Transcript 呼吸机 作呼吸治疗用的机械通气机 (Ventilator)

呼吸机
作呼吸治疗用的机械通气机
(Ventilator)
呼吸机的治疗作用



改善通气功能、
改善换气功能、
减少呼吸功的消耗和节约心脏储备能力。
呼吸机的基本工作原理
工作原理：利用机械动力建立肺泡和外环境之间的
压力差，使肺泡充气和排气。也有利用高频振荡
的原理产生通气。
临床上所用的呼吸机从设计原理上主要有:
• 呼吸道直接加压（正压呼吸）；
• 胸廓外加压（负压呼吸）；
• 高频振荡通气（HFOV）。
呼吸机的呼吸时相
吸气相
吸气末转换
呼气相
呼气末转换。
吸气相
压力发生器
1、恒压发生器
2、非恒压发生
流量发生器
1、恒流发生器
2、非恒流发生
吸气末转换
1、时间转换
2、压力转换
3、容量转换
4、流速转换
呼气相
压力发生器
1、恒压发生器
2、非恒压发生
呼气末转换
流量发生器
1、恒流发生器
2、非恒流发生
1、时间转换
2、压力转换
3、容量转换
4、流速转换
5、病人吸气同步转
呼吸机的分类

时相分类法、“三要素”分类法和流量应
变分类法。

另外由于新生儿不但通气量小，而且气道
阻力为成人的10~15倍，顺应性仅有成人的
1/10，新生儿机械通气要求有特殊性能的呼
吸机。
目前较高档的呼吸机备有多种切换方式选
择。

呼吸机的分类--时相分类法








根据吸气末吸气相到呼气相的切换方式，临床上
可将呼吸机分类为
定量型呼吸机
定压型呼吸机
定时型呼吸机
流速转换型呼吸机
混合转换型呼吸机
高频通气型呼吸机
双相气道正压呼吸机。
呼吸机的分类--流量应变分类法
• 其基本方法是将所有的呼吸机视为一个流
量发生器，如果呼吸机在一定的工作范围
内，能保持预定的流量值，则为“流量支
持”型，反之为“非流量支持型”。
• 根据转换方式，进一步分为：
• 时间转换
• 容量转换
• 压力转换
呼吸机的分类--“三要素”分类法
• 机械通气的较重要的三个因素是：
• 每分通气量
• 潮气量
• 吸气流速
• 第一要素如随病人的气道阻力和肺顺应性
变化而改变，则定为变化型，反之为“固
定”型；
• 另外两个因素亦可根据这种规定进一步划
分为“变化”或“固定”型。
通气模式

控制通气方式


辅助通气方式


intermittent mandatory ventilation （IMV)
同步间歇强制通气


assist-control mode
间歇强制通气


assistant mode
辅助—控制通气方式


control mode
synchronized intermittent mandatory ventilation （SIMV)
压力支持通气

pressure support vetilation （PSV)
控制通气方式和辅助通气方式

控制通气方式




单纯频率调整法: 按照预先设定的呼吸频率或呼吸周期，
启动呼吸机的吸气相。
呼、吸气时间分别调整法: 分别控制、调整吸气与呼气
时间。
呼气时间固定: 预先设定呼气时间，呼气时间结束后，
下一次吸气相自动到来，吸气时间的长短，在吸气压
力或容积已设定的前提下，决定于吸气流速的快慢。
辅助通气方式
靠传感器感知患者吸气努力引起的回路内压力或流速变化
来触发。在大多数情况下，传感器所能感知的压力或流速
的阈值是可调节的。
控制通气和辅助通气的气道压力波形
辅助—控制通气方式


根据潮气量的大小及机体所需通气量，设
定一最小通气频率(有的定容呼吸机设定最
小每分通气量)。
如自主呼吸频率过低(或每分通气量过低)，
则自动由控制呼吸装置来补充。
间歇强制通气(IMV)
是控制呼吸与自主呼吸的结合。预先设定较低的强制通气
频率，在强制呼吸的间隔时间内，患者可自由进行自主呼吸。
同步间歇强制通气(SIMV)
可以看成是自主呼吸与辅助呼吸的结合，有时也称作间歇辅助
通气(intermittent assisted ventilation，IAV)。
压力支持通气(PSV)


