呼吸機的基本原理和通氣模式課件

通氣機新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一臨床學院麻醉學教研室鞏紅巖通氣機機械通氣的發(fā)展歷程口對口人工呼吸1800年前，金匱要略、華佗醫(yī)方中有類似體外按壓人工呼吸的記載1300年前，圣經上有“口對口”描述

無創(chuàng)正壓機械通氣有創(chuàng)1792年，首次在人身上實施氣管切開、插管及風箱式正壓通氣技術。負壓機械通氣無創(chuàng)1928年，“鐵肺”箱式負壓治療機。

人力作動力

電力機械作為動力正壓機械通氣1950’讓位于技術上得到很大改進的有創(chuàng)無創(chuàng)呼吸機多功能呼吸機1981年Sullivan無創(chuàng)口鼻面罩。人工智能呼吸機人工智能無創(chuàng)呼吸機并存時代機械通氣的發(fā)展歷程口對口人工呼吸1800年前，金匱要略、華佗

20世紀初，隨著人工氣道技術和喉鏡直視氣管插管技術的成熟，正壓機械通氣在麻醉和外科領域得以迅速發(fā)展。1940年，第一臺間歇正壓通氣（IPPV）麻醉呼吸機被發(fā)明，用于胸科手術和ARDS。1946年，Bennet公司研制出世界第一臺初具現(xiàn)代呼吸機基本結構的間歇正壓呼吸機PR-1A（氣動氣控壓力限制型）。呼吸機的起源與發(fā)展20世紀初，隨著人工氣道技術和喉鏡直視氣管插管技術的成呼吸機的起源與發(fā)展回顧正壓機械通氣60多年的發(fā)展歷史，我們認為它較好地體現(xiàn)了臨床醫(yī)學與電子技術、機械工程相互交叉和滲透，彼此促進和提高的一個發(fā)展過程，是“醫(yī)學科學與工程技術完美結合”的典范（BME）。呼吸機的起源與發(fā)展回顧正壓機械通氣60多年的發(fā)展歷史，我們認呼吸機的組成

可分為兩大部分或三部分：主機(氣路單元+監(jiān)控單元)濕化器(溫控+濕化灌)空、氧氣源提供裝置

—床邊壓縮機+O2氣源

—中心氣源(Air、O2)(2.5~5.5)kg/cm2

呼吸機的組成可分為兩大部分或三部分：呼吸機各部分主要功能主機——氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警混合器——外置或內置機械式，比例閥混合。濕化器——病人吸入氣體的加溫、加濕病人管路——5-6根螺紋管、接濕化器或霧化吸入器，病人吸入和呼出氣體的傳輸。氣源——以適當方式提供壓縮空氣和氧氣）其它——主機和病人管路的固定或支撐裝置呼吸機各部分主要功能主機——氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警通氣機的組成

通氣機主要有五個基本單位組成

動力系統(tǒng)

通氣源分為壓力型通氣源和容量型通氣源控制系統(tǒng)控制通氣源和呼氣閥交替開放或關閉,

使通氣機周期輸出氣體的自動操作系統(tǒng)

輸出氣路

通氣機安全監(jiān)控系統(tǒng)檢測通氣機和患者的異常情況,發(fā)出視覺或聽覺信號,提示操作者給于調整.通氣機的組成

通氣機主要有五個基本單位組成空氧配比方式機械配比電子配比空氧配比方式機械配比有創(chuàng)正壓通氣的人機系統(tǒng)工程輸入主機的氣體為高壓，要求干燥、潔凈；輸出給病人的混合氣體為低壓，要求溫暖、濕潤并達到有效的肺泡通氣量。有創(chuàng)正壓通氣的人機系統(tǒng)工程輸入主機的氣體為高壓，要求干燥、潔主機工作原理①壓縮氣源的處理：減壓、過濾；②空氣、氧氣配比混合，穩(wěn)壓，送到吸氣閥；③在吸氣相按約定通氣模式和參數向病人送氣；④同時監(jiān)控參數、滿足條件,“切換”到呼氣相；⑤打開或不完全打開呼氣閥完成呼氣過程；⑥檢測病人的狀態(tài)，進入下一個呼吸周期（下一個吸氣相的開始）。主機工作原理①壓縮氣源的處理：減壓、過濾；基本原理示意圖基本原理示意圖通氣控制流程空氣、氧氣配比混合(干燥的氣體)；細菌過濾（減少感染）；降至低壓、穩(wěn)定壓力、緩存一定量氣體；吸氣回路PID控制（實現(xiàn)各種通氣模式）；經濕化器加溫、加濕（霧化）到病人；呼氣回路PID控制（實現(xiàn)PEEP等），呼出氣體排到大氣中。通氣控制流程空氣、氧氣配比混合(干燥的氣體)；呼吸機的分類

目前沒有統(tǒng)一分類標準，可按習慣分為：按使用對象成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機；按工作原理氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機；按人機接口方式有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機；按機器的功能急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。呼吸機的分類目前沒有統(tǒng)一分類標準，可按習慣分為：通氣模式的定義及特點——臨床常用的基本通氣模式通氣模式的定義及特點——臨床常用的基本通氣模式機械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析兩個“開始、轉換或切換”兩個“相或過程內含保持”機械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析兩個“開始、轉換或切換”正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別與聯(lián)系正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別與聯(lián)系通氣模式通氣模式可以理解為呼吸機如何對呼吸進行控制和輔助，也就是呼吸機何時開始送氣、如何進行送氣、何時停止送氣通氣模式就是通氣的方式，實際上就是控制、輔助、支持和自主呼吸的理想結合和不同組合

通氣模式正不斷發(fā)展并應用于臨床

通氣模式通氣模式可以理解為呼吸機如何對呼吸進行控制和輔助，也機械通氣基本原理吸氣相吸氣向呼氣切換呼氣相呼氣向吸氣切換壓力切換時間切換容量切換流速切換復合切換自主切換時間切換人工切換PEEP時間觸發(fā)壓力觸發(fā)

