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医用呼吸机结构及工作原理

时间:2015-07-31 13:36来源:未知 作者:红桃6 点击: 次

80年代以前，呼吸机的调控方式有两种形式：一种是直流电机驱动的呼吸机，通过电压的变化，使其转速发生改变，来控制VT、E:I等参数。
随着医学电子技术的发展，呼吸机的种类和形式越来越多，但它们一般的主要结构和原理基本相似，或者说，它们必须具备基本结构，现分述如下：

一、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。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。
 
1. 气动机械呼吸机
 
　　气动机械呼吸机的通气以压缩气体为动力来源，其所有控制系统也都是靠压缩气体来启动。由高压压缩气体所产生的压力，通过机械呼吸机内部的减压阀、高阻力活瓣，或通过射流原理等方式而得到调节，从而提供适当的通气驱动压及操纵各控制机制的驱动压。
 
2．电动机械呼吸机
 
　　单靠电力来驱动并控制通气的呼吸机，称为电动机械呼吸机。电动机械呼吸机也需要应用压缩氧气，但只是为了调节吸入气的氧浓度，而不是作为动力来源。电可通过带动活塞往复运动的方式来产生机械通气，或通过电泵产生压缩气体，压缩气体再推动风箱运动而产生通气。
 
3．电-气动机械呼吸机
 
　　电-气动机械呼吸机，只有在压缩气体及电力二者同时提供动力的情况下才能正常工作与运转。通常情况是，压缩空气及压缩氧气按不同比例混合后，既提供了适当氧浓度的吸入气体，也供给了产生机械通气的动力。但通气的控制、调节，及各种监测、警报系统的动力则来自电力，所以这类呼吸机又称为气动-电控制呼吸机。比较复杂的多功能定容呼吸机大多都采用这种动力提供方式。
 
二、供气装置
 
　　贮气囊或气缸供气装置：这种供气装置常用折叠贮气囊或气缸来输送气体，其外部装有驱动装置。供给病人的潮气量(VT)取决于贮气囊或气缸直径(D)和行程距离(L)
VT=πD2/4·L驱动装置可以直线运动或旋转－直线运动。由于气缸的顺应性小，故VT较为精确，因此，以气缸作为贮气装置的呼吸机适合于小儿科使用。
 
三、呼吸机的调控系统
 
　　80年代以前，呼吸机的调控方式有两种形式：一种是直流电机驱动的呼吸机，通过电压的变化，使其转速发生改变，来控制VT、E:I等参数。另一种是在用压缩气体的动力的呼吸机，通过针形阀作为可变气阻，来控制吸气和呼气过程及其转换，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。
 
四、安全阀
 
　　安全阀有两种：一种为呼气安全阀，其结构大多采用直动式溢流阀，其工作原理是将溢流阀与气道系统相连接，当后者的压力在规定范围内时，由于气压作用于阀板上的力小于弹簧的压力，阀门处于关闭状态。当气道系统的压力升高，作用于阀板上的压力大于弹簧上的压力时，阀门开启，排出气体，直至气道压降至规定范围之内，阀门重新关闭。因此，这种安全阀能保证病人气道压在一个安全范围之内。另一种安全阀为旁路吸入阀。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，使空气进行管道系统，保证病人供气，避免窒息。
 
五、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、电磁比例阀和先导式呼气阀。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，该阀阻力很小，目前应用较广，先导式呼气阀采用预置压来调节呼气阀的开启和关闭。
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