呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)性能與選擇

1、呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)性能與選擇呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)性能與選擇南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京兒童醫(yī)院急救中心南京兒童醫(yī)院急救中心喻文亮喻文亮呼吸機(jī)的歷史呼吸機(jī)的歷史 機(jī)械通氣是治療呼吸衰竭的重要手段之一，機(jī)械通氣是治療呼吸衰竭的重要手段之一，已有近已有近600年的歷史，早在年的歷史，早在15世紀(jì)，人們開始世紀(jì)，人們開始在動(dòng)物身上施行氣管切開、氣管插管及風(fēng)箱在動(dòng)物身上施行氣管切開、氣管插管及風(fēng)箱式正壓通氣技術(shù)。式正壓通氣技術(shù)。200年后的年后的1792年首次在人年首次在人身上實(shí)行了有創(chuàng)正壓機(jī)械通氣。身上實(shí)行了有創(chuàng)正壓機(jī)械通氣。呼吸機(jī)的歷史呼吸機(jī)的歷史 因當(dāng)初的技術(shù)過于粗糙，相關(guān)設(shè)備也很簡陋，因當(dāng)初的技術(shù)過于粗糙

2、，相關(guān)設(shè)備也很簡陋，經(jīng)過一段時(shí)間的臨床應(yīng)用后，許多患者因氣經(jīng)過一段時(shí)間的臨床應(yīng)用后，許多患者因氣胸等嚴(yán)重并發(fā)癥而死亡。到了胸等嚴(yán)重并發(fā)癥而死亡。到了18271827年有學(xué)者年有學(xué)者向法國科學(xué)院提交報(bào)告要求終止進(jìn)行有創(chuàng)正向法國科學(xué)院提交報(bào)告要求終止進(jìn)行有創(chuàng)正壓通氣。壓通氣。 面對這種局面，機(jī)械通氣的研究在二個(gè)方面面對這種局面，機(jī)械通氣的研究在二個(gè)方面繼續(xù)展開：一是改進(jìn)人工氣道技術(shù)，二是尋繼續(xù)展開：一是改進(jìn)人工氣道技術(shù)，二是尋找其他途徑，避免建立人工氣道。前者的探找其他途徑，避免建立人工氣道。前者的探索與索與19世紀(jì)的麻醉學(xué)技術(shù)的發(fā)展密不可分，世紀(jì)的麻醉學(xué)技術(shù)的發(fā)展密不可分，而后者則促進(jìn)了而后者則

3、促進(jìn)了“鐵肺鐵肺”等體外負(fù)壓通氣技等體外負(fù)壓通氣技術(shù)的發(fā)展。術(shù)的發(fā)展。鐵肺鐵肺, 歷史上第一個(gè)接受鐵肺治療的為一歷史上第一個(gè)接受鐵肺治療的為一八歲女孩。八歲女孩。4040年代，治療脊灰，年代，治療脊灰，80%80%死亡死亡現(xiàn)現(xiàn) 代代 史史 1940年，年，Crafoord氣動(dòng)壓力限制型吸入麻醉機(jī)氣動(dòng)壓力限制型吸入麻醉機(jī) 1946年，年，Bennett生產(chǎn)的第一臺(tái)間歇正壓呼吸機(jī)應(yīng)用于臨床生產(chǎn)的第一臺(tái)間歇正壓呼吸機(jī)應(yīng)用于臨床 1950年，瑞典年，瑞典Engstrom研制出世界上第一臺(tái)容量控制型呼吸研制出世界上第一臺(tái)容量控制型呼吸機(jī)機(jī) 1970年，許多尖端技術(shù)（尤其是電子技術(shù)）被引進(jìn)到呼吸機(jī)年，許多

4、尖端技術(shù)（尤其是電子技術(shù)）被引進(jìn)到呼吸機(jī) 1980年以后功能齊全、性能先進(jìn)、可靠性高，集定壓定容于年以后功能齊全、性能先進(jìn)、可靠性高，集定壓定容于一體的新型呼吸機(jī)一體的新型呼吸機(jī) 1990年以后集多種模式全功能監(jiān)護(hù)于一體的新型呼吸機(jī)年以后集多種模式全功能監(jiān)護(hù)于一體的新型呼吸機(jī) 開環(huán)通氣向閉環(huán)通氣開環(huán)通氣向閉環(huán)通氣呼吸機(jī)分類呼吸機(jī)分類 壓力：負(fù)壓呼吸機(jī)；壓力：負(fù)壓呼吸機(jī)；正壓呼吸機(jī)正壓呼吸機(jī)。 頻率：頻率：常頻呼吸機(jī)常頻呼吸機(jī)；高頻呼吸機(jī)。；高頻呼吸機(jī)。 動(dòng)力：氣動(dòng)呼吸機(jī)；動(dòng)力：氣動(dòng)呼吸機(jī)；電動(dòng)呼吸機(jī)電動(dòng)呼吸機(jī)和電控和電控-氣動(dòng)呼氣動(dòng)呼吸機(jī)。吸機(jī)。 功能：一是多功能中、高檔治療型呼吸機(jī)；二是功能