每次通气都由患者的吸气努力来触发，并
接受预先设定的支持压力。
PSV是最近几年内发展起来的机械通气技术，
应用合适，则可起到减少呼吸功消耗的作
用。
呼吸机的切换方式（吸呼转换）

从吸气相向呼气相的转变。
压力切换
 容积切换
 时间切换
 流速切换


切换方式随呼吸机的种类而不同，同一呼
吸机也可含有两种以上不同的切换方式。
压力切换



当机械吸气压力达到预定值后，吸气终止，
转为呼气，称为压力切换。
压力是预先设定，压力以外的因素，如吸
气容积、吸气时间、吸气流速等，都是可
变的。
因压力预先设定，当顺应性或气道阻力发
生变化时，潮气量将随之改变。不能保持
稳定的潮气量，是压力切换的缺点。
吸气是压力切换，呼气是时间切换的呼
吸机。其压力曲线和容量曲线
容积切换
 当机械通气容积达到预定值后，吸气停止，转为
呼气，称为容积切换。
 优点是：可保证稳定的潮气量，
 缺点是：当气流阻力及顺应性发生变化时，吸气压力
随之相应改变。
 为防止调节失控，容量发生器上均安装有安全气
阀。若潮气量过大、呼吸道内压力过高（超过某
预定安全值）而发生危险时，多余的潮气可由安
全气阀排出。
 容积切换可以靠监测活塞或风箱的运动来完成，
也可靠监测吸气流速的方法来进行(因流速对时间
的积分即为容积)。容积切换是现代呼吸机最常用
的切换方式。
吸气是时间或容量切换，呼气是时间切
换的呼吸机。其压力曲线和容量曲线
时间切换
 吸气时间达到预定值后吸气转为呼气，称
为时间切换。
 呼吸机的吸气和呼气时间可以直接预调，
潮气量的大小，依靠控制气流速度来调节
，受气道阻力和肺顺应性的影响。吸气时
间固定后，当顺应性、气道阻力发生变化
时，吸气压力、容积、流速都要发生变化
。
 有电子控制器的定压型呼吸机，多有时间
转换装置，可归入这一类。
流速切换
 吸气时流速的波形随时间而变化，当流速达到设
定水平时吸气转为呼气，称为流速切换。
 有流速切换的定压型呼吸机的吸气阀门对压力和
气流速度均同样敏感。吸气时当气道压力达到预
定转换值后，气流不停，吸气阀还是开放，至气
流中止后才关闭。
 此类呼吸机较一般定压型呼吸机有以下优点，使
用同样的吸气压力，能取得较大的潮气量，在达
到预定压力后，阀门关闭前继续缓慢进入气道的
气流，并能较均匀地分布于肺脏各部。
两种以上切换方式的结合
 容积切换呼吸机的压力安全阀，就是压力
切换方式。当压力超过设定安全阀值时，
即使尚未达到预定潮气量，安全阀开放，
强制提前终止吸气，转为呼气，以避免气
压损伤。
 装有时间切换装置的呼吸机，如因某种原
因，吸气时间过长，使吸、呼时间比超过
设定安全阈值时，将会中断吸气而转为呼
气。此种机制的目的在于保证有充分的呼
气时间。
吸气流速曲线形态

方形波和正弦波。

有的电子控制呼吸机在气流产生的管道中
装有加阻器，用以改变控制气流速度极其
曲线形态，可产生方形波、正弦波或特殊
波形2~3种，供选择使用。
呼吸机的特殊通气功能1-2


间歇正压呼吸(IPPB): 呼吸机在吸气相产生
正压，将气体压入肺脏，当压力降到大气
压，肺内气体借胸肺组织弹性回缩力而排
出，
间歇正负压呼吸(IPPB/N):指呼吸机吸气相
产生正压，把气体压入肺内；呼气时转为
负压，帮助呼气。
呼吸机的特殊通气功能3-4