流速觸發(fā)

流量觸發(fā)機械通氣基本原理吸氣相吸氣向呼氣切換呼氣相呼氣向吸氣切換壓力主要物理量和參數時間量及參數氣體流量及參數氣道壓力及參數溫度、濕度參數需要非常清楚地了解各參數的物理涵義及其作用或影響。主要物理量和參數時間量及參數時間參數及其符號(1)通氣頻率(f：0～120)bpm(2)吸呼比(I:E=Ti:Te

)(3)吸氣時間Ti

(s)、Trise

(s)(4)呼氣時間Te(s)(5)屏氣時間TP(s)是吸氣時間的一部份，通常設定為T的10%，臨床根據病情和呼吸習慣適當增加或減少。周期：T=Ti+Te，f=60s/(Ti+Te)bpm時間參數及其符號(1)通氣頻率(f：0～120)bpm容量和流量參數及其符號(1)分鐘通氣量(MV，L/min)=VT×f(2)潮氣量(TV/VT，ml)=VTI=VTE=∫F.dt(3)吸氣流量(F

，l/s)，是一個動態(tài)參數，峰值流速Fpeak

：影響吸呼比和吸氣波形(4)嘆氣/深吸氣Sign：1.5或2倍的VT

/100次(5)流量觸發(fā)靈敏度(FT，L/min)，包括吸氣和呼氣觸發(fā)靈敏度（需高速動態(tài)閥）容量和流量參數及其符號(1)分鐘通氣量(MV，L/min吸氣流量觸發(fā)靈敏度吸氣流量觸發(fā)靈敏度壓力參數及其符號(1)氣道壓力(AirwayPressure，Pair/Plung不一致)是一個動態(tài)物理參數，波形、光柱：

Ppeak,Pplateau,Pmean（cmH2O或kPa）(2)吸氣壓力水平(Pi-Level：0～10kPa)？(3)呼氣末正壓(PEEP：0.1kPa～3kPa)(4)吸、呼壓力觸發(fā)靈敏度(PT:-2kPa～+2kPa)(5)呼吸機的工作壓力、氣源壓力。低壓：(60~70)cmH2O，高壓：＞120kPa壓力參數及其符號(1)氣道壓力(AirwayPressur壓力參數及壓力觸發(fā)靈敏度觸發(fā)壓力P=PEEP-PT呼吸做功

W=ΔS+SC壓力參數及壓力觸發(fā)靈敏度觸發(fā)壓力P=PEEP-PT氣道阻力和順應性靜態(tài)氣道阻力

RL=(Ppeak–Pplateau)/flowcmH2O/L/s靜態(tài)順應性

CL=VT/(Pplateau–PEEP)L/cmH2O氣道阻力和順應性靜態(tài)氣道阻力常用通氣模式用呼吸機的目的就是以一種適宜的方式對病人的肺進行有效通氣，既保障病人生命需要，又要盡可能地減少并發(fā)癥，而且還要安全、舒適。重復進行機械通氣的時間間隔叫機械通氣周期,T。一次吸氣開始到下一次吸氣開始的時間間隔為一個機械通氣周期。一個機械通氣周期又可分解為四個狀態(tài)或四個相，即：呼切換到吸、吸氣相、吸切換到呼和呼氣相。常用通氣模式用呼吸機的目的就是以一種適宜的方式對病人的肺機械通氣的四個相機械通氣的四個相第一相——呼氣切換到吸氣基于第一相定義和設計通氣模式，根據吸氣初始化條件或人機關系的不同，可分為：控制模式ControlModeVentilation,CMV/VCV/PCV

輔助控制模式(Assist-ControlMode,A/C)

同步間歇指令通氣(SynchronizedIntermittentMandatoryVentilation,SIMV)第一相——呼氣切換到吸氣基于第一相定義和設計通氣模式，根據吸第一相——呼氣切換到吸氣壓力支持(PressureSupportVentilator,PSV)持續(xù)氣道正壓(ContinuousPositiveAirwayPressure,CPAP)在呼氣切換到吸氣時，如果切換或觸發(fā)的條件是流量就叫流量觸發(fā)，是壓力就叫壓力觸發(fā)，控制通氣可以看作時間觸發(fā)。

第一相——呼氣切換到吸氣壓力支持(PressureSupp容量控制VCVF—t和P—t曲線：VCV設定定容：VT/MV=？時間：f、Ti、TeTrise、Tp、I:E=?壓力：Pmax=?PT/FT=?

容量控制VCVF—t和P—t曲線：壓力控制PCVF—t和P—t曲線：PCV設定定壓：Pi-Level=？時間：f、Ti、

Prise、Tp

、I:E=?壓力：Pmax=?PT/FT=?壓力控制PCVF—t和P—t曲線：同步間歇指令通氣

SIMVF—t和P—t曲線：VCV/PCV間歇+自主

VT/MV=？

Pi-Level=？時間：f/RR

、Ti、

Trise、Tp、I:E=?壓力：Pmax=?

