家用呼吸机气路模块设计说明

吸气流量触发灵敏度
压力参数及其符号
(1)气道压力(Airway Pressure，Pair/Plung不一致) 是一个动态物理参数，波形、光柱： Ppeak , Pplateau, Pmean（cmH2O或kPa） (2)吸气压力水平 (Pi-Level：0～10kPa)？ (3)呼气末正压 (PEEP：0.1 kPa～3kPa) (4)吸、呼压力触发灵敏度 (PT: -2kPa～+2kPa) (5)呼吸机的工作压力、气源压力。 低压：(60~70) cmH2O，高压：＞120kPa
压力参数及压力触发灵敏度
触发压力 P = PEEP- PT 呼吸做功 W = ΔS + SC
气道阻力和顺应性
静态气道阻力 RL=(Ppeak – Pplateau)/flow cmH2O/L/s 静态顺应性 CL=VT/ (Pplateau –PEEP) L/cmH2O
呼吸机的基本模式
呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
自主呼吸 vs. 正压通气
Pressure 压力
Volume 容量
I E I E
通气模式的转化
呼吸机工作模式
控制呼吸 采用时间切换方式， 呼吸机控制病人的潮气量、频率和吸/呼比 病人的自主呼吸努力不能触发送气 适用：呼吸完全停止或呼吸极微的患者
呼吸机工作模式
辅助呼吸 呼吸频率由病人控制，吸气由病人吸气动作所产生的气道内负压所触发，但输入气量则由机器的预定值提供，采用压力或流量触发形式 适用：有自主呼吸，但通气不足
辅助/控制模式(A/C):机控呼吸
临床应用：病人基本没有自主呼吸 呼吸机根据临床医生的设定参数供气： 潮气量或压力 流速和流速波形，或吸气时间 呼吸频率 由机器启动，也可由病人同步触发通气

观察患者的症状是调整呼吸机参数的重要依据，如呼吸困难的程度、呼吸频率、发绀等。
医生应根据患者的症状变化及时调整呼吸机参数，以缓解患者的不适感，并确保患者安全。
根据患者症状调整
呼吸机在运行过程中会实时监测患者的呼吸参数和治疗效果，如潮气量、气道压力、呼吸频率等。
医生应定期查看这些监测数据，并根据数据的变化趋势调整呼吸机参数，以优化患者的通气效果和呼吸机的运行效率。
吸入氧浓度参数设置
呼吸机参数调整原则
03
根据血气分析结果调整
血气分析是评估呼吸机治疗效果的重要手段，通过分析动脉血气指标，如pH值、PaO2、PaCO2等，可以了解患者的氧合状态和酸碱平衡情况。
根据血气分析结果，医生可以判断呼吸机的参数设置是否合适，并根据需要调整参数，以改善患者的氧合和通气效果。
压力参数设置
通常情况下，吸气流量设置为60-80L/min，呼气流量设置为20-40L/min，以确保足够的氧气供应和二氧化碳的排出。
根据患者的病情和舒适度，可以对流量参数进行调整。
流量参数是指呼吸机在单位时间内向患者肺部提供的气体量。
流量参数设置
01
02
潮气量参数设置
过高的潮气量可能导致气压伤和过度通气，而过低的潮气量则可能无法满足患者的通气需求。
在使用呼吸机的过程中，应密切观察患者的生命体征、呼吸状况等，及时发现异常情况。
密切观察患者情况
调整参数
记录数据
根据患者的具体情况，及时调整呼吸机的参数，以满足患者的需求。
对患者的生命体征、呼吸状况等数据进行记录，以便于后续分析和处理。
03
02
01
注意观察患者情况
定期更换管道和湿化器
定期更换呼吸机管道和湿化器，以减少细菌滋生和感染的机会。

件下高精度潮气量计算。 （仅限 III 型模块）
无需强制散热
潮气量精度：±10%或 20mL 取大者
完善的技术支持
呼吸触发精度：呼吸容量 20mL
免费 DEMO 样板
实时分析
免费 DEOM 程序
实时分析呼吸流量和压力数据，对每一个
针对用户电机型号匹配产品程序参数
呼吸周期进行评价反馈。
用户程序脱离实时控制，降低用户系统要
效率更高，工作温升更小。
求。
电机工作状态实时判断，具有故障停机保 操作简便
护和报警功能。
串口控制，接口通用
高精度
单指令启动
通过内置的高精度流量分离算法，准确实 体积小巧，植入方式灵活
时分离泄漏流量与呼吸流量。实现无创条
两种不同尺寸，便于用户结构设计
吸入（或呼出）容积 20mL
外形尺寸：（L×W×H）
主控模块：106×58×18mm

