“感知”呼吸力學(xué)等情況的變化，并經(jīng)過微電腦分

4、析處理后，發(fā)出指令來自動(dòng)調(diào)節(jié)VT、Paw、E:I等參數(shù)。同時(shí)，還裝備各種監(jiān)測(cè)和報(bào)警系統(tǒng)以各種形式顯示其數(shù)值，顯示呼吸機(jī)當(dāng)前狀態(tài)和調(diào)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(jié)構(gòu)大多采用直動(dòng)式溢流閥，其工作原理是將溢流閥與氣道系統(tǒng)相連接，當(dāng)后者的壓力在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，由于氣壓作用于閥板上的力小于彈簧的壓力，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)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(shí)，閥門開啟，排出氣體，直至氣道壓降至規(guī)定范圍之內(nèi)，閥門重新關(guān)閉。因此，這種安全閥能保證病人氣道壓在一個(gè)安全范圍之內(nèi)。另一種安全閥為旁路吸入閥。在呼吸機(jī)正常工作時(shí)，該閥關(guān)閉。但一旦供氣中斷，隨病人吸氣造成的管

5、道負(fù)壓可推動(dòng)閥板，使空氣進(jìn)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(shí)關(guān)閉，在呼氣相時(shí)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(dǎo)式呼氣閥。活瓣式呼氣閥為輕質(zhì)材料制成的鴨咀狀單向活瓣。電磁比例閥通過通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中產(chǎn)生電磁力來控制閥板的開啟和關(guān)閉，該閥阻力很小，目前應(yīng)用較廣，先導(dǎo)式呼氣閥采用預(yù)置壓來調(diào)節(jié)呼氣閥的開啟和關(guān)閉。此外，PEEP時(shí)，所采用的閥(亦稱PEEP閥)，目前多采用電磁比例閥，CPAP時(shí)，則由呼吸機(jī)向氣路提供一個(gè)恒定的正壓，使整個(gè)呼吸周期內(nèi)，氣道保持在正壓水平。六、空氧混合器現(xiàn)代呼吸機(jī)都配置有精密的空氧混

6、合器，可向病人提供不同氧濃度的氣體。其可調(diào)范圍為21%100%?？昭趸旌掀饕话阌扇糠謽?gòu)成：即平衡閥、配比閥、安全裝置。當(dāng)壓縮空氣和氧氣進(jìn)入平衡閥后，經(jīng)一級(jí)和二級(jí)平衡后，氣體壓力均等，經(jīng)過配比閥達(dá)到不同的氧濃度而輸出。安全裝置的作用是當(dāng)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(dòng)轉(zhuǎn)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(dá)到濕化的目的。這種濕化器的相對(duì)濕度受到氣/水接觸面積及水溫的限制，因而相對(duì)濕度較低，為了提高相對(duì)濕度也有采用機(jī)械的方式將水霧

7、化。冷水濕化的優(yōu)點(diǎn)是容易使用，有較低的內(nèi)部順應(yīng)性，缺點(diǎn)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(chǎn)生水蒸氣，調(diào)節(jié)加熱溫度使水蒸氣的絕對(duì)濕度改變。這種濕化方法較為常用，其優(yōu)點(diǎn)是病人吸入舒適，能保持病人體溫，缺點(diǎn)是內(nèi)部順應(yīng)性相對(duì)大，價(jià)格也貴一點(diǎn)。加熱濕化目前有兩種形式：一種是單伺服加熱，即只有一個(gè)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(jìn)了單伺服型容易在管道中凝水的缺點(diǎn)，但這種方法只增加了絕對(duì)濕度，并不增加相對(duì)濕度。我們知道，在熱力學(xué)中水的飽和度是隨溫度而升

8、高的。絕對(duì)濕度指水蒸發(fā)的水蒸氣多少，溫度越高，絕對(duì)濕度越大；而相對(duì)濕度則是指蒸汽到達(dá)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(duì)濕度增加了；而相對(duì)濕度卻不一定能增加，條件是必須有一定的水源，相對(duì)濕度才能增加到接近飽和度，我們都有這么一個(gè)體會(huì)，在潮濕悶熱的屋子里，我們很容易感到口渴，這個(gè)道理很簡(jiǎn)單，屋子里的絕對(duì)濕度并沒有改變，但由于溫度增加后飽和度增加了，相對(duì)濕度反而降低了，因此人體中還必須蒸發(fā)水分以達(dá)到升高的飽和度。所以在使用雙伺服加濕器時(shí)我們必須十分注意，不要將溫度調(diào)太高，以免出現(xiàn)管道加熱絲溫度比容器內(nèi)溫度高的局面。據(jù)Willions等人研究表明，只有相對(duì)濕度而

9、不是經(jīng)對(duì)濕度對(duì)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(dá)管道后再次被加熱，絕對(duì)濕度沒有變但相對(duì)濕度由于飽和度升高而降低，那么為了達(dá)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(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)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(nèi)溫度調(diào)太高，以3637為宜，而且在氣道“Y”形管上的溫度探頭一定要接好，以免產(chǎn)生測(cè)溫誤差；如果發(fā)生傳感器錯(cuò)誤報(bào)警切不可繼續(xù)使用。比較簡(jiǎn)便的方法是觀察管道內(nèi)(有加熱絲的那種)有無凝水情況，如果特別干，就應(yīng)仔細(xì)檢查原因。3、霧化濕化霧化濕化是用超聲晶體振動(dòng)產(chǎn)生很細(xì)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(jī)上長(zhǎng)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(jià)格比較貴。4、