PT/FT=?fsimv=(0~f)?，f總=fsimv+f自主同步間歇指令通氣SIMVF—t和P—t曲線：壓力支持PSVF—t和P—t曲線：半自主通氣模式PSV設定壓力：Pi-Level=？壓力：Pmax=?PT/FT=?VAPSV?SIMV+PSV?壓力支持PSVF—t和P—t曲線：持續(xù)氣道正壓CPAPF—t和P—t曲線：自主通氣模式壓力：PEEP、PT吸/FT吸=?或PT呼/FT呼=?持續(xù)氣道正壓CPAPF—t和P—t曲線：第二相——吸氣相方波(SquareWaveFlowPattern)

可快速建立起通氣和在有效的時間內維持恒定的氣流。加速波(AcceleratingFlowPattern)減速波(DeceleratingFlowPattern)

氣流迅速上升到峰值，緊接著減速。正弦波(SineWaveFlowPattern)

兼加速和減速波通氣的特點。SIGN,潮氣量加倍（延長吸氣時間）。第二相——吸氣相方波(SquareWaveFlow第三相——吸氣轉換到呼氣

基于第三相定義和設計通氣模式依據容量、壓力和時間三個參數在切換時起作用的主次關系，其主和次關系用兩個形容詞周期的(cycled)和限制的(limited)來表示。容量周期(VolumeCycled)也叫定容通氣或容量切換(容量開關)。第三相——吸氣轉換到呼氣基于第三相定義和設計通氣模式依據第三相——吸氣轉換到呼氣容量限制(VolumeLimited)在設定的時間內達到設定的潮氣量，吸氣停止(相當于VCV)。時間周期容量限制(TimeCycled,VolumeLimited)按一定流量為病人送氣，時間到，吸氣停，潮氣量大小取決于流量(定時開關流量)。第三相——吸氣轉換到呼氣容量限制(VolumeLimit第三相——吸氣轉換到呼氣壓力周期(PressureCycled)

也叫壓力切換，當達到設定的氣道壓力水平(Insp.Press.Level)時，吸氣停止(壓力開關，漏氣時無法切換)。時間周期壓力限制(TimeCycled,PressureLimited)

按能維持設定的氣道壓力水平所必需的流速為患者送氣，當達到設定的吸氣時間時，吸氣停止(相當于PCV)。第三相——吸氣轉換到呼氣壓力周期(PressureCycl第三相——吸氣轉換到呼氣時間限制壓力周期(TimeLimited,PressureCycled)：按設定的吸氣時間和吸氣流量為患者送氣，當達到設定的吸氣壓力水平時，吸氣停止（漏氣的時候，為時間切換）?？梢姡诘谌鄷r，如果切換的主要物理參數是容量、流量、壓力或時間就分別叫容量切換、流量切換、壓力切換或時間切換。第三相——吸氣轉換到呼氣時間限制壓力周期(TimeLimi第四相——呼氣相

實現(xiàn)PositiveEndExpiratoryPressure,PEEP增加功能殘氣量(FunctionalResidualCapcity,FRC)。對于一些限制性病變(ARDS)，呼末維持一定的正壓有利于肺泡氣體交換，但使用PEEP要慎重，不能隨意增減。電子PEEP、機械PEEP或文丘里PEEP。第四相——呼氣相實現(xiàn)PositiveEndExpi通氣模式的發(fā)展演化通氣模式的發(fā)展演化通氣模式的數學表達

假設病人吸氣做功W吸，自己吸到的容量V吸那么：——控制W吸=0時，為控制模式(CMV/IPPV/VCV/PCV)

W吸>0但

V吸=0，輔助控制模式(A/C、病人觸發(fā)的)——輔助100%>W吸>0，100%>V吸>0時，為輔助模式(Assist-Mode)

同步間歇控制：SIMV+CPAP/SIMVVC+PSV/SIMVPC+PSV

吸氣支持：PSV/VAPSV

和VSV/MMV/EMMV——自主W吸=100%，V吸=100%時，為自主模式(Spontaneous，CPAP)通氣模式的數學表達假設病人吸氣做功W吸，自己吸到的容量通氣模式的轉化

通氣模式的轉化呼吸機的基本原理和通氣模式課件麻醉通氣機新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一臨床學院麻醉學教研室鞏紅巖麻醉通氣機新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一臨床學院

麻醉通氣機

麻醉通氣機功能簡單、常不設輔助通氣模式,大多采用時間啟動、流量或容量限定、時間切換原理.麻醉通氣機麻醉通氣機功能簡單、常不

一麻醉通氣機的輸出氣路是通氣機與麻醉回路之間的管道系統(tǒng)，總是以麻醉回路為終端氣路、不與患者氣道直接連接。麻醉通氣機

一麻醉通氣機的輸出氣路是通氣機與麻醉回路之間的管道系統(tǒng)，麻醉通氣機二麻醉回路具有呼吸氣體分路和呼出二氧化碳的功能、所以麻醉通氣機的輸出氣路對輸出氣體和排出氣體不分離，以來回氣流的方式工作。麻醉通氣機二麻醉回路具有呼吸氣體分路和呼出二氧化三輸出氣體不直接作為患者吸入氣體，通常不設置濕化裝置。三輸出氣體不直接作為患者吸入氣體，通常不設置濕化裝置。

麻醉通氣機輸出氣路原理

麻醉通氣機輸出氣路的基本功能:

一吸氣期介導通氣機氣體推動麻醉回路內氣體進入患者肺內。二呼氣期排除通氣機的輸出氣體和多余的氣體，引導患者呼出氣進入麻醉回路。麻醉通氣機輸出氣路原理麻醉通氣機輸出氣路的基本功能麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路功能特性:

﹙1﹚通氣機輸出氣體與麻醉回路內氣體隔離

﹙2﹚具有容量限定功能、風箱的運動可反映工作狀態(tài)和潮氣量的多少

﹙3﹚立式風箱存在呼氣末正壓，掛式存在呼氣負壓

麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路功能特性:麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路

﹙4﹚必須設有多余氣體閥，否則過多的新鮮氣體會造成肺的氣壓傷

﹙5﹚使用時麻醉回路必須供給足夠的新鮮氣體，保證風箱在呼氣末充滿復位

麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路﹙4﹚必須設有多余氣麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路

﹙6﹚在麻醉回路嚴重漏氣或脫管情況下，掛式風箱可以憑借自身的重力經漏氣部位吸入空氣正常張縮運動，不易被使用者發(fā)現(xiàn)麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路﹙6﹚在麻醉回路嚴重漏麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路