或：53×58×35mm
流量模块：60×52×15
北京恒正彤研发工作室出品 技术咨询电话：13601225649 Email:chyjxq@ QQ:410229808
HugeStone
模式内置，高效智能
低成本
内部集成模式控制算法，用户程序直接设
I 型模块无需压力传感器实现 CPAP 模式。
定模式，无需实时管理。
II 型模块通过虚拟流量还原（VFRevert）
高效驱动
算法，同步呼吸控制时无需流量传感器。
独特的无刷直流电机控制算法，使得电机
吸气压力上 升斜率 —— 3档 3档 3档 3档 3档
HugeStone
产品型号

PB －840 呼吸机气路系统工作原理PB －840 呼吸机在国内外医院广泛使用，本文详细介绍了PB840 的气路系统的结构及工作原理。

PB － 840 是一台适用于各年龄段危重和亚危重病人呼吸治疗的高性能呼吸机，包含多项专利技术，通气模式齐全，技术特点突出，充分满足临床呼吸治疗的需求。

本文重点探讨 PB－840 呼吸机的气路系统工作原理。

PB－840 气路采用模块化的设计，由吸气模块、病人回路、呼气模块和压缩泵等四部分组成。

1 吸气模块吸气模块由供气调节子系统、流量控制子系统和安全阀／吸气监测子系统等三个子系统组成。

1．1 供气调节子系统气源（空气和氧气）通过软管和接头进人呼吸机，系统对其进行过滤、除水、调压处理。

系统由两条并行但不完全相同的气路组成。

压力开关 PS1 和 PS2 检查氧气和空气气源的压力，当压力达到 31.5psi 时，相应的开关闭合，同时发指令给电路板供气压力已够。

当氧气或空气的供气压力降到 20 psi时，相应的开关打开，触发“ , N0O2 SUPPLY”或“ NO AIR SUPPLY”报警。

当两个气源都消失时，呼吸机高度报警，同时打开安全阀，病人呼吸室内空气。

空气通道：空气经进气过滤器（ F2 ）、积水杯（ WT1）送至检查阀组件，这里有墙式空气检查阀（ CV2 ）和压缩泵检查阀( CV4 ) ，这两个都是单向检查阀。

当墙式空气压力超过压缩（或未接压缩泵）时， CV2打开， CV4 关闭，呼吸机由墙式空气提供空气。

当压缩泵压力超过墙式空气（或未接墙式空气）时， CV4打开， CV2关闭，呼吸机由压缩泵提供空气。

氧气通道：氧气经初级过滤器（ Fl ）和次级过滤（ F3 ) ，通过检查阀组件直接进入调压器，不做气源检查。

过滤后的空气和氧气通过网式过滤器（ F4 和 F5) ，进人空气调压器（ REG2 ）和氧气调压器（ REG1）。

通过调压器，空气和氧气保持 10 . 5 士 15psi 输出。

现代阶段
现代呼吸机已实现智能化、多功能 化，能够根据患者病情自动调整参 数，提高治疗效果和患者舒适度。
02 呼吸机参数设置
压力参数设置
01
02
03
压力支持
设置适当的压力支持水平， 以帮助患者克服呼吸道阻 力和呼吸肌疲劳。
呼气压力
设置适当的呼气压力，以 防止患者过度通气或通气 不足。
压力限制
设置压力限制以确保患者 的安全，防止气压伤等并 发症。
调节原则
在重症监护病房中，调节呼吸机参数需要遵循个体化原则，根据患者 的病情和生理需求进行精细调节。
应用场景二：急诊科
患者病情
急诊科的患者病情多样，需要快速评估和救治。
参数设置
在急诊科中，呼吸机的参数设置需要更加快速和 准确，以确保患者能够得到及时的呼吸支持。
调节原则
在急诊科中，调节呼吸机参数需要遵循快速、准 确的原则，以确保患者能够得到及时的救治。
呼吸机的工作原理基于一定容量的气体交换，通过设定吸气和呼气的压力、流 量和时间等参数，模拟自然呼吸过程，实现气体在肺内可追溯到19世 纪末期，主要用于治疗某些肺部
疾病。
发展阶段
随着医学和技术的进步，呼吸机不 断改进和完善，出现了多种类型和 功能的呼吸机。
气或通气不足的情况发生。
04 呼吸机使用注意事项
使用前检查
电源和气源检查
确保呼吸机正常供电和气源供应，避 免因电源或气源问题导致呼吸机无法 正常工作。
管道连接检查
参数设置检查
根据患者病情需要，检查呼吸机参数 设置是否正确，如潮气量、呼吸频率、 吸呼比等。
检查呼吸机管道连接是否紧密，有无 漏气现象，确保呼吸机正常供气。
吸入氧浓度与呼出二氧化碳浓度调节

