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1、第十三章 通气机,通气机（ventilator）习称呼吸机（breathing machine or espirator），是麻醉呼吸管理、呼吸衰竭治疗和危重症抢救不可缺少的重要医疗设备。,第一节 机械通气的基本概念,一、通气机的定义 通气机：是一种辅助或替代患者肺通气的装置，即指通过气道内 加压的方式间歇输出气体，辅助或替代病人肺通气的自动设备。 肺通气：从通气机出口到患者肺泡气之间的通气。 通气机的国际标准（ISO)分类和定义 1肺通气机 连接患者气道，用以增加或提供患者肺通气的自动装置。 2复苏器 在紧急情况下，对呼吸功能不全患者提供肺通气的便携式装置。 3呼吸治疗通气机 连接患者气道，
2、用以释放汽雾、增加或替代患者肺通气的自动装置。 4体外通气机 通过间歇改变患者体外铁箱内压力的方式，增加或替代患者肺通气的机械。 5摇摆装置 利用腹腔内容的重力移动膈肌，以产生或辅助肺通气的装置。 6电刺激器 电脉冲作用于相关的神经或肌肉引导呼吸肌运动的装置。,二 通气功能和通气模式,通气功能：通气机调控各种物理参数的性能，比如通气机对频率、潮气量、吸气氧浓度以及气道压力等通气参数的调节范围和精度，主要体现性能和质量。 通气模式：通气机增加或替代患者肺通气的自动运行方式。通气模式需要多项相关功能组合，比如通气频率、吸呼比、潮气量三个基本功能构成间歇正压通气模式。,根据气道压和大气压的关系分为四
3、基本通气模式,1 体外间歇负压通气（INPV)：体外通气机将患者躯干置于铁肺密闭箱内，患者头部置于箱外，通过箱内负压扩张胸廓使气道压低于大气压，形成人工吸气；呼气期箱内负压解除，胸廓弹性回缩自然呼气。 2正负压通气(PNPV):吸气期气道压高于大气压，气体压入肺内，呼气期气道压低于大气压吸出肺内气体。 3 间歇正压通气(IPPV):吸气期气道压高于大气压，气体压入肺内，呼气期气道压与大气压平衡，胸肺弹性复位，驱使肺内气体呼出的通气模式。 4持续气道正压（CPAP):呼吸气路内提供持续气流经限压阀排出，吸气期和呼气期气道压始终高于大气压的通气模式。,根据通气机向患者提供通气量和吸气动力分,1完全
4、通气支持模式（FVS):患者需要的肺通气量和吸气动力全部由通气机提供。比如常用的间歇正压通气模式。 2 部分通气模式（PVS):患者需要的肺通气量和吸气动力部分由自主呼吸运动完成，通气机仅提供吸入气体和部分吸气动力，补偿自主呼吸的不足，支持程度依患者通气不足的程度而定。 部分通气模式有利于减低间歇肺内正压引起的组织损伤，有利于防止患者呼吸器官使用性功能减退，早期脱离通气机支持。,三、通气机的组成,1、动力系统（dynamic system)：提供通气机的动力，驱动通气机运行的功能单元。 2、通气源（ventilation system） 接受控制系统指令，调节输出气流流速或容量，将驱动能源转换
5、为通气气流的功能单元。 分为：压力通气源； 容量通气源 3、控制系统（control system） 产生控制信号，控制通气源和呼气阀交替开放或关闭，使通气机周期输出气体的自动操作系统。 4、输出气路（breathing system） 通气机与患者之间的连接管道。基本功能是呼吸气体分路，吸气期引导通气气流进入患者肺内，呼气期引导呼出气体排出。 5安全监控系统 监控系统的功能是检测通气机和患者的异常情况，发出视觉或听觉信号，提示操作者予以调整。,四 间歇正压通气周期,间歇正压通气机与风机、空压机等单项持续输气 体的流体设备相比较，有三个重要特点： （1）间歇周期通气； （2）通气对象为弹性负载
6、； （3）双向管理通气气流。 间歇正压通气(IPPV)的工作过程可分为四部分: 吸气起动，肺充气、呼气切换和肺排气四个过程。,通气周期的四个物理过程 （一）吸气启动 通气机由呼气期或静息状态转换为吸气期的机械操作， 称启动（initiating)。在同步呼吸时还称为触发trigger）。 完成的机械操作包括：开放通气源，开始输出气体；关闭 呼气阀。 （二）肺充气 通气机向肺内输送气体的过程，压力输气系统以压缩气体 释放气体的形式向肺内输送气体；容量输气系统以容积转移的 形式向肺内输送气体。 完成的机械操作包括：保持呼气阀关闭状态；输气系统持 续输出气体；限定输出气体的流率、时间、容量和压力等。