一通氣機輸出氣體與麻醉回路內氣體不分離二呼氣末系統(tǒng)內的壓強自動與大氣壓平衡，無呼氣負壓或呼氣壓末正壓現(xiàn)象三無論麻醉回路新鮮氣流多少，系統(tǒng)都能自動補償正常運行，無肺壓傷和肺不張危險

麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路一通氣機輸出氣體與麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路

四新鮮氣流太少或為零時，可以導致慢性缺氧五加大麻醉回路的新鮮氣流供應，可加快吸入麻醉氣體的更新或排除麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路四新鮮氣流太少或麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱

是由麻醉機由電控電動通氣機與麻醉回路整合設計組成麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱是由麻醉機由電控麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱

麻醉通氣機的用前檢查

麻醉中發(fā)生的通氣機意外，常常造成低氧血癥、高碳酸血癥或低碳酸血癥，甚至引起肺壓傷，危及患者生命。麻醉通氣機的用前檢查麻醉中發(fā)生的通氣機意外，

麻醉通氣機的袋箱裝置檢查

一麻醉通氣機與麻醉回路正常連接，關閉麻醉通氣機，在機械通氣狀態(tài)下封閉呼吸回路Y形管患者端接口，快速供氧情況時氣道壓不得大于0.5Kpa，氣道壓過高可造成氣壓傷。

麻醉通氣機的袋箱裝置檢查一麻醉通氣機與麻醉回路正常連麻醉通氣機的袋箱裝置檢查二關閉麻醉通氣機機械/手工轉換閥切換為機械位，封閉麻醉回路患者接口，快速給氧充滿風箱停止充氧；切換到手工位，然后放開麻醉回路患者接口，觀察風箱頂部下降速度低于100ml/min，如果風箱下降過快提示存在漏氣故障。麻醉通氣機的袋箱裝置檢查二關閉麻醉通氣機機械/手工轉換閥切

麻醉通氣機操作常規(guī)

1按照使用說明正確連接氣路2麻醉回路通氣模式選擇器和麻醉回路排氣閥置于機械通氣狀態(tài).3封閉麻醉回路患者連接口,快速充氧,應觀察到通氣機高壓安全閥或多余氣體閥的排氣現(xiàn)象,麻醉回路不應出現(xiàn)高于4KPa的高氣壓

麻醉通氣機操作常規(guī)1按照使用說明正確連接氣路麻醉通氣機操作常規(guī)4麻醉回路患者端連接模擬肺,最好采用水箱式模擬肺5按常規(guī)給定新鮮氣體流量,快速供氧充滿風箱6開啟通氣機,等待通氣機通過自檢程序麻醉通氣機操作常規(guī)4麻醉回路患者端連接模擬肺,最好采用水箱呼吸機的質量保障——一個需要思考和關注的問題呼吸機的質量保障——一個需要思考和關注的問題

呼吸機臨床風險根據“ISO14971醫(yī)用裝置風險管理——第1部分：風險分析應用”推薦的方法進行風險分析：呼吸機12分，麻醉機、除顫器、高頻電刀6分，其它醫(yī)療設備都在6分以下；呼吸機是臨床風險值最高的設備，其性能穩(wěn)定和參數可靠與否對病人生死悠關；性能好、使用好、護理好，對病人生命起支持作用；反之，則影響療效甚至成為殺手。

呼吸機臨床風險根據“ISO14971醫(yī)用裝置風險管理—需要全程質量保障以臨床培訓為基礎的人員保障：培訓醫(yī)、護人員（考核合格、持證上崗）；以使用前例行檢查為基礎的制度保障：建立制度，基本質量確認；以性能測試為基礎的質量保障：(1-2)月測一次，臨床技師或工程師；以計量檢定校準為基礎的法律保障，由國家授權建立測量標準，進行量值傳遞或校準，在法律上得到認可，每年一次。需要全程質量保障以臨床培訓為基礎的人員保障：培訓醫(yī)、護人員（呼吸機使用前的例行檢查(OVP)

消除一部分潛在風險？①電源氣源檢查：風險較多、斷氣斷電？②氣密性檢查：內、外氣路和插管漏氣？③壓力上限：不準或失靈，機械的？④呼氣分鐘通氣量上、下限:漏氣/自主？⑤窒息報警：脫管、病人沒有呼吸響應？⑥觸發(fā)靈敏度：不準或誤觸發(fā)？呼吸機使用前的例行檢查(OVP)消除一部分潛在風險？呼吸機使用前的例行檢查⑦吸氣壓力水平：平穩(wěn)、準確？⑧吸入氧濃度：準確度高于5%，閥、混合器故障、氧電池監(jiān)測？⑨吸、呼流量：準確度優(yōu)于5%、線性好？上述檢查通過后，將濕化器（故障源？影響機械通氣效果）預設在（32～37）℃，然后等待或用于病人，急救時可以只進行第①、②步檢查。呼吸機使用前的例行檢查⑦吸氣壓力水平：平穩(wěn)、準確？

呼吸機系統(tǒng)故障分布

呼吸機主機混合器濕化器壓縮機27%12%36%25%使用問題預修保養(yǎng)故障修復更換新品故障修復使用維護故障修復使用維護故障修復6%11%10%2%10%25%11%9%16%呼吸機系統(tǒng)故障分布呼吸機主機混合器濕化器壓縮機27%1加熱濕化器工作原理出氣口進氣口接在吸氣回路對病人吸入的氣體加溫加濕36℃濕化罐內放置一個卷曲的鋁筒內襯濕化濾紙形成一個溫濕通道接呼氣回路圖-1加熱濕化器應用示意圖氣管插管病人遠端Y-型頭加熱濕化器工作原理出氣口進氣口接在吸氣回路36℃濕化罐內放加溫、加濕要求到達病人口邊的氣體溫度：