呼吸机系统设计1.引言1.1 目的本设计书目的在于明现方式，指导开发人员进行编码。

1.2 读者对象本设计呼吸机项目的开发人员。

1.4 设计约定IPAP与输出的压力大小无关。

输出6CMH2O，表示当前在吸气状态，输出的压力大小为6CMH2O。

提供CPAP模算出的爬坡压力。

文中使用的时间都是以S为单位。

文中使用的流量单位都是LPM。

1.5 性能参数1.6 参考文献BiPAP机用户手册；BiPAP Sy商手册。

呼求文档2. 系统概述整个呼模式，报警等功能。

各层间关系如下图呼吸机系统形成算法层给各个模式提供调用。

模式模块包括五种模式，形成模式库，其中各个模式分别式。

驱动层封装与硬件编程相关的功能，为上层提供调用，对设备进行控制。

3. 系统应用层设计3.1任务总述应用层由任务务和显示任务。

主任务Mask：由主函数创创建其他所有的任务。

参数设置tTask：通过相应的按运行，调用参数设置函数，执行参数设置功能。

而动态参数设置任务则可以与治疗模式任务同步运行。

动参置及参数查PMTask：通过相同步运行，调用参数设置函数，执行参数设置功能。

而动态参数设置任务则可以与治疗模式任务同步运行。

治疗模务HedTa：通过相应的按键中断事件响应进入就绪态或者挂起。

与参数设置任务不可以同步运行。

调用所有的治疗功能算法和底层驱动，执行治疗功能。

显示任layTask：调用底层显示驱动显示相应的文字、符号、图形。

由按键中断决定显示的内容。

报警任mTak：通过报警事件响应进入就绪态，调用底层报警驱动，根据不同的报警源，处理不同的报警响应。

各任务创建先后顺序如下：◆任务健时序：os安◆任务函数表3.1.1◆主任务与其它函数：表3.1.23.2治疗dTask⏹治疗模务治不同的模式函数。

3.2.1CA式⏹概述：持P）模式下，BiPAP Synchrony在一种压力水平下输送持续压力支持通气。

此模终与设定的压力相等，显示呼吸参数。

为了完成以上功能，需要对应的各算法按一定时序运行。

故障现象
根据故障现象，分析可能的原因，如电路故障、传感器故障等。
故障分析
通过检查设备各部分，确定故障的具体位置，如某个电路板、某个传感器等。
故障定位
故障诊断
调试修复
对于一些由于参数设置或调试不当引起的故障，需要进行相应的调整和修复。
维修记录
对维修过程进行详细记录，包括故障现象、原因、处理方法等，以便于后续维护和排查。
控制模式下的呼吸机参数包括潮气量、频率和吸氧浓度等，需要根据患者的具体情况进行个体化设置。
控制模式
在控制模式下，呼吸机的参数设置同样需要根据患者的具体情况进行个体化设置。常见的参数包括潮气量、频率和吸氧浓度等。这些参数的设置需要综合考虑患者的生理需求和安全性，以确保患者得到适当的通气和氧合支持。
控制模式下患者可能会出现人机对抗的情况，需要密切监测患者的反应和生理指标。
故障预防
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详细描述
呼吸机工作流程图以图形化的方式展示了呼吸机的工作流程，包括吸气、呼气、气体交换等过程。通过流程图，用户可以直观地了解呼吸机的工作原理和气体流动路径，有助于更好地理解和操作呼吸机。
呼吸机工作流程图
详细展示呼吸机的操作界面和功能按钮
总结词
呼吸机操作界面图展示了呼吸机的操作界面，包括显示屏、功能按钮、接口等。通过操作界面图，用户可以了解如何操作呼吸机，包括设置参数、调整模式、查看监测数据等，有助于提高使用呼吸机的效率和安全性。
调节吸入氧气的浓度，以满足患者的氧需求，通常范围在21%-100%之间。
设置呼吸机的呼吸频率，以控制患者的呼吸次数，通常范围在10-30次/分钟之间。
参数设置
参数调整
01

