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1、呼吸機的基本原理與通氣模式的發(fā)展1ppt課件機械通氣的發(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(jīng)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(shù)。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(shù)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2ppt課件 20世紀初，隨著人工氣道技術(shù)和喉鏡直視氣管插管技術(shù)的成熟，正壓機械通氣在麻醉和外科領域得以迅

2、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(shù)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(jié)構(gòu)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3ppt課件呼吸機的起源與發(fā)展n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(shù)、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(shù)完美結(jié)合”的典范（BME）。4ppt課件呼吸機的組成 可分為兩大部分或三部分：n主機主機(氣路單元+監(jiān)控單元)n濕化器濕化器(溫控+濕化灌)n空、氧氣源提供裝置空、氧氣源提供裝置 床邊

3、壓縮機+O2氣源 中心氣源(Air、O2)(2.55.5)kg/cm2 5ppt課件呼吸機各部分主要功能n主主 機機氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警n混合器混合器外置或內(nèi)置機械式，比例閥混合。n濕化器濕化器病人吸入氣體的加溫、加濕n病人管路病人管路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。n氣氣 源源以適當方式提供壓縮空氣和氧氣）n其其 它它主機和病人管路的固定或支撐裝置6ppt課件空氧配比方式機械配比 電子配比7ppt課件有創(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。8ppt課件主機工作原理

4、壓縮氣源的處理：減壓、過濾；空氣、氧氣配比混合，穩(wěn)壓，送到吸氣閥；在吸氣相按約定通氣模式和參數(shù)向病人送氣；同時監(jiān)控參數(shù)、滿足條件,“切換”到呼氣相；打開或不完全打開呼氣閥完成呼氣過程；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）。9ppt課件基本原理示意圖10ppt課件通氣控制流程n空氣、氧氣配比混合(干燥的氣體)；n細菌過濾（減少感染）；n降至低壓、穩(wěn)定壓力、緩存一定量氣體；n吸氣回路PID控制（實現(xiàn)各種通氣模式）；n經(jīng)濕化器加溫、加濕（霧化）到病人；n呼氣回路PID控制（實現(xiàn)PEEP等），呼出氣體排到大氣中。11ppt課件呼吸機的分類 目前沒有統(tǒng)一分類標準，可按習慣分為：n按

5、使用對象按使用對象 成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機；n按工作原理按工作原理 氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機；n按人機接口方式按人機接口方式 有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機；n按機器的功能按機器的功能 急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。12ppt課件通氣模式的定義及特點臨床常用的基本通氣模式13ppt課件機械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析n兩個“開始、轉(zhuǎn)換或切換”n兩個“相或過程內(nèi)含保持”14ppt課件正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別與聯(lián)系15ppt課件主要物理量和參數(shù)n時間量及參數(shù)n氣體流量及參數(shù)n氣道壓力及參數(shù)n溫度、濕度參數(shù) 需要非常清楚地了解各參數(shù)的物理涵義及其作用或影響。16ppt課件時間

6、參數(shù)及其符號n(1)通氣頻率(f：0120)bpmn(2)吸呼比(I:E=Ti:Te)n(3)吸氣時間 Ti(s)、Trise(s)n(4)呼氣時間 Te(s)n(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(jù)病情和呼吸習慣 適當增加或減少。周期：T=Ti+Te，f=60s/(Ti+Te)bpm17ppt課件容量和流量參數(shù)及其符號n(1)分鐘通氣量(MV，L/min)=VTfn(2)潮氣量(TV/VT，ml)=VTI=VTE=F.dtn(3)吸氣流量(F，l/s)，是一個動態(tài)參數(shù)，峰值流速Fpeak：影響吸呼比和吸氣波形n(4)嘆氣/深吸氣 Sign：1.5或2倍的

7、VT/100次n(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）18ppt課件吸氣流量觸發(fā)靈敏度19ppt課件壓力參數(shù)及其符號n(1)氣道壓力(Airway Pressure，Pair/Plung不一致)是一個動態(tài)物理參數(shù)，波形、光柱：Ppeak,Pplateau,Pmean（cmH2O或kPa）n(2)吸氣壓力水平(Pi-Level：010kPa)？n(3)呼氣末正壓(PEEP：0.1 kPa3kPa)n(4)吸、呼壓力觸發(fā)靈敏度(PT:-2kPa+2kPa)n(5)呼吸機的工作壓力、氣源壓力。低壓：(6070)cmH2O，高壓：120kPa20ppt課件