31℃≤T≤37℃,連續(xù)可調吸入氣體的絕對濕度：

HA≥30mg.L-1加溫、加濕要求到達病人口邊的氣體溫度：加熱濕化器的性能測試ISO8185建議插管病人最小吸氣濕度水平：≥30mg/L0102030405060708090流量(L.min-1)口邊溫度38℃36℃34℃31℃(mg.L-1)40353025

絕對濕度圖-2氣體流量與溫度、濕度性能曲線加熱濕化器的性能測試ISO818501020濕化器常見使用問題濕化罐要接在吸氣回路上，進氣和出氣口不能接反；注意觀察罐內液面高度，要加注蒸餾水，不能加注生理鹽水；溫度傳感器接到Y頭的吸氣端，不要接在吸呼公共端；每個病人或每周更換一次濕化濾紙，如長期不換或忘記裝濾紙，會出現(xiàn)低溫報警；濕化器常見使用問題濕化罐要接在吸氣回路上，進氣和出氣口不能接濕化器常見使用問題當出現(xiàn)故障報警時，只需更換下面的控制部分進行維修，罐不用換；如使用管道內加熱要慎重，其溫度不要設置的太高，以免相對濕度降低太多；如呼吸機處于備機狀態(tài)，帶氣路溫度監(jiān)測的濕化器要打到“Standby”狀態(tài)。濕化器常見使用問題當出現(xiàn)故障報警時，只需更換下面的控制部分進呼吸機的報警輸入能源報警停電、氣源故障（無輸出或低于某一水平）。控制回路報警控制參數不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內回路漏氣等。輸出參數報警壓力、容量、時間(f，Ti

、Te，窒息報警)、吸入氣體(溫度、氧濃度)呼出氣體(CO2濃度)。呼吸機的報警輸入能源報警輸入能源報警掉電，用墻上的標準配電插座，不要用插板；氣源故障（無輸出或低于某一水平）：盡量采用中心供雙氣；用壓縮機時，要特別注意氣水分離器里的水和濾網的清洗。輸入能源報警掉電，用墻上的標準配電插座，不要用插板；控制回路報警控制參數不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內回路漏氣等故障停機。備用機器?？刂苹芈穲缶刂茀挡幌嗳?反比、超范圍)、時序失效、閥輸出參數報警壓力、容量、時間(f，Ti

、Te，窒息報警)、吸入氣體(溫度、氧濃度)呼出氣體(CO2濃度)。漏氣、傳壓管和Y頭脫落、呼氣傳感器進水、氣道阻力或肺順應性變差、痰。輸出參數報警壓力、容量、時間(f，Ti、Te，窒息報警)通氣機新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一臨床學院麻醉學教研室鞏紅巖通氣機機械通氣的發(fā)展歷程口對口人工呼吸1800年前，金匱要略、華佗醫(yī)方中有類似體外按壓人工呼吸的記載1300年前，圣經上有“口對口”描述

無創(chuàng)正壓機械通氣有創(chuàng)1792年，首次在人身上實施氣管切開、插管及風箱式正壓通氣技術。負壓機械通氣無創(chuàng)1928年，“鐵肺”箱式負壓治療機。

人力作動力

電力機械作為動力正壓機械通氣1950’讓位于技術上得到很大改進的有創(chuàng)無創(chuàng)呼吸機多功能呼吸機1981年Sullivan無創(chuàng)口鼻面罩。人工智能呼吸機人工智能無創(chuàng)呼吸機并存時代機械通氣的發(fā)展歷程口對口人工呼吸1800年前，金匱要略、華佗

20世紀初，隨著人工氣道技術和喉鏡直視氣管插管技術的成熟，正壓機械通氣在麻醉和外科領域得以迅速發(fā)展。1940年，第一臺間歇正壓通氣（IPPV）麻醉呼吸機被發(fā)明，用于胸科手術和ARDS。1946年，Bennet公司研制出世界第一臺初具現(xiàn)代呼吸機基本結構的間歇正壓呼吸機PR-1A（氣動氣控壓力限制型）。呼吸機的起源與發(fā)展20世紀初，隨著人工氣道技術和喉鏡直視氣管插管技術的成呼吸機的起源與發(fā)展回顧正壓機械通氣60多年的發(fā)展歷史，我們認為它較好地體現(xiàn)了臨床醫(yī)學與電子技術、機械工程相互交叉和滲透，彼此促進和提高的一個發(fā)展過程，是“醫(yī)學科學與工程技術完美結合”的典范（BME）。呼吸機的起源與發(fā)展回顧正壓機械通氣60多年的發(fā)展歷史，我們認呼吸機的組成

可分為兩大部分或三部分：主機(氣路單元+監(jiān)控單元)濕化器(溫控+濕化灌)空、氧氣源提供裝置

—床邊壓縮機+O2氣源

—中心氣源(Air、O2)(2.5~5.5)kg/cm2

呼吸機的組成可分為兩大部分或三部分：呼吸機各部分主要功能主機——氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警混合器——外置或內置機械式，比例閥混合。濕化器——病人吸入氣體的加溫、加濕病人管路——5-6根螺紋管、接濕化器或霧化吸入器，病人吸入和呼出氣體的傳輸。氣源——以適當方式提供壓縮空氣和氧氣）其它——主機和病人管路的固定或支撐裝置呼吸機各部分主要功能主機——氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警通氣機的組成

通氣機主要有五個基本單位組成

動力系統(tǒng)

通氣源分為壓力型通氣源和容量型通氣源控制系統(tǒng)控制通氣源和呼氣閥交替開放或關閉,

使通氣機周期輸出氣體的自動操作系統(tǒng)