呼吸机通气模式介绍之杨若古兰创作1、IPPV/ASSIST（VC）-同步/间隙正压通气（定容）●容量控制、时间切换●须要设置以下参数：潮气量Vt呼吸频率f吸气时间Ti吸气流量Insp. Flow吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP触发灵敏度-流量Flow Trigger 或压力Pressure Trigger2、PLV-压力限制通气●是1个辅助通气功能，只能和定容通气模式一路使用，如：IPPV（VC）、SIMV●需设置Pmax，普通应大于坪台压（Pplat）3~5cmH2O3、IPPV/ASSIST（PC）-同步/间隙正压通气（定压）●压力控制、时间切换●须要设置以下参数：吸气压力Pinsp呼吸频率f吸气时间Ti压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP触发灵敏度-流量Flow Trigger 或压力Pressure Trigge4、PSV/CPAP-压力撑持/持续气道正压●自立呼吸模式●须要设置以下参数：撑持压力Ppsv压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP吸气流量触发灵敏度Insp.Flow Trigger吸气终止百分比%●当Ppsv=0时，即为CPAP模式5、SIMV，SIMV+PSV-同步间隙指令通气，同步间隙指令通气+压力撑持●容量控制、时间切换+自立呼吸●在2次指令通气间病人可以进行自立呼吸●须要设置以下参数：潮气量VtSIMV频率f吸气时间Ti吸气流量Insp. Flow撑持压力Ppsv压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP吸气流量触发灵敏度Insp.Flow Trigger吸气终止百分比%6、MMV，MMV+PSV-指令分钟通气，指令分钟通气+压力撑持●与SIMV基底细同，独一区别是当在1分钟内分钟通气量（包含病人的自立呼吸通气量）达到设定值时，病人将以自立呼吸模式进行呼吸，呼吸机不再提供机械通气7、PRVC-压力调节容量包管通气●压力调节、容量控制、时间切换●第一次做IPPV（VC）通气，屏气时间为10%，测得的坪台压力作为下一次通气的压力，当前根据每次测量的潮气量与目标潮气量比较来决定下一次压力的大小，每次压力变更量为1~3cmH2O●须要设置以下参数：潮气量Vt呼吸频率f吸气时间Ti吸入氧浓度O2%呼气末正压PEEP触发灵敏度-流量Flow Trigger 或压力Pressure Trigger8、BIPAP，BIPAP+PSV-双水平通气，双水平通气+压力撑持●双水平的自立呼吸模式，吸气相和呼气相病人都可以进行自立呼吸●当病人无自立呼吸能力时，相当于IPPV（PC）●当病人有自立呼吸能力时，且吸气时间较短（<1.5s）时，相当于定压的SIMV●须要设置以下参数：吸气压力Pinsp呼气末正压PEEP频率f吸气时间Ti压力上升时间Rise Time撑持压力Ppsv吸入氧浓度O2%吸气流量触发灵敏度Insp.Flow Trigger吸气终止百分比%10、AutoFlow-主动流量通气（Drager）●是1种辅助通气模式，必须和容量控制通气模式一路使用，如：IPPV（VC）、SIMV●容量包管的双水平自立呼吸模式，吸气相和呼气相病人都可以进行自立呼吸●吸气压力可以根据目标潮气量和顺应性计算而得，并随测得的潮气量的变更而改变，每次变更量1~3cmH2O●如果病人没有自立呼吸，相当于PRVC模式，如果病人有自立呼吸，则相当于容量包管的BIPAP模式11、APRV-压力释放通气●在1个较高的CPAP压力水平进行自立呼吸的同时，会有间断的短时间的低压释放●须要设置以下参数：高压力Phigh低压力Plow高压时间Thigh低压时间Tlow压力上升时间Rise Time吸入氧浓度O2%12、NIV-无创通气●使用面罩或鼻罩对病人进行辅助通气，普通在呼吸机启动后应先设置是有创或无创模式●病人必须有自立呼吸能力●对NIV模式有2品种型的呼吸机，SERVO-i只能是NIV+IPPV（PC）、NIV+PSV/CPAP，而Drager的呼吸机可以和任何通气模式一路使用（除了ILV），ATC功能主动禁止●必须有泄漏抵偿功能，计算泄漏量，并有高级此外泄漏过大报警，普通成人的最大泄漏量抵偿为30L/min，小儿为15L/min●同步触发必须是流量触发，也有容量触发和波形触发●吸气终止的流量%普通大于有创通气时的流量%，普通应考虑限制最大吸气时间●通气压力不宜过高，普通应小于40cmH2O●NIV通气时普通不克不及使用雾化功能●必须配有SPO2监护13、SIGH-深呼吸●是1种辅助通气模式，只能和IPPV（VC）模式一路使用●有2种方式，添加潮气量（普通为设定值的1.5~2倍）或添加PEEP，普通每3分钟1次15、ATC-主动气管阻力抵偿●是1种辅助功能，必须和其他通气模式一路使用，普通和自立呼吸模式一路使用，NIV模式不适用●须要设置抵偿的百分比%和插管直径D●根据吸气流速和插管直径进行压力抵偿，使插管尾端的压力接近设置压力△P=Rtube×Flow2≈5×Flow2/D2，其中Flow单位L/s，D 单位cm17、SmartCare/PS-常识型自立呼吸模式（Drager）●是1种辅助通气模式，必须和PSV一路使用，病人必须具有自立呼吸能力●根据病人的呼吸形态（Vt、f、EtCO2）主动地调节压力撑持水平（每2-5min调整1次，2~4mbar）●必须输入以下病人信息：体重IBW，必须大于15kg插管endotracheal或气管切开tracheotomy的管道直径使用湿化器或湿热交换器病人是否患有COPD或神经杂乱19、Apnoea Ventilation-梗塞后备通气●是1种后备通气模式，普通为定容或定压通气，和自立呼吸模式一路使用，如：SIMV、PSV/CPAP、VSV、BIPAP、PAV，不适用于AutoMode和NIV●病人自立呼吸期间，在设定的梗塞时间内无自立呼吸，呼吸机随即启动Apnoea Ventilation，并报警●须要设置以下参数：梗塞时间Tapnoea潮气量VTapnoea或吸气压力Papnoea频率Fapnoea●吸呼比为1：220、ILV-单独肺通气（Drager）●2台呼吸机分别对2只肺进行单独通气●1台为主呼吸机，另1台为从呼吸机，通气模式由主呼吸机决定，呼吸参数分别设置，主、从呼吸机应通讯。