8、壓力參數(shù)及壓力觸發(fā)靈敏度n觸發(fā)壓力 P=PEEP-PTn呼吸做功 W=S+SC21ppt課件氣道阻力和順應性n靜態(tài)氣道阻力 RL=(Ppeak Pplateau)/flow cmH2O/L/s n靜態(tài)順應性 CL=VT/(Pplateau PEEP)L/cmH2O22ppt課件常見通氣模式解析（處方）n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。n重復進行機械通氣的時間間隔叫機械通氣周期,T。n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。n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

9、相、吸切換到呼和呼氣相。23ppt課件機械通氣的四個相（狀態(tài)）24ppt課件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(jù)吸氣初始化條件或人機關(guān)系的不同，可分為：n控制模式控制模式Control Mode Ventilation,CMV/VCV/PCV 輔助控制模式輔助控制模式(Assist-Control Mode,A/C)n同步間歇指令通氣同步間歇指令通氣(Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation,SIMV)25ppt課件第一相呼氣切換到吸氣n壓力支持壓力支持(Pressure Support Ventilator,PSV)n持

10、續(xù)氣道正壓持續(xù)氣道正壓(Continuous Positive Airway Pressure,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)。26ppt課件容量控制VCVnFt和 Pt曲線：nVCV設定 定容：VT/MV=？n時間：f、Ti、Te Trise、Tp、I:E=?n壓力：Pmax=?PT/FT=?27ppt課件壓力控制PCVnFt和 Pt曲線：nPCV設定 定壓：Pi-Level=？n時間：f、Ti、Prise、Tp、I:E=?n壓力：Pmax=?PT/FT=?28ppt課件同步間歇指令通氣同步間歇指令通氣 SI

11、MVnFt和 Pt曲線：nVCV/PCV間歇+自主 VT/MV=？Pi-Level=？n時間：f/RR、Ti、Trise、Tp、I:E=?n壓力：Pmax=?PT/FT=?nfsimv=(0f)?，f總=fsimv+f自主 29ppt課件壓力支持PSVnFt和 Pt曲線：n半自主通氣模式nPSV設定 壓力：Pi-Level=？壓力：Pmax=?PT/FT=?nVAPSV?nSIMV+PSV?30ppt課件持續(xù)氣道正壓CPAPnFt和 Pt曲線：n自主通氣模式n壓力：PEEP、PT吸/FT吸=?或 PT呼/FT呼=?31ppt課件第三相吸氣轉(zhuǎn)換到呼氣 基于第三相定義和設計通氣模式依據(jù)容量、壓力和

12、時間三個參數(shù)在切換時起作用的主次關(guān)系，其主和次關(guān)系用兩個形容詞周期的(cycled)和限制的(limited)來表示。n容量周期容量周期 (Volume Cycled)也叫定容通氣定容通氣或容量切換容量切換(容量開關(guān))。32ppt課件第三相吸氣轉(zhuǎn)換到呼氣n容容量量限限制制 (Volume Limited)在設定的時間內(nèi)達到設定的潮氣量，吸氣停止(相當于VCV)。n時間周期容量限制時間周期容量限制(Time Cycled,Volume Limited)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(guān)流量)。33ppt課件第三相吸氣轉(zhuǎn)換到呼氣n壓力周期壓力周期(Pressure

13、 Cycled)也叫壓力切壓力切換換，當達到設定的氣道壓力水平(Insp.Press.Level)時，吸氣停止(壓力開關(guān)，漏氣時無法切換)。n時間周期壓力限制時間周期壓力限制(Time Cycled,Pressure Limited)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)。34ppt課件第三相吸氣轉(zhuǎn)換到呼氣n時時 間間 限限 制制 壓壓 力力 周周 期期(Time Limited,Pressure Cycled)：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）。n可見，在第三相時，

14、如果切換的主要物理參數(shù)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。35ppt課件第二相吸氣相n方方 波波(Square Wave Flow Pattern)可快速建立起通氣和在有效的時間內(nèi)維持恒定的氣流。n加速波(Accelerating Flow Pattern)n減速波(Decelerating Flow Pattern)氣流迅速上升到峰值，緊接著減速。n正弦波(Sine Wave Flow Pattern)兼加速和減速波通氣的特點。nSIGN,潮氣量加倍（延長吸氣時間）。36ppt課件第四相呼氣相 實現(xiàn)Positive End Expiratory Press

