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呼吸机的工作原理是什么

2016-02-16 13:50:48      点击:

      正常人的呼吸是由呼吸中枢支配呼吸肌有节奏地张弛,造成肺内压力变化来完成的。当肺内压力大于外部大气压时,便呼气;当肺内压力低于外部大气压时,便吸气。吸入的气体与血液中的气体进行交换,结合氧气,排出二氧化碳,进而血液中被结合的氧气又与组织中气体进行交换,这就是呼吸的完整过程。在通常情况下,正常人主要通过自己的呼吸摄取空气中的氧气来满足各器官组织的氧化代谢需要。如果呼吸系统受到损伤,如药物中毒、溺水、休克,或由于其它生理功能的紊乱引起呼吸衰竭,单靠病人不健全的呼吸功能已不能够或根本不能满足各器官对氧气的需求,这时就需要借助呼吸机对病人进行抢救治疗。利用呼吸机,可帮助病人提高肺通气量,以解除病人缺氧和二氧化碳在病人体内的滞留,改善病人的换气功能。由此可见,呼吸机是可以代替人的呼吸功能或辅助人的呼吸功能的仪器。它适用于呼吸衰竭、甚至停止呼吸的病人做人工呼吸之用。它能帮助病人纠正缺氧和排出二氧化碳,是挽救某些危重病人生命的重要工具。呼吸机是利用不同的压力进行工作的仪器。因此,下面介绍一下正、负压呼吸原理及使用呼吸机必须知道的几个概念。

     (一)负压呼吸原理这种呼吸机向病人提供的是负压通气,所以被称作负压呼吸机。它的工作原理是把病人放在一个压力可以减小的密闭容器内,只把病人的头部露在外面。然后对这个容器进行抽空,使其内部产生负压。这个负压传递到胸廓内的空间,使胸部和肺组织容积由于受到压差的作用而增大。这样,在气道内就产生一个压力递减度。这时,大气中的空气就会通过露在外面的鼻和口腔,沿着气道内的压力递减度进到肺腔内。当达到一定量时,使这个密闭容器内的压力恢复到大气压。这时,胸廓和肺组织就会向反方向恢复它原来的形状,同时也将进入到肺内的空气排到体外。这种呼吸尽管比较符合生理特点,但由于操作及对各种呼吸参数不易掌握,目前已不再使用。这种呼吸机叫做体外通气机,有时也被称作铁肺。

     (二)正压呼吸原理正压呼吸机是利用增加气道内压力的方法将空气送入肺内,肺内的压力增大使肺腔扩张。当压力失去后,由于肺腔组织的弹性,将肺恢复到原来的形状,而使经过交换的一部分空气呼出体外。目前,大部分呼吸机都是利用这种增加气道内压力的方法给病人送气的。医疗器械之窗。

     (三)呼气相和吸气相的切换形式不同种类的呼吸机,其吸气相和呼气相的转换方式也有所不同。

目前呼吸机呼吸相的切换主要有以下四种形式:

1、时间切换负压呼吸机采用的是时间切换。现代的时间切换呼吸机都是采用电子仪器进行控制,利用各种无稳态多谐振荡器确定呼吸的周期或频率以及呼吸比。这些电子电路用以启动调节电机或空气流量电磁阀。这种气体切换形式是先预置某一吸气时间,当吸气时间达到预置值时,呼吸机自动将吸气相转变为呼气相。它的特点是当吸气时间固定后,当病人的顺应性、气道阻力发生变化时,吸气压力、容积以及流速都要发生相应的变化。

2、容量切换呼吸的周期运动是由送给病人的空气容量所决定的,只有当送给病人的空气容量达到预置值时,呼吸机才进行切换工作,由吸气相转换为呼气相。它配备有压力释放阀,在向病人送入空气的过程中,如果压力超过了预置值时,不管所送给病人的空气容量够与不够,只要压力释放阀工作,机器就自动地将吸气相转换为呼气相,以避免对病人造成严重损伤。这种切换形式的优点是能保持稳定的通气量。

3、压力切换这种切换形式是送给病人体内的空气压力超过预置值时,呼吸机便将此时的吸气相切换成呼气相。因压力是预先设定好的,当病人的顺应性、气道压力发生变化时,潮气量将随之发生变化。它的特点是不能保持稳定的潮气量。

4、流量切换流量切换是吸气时气体流速的波形随时间的变化而变化。当流速达到预置值时,机器自动地将吸气相转换为呼气相。以上四种切换形式中,最基本的是压力切换和容量切换。但对于功能齐全的呼吸机,上面的四种切换形式都应该具备,以满足不同的临床要求。

     (四)呼吸模式所谓呼吸模式,是指呼吸机以什么样的方式向病人进行送气,来达到最好的通气治疗效果。

1、强制性通气(CMV)强制性通气是在病人没有任何呼吸能力时,才采用的通气方式。呼吸机将会按照医生所设置的潮气量、呼吸频率、吸呼比以及气体流量等,将正压气体输送给病人。

2、强制性深呼吸(CMV+SIGH)这种呼吸一般是经过30~40次呼吸之后加入一个深吸气过程。深呼吸时的波形如图3-1-2所示。图中右边这个波形就是经过几十次呼吸后,呼吸机产生一个深呼吸通气,其通气量约为正常通气量的2倍。此过程用以解除病人长时间的通气而产生的疲劳。答案补充
呼吸机或称通气机,是实施机械通气的工具,用以辅助和控制病人的呼吸,改善病人的氧合与通气,减少呼吸肌作功,支持循环功能等及作为呼衰的治疗等。

  人体自主呼吸的吸气期,膈肌收缩,胸廓扩张,胸内负压增大,使气道口与肺泡之间产生压力差,气体进入肺泡内。机械呼吸时,则多利用正压使成压力差,将麻醉气流压入肺泡,停止正压时借胸、肺组织弹性回缩,产生与大气压的压差,将肺泡气排向体外。

因而呼吸机必须具备四个基本功能,即向肺充气、吸气向呼气转换,排出肺泡气以及呼气向吸气转换,依次循环往复。因此必须有:⑴能提供输送气体的动力,代替人体呼吸肌的工作;⑵能产生一定的呼吸节律,包括呼吸频率和吸呼比,以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能;⑶能提供合适的潮气量(VT)或分钟通气量(MV),以满足呼吸代谢的需要;⑷供给的气体最好经过加温和湿化,代替人体鼻腔功能,并能供给高于大气中所含的O2量,以提高吸入O2浓度,改善氧合。