7、,（三）呼气切换 通气机由吸气期转为呼气期的机械转换。 完成的机械操作包括：输气系统停止输出气体；开放呼气阀。 （四）肺排气 肺排气是通气机停止送气，肺内气体排出体外的过程。完成的机械操作包括：输气系统持续关闭状态；呼气阀保持开放状态，肺内气体在肺泡回缩力驱动下经呼气阀排出呼吸气路；限定呼气时间、呼气末气道压，特殊情况下海要限定呼气流率。,五、通气机的分类,（一）动力分类 1气动气控通气机 2电控电动通气机 3电控气动通气机 （二）用途分类 1急救通气机 2呼吸治疗通气机 3麻醉通气机 4小儿通气机 5高频通气机 6无创通气机 (三）呼吸切换原理分类 （四）发生器分类,第二节 动力系统,一 、
8、通气机的气源 动力系统的一般要求： 1.将高压起源降到一定工作压强(0.3-0.4MPa) 2.在高压气源气压进行降低中和通气机间歇输出气体时,工作压不发生明显变化. 3.最大输出流率能满足临床最大需求. 4.在异常情况下,可以将过高的压力释放到大气中防止对病人的意外伤害. 5.气体纯度满足医用吸入气体有关国家规定.防止颗粒杂质损害气动元件.,（一）医用氧气源 （二）压缩空气源 （三）空氧混合器 （四）气源安全切换阀 以上详见第十二章 （已讲）,二、通气机的电源,电控气动或电控电动型通气机内部电路都属于低压直流电 器，而工作环境得到的电源往往是220V交流电，因此，通气 机必须设有稳压电源系统
9、： 1 根据通气机内部电路需要，将220V交流电降低成为低压交 流电； 2将低压交流电整流为直流电； 3交流电源电压在一定范围内波动时，保持输出直流电压恒定； 4在通气机用电负荷波动条件下，输出直流电压不发生明显变化； 5 在外接交流电出现高电压冲击或机内电路出现过载短路故障时，应能自动切断交流电源。,通气机的电源系统基本原理见书P218,第三章 控制系统,控制系统是通气机能够自动运行的关键单元，基本要求： 1 调控吸气时间、呼气时间和通气频率等参数； 2 自动发出吸气启动和呼气切换控制信号； 3 周期性操纵输气系统完成机械操作。 间歇正压通气机有机械和电子两类控制原理。,一机械控制原理,早期
10、气控气动型通气机属于气动机械控制原理，有定时型、定容型、定压型和定流型四种控制原理，常见有容量控制和压力控制原理。 （一）机械容量切换控制原理,机械容量控制原理,（二）机械压力切换控制原理,(三）机械时间切换控制原理 见书P222,电磁通气阀是电控气动通气机控制系统操纵压力通气源的效应部件,特点有: 1.接受方波电压控制操纵信号,具有双稳态性质,可以交替保持在开或关的状态上. 2.安装于通气源的入口,控制气源的开放或关闭.,二 电磁阀控制通气原理,三电磁阀辅助通气原理 原理：感知患者自主呼吸信号，利用其中的特征信号操控通气机完成吸气触发和呼气切换等机械操作。见书P224,四 电动风向控制通气原
11、理 原理：常常采用直流电机驱动折叠风箱或滚膜活塞输出气体。直流电机的基本特性是转速与控制电压称正比，驱动电压越高转速越快，转动方向与电源的极性相关，变化电源正负极可以方便的反向转动。改变直流电机的控制电压即可实现通气周期各种时相参数和气量参数的操控。,五电动风机辅助通气原理 见书图P226,第四节 输气系统,输出期铜是通气机调控输出气流量，提供患者吸入气的功能单元。 功能要求： 1接受控制系统的操作指令，切换吸气或呼气状态； 2 确定吸气流形式，满足最大通气要求； 3 调节并限定输出气体的流率、容量、压力等气量参数； 4 防止气道压过高伤害患者。 根据工作原理分为压力型、容量型和持续气流三类输出系统。,一、压力输气系统,压力 输出系统具有很高的压强，以高压气源释放气体的形式完成肺通气，肺充气时通气机输出地气体流速是输气系统驱动压与气道压之间有效气压差得平方，气流率的函数为流速函数与器官导管截面积A的乘积。,