呼吸机零部件构成
呼吸机的零部件构成如下：
控制面板：用于控制和调节呼吸机的各项功能。

压力传感器：用于监测呼吸机的压力，确保患者得到适当的压力支持。

流量传感器：用于监测患者呼吸的流量，确保患者得到足够的氧气供应。

气路：用于输送氧气和呼出的气体，确保患者得到顺畅的呼吸。

涡轮：用于产生气流，为患者提供呼吸支持。

氧气源入口：用于连接外部氧气源，为呼吸机提供充足的氧气。

呼气阀：用于控制呼气的排出，确保患者顺利呼气。

吸气阀：用于控制吸气的进入，确保患者顺利吸气。

湿化器：用于将氧气湿化，减少对患者呼吸道的不良刺激。

此外，有些高端呼吸机可能还配备有温度传感器、报警系统、机械臂等辅助功能模
块，以确保患者的安全和舒适。

总之，呼吸机的零部件构成比较复杂，每个部分都有其独特的作用，共同协作才能实现呼吸机的正常运转和患者的正常呼吸。

在使用过程中，应密切观察患者的反应，如出现异常情况应及时处理。
电源故障
气源故障
管道漏气
参数设置不当
01
02
03
04
检查电源插头是否插好，电源线是否损坏，如有问题及时更换。
检查气源供应是否正常，如有问题及时处理。
检查管道是否密封良好，如有问题及时更换或修理。
检查参数设置是否合理，如有问题及时调整。
呼吸机模式及参数设置ppt课件
汇报人：可编辑
2024-01-11
目录
呼吸机概述呼吸机模式介绍呼吸机参数设置呼吸机使用注意事项与保养维护
01
CHAPTER
呼吸机概述
呼吸机是一种医疗设备，用于辅助或替代患者呼吸，帮助患者维持正常的呼吸功能。
呼吸机的作用包括提供正压通气、支持通气、辅助吸气和呼气等，以改善患者的氧合和通气，减少呼吸肌的负担，缓解呼吸困难等症状。
结合了定容型和定压型的特点，能够提供更加灵活和个性化的通气支持。
混合型呼吸机
早期的呼吸机设计较为简单，主要用于治疗急性呼吸衰竭患者。
随着医学技术的进步，呼吸机的功能和性能不断得到改进和完善，逐渐应用于更多的临床领域，如慢性阻塞性肺疾病、睡眠呼吸暂停综合症等。
目前，现代呼吸机已经实现了智能化、多功能化、便携化等特点，为患者提供了更加安全、舒适、高效的呼吸支持。
结合控制和辅助模式的特性，允许患者有一定的自主呼吸。
混合模式结合了控制和辅助模式的特性，患者在触发点后可以自行调整呼吸频率和潮气量，但呼吸机仍会提供预设的通气支持。这种模式旨在平衡患者的自主呼吸需求和呼吸机的控制需求。
03
CHAPTER
呼吸机参数设置
压力参数是呼吸机中最重要的参数之一，它决定了呼吸机的输出压力。