輸出氣路

通氣機安全監(jiān)控系統(tǒng)檢測通氣機和患者的異常情況,發(fā)出視覺或聽覺信號,提示操作者給于調整.通氣機的組成

通氣機主要有五個基本單位組成空氧配比方式機械配比電子配比空氧配比方式機械配比有創(chuàng)正壓通氣的人機系統(tǒng)工程輸入主機的氣體為高壓，要求干燥、潔凈；輸出給病人的混合氣體為低壓，要求溫暖、濕潤并達到有效的肺泡通氣量。有創(chuàng)正壓通氣的人機系統(tǒng)工程輸入主機的氣體為高壓，要求干燥、潔主機工作原理①壓縮氣源的處理：減壓、過濾；②空氣、氧氣配比混合，穩(wěn)壓，送到吸氣閥；③在吸氣相按約定通氣模式和參數向病人送氣；④同時監(jiān)控參數、滿足條件,“切換”到呼氣相；⑤打開或不完全打開呼氣閥完成呼氣過程；⑥檢測病人的狀態(tài)，進入下一個呼吸周期（下一個吸氣相的開始）。主機工作原理①壓縮氣源的處理：減壓、過濾；基本原理示意圖基本原理示意圖通氣控制流程空氣、氧氣配比混合(干燥的氣體)；細菌過濾（減少感染）；降至低壓、穩(wěn)定壓力、緩存一定量氣體；吸氣回路PID控制（實現(xiàn)各種通氣模式）；經濕化器加溫、加濕（霧化）到病人；呼氣回路PID控制（實現(xiàn)PEEP等），呼出氣體排到大氣中。通氣控制流程空氣、氧氣配比混合(干燥的氣體)；呼吸機的分類

目前沒有統(tǒng)一分類標準，可按習慣分為：按使用對象成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機；按工作原理氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機；按人機接口方式有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機；按機器的功能急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。呼吸機的分類目前沒有統(tǒng)一分類標準，可按習慣分為：通氣模式的定義及特點——臨床常用的基本通氣模式通氣模式的定義及特點——臨床常用的基本通氣模式機械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析兩個“開始、轉換或切換”兩個“相或過程內含保持”機械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析兩個“開始、轉換或切換”正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別與聯(lián)系正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別與聯(lián)系通氣模式通氣模式可以理解為呼吸機如何對呼吸進行控制和輔助，也就是呼吸機何時開始送氣、如何進行送氣、何時停止送氣通氣模式就是通氣的方式，實際上就是控制、輔助、支持和自主呼吸的理想結合和不同組合

通氣模式正不斷發(fā)展并應用于臨床

通氣模式通氣模式可以理解為呼吸機如何對呼吸進行控制和輔助，也機械通氣基本原理吸氣相吸氣向呼氣切換呼氣相呼氣向吸氣切換壓力切換時間切換容量切換流速切換復合切換自主切換時間切換人工切換PEEP時間觸發(fā)壓力觸發(fā)

流速觸發(fā)

流量觸發(fā)機械通氣基本原理吸氣相吸氣向呼氣切換呼氣相呼氣向吸氣切換壓力主要物理量和參數時間量及參數氣體流量及參數氣道壓力及參數溫度、濕度參數需要非常清楚地了解各參數的物理涵義及其作用或影響。主要物理量和參數時間量及參數時間參數及其符號(1)通氣頻率(f：0～120)bpm(2)吸呼比(I:E=Ti:Te

)(3)吸氣時間Ti

(s)、Trise

(s)(4)呼氣時間Te(s)(5)屏氣時間TP(s)是吸氣時間的一部份，通常設定為T的10%，臨床根據病情和呼吸習慣適當增加或減少。周期：T=Ti+Te，f=60s/(Ti+Te)bpm時間參數及其符號(1)通氣頻率(f：0～120)bpm容量和流量參數及其符號(1)分鐘通氣量(MV，L/min)=VT×f(2)潮氣量(TV/VT，ml)=VTI=VTE=∫F.dt(3)吸氣流量(F

，l/s)，是一個動態(tài)參數，峰值流速Fpeak

：影響吸呼比和吸氣波形(4)嘆氣/深吸氣Sign：1.5或2倍的VT

/100次(5)流量觸發(fā)靈敏度(FT，L/min)，包括吸氣和呼氣觸發(fā)靈敏度（需高速動態(tài)閥）容量和流量參數及其符號(1)分鐘通氣量(MV，L/min吸氣流量觸發(fā)靈敏度吸氣流量觸發(fā)靈敏度壓力參數及其符號(1)氣道壓力(AirwayPressure，Pair/Plung不一致)是一個動態(tài)物理參數，波形、光柱：

Ppeak,Pplateau,Pmean（cmH2O或kPa）(2)吸氣壓力水平(Pi-Level：0～10kPa)？(3)呼氣末正壓(PEEP：0.1kPa～3kPa)(4)吸、呼壓力觸發(fā)靈敏度(PT:-2kPa～+2kPa)(5)呼吸機的工作壓力、氣源壓力。低壓：(60~70)cmH2O，高壓：＞120kPa壓力參數及其符號(1)氣道壓力(AirwayPressur壓力參數及壓力觸發(fā)靈敏度觸發(fā)壓力P=PEEP-PT呼吸做功

W=ΔS+SC壓力參數及壓力觸發(fā)靈敏度觸發(fā)壓力P=PEEP-PT氣道阻力和順應性靜態(tài)氣道阻力

RL=(Ppeak–Pplateau)/flowcmH2O/L/s靜態(tài)順應性

CL=VT/(Pplateau–PEEP)L/cmH2O氣道阻力和順應性靜態(tài)氣道阻力常用通氣模式用呼吸機的目的就是以一種適宜的方式對病人的肺進行有效通氣，既保障病人生命需要，又要盡可能地減少并發(fā)癥，而且還要安全、舒適。重復進行機械通氣的時間間隔叫機械通氣周期,T。一次吸氣開始到下一次吸氣開始的時間間隔為一個機械通氣周期。一個機械通氣周期又可分解為四個狀態(tài)或四個相，即：呼切換到吸、吸氣相、吸切換到呼和呼氣相。常用通氣模式用呼吸機的目的就是以一種適宜的方式對病人的肺機械通氣的四個相機械通氣的四個相第一相——呼氣切換到吸氣基于第一相定義和設計通氣模式，根據吸氣初始化條件或人機關系的不同，可分為：控制模式ControlModeVentilation,CMV/VCV/PCV