吸气末正压呼吸(EIPB):指呼吸机在吸气相产生正
压，将气体压入肺脏，但在吸气末，呼气前，吸
气继续关闭一个瞬间。犹如自发呼吸吸气后屏气，
再行呼气。其目的是改善气体在肺内分布，促进
氧气从肺泡向血液弥散，减少无效通气。
呼气末正压呼吸(PEEP) :是指呼吸机在吸气相产
生正压，将气体压入肺内，保持呼吸道压力高于
大气压，并在呼气末气道开口处的压力仍维持高
于大气压。这种呼吸可增加功能残气量，使肺泡
在呼气末不易陷闭，改善通气，提高氧分压。
呼吸机的特殊通气功能5-6

持续气道正压通气(CPAP): 指在整个自主呼吸周
期中，气道开口处的压力均持续高于大气压，从
而达到防止肺与上、下呼吸道萎陷，改善肺顺应
性，减少吸气阻力的目的。

深吸气功能（Sigh）：健康人平静呼吸时的潮气
量并不是一成不变的，每隔一定时间就要不由自
主地作一次深吸气或叹气(sigh)。每次深吸气的通
气量为普通潮气量的二倍左右，其生理意义在于
使所有肺单位都得以充分张开，防止肺不张的发
生
常用通气模式的压力曲线
机械呼吸机的功能组成
1．基本功能
(1)提供可变通气压力
或容积
(2)调节呼吸频率或呼
吸周期
(3)调节吸气流速或吸
、呼比
(4)调节辅助通气的敏
感度
3．特殊功能
(1)压力波型选择
(2)呼气流速限制
(3)深吸气功能
(4)呼气末正压(PEEP)
(5)压力支持(PSV)
(6)自发通气回路
1)间歇强制呼吸(IMV)
2)持续气道内正压呼
吸(CPAP)
2．次级功能
(1)调节吸入气氧浓度
(2)加湿、加温功能
(3)压力安全阀
4．附属功能
(1)监测系统
(2)警报系统
(3)记录系统
机械呼吸机基本功能
的原理与调节
机械呼吸机基本功能的原理与调节1
1．通气量或通气压力
定压型呼吸机预先设定压力，通气量决定于通
气压力的大小；
 定容型呼吸机，预先设定通气量，通气压力的
大小决定于通气量。

2．通气频率或呼吸周期

根据呼吸机种类不同，有的设定通气频率，有
的则设定呼吸周期时间。
3．吸气流速或吸、呼时间比(I:E)
机械呼吸机基本功能的原理与调节2
4．触发辅助呼吸的敏感度
 呼吸机是通过特定的传感器来感知吸气时回路中
压力或流速的变化，发出信号启动通气的。调节
传感器对压力或流速讯号感知的敏感度阈值，尽
量使机械送气与自发呼吸相协调，是本项调节的
目的。
 如敏感度过高，患者吸气努力以外的微小压力或
流速变化亦可触发机械通气，使通气频率增加，
有可能导致通气过度。
 如敏感度过低，患者呼吸肌无力时难以触发机械
通气，使自主呼吸与机械通气不相协调，会增加
呼吸肌的疲劳。
辅助呼吸敏感度的设置

敏感度：以吸气时回路中所产生的负压为
指标。
成人应小于负0.3kPa(-3cmH2O)，
 新生儿应在-0.05～-0.03kPa(-0.5～-0.3cmH2O)。


应答时间：从患者吸气努力开始，到机械
送气启动的应答时间。
成人应小于0.1秒
 新生儿应在0.02～0.05秒之间。

7200系列呼吸机控制面板
呼吸机状态和病人状态面板
7200AE呼吸机升级功能选件：








·压力支持通气(Pressure Suppot)
·数字传输接口(Digital Communications
Interface)
·呼吸力学及监测(Respiratory Machanics)
·流量触发同步(FIow-By)
·波形图(Waveform)+7202显示屏
·压力控制通气(PressureControl Ventilation)
·血氧饱和度监测(SpO2)
机械呼吸机其它功能
的原理与调节
1．吸入气氧浓度的调节