需要注意(压控时应监测呼气潮气量VTe） VTe过低则压力过低，过高则压力过高。
30
设置吸气时间(Ti)或吸呼比(I:E)
1. 一般设吸气时间：0.8-1.2 秒。
2. 延长吸气时间有助于吸入O2的分布，但可能对循环功能带 来一些不利的影响。
3. 以缺氧为主的病人，只要循环功能允许，可选择吸气时间 适当较长的吸/呼比；
三、PCV
3.压力控制通气(pressure controlled ventilation,PCV):气 道压升至预设值后，通过反馈系统使输出气流减慢，维持气 道压在预置水平后直至吸气时间结束。
特点： ➢ 预设参数：吸气压和吸气时间。 ➢ 气道压较低，没有峰压（PIP），较少出现气压伤。 ➢ 吸气流速据C、R的变化而变化（故不设流速）。 ➢ 有利于时间常数大的肺泡单位充气，改善通气/血流比值。 ➢ 可联合其它模式，如A/C、SIMV、PSV等。
➢ TV、f、I:E需预先设定。 ➢ 呼吸机对患者的吸气努力不敏感，有自主呼吸时，易人机对
抗。 ➢ 患者的C、R改变时，可保证通气量，但有容积伤的风险。 ➢ 方便呼吸力学监测：R、C、呼吸功(WOB)和内源性PEEP。
8
一、IPPV / CMV
• 用于无自主呼吸或自主呼吸极度浅快、呼吸功明
显增加、通气效率差的患者，以及手术麻醉期间应用 肌肉松弛剂者。
11
SIMV
二、SIMV
时间切换：
指令通气 自主呼吸
同步指令通气
吸气触发窗：
触发窗
可允许部分自
Tinsp
Tsp
主呼吸
1/nf
1/f
呼吸周期后25%，触发窗，第1.3未触发。 12
注意事项
➢ 当患者的自主呼吸频率较快时，说明患者对通气 支持的需要没有得到满足，就提高指令频率。 （呼吸频率快还可