輔助控制模式(Assist-ControlMode,A/C)

同步間歇指令通氣(SynchronizedIntermittentMandatoryVentilation,SIMV)第一相——呼氣切換到吸氣基于第一相定義和設計通氣模式，根據吸第一相——呼氣切換到吸氣壓力支持(PressureSupportVentilator,PSV)持續(xù)氣道正壓(ContinuousPositiveAirwayPressure,CPAP)在呼氣切換到吸氣時，如果切換或觸發(fā)的條件是流量就叫流量觸發(fā)，是壓力就叫壓力觸發(fā)，控制通氣可以看作時間觸發(fā)。

第一相——呼氣切換到吸氣壓力支持(PressureSupp容量控制VCVF—t和P—t曲線：VCV設定定容：VT/MV=？時間：f、Ti、TeTrise、Tp、I:E=?壓力：Pmax=?PT/FT=?

容量控制VCVF—t和P—t曲線：壓力控制PCVF—t和P—t曲線：PCV設定定壓：Pi-Level=？時間：f、Ti、

Prise、Tp

、I:E=?壓力：Pmax=?PT/FT=?壓力控制PCVF—t和P—t曲線：同步間歇指令通氣

SIMVF—t和P—t曲線：VCV/PCV間歇+自主

VT/MV=？

Pi-Level=？時間：f/RR

、Ti、

Trise、Tp、I:E=?壓力：Pmax=?

PT/FT=?fsimv=(0~f)?，f總=fsimv+f自主同步間歇指令通氣SIMVF—t和P—t曲線：壓力支持PSVF—t和P—t曲線：半自主通氣模式PSV設定壓力：Pi-Level=？壓力：Pmax=?PT/FT=?VAPSV?SIMV+PSV?壓力支持PSVF—t和P—t曲線：持續(xù)氣道正壓CPAPF—t和P—t曲線：自主通氣模式壓力：PEEP、PT吸/FT吸=?或PT呼/FT呼=?持續(xù)氣道正壓CPAPF—t和P—t曲線：第二相——吸氣相方波(SquareWaveFlowPattern)

可快速建立起通氣和在有效的時間內維持恒定的氣流。加速波(AcceleratingFlowPattern)減速波(DeceleratingFlowPattern)

氣流迅速上升到峰值，緊接著減速。正弦波(SineWaveFlowPattern)

兼加速和減速波通氣的特點。SIGN,潮氣量加倍（延長吸氣時間）。第二相——吸氣相方波(SquareWaveFlow第三相——吸氣轉換到呼氣

基于第三相定義和設計通氣模式依據容量、壓力和時間三個參數在切換時起作用的主次關系，其主和次關系用兩個形容詞周期的(cycled)和限制的(limited)來表示。容量周期(VolumeCycled)也叫定容通氣或容量切換(容量開關)。第三相——吸氣轉換到呼氣基于第三相定義和設計通氣模式依據第三相——吸氣轉換到呼氣容量限制(VolumeLimited)在設定的時間內達到設定的潮氣量，吸氣停止(相當于VCV)。時間周期容量限制(TimeCycled,VolumeLimited)按一定流量為病人送氣，時間到，吸氣停，潮氣量大小取決于流量(定時開關流量)。第三相——吸氣轉換到呼氣容量限制(VolumeLimit第三相——吸氣轉換到呼氣壓力周期(PressureCycled)

也叫壓力切換，當達到設定的氣道壓力水平(Insp.Press.Level)時，吸氣停止(壓力開關，漏氣時無法切換)。時間周期壓力限制(TimeCycled,PressureLimited)

按能維持設定的氣道壓力水平所必需的流速為患者送氣，當達到設定的吸氣時間時，吸氣停止(相當于PCV)。第三相——吸氣轉換到呼氣壓力周期(PressureCycl第三相——吸氣轉換到呼氣時間限制壓力周期(TimeLimited,PressureCycled)：按設定的吸氣時間和吸氣流量為患者送氣，當達到設定的吸氣壓力水平時，吸氣停止（漏氣的時候，為時間切換）。可見，在第三相時，如果切換的主要物理參數是容量、流量、壓力或時間就分別叫容量切換、流量切換、壓力切換或時間切換。第三相——吸氣轉換到呼氣時間限制壓力周期(TimeLimi第四相——呼氣相

實現(xiàn)PositiveEndExpiratoryPressure,PEEP增加功能殘氣量(FunctionalResidualCapcity,FRC)。對于一些限制性病變(ARDS)，呼末維持一定的正壓有利于肺泡氣體交換，但使用PEEP要慎重，不能隨意增減。電子PEEP、機械PEEP或文丘里PEEP。第四相——呼氣相實現(xiàn)PositiveEndExpi通氣模式的發(fā)展演化通氣模式的發(fā)展演化通氣模式的數學表達

假設病人吸氣做功W吸，自己吸到的容量V吸那么：——控制W吸=0時，為控制模式(CMV/IPPV/VCV/PCV)

W吸>0但

V吸=0，輔助控制模式(A/C、病人觸發(fā)的)——輔助100%>W吸>0，100%>V吸>0時，為輔助模式(Assist-Mode)