15、ure,PEEPn增加功能殘氣量(Functional Residual Capcity,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。n電子PEEP、機械PEEP或文丘里PEEP。37ppt課件通氣模式的發(fā)展演化38ppt課件通氣模式的數(shù)學表達 假設病人吸氣做功W吸，自己吸到的容量V吸那么：n控制nW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)n輔助n100%W吸0，100%V吸0時，為輔助模式(Assist-Mode)同步間歇控制：SIMV+CPAP/S

16、IMVVC+PSV/SIMVPC+PSV 吸氣支持：PSV/VAPSV 和 VSV/MMV/EMMVn自主nW吸=100%，V吸=100%時，為自主模式(Spontaneous，CPAP)39ppt課件通氣模式的轉(zhuǎn)化 40ppt課件呼吸機的質(zhì)量保障一個需要思考和關(guān)注的問題41ppt課件 呼吸機臨床風險呼吸機臨床風險n根據(jù)“ISO 14971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；n呼吸機是臨床風險值最高的設備，其性能穩(wěn)定和參數(shù)可靠與否對病人生死悠關(guān)；n性能好、使用好、護理好，對病人生命起支持作用；

17、反之，則影響療效甚至成為殺手。42ppt課件需要全程質(zhì)量保障n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）；n以使用前例行檢查為基礎的制度保障：建立制度，基本質(zhì)量確認；n以性能測試為基礎的質(zhì)量保障：(1-2)月測一次，臨床技師或工程師；n以計量檢定校準為基礎的法律保障，由國家授權(quán)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。43ppt課件呼吸機使用前的例行檢查(OVP)消除一部分潛在風險？n電源氣源檢查：風險較多、斷氣斷電？n氣密性檢查：內(nèi)、外氣路和插管漏氣？n壓力上限：不準或失靈，機械的？n呼氣分鐘通氣量上、下限:漏氣/自主？n窒息報警：脫管、病人沒有呼吸

18、響應？n觸發(fā)靈敏度：不準或誤觸發(fā)？44ppt課件呼吸機使用前的例行檢查n吸氣壓力水平：平穩(wěn)、準確？n吸入氧濃度：準確度高于5%，閥、混合器故障、氧電池監(jiān)測？n吸、呼流量：準確度優(yōu)于5%、線性好？n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（3237），然后等待或用于病人，急救時可以只進行第、步檢查。45ppt課件 呼吸機系統(tǒng)故障分布呼吸機系統(tǒng)故障分布1999年年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%46ppt課件加熱濕化器工作原理加熱濕化器工作原

19、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(nèi)放置一個卷曲的鋁筒內(nèi)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47ppt課件加溫、加濕要求加溫、加濕要求n到達病人口邊的氣體溫度：31T37,連續(xù)可調(diào)n吸入氣體的絕對濕度：HA 30mg.L-148ppt課件加熱濕化器的性能測試加熱濕化器的性能測試ISO 8185建議插管病人最小吸氣濕度水平：30mg/L0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 流量(L.min-1)口邊溫度38363431(mg.L-1)40 35 30 25 絕對濕度圖-2 氣體流量與溫度、濕度性

20、能曲線49ppt課件濕化器常見使用問題濕化器常見使用問題n濕化罐要接在吸氣回路上，進氣和出氣口不能接反；n注意觀察罐內(nèi)液面高度，要加注蒸餾水，不能加注生理鹽水；n溫度傳感器接到 Y 頭的吸氣端，不要接在吸呼公共端；n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；50ppt課件濕化器常見使用問題濕化器常見使用問題n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；n如使用管道內(nèi)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；n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)。51ppt課件呼吸機的報警n輸入能源報警 停電、氣源故

21、障（無輸出或低于某一水平）。n控制回路報警 控制參數(shù)不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內(nèi)回路漏氣等。n輸出參數(shù)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)。52ppt課件輸入能源報警n掉電，用墻上的標準配電插座，不要用插板；n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(wǎng)的清洗。53ppt課件控制回路報警n控制參數(shù)不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內(nèi)回路漏氣等故障停機。n備用機器。54ppt課件輸出參數(shù)報警n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)。n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。55ppt課件謝謝 謝！謝！Thank You!Thank You!56ppt課件