人工呼吸机的设计和呼吸参数控制人工呼吸机（Artificial Ventilator）是一种用于治疗呼吸功能受损或完全丧失患者的医疗设备。

它能够提供机械通气，维持患者的呼吸功能，使其在生命威胁的情况下得以生存。

本文将探讨人工呼吸机的设计原理和呼吸参数的控制方法。

一、人工呼吸机的设计原理人工呼吸机的设计原理基于维持患者呼吸道的通畅性和气体交换的有效性。

以下是人工呼吸机的设计要点：1. 储气系统人工呼吸机通过储气系统提供氧气和呼出气体的排放。

储气系统通常由气源、气体输送管路、储气容器和氧浓度控制系统组成。

2. 呼吸回路呼吸回路是人工呼吸机的核心组成部分，它连接机械通气系统和患者的呼吸道。

呼吸回路分为呼气回路和吸气回路。

吸气回路向患者提供氧气，并监测患者的呼吸参数。

呼气回路则收集和处理患者的呼出气体。

3. 控制系统人工呼吸机的控制系统包括传感器、电子控制单元和执行机构。

传感器用于监测患者的呼吸参数，例如呼吸频率、潮气量和氧浓度。

电子控制单元接收传感器信号，并根据设定的参数进行处理和调整。

执行机构根据电子控制单元的指令，调节储气系统，从而实现对呼吸参数的控制。

二、呼吸参数的控制方法人工呼吸机的呼吸参数控制是确保患者呼吸功能有效的关键。

以下是常见的呼吸参数和相应的控制方法：1. 呼吸频率呼吸频率是指每分钟完成的呼吸次数。

正常成年人的呼吸频率约为12-20次/分钟。

通过调节人工呼吸机的控制系统，可以控制呼吸频率的设置和调整范围。

2. 潮气量潮气量是指每次呼吸中进入或离开肺部的空气量。

正常成年人的潮气量约为500毫升。

人工呼吸机可以根据患者的需要，通过调节储气系统和执行机构，提供合适的潮气量。

3. 吸气压力吸气压力是指用于推动气体进入患者肺部的压力。

吸气压力的设置取决于患者的病情和呼吸机的性能。

通过电子控制单元和执行机构的协调工作，可以实现吸气压力的控制和调整。

4. 吸气时间和呼气时间比吸气时间和呼气时间比是控制气体交换时间的重要参数。

呼吸机的设计与应用随着医疗技术的不断发展，呼吸机作为一种重要的医疗设备，在重症监护和急救中起着至关重要的作用。

本文将介绍呼吸机的设计原理、应用领域以及未来发展趋势。

一、呼吸机的设计原理呼吸机是通过模拟人体自然呼吸过程，提供氧气和调节呼吸参数，协助患者进行呼吸。

其设计原理主要包括以下几个方面：1.1 感应系统呼吸机的感应系统用于检测患者的呼吸信号，常见的感应方式包括压力感应和流量感应。

通过感应系统的准确监测，呼吸机可以实时调整气流参数，确保患者的呼吸正常进行。

1.2 控制系统控制系统是呼吸机的核心部分，通过控制系统的精确计算和输入，呼吸机可以根据患者的需求随时调整吸气和呼气参数，例如压力、流量和氧气浓度等。

1.3 输送系统输送系统是呼吸机的关键组成部分，负责将气体输送到患者的呼吸道。

常见的输送方式包括面罩、管道和气管插管等，不同方式适用于不同的患者情况。

二、呼吸机的应用领域呼吸机广泛应用于医疗领域，尤其在重症监护和急救中发挥着重要作用。

主要应用领域包括以下几个方面：2.1 重症监护呼吸机可以提供机械通气支持，维持患者的呼吸功能，减轻肺部负荷。

在重症监护中，呼吸机起到了拯救生命的关键作用，帮助患者维持正常气体交换和呼吸功能。

2.2 急救在急诊科和急救车上，呼吸机可以为呼吸衰竭的患者提供紧急救治。

通过及时使用呼吸机，可以维持患者的氧气供应，延长黄金救治时间，提高患者的生存率。

2.3 康复治疗除了重症监护和急救外，呼吸机还在康复治疗中起到重要作用。

例如针对一些呼吸肌无力或神经性呼吸疾病的患者，呼吸机可以通过长期援助呼吸，促进肺功能的康复。

三、呼吸机的未来发展趋势随着科技的不断进步，呼吸机在未来的发展中将呈现出一些新的趋势：3.1 智能化未来的呼吸机有望实现智能化，通过人工智能和大数据分析技术，对患者的呼吸情况进行准确判断和个性化调整，提高治疗效果。

3.2 便携化呼吸机的便携化将成为一个重要方向，以满足急救、康复和家庭护理等个体化应用需求。

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6
VA/Q
VA/Q
VA/Q VA/Q
自主呼吸（左）和控制通气（右）对潮气量分布的 影响
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7
通气模式的分类
• 常规通气模式 CMV、SIMV、PSV、CPAP/PEEP
• 新的通气模式 PRVC、VSV、BIPAP、APRV、PAV
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8
呼吸机的通气模式
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9
控制通气 （Controlled Mode Ventilation，CMV）
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29
• 在常用通气模式中，PSV的人-机协调 性好；
• 近年开发的许多智能化通气模式，均 以PSV来实施；
• 对PSV的最新改进，是压力上升时间 和呼气触发敏感度可调。
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PSV的主要缺点
• 当患者气道阻力增加或肺顺应性降低时， 如不及时增加PS水平，就不能保证足够潮 气量，因此，呼吸力学不稳定或病情在短 期内可能迅速变化者应慎用PSV。此外， 呼吸中枢驱动受抑制或不稳定的患者也应 避免应用PSV。
• CMV 和 A/C 的差别：A/C 模式时，患者 自主呼吸能为呼吸机感知，并产生呼吸。
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辅助-控制 通气A-CV
在每次压力-时间曲线上升前均出现负向 拐弯波，说明每次机械通气均由患者吸气用力 触发。出现的负向拐弯波大小反映了患者触发 用功的大小，
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A/C 的应用指征：
①呼吸中枢驱动力正常，但呼吸肌衰竭不能完成 呼吸功。
持续气道正 压（CPAP）
定义：自主呼吸条件下，维持整个呼吸周期均气 道正压。
图中的低幅波动为自主呼吸波形。向上的压 力代表呼气。所有呼吸周期均在正压范围内。
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CPAP/PEEP的作用：

对于昏迷或无法自主呼吸的患者，需要选择控制通气模式，以确保患者获得足够的 氧气供应。
患者呼吸力学特征
患者的呼吸力学特征，如气道 阻力、肺顺应性等，也是选择 呼吸机通气模式的依据。
对于气道阻力较高的患者，可 能需要选择压力控制通气模式， 以降低患者的气道阻力。
对于肺顺应性较差的患者，可 以选择容量控制通气模式，以 更好地支持患者的呼吸。
详细描述
支气管哮喘急性发作时，患者可能出现严重的呼吸困难和低氧血症，如症状持 续加重，应考虑使用呼吸机进行机械通气，以缓解症状，维持生命体征。常用 的通气模式包括双水平正压通气、压力支持通气等。
03 呼吸机通气模式选择依据
患者病情
患者病情是选择呼吸机通气模式的主 要依据。根据患者的具体病情，如呼 吸衰竭、慢性阻塞性肺疾病（COPD） 等，选择合适的通气模式。
详细描述
急性心源性肺水肿时，患者可能出现严重的低氧血症和呼吸困难，同时心脏负担加重，此时应使用呼 吸机进行机械通气，以支持患者的通气功能，改善气体交换，降低肺动脉压力，减轻心脏负担。常用 的通气模式包括控制通气、同步间歇指令通气等。
支气管哮喘急性发作
总结词
对于重症支气管哮喘急性发作的患者，应考虑使用呼吸机进行机械通气，以缓 解症状和维持生命体征。
呼吸机提供两个不同水平的压力支持， 分别用于吸气和呼气。适用于COPD 等慢性呼吸衰竭患者。
持续气道正压模式（CPAP）
呼吸机在整个呼吸周期中提供恒定的 正压，以保持气道通畅。适用于睡眠 呼吸暂停综合症等患者。
02 呼吸机通气模式应用
急性呼吸衰竭
总结词
呼吸机通气是治疗急性呼吸衰竭的有效手段，能够迅速改善患者的氧合和通气状态。
03
定期评估患者情况