同步間歇控制：SIMV+CPAP/SIMVVC+PSV/SIMVPC+PSV

吸氣支持：PSV/VAPSV

和VSV/MMV/EMMV——自主W吸=100%，V吸=100%時，為自主模式(Spontaneous，CPAP)通氣模式的數學表達假設病人吸氣做功W吸，自己吸到的容量通氣模式的轉化

通氣模式的轉化呼吸機的基本原理和通氣模式課件麻醉通氣機新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一臨床學院麻醉學教研室鞏紅巖麻醉通氣機新鄉(xiāng)醫(yī)學院第一臨床學院

麻醉通氣機

麻醉通氣機功能簡單、常不設輔助通氣模式,大多采用時間啟動、流量或容量限定、時間切換原理.麻醉通氣機麻醉通氣機功能簡單、常不

一麻醉通氣機的輸出氣路是通氣機與麻醉回路之間的管道系統(tǒng)，總是以麻醉回路為終端氣路、不與患者氣道直接連接。麻醉通氣機

一麻醉通氣機的輸出氣路是通氣機與麻醉回路之間的管道系統(tǒng)，麻醉通氣機二麻醉回路具有呼吸氣體分路和呼出二氧化碳的功能、所以麻醉通氣機的輸出氣路對輸出氣體和排出氣體不分離，以來回氣流的方式工作。麻醉通氣機二麻醉回路具有呼吸氣體分路和呼出二氧化三輸出氣體不直接作為患者吸入氣體，通常不設置濕化裝置。三輸出氣體不直接作為患者吸入氣體，通常不設置濕化裝置。

麻醉通氣機輸出氣路原理

麻醉通氣機輸出氣路的基本功能:

一吸氣期介導通氣機氣體推動麻醉回路內氣體進入患者肺內。二呼氣期排除通氣機的輸出氣體和多余的氣體，引導患者呼出氣進入麻醉回路。麻醉通氣機輸出氣路原理麻醉通氣機輸出氣路的基本功能麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路功能特性:

﹙1﹚通氣機輸出氣體與麻醉回路內氣體隔離

﹙2﹚具有容量限定功能、風箱的運動可反映工作狀態(tài)和潮氣量的多少

﹙3﹚立式風箱存在呼氣末正壓，掛式存在呼氣負壓

麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路功能特性:麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路

﹙4﹚必須設有多余氣體閥，否則過多的新鮮氣體會造成肺的氣壓傷

﹙5﹚使用時麻醉回路必須供給足夠的新鮮氣體，保證風箱在呼氣末充滿復位

麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路﹙4﹚必須設有多余氣麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路

﹙6﹚在麻醉回路嚴重漏氣或脫管情況下，掛式風箱可以憑借自身的重力經漏氣部位吸入空氣正常張縮運動，不易被使用者發(fā)現(xiàn)麻醉通氣機輸出氣路原理

袋箱驅動氣路﹙6﹚在麻醉回路嚴重漏麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路

一通氣機輸出氣體與麻醉回路內氣體不分離二呼氣末系統(tǒng)內的壓強自動與大氣壓平衡，無呼氣負壓或呼氣壓末正壓現(xiàn)象三無論麻醉回路新鮮氣流多少，系統(tǒng)都能自動補償正常運行，無肺壓傷和肺不張危險

麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路一通氣機輸出氣體與麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路

四新鮮氣流太少或為零時，可以導致慢性缺氧五加大麻醉回路的新鮮氣流供應，可加快吸入麻醉氣體的更新或排除麻醉通氣機輸出氣路原理

長管驅動氣路四新鮮氣流太少或麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱

是由麻醉機由電控電動通氣機與麻醉回路整合設計組成麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱是由麻醉機由電控麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱麻醉通氣機輸出氣路原理

電動風箱

麻醉通氣機的用前檢查

麻醉中發(fā)生的通氣機意外，常常造成低氧血癥、高碳酸血癥或低碳酸血癥，甚至引起肺壓傷，危及患者生命。麻醉通氣機的用前檢查麻醉中發(fā)生的通氣機意外，

麻醉通氣機的袋箱裝置檢查

一麻醉通氣機與麻醉回路正常連接，關閉麻醉通氣機，在機械通氣狀態(tài)下封閉呼吸回路Y形管患者端接口，快速供氧情況時氣道壓不得大于0.5Kpa，氣道壓過高可造成氣壓傷。

麻醉通氣機的袋箱裝置檢查一麻醉通氣機與麻醉回路正常連麻醉通氣機的袋箱裝置檢查二關閉麻醉通氣機機械/手工轉換閥切換為機械位，封閉麻醉回路患者接口，快速給氧充滿風箱停止充氧；切換到手工位，然后放開麻醉回路患者接口，觀察風箱頂部下降速度低于100ml/min，如果風箱下降過快提示存在漏氣故障。麻醉通氣機的袋箱裝置檢查二關閉麻醉通氣機機械/手工轉換閥切

麻醉通氣機操作常規(guī)

1按照使用說明正確連接氣路2麻醉回路通氣模式選擇器和麻醉回路排氣閥置于機械通氣狀態(tài).3封閉麻醉回路患者連接口,快速充氧,應觀察到通氣機高壓安全閥或多余氣體閥的排氣現(xiàn)象,麻醉回路不應出現(xiàn)高于4KPa的高氣壓

麻醉通氣機操作常規(guī)1按照使用說明正確連接氣路麻醉通氣機操作常規(guī)4麻醉回路患者端連接模擬肺,最好采用水箱式模擬肺5按常規(guī)給定新鮮氣體流量,快速供氧充滿風箱6開啟通氣機,等待通氣機通過自檢程序麻醉通氣機操作常規(guī)4麻醉回路患者端連接模擬肺,最好采用水箱呼吸機的質量保障——一個需要思考和關注的問題呼吸機的質量保障——一個需要思考和關注的問題

呼吸機臨