5、：一是多功能中、高檔治療型呼吸機(jī)；二是便攜式急救型呼吸機(jī)；三是無創(chuàng)型呼吸機(jī)。便攜式急救型呼吸機(jī)；三是無創(chuàng)型呼吸機(jī)。何謂正壓何謂正壓/ /負(fù)壓通氣負(fù)壓通氣 氣體進(jìn)入肺泡的前提條件是在大氣與肺泡必須存在壓氣體進(jìn)入肺泡的前提條件是在大氣與肺泡必須存在壓力差。力差。 吸氣時(shí)肺內(nèi)壓低于大氣壓，謂之負(fù)壓通氣，正常人生吸氣時(shí)肺內(nèi)壓低于大氣壓，謂之負(fù)壓通氣，正常人生理狀態(tài)下，均為負(fù)壓通氣。理狀態(tài)下，均為負(fù)壓通氣。 吸氣時(shí)肺內(nèi)壓高于大氣壓，謂之正壓通氣，當(dāng)代所有吸氣時(shí)肺內(nèi)壓高于大氣壓，謂之正壓通氣，當(dāng)代所有機(jī)械通氣均為正壓通氣。機(jī)械通氣均為正壓通氣。負(fù)壓呼吸機(jī)負(fù)壓呼吸機(jī)-鐵肺鐵肺Rocking Bed and

6、Cuirass Shell負(fù)壓通氣中的肺泡壓力負(fù)壓通氣中的肺泡壓力 PAcm H2Oseconds吸氣吸氣呼氣呼氣正壓通氣中的肺泡壓力正壓通氣中的肺泡壓力PA cmH2OTime (sec)吸氣吸氣呼氣呼氣正正壓通氣的機(jī)制壓通氣的機(jī)制壓力差壓力差現(xiàn)代呼吸機(jī)均為正壓通氣現(xiàn)代呼吸機(jī)均為正壓通氣正壓呼吸機(jī)的副作用正壓呼吸機(jī)的副作用 胸泵作用消失胸泵作用消失 靜脈回流減少靜脈回流減少 心輸出量降低心輸出量降低 顱內(nèi)壓增高顱內(nèi)壓增高 過度擴(kuò)張過度擴(kuò)張呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)呼吸機(jī)的基本結(jié)構(gòu)呼吸機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 主主 機(jī)：控制單元、監(jiān)測單元、內(nèi)部氣路機(jī)：控制單元、監(jiān)測單元、內(nèi)部氣路 混合器：將空氣和氧氣以一定的濃

7、度混合混合器：將空氣和氧氣以一定的濃度混合 濕化器：將氣體加溫濕化，接近生理需求濕化器：將氣體加溫濕化，接近生理需求 壓縮機(jī)：保障醫(yī)用空氣純凈，不含油水壓縮機(jī)：保障醫(yī)用空氣純凈，不含油水管道回路管道回路 呼呼吸機(jī)管道回路（管道回路機(jī)器端）吸機(jī)管道回路（管道回路機(jī)器端） 氣體進(jìn)入呼吸機(jī)直到氣體從呼吸機(jī)出來處。氣體進(jìn)入呼吸機(jī)直到氣體從呼吸機(jī)出來處。 病病人管道回路（管道回路病兒端）人管道回路（管道回路病兒端） 氣氣體從呼吸機(jī)出來處到病人再由病人出到空氣處。體從呼吸機(jī)出來處到病人再由病人出到空氣處。病人管道回路病人管道回路 病人管道有五個(gè)組成部分病人管道有五個(gè)組成部分 吸氣管道吸氣管道 Wye接口接

8、口 呼氣管道呼氣管道 呼氣閥呼氣閥 呼氣閥電源呼氣閥電源病人管道回路病人管道回路病人管道回路病人管道回路 細(xì)細(xì)菌過濾器菌過濾器 濕濕化器化器 溫溫度探頭度探頭 監(jiān)監(jiān)護(hù)護(hù) 氧氧氣氣 /氣氣體近端壓力測量體近端壓力測量 容容量測量量測量 報(bào)報(bào)警警 低低/高高壓報(bào)警壓報(bào)警 呼吸呼吸暫停報(bào)警暫停報(bào)警Humidity in Ventilator CircuitConchatherm III plusConchatherm IVFisher&Paykel reusable reservoirMR370MR340-low compressible volumeFisher&PaykelMR410passov

9、erheated reservoirwickheated inspiratory limbservo controlledalarmsFisher&PaykelMR730passoverheated reservoirwick optionalheated inspiratory limbservo controlledalarmsFisher&PaykelMR850 passover heated reservoir wick optional heated inspiratory limb heated expiratory limb servo controlled alarms呼吸機(jī)控