详细描述
通过建立气路元件的数学模型，利用 仿真软件对元件进行模拟实验，分析 元件的性能参数，并根据模拟结果优 化元件的设计方案，以达到提高元件 性能的目的。
基于实验的优化设计
总结词
基于实验的优化设计方法，通过实际制 作气路元件样品并进行实验测试，分析 其性能表现，优化元件的设计方案。
VS
详细描述
通过实际制作气路元件样品，利用实验设 备对元件进行性能测试，获取元件的实际 性能参数。根据实验结果分析元件的性能 表现，并优化元件的设计方案，以达到提 高元件性能的目的。
家用呼吸机的应用
家用呼吸机主要用于家庭环境中，为 慢性阻塞性肺疾病（COPD）、睡眠 呼吸暂停综合症等患者提供必要的呼 吸支持。
家用呼吸机通常需要经过专业医生评 估和推荐，以确保患者得到正确的治 疗。
家用呼吸机需要具备简单易用、便携 和低噪音等特点，以便患者在家中得 到有效的治疗。
急救呼吸机的应用
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03 呼吸机关键气路元件的应 用场景
医用呼吸机的应用
医用呼吸机主要用于治疗各种原因引起的呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征等，为患 者提供必要的呼吸支持。
医用呼吸机需要具备高精度、稳定性和可靠性，以确保患者得到安全有效的治疗。
医用呼吸机通常需要在医院的重症监护病房（ICU）中使用，需要专业医护人员进 行操作和维护。
02 呼吸机关键气路元件的性 能分析
流量特性的研究
流量特性是指呼吸机关键气路元件在特定条件下，单位时间 内通过的气体流量。流量特性的研究对于评估元件性能至关 重要，因为它直接影响到呼吸机的供气效率。
流量特性受到多种因素的影响，如元件的内部结构、气体种 类、工作压力和温度等。为了获得理想的流量特性，需要对 这些因素进行深入研究和优化设计。

RAPHAEL呼吸机气路系统的结构及原理瑞士HAMILTON MEDICAI 公司新近推出的RAPHAEI (拉斐尔)呼吸机适用于儿童和成人。

该机体积小、结构紧凑、功能齐垒、操作简便，能够提供非常齐全的呼吸模式，适宜于每个病人的具体情况和需求，可用于各种抢救、治疗的需要。

计算机技术的渗入大大地扩展了呼吸机的应用能力，该机由具有高度集成化的电路、气路两大系统组成。

电路部分通过微电脑(“pc167CR)完成信号处理、对气路的控制、报警、记忆、显示等功能，即根据操作者设置的呼吸模式、参数等启动呼吸机，并对从气路传感器检测得的信号处理后控制相应的阀(吸气阀、呼气阀、安全阀等)工作，以按需为病人提供合适的通气，同时将这些信息(设置值、实际值、有关图形、各种报警功能等)显示于屏幕。

气路的一部分功能是在控制电路的控制下按一定的潮气量、压力、流速、氧浓度比例、吸呼比、呼吸模式等供应气体；另一部分功能为呼吸监测、校正，即真实地反映病人的状态，准确地测量病人的有关参数并定期自动校正。

呼吸机是典型的机、电、气一体的精密仪器，关键部件是气路系统，气路性能直接关系到呼吸机整机性能的优劣，该机采用集成化气路即内部管道、部分阀和换能器高度集成于一模块内，避免管子老化、漏气等，从而降低故障率提高了系统可靠性。

气路系统的结构(图1)及工作原理介绍如下。

一、气体供应：由气压支持、压力储藏、病人端供气三部分组成。

1．气压支持：2 6bar(27—87Psi)的压缩空气和氧气分别从各自的进气El通过装有5 m滤芯的过滤器(1)、检查阀(2)后进入电子混合器，于混合器内按设定的空氧比例进行混合。

电子混合器包括两混合阀(3)及限流器(4)，混合阀开通的程度分别由控制电路决定，压力传感器(5)通过限流器两端压差的检测(dPmixer)精确地测量进入储气罐的气体流量。

2．气体储存：铝制储气罐可储存2L的压缩空气，电子混合器使罐内压力保持在850～lO00mhar，氧浓度维持于操作者设定的比值内。