以电力控制的定容型呼吸机，其吸入气氧浓度的调节十分方便。通过
空气、氧气混合器等装置的调节，可以得到比较稳定的任意氧浓度的
吸入气体。
以压缩氧气为动力的定压型呼吸机，其吸入气氧浓度不易调节。因为
如单纯用纯氧通气，很快就会发生氧中毒，所以必须在吸入氧气中混
进空气。有些呼吸机利用压缩氧气喷出时的射流原理，吸进空气而使
纯氧稀释。虽然其设计氧浓度为40％左右，但与患者相接后，因压力
增高，一般氧浓度都在50％左右。对于顺应性降低或气道阻力增高的
患者，为保证足够的通气量，就必须提高吸气压力，因而氧浓度可高
达60％～80％，长期应用很难避免氧中毒的发生。
如果定压呼吸机的雾化器亦以压缩氧为动力，使用雾化器时氧浓度还
会进一步增高，应予注意。另外，应经常清洗或更换定压型呼吸机
(采用射流原理者)的空气过滤器，如长期不清洗，泡沫垫上的进气孔
皆被灰尘堵死，实际上无异于呼吸纯氧。
2．压力安全阀

定容呼吸机工作时，如气压超过安全界线，
在报警的同时，安全阀打开，中断正压送
气。

一般认为，正常肺在开胸条件下可耐受
16.7kPa(170cmH2O)的压力，非开胸时可耐
受13.7kPa(140cmH2O)的压力。但患某些疾
病，如肺气肿时4.9kPa(50cmH2O)或更低的
压力即可产生气胸，纵隔气肿等合并症。
3．报警系统
1．电源切断
2．压力过低(常提示气
路脱开或漏气)
3．压力过高(常提示气
路堵塞或气道阻力升高顺
应性下降)
4．氧气或空气源压力不
足
5．辅助呼吸时自发呼吸
停止
6．辅助呼吸时自发呼吸
与机械呼吸不协调
7．氧浓度过低、过高
8．湿化器中水量不足
9．气道口温度过高、过
低
l0．呼气时间不足，吸呼
之比过大
4. 记录系统


最基本的呼吸力学三要素为容积（V）、流
速（V）及压力（P），气道压力通过压力
传感器直接测得，流速通过连有差压型传
感器的流速计来测得，流速对时间的积分，
则为容积。
已知此三要素后，通过进一步计算，得到
每分通气量、平均气道内压、气道阻力、
顺应性及呼吸功等重要参数。
呼吸机的一般结构及
其工作原理
1 机械呼吸机的动力

机械呼吸机的动力来源于电力、
压缩气体，或二者的结合，即
有气动机械呼吸机、电动机械
呼吸机、电-气动机械呼吸机。

压缩气体由中心供气管道系统
提供或由呼吸机可配备的专用
空气压缩机产生。
2 供气装置

贮气囊或气缸供气装置。以气缸作为贮气
装置的呼吸机VT稳定，适合于小儿科使用。
3 呼吸机的调控系统

现代呼吸机大多数采用各种传感器，来
“感知”呼吸力学等情况的变化，并经过
微电脑分析处理后，发出指令来自动调节
VT、Paw、E:I等参数。同时，还装备各种监
测和报警系统以各种形式显示其数值，显
示呼吸机当前状态和调整参数情况。
4 安全阀

一种为呼气安全阀，其结构大多采用直动
式溢流阀，这种安全阀能保证病人气道压
在一个安全范围之内。

另一种为旁路吸入阀。在呼吸机正常工作
时，该阀关闭。但一旦供气中断，随病人
吸气造成的管道负压可推动阀板，使空气
进入管道系统，保证病人供气，避免窒息
5 呼气阀

呼气阀在吸气相时关闭，在呼气相时开启且阻力
较小，为病人提供通畅的呼气通道。目前较常用
的呼气阀装置有三种：




活瓣式呼气阀：为轻质材料制成的鸭咀状单向活瓣。
电磁比例阀：通过通电导线在磁场中产生电磁力来控
制阀板的开启和关闭，阻力很小，应用较广，
先导式呼气阀：采用预置压来调节呼气阀的开启和关
闭。
PEEP：目前多采用电磁比例阀，CPAP时，则由
呼吸机向气路提供一个恒定的正压，使整个呼吸
周期内，气道保持在正压水平。
6 空氧混合器