10、制原理呼吸機(jī)控制原理呼呼吸吸機(jī)機(jī)的的功功能能Basic Function Of a Ventilator It must inflate the patients lungs (I) It must “decide” when to stop lung inflation (I to E) It must allow for passive exhalation (E) It must “decide” when to stop exhalation and begin the next inspiration (E to I)呼吸機(jī)動(dòng)力呼吸機(jī)動(dòng)力 氣動(dòng)呼吸機(jī)：以壓縮氣體為動(dòng)力來源，其所氣動(dòng)呼

11、吸機(jī)：以壓縮氣體為動(dòng)力來源，其所有控制系統(tǒng)也是靠壓縮氣體來啟動(dòng)。有控制系統(tǒng)也是靠壓縮氣體來啟動(dòng)。 電動(dòng)呼吸機(jī)：壓縮氣體僅作調(diào)節(jié)氧濃度之用，電動(dòng)呼吸機(jī)：壓縮氣體僅作調(diào)節(jié)氧濃度之用，其他均由電來操控。其他均由電來操控。 電動(dòng)氣動(dòng)呼吸機(jī)：壓縮氣體和電力二者同時(shí)電動(dòng)氣動(dòng)呼吸機(jī)：壓縮氣體和電力二者同時(shí)提供動(dòng)力。提供動(dòng)力。氣體驅(qū)動(dòng)原理圖氣體驅(qū)動(dòng)原理圖Drive MechanismMechanical “Compressor” Drives Rotary Vanes Double circuitVolume Displacement Piston drive Linear- Single Circuit R

12、otary, Double Circuit Bellows Spring loadedFlow Control Solenoid氣氣體體動(dòng)動(dòng)力力氣體驅(qū)動(dòng)氣體驅(qū)動(dòng)- -活塞活塞恒流與恒壓驅(qū)動(dòng)恒流與恒壓驅(qū)動(dòng)恒恒流驅(qū)動(dòng)流驅(qū)動(dòng)恒恒壓驅(qū)動(dòng)壓驅(qū)動(dòng)PressureFlowtimePressureFlowtime吸氣轉(zhuǎn)呼氣吸氣轉(zhuǎn)呼氣 壓力切換壓力切換 流量切換流量切換 流速感應(yīng)閥，吸氣流速小于一定值流速感應(yīng)閥，吸氣流速小于一定值（1-4 L/min）時(shí)，即停止吸氣，完成）時(shí)，即停止吸氣，完成吸吸-呼切換，轉(zhuǎn)入呼呼切換，轉(zhuǎn)入呼氣氣。 容量切換容量切換 時(shí)間切換時(shí)間切換呼氣轉(zhuǎn)吸氣呼氣轉(zhuǎn)吸氣 一、病人自主吸氣，觸發(fā)

13、呼吸機(jī)進(jìn)行吸氣，一、病人自主吸氣，觸發(fā)呼吸機(jī)進(jìn)行吸氣，稱為輔助呼吸；稱為輔助呼吸； 二、預(yù)調(diào)的呼氣時(shí)間完成后轉(zhuǎn)入吸氣稱為控二、預(yù)調(diào)的呼氣時(shí)間完成后轉(zhuǎn)入吸氣稱為控制呼吸；制呼吸； 三、人工手控?，F(xiàn)代呼吸機(jī)三者均有。三、人工手控?，F(xiàn)代呼吸機(jī)三者均有。 輔助呼吸：靈敏度、反應(yīng)時(shí)間輔助呼吸：靈敏度、反應(yīng)時(shí)間呼吸機(jī)性能呼吸機(jī)性能呼吸機(jī)性能發(fā)展呼吸機(jī)性能發(fā)展1、只能壓力切換或容量切換、只能壓力切換或容量切換2、既能壓力又能容量、既能壓力又能容量3、多功能、多功能+呼吸監(jiān)護(hù)呼吸監(jiān)護(hù)4、常頻、常頻+高頻，常頻高頻，常頻+全功能監(jiān)護(hù)全功能監(jiān)護(hù)+NO（或氦（或氦氣吸入）氣吸入）5、開環(huán)通氣向閉環(huán)通氣發(fā)展、開環(huán)通氣向閉環(huán)通氣發(fā)展常見高檔呼吸機(jī)常見高檔呼吸機(jī)紐邦紐邦- -系列系列 E-100 E-150 E-200 E-360 E500新生兒呼吸機(jī)新生兒呼吸機(jī) Babylog-8000 斯蒂芬尼 Bear-750 Servo-i Avea高頻通氣高頻通氣 SLE-5000 Sensormedics-3100A 斯蒂芬尼斯蒂芬尼開環(huán)通氣開環(huán)通氣閉環(huán)通氣閉環(huán)通氣閉環(huán)通氣例舉閉環(huán)通氣