精密的空氧混合器：向病人提供不同氧浓度的气
体。
可调范围：21%~100%。
构成：平衡阀、配比阀、安全装置。
工作原理：当压缩空气和氧气进入平衡阀后，经
一级和二级平衡后，气体压力均等，经过配比阀
达到不同的氧浓度而输出。安全装置的作用是当
两种气体中的任何一种已耗尽，或已不符合使用
要求，则由另一种气体立刻自动转换以维持供气。
呼吸机湿化器
湿化器用于增加吸入气体的湿度。
1、冷水湿化

冷水湿化指在不给水加热的情况下吸入气
体直接通过有水的容器，在室温下达到湿
化的目的。
2、加热湿化

加热湿化是在水容器中放置加热板或加热
丝加热产生水蒸气，调节加热温度使水蒸
气的绝对湿度改变。
单伺服加热：只有一个加热元件在容器中。
 双伺服型加湿器：湿化器不但在容器中加热，
而且在病人吸入管道中放置加热丝加热，利用
容器和管道的温差来控制加热温度。


双伺服型加湿器改进了单伺服型容易在管
道中凝水的缺点，但这种方法只增加了绝
对湿度，并不增加相对湿度。
3、雾化湿化

雾化湿化是用超声晶体振动产生很细的水
雾。

这种加湿器出来的水气温度接近室温，因
而不能在呼吸机上长期使用，否则可能降
低病人的体温。
4、热湿交换器(HME／HMEF)

该交换器是一次性使用的，仿生骆驼鼻子
制作而成。

特点：内部有化学吸附剂，当病人呼出气
体时能保持水分，吸入气体时则通过交换
器进行湿化。这种交换器集中了以上加湿
器的优点，能保持体温，较小的内部顺应
性，容易使用。由于是一次性的也没有细
菌生长的危险，但有一定的阻力。
压机
力械
、通
流气
速与
、自
容然
积呼
曲吸
线的
思考题1








呼吸机的治疗作用包括哪些？呼吸机的基本原理是什么？
从设计原理上可分为几种？
根据时相分类法，呼吸机完成一次呼吸必须经过哪几个
阶段？
机械通气的三个重要因素是什么？
根据吸气末吸气相到呼气相的切换方式，临床上可将呼
吸机分成那些类型？
呼吸机可采用哪些特殊的通气方式来改善病人的换气功
能？
呼吸机的通气模式有哪些？有什么用途？各自的气道压
力波形有什么特点？
何为切换？呼吸机的切换方式有哪些？各有什么优缺点？
呼吸机产生的气流有哪两种形态？是如何达到的？有何
优缺点？
思考题2








临床上常用的呼吸机的五种加压呼吸类型是哪五种，其在
气道压力波形上有什么特点？是如何做到的？
呼吸机为什么要有Sigh功能？一般其频率和通气量为多少？
呼吸机应能提供的基本功能有哪些？除此以外，呼吸机常
还提供哪些功能？
通气量与通气压力，通气频率与周期，吸气流速与吸/呼
时间比之间和相互之间的关系是怎样的？
辅助呼吸的敏感度是怎样来调节的？
呼吸机的吸入氧气浓度是怎样调节的？为什么不能用纯氧
通气？
为什么定容型呼吸机需要有压力安全阀？
呼吸机通常需要对哪些现象作报警？
思考题3












呼吸力学三要素是什么？一般是如何测得的？
根据呼吸机的动力来源，可将呼吸机分成哪三类？
呼吸机的调控系统有哪些形式？
呼吸机的安全筏有拿几种？各起什么作用？
什么是呼吸机的呼吸阀？常用的有哪几种？
呼吸机的空氧混合器有哪些功能？
机械通气时为什么要使用湿化器？有哪些不同的类型几优
缺点？
什么是高频振荡通气？
什么是呼吸道直接加压通气？
为什么有时需要为呼吸机选配空气压缩机？对空压机 有
什么要求？
什么是胸廊外加压通气？
人类的自然呼吸是正压呼吸还是负压呼吸？