李曉風(fēng)

吉林省腦科醫(yī)院 器械科， 吉林 四平136000

ACM805呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及臨床應(yīng)用

李曉風(fēng)

吉林省腦科醫(yī)院 器械科， 吉林 四平136000

本文介紹了呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及性能，同時(shí)對(duì)通氣方式的臨床應(yīng)用和注意事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)論述。

呼吸機(jī)；流量傳感器；通氣方式

ACM805型呼吸機(jī)作為北京航天長(zhǎng)峰股份有限公司生產(chǎn)的800系列優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，它集呼吸和監(jiān)護(hù)于一體。在原理上屬氣動(dòng)電控、時(shí)間切換、定容型呼吸機(jī)。主控部分采用數(shù)字化微電腦控制技術(shù)。數(shù)字顯示、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多種呼吸參數(shù)，并有鎖定參數(shù)功能，其方便的操作環(huán)境保證了呼吸機(jī)的正常使用，更好地為患者服務(wù)。

1 結(jié)構(gòu)原理和性能

圖 1 ACM805呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖

呼吸氣流是由人體的肺泡和大氣壓之間的壓力差形成的，ACM805呼吸機(jī)就是用氣動(dòng)電控技術(shù)方法建立這個(gè)壓力差，利用高于大氣壓的壓力實(shí)行強(qiáng)制肺部通氣，其作用是把一定濃度流量的空、氧混合氣體送入人體內(nèi)，并將人體的二氧化碳廢氣排出體外，完成氣體交換。呼吸機(jī)主機(jī)由氣路傳送單元、電子控制單元組成，輔助設(shè)備由氣體濕化器、空氣壓縮機(jī)、氣路連接附件等部分組成。ACM805呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)原理框圖如圖1所示。

1.1 氣路傳送單元

由氣體導(dǎo)管、壓力傳感器和流量傳感器以及控制閥門組成。壓力和流量通過反饋系統(tǒng)進(jìn)行控制，傳感器隨時(shí)測(cè)量管路內(nèi)氣體的壓力和流量，再將實(shí)際測(cè)量的數(shù)值與面板上的設(shè)定值相比較，利用兩者之間的差值修正控制閥門的大小，從而調(diào)節(jié)吸入和呼出氣體的傳送量。

下面簡(jiǎn)單敘述空氧混合氣體進(jìn)入病人肺部的輸送過程：來自空氣源和氧氣源的兩股氣體經(jīng)過過濾器，過濾掉其中的細(xì)小顆粒雜質(zhì)，同時(shí)可將空氣中水分排出。然后分別通過一個(gè)電接點(diǎn)壓力表來對(duì)氣源壓力進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)其中某一股氣源壓力下降到設(shè)定報(bào)警壓力時(shí)，電路報(bào)警，同時(shí)經(jīng)過電磁閥將另一路氣源補(bǔ)充進(jìn)來。然后氣體分別進(jìn)入平衡閥，使進(jìn)入配比閥(空氧混合器)的兩路氣體壓力平衡，從而保證配比閥手動(dòng)調(diào)節(jié)的氧濃度精度?？昭趸旌虾蟮臍怏w經(jīng)過精密減壓閥，保證混合后的氣體進(jìn)入比例閥輸入端時(shí)，輸入壓力在比例閥開關(guān)時(shí)保持穩(wěn)定，以保持控制精度，比例閥的開啟大小受電子控制系統(tǒng)控制。為防止比例閥因輸入壓力超限而損壞，在比例閥前端有一個(gè)安全閥。比例閥輸出的氣體進(jìn)入氣道，為防止比例閥在開啟瞬間對(duì)病人氣道產(chǎn)生沖擊，在氣道中設(shè)計(jì)了氣容和整流閥。為了安全起見，在氣道中還設(shè)計(jì)了吸氣安全閥和氣道安全閥，氣道安全閥是用來限制病人氣道的最高壓力的，一般調(diào)定為6kPa，當(dāng)氣道壓力超過氣路系統(tǒng)安全壓力時(shí)，氣道安全閥開放泄氣。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，比如：掉電或沒有氣源時(shí)，可以通過吸氣安全閥從大氣中吸氣。從吸氣口出來的氣流，經(jīng)過吸氣流量傳感器，當(dāng)氣流經(jīng)過其中的螺旋導(dǎo)流架后被迫以螺旋線形狀圍繞中心軸線旋轉(zhuǎn)，并吹動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。它將氣體的流速變換為葉輪的轉(zhuǎn)速，在一定的測(cè)量范圍內(nèi)，氣體流速與葉輪轉(zhuǎn)速成正比。氣流離開第二個(gè)螺旋導(dǎo)流架后，重新被導(dǎo)流架導(dǎo)直。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)遮斷由發(fā)光二極管照射到晶體光電管上的光線，使光電管線路輸出電脈沖信號(hào)，其頻率與呼吸氣流的流速成正比。這樣就可以通過測(cè)定電脈沖頻率達(dá)到測(cè)定呼吸流量的目的。然后進(jìn)入濕化器。在濕化器里氣體被濕化并加溫到人體所需溫度，然后經(jīng)輸氣管輸送至病人。病人呼出的氣體通過管道經(jīng)呼氣活瓣排出機(jī)外。如果需使用呼氣末正壓（PEEP）時(shí)，則呼氣流經(jīng)PEEP閥(節(jié)流閥、射流閥)控制后排出機(jī)外。

1.2 電子控制單元

吸氣時(shí)比例閥打開（打開程度決定于流量大小），呼氣活瓣通過兩位三通電磁閥控制關(guān)閉；呼氣時(shí)剛好相反，即比例閥關(guān)閉，呼氣活瓣打開。整個(gè)過程受電子控制系統(tǒng)的控制。在流程圖中，定時(shí)控制部分提供整機(jī)工作的各種節(jié)拍，包括吸氣時(shí)間、自主呼吸時(shí)的切換信號(hào)、比例閥的控制信號(hào)、呼氣活瓣控制信號(hào)。主機(jī)板部分提供基本時(shí)鐘、對(duì)流量傳感器信號(hào)處理、控制算法編制、管理鍵盤和顯示處理、處理各種報(bào)警信號(hào)。壓力監(jiān)測(cè)、采樣部分主要監(jiān)測(cè)病人氣道壓力并送面板顯示、產(chǎn)生壓力報(bào)警和病人觸發(fā)信號(hào)、監(jiān)控整機(jī)電源情況，在電壓異常時(shí)報(bào)警。面板顯示部分主要完成參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)顯示。開關(guān)電源部分主要為整個(gè)系統(tǒng)提供各部分正常工作所需電源。

1.3 濕化器

為了保護(hù)病人的氣管，支氣管的粘膜，呼吸機(jī)向病人供氣必須先經(jīng)過濕化處理，使輸入氣體含有一定的水蒸氣或水的霧粒。調(diào)整溫度控制器的水溫，一般設(shè)定在32~38℃之間。通過呼氣口的溫度傳感器反饋信號(hào)控制適當(dāng)加熱，使供氣溫度接近病人體溫，以減少對(duì)呼吸道的刺激作用。

1.4 空氣壓縮機(jī)

主機(jī)為進(jìn)口空氣壓縮機(jī)，該機(jī)為活塞式雙缸并聯(lián)壓縮機(jī)，氣缸輸出的壓縮空氣通過金屬軟管進(jìn)入蛇形管散熱器，軸流風(fēng)機(jī)從消音箱外吸入室溫空氣，氣流從蛇形管散熱器間隙中流過，從而實(shí)現(xiàn)壓縮空氣降溫并經(jīng)過疏水器，其水分被分出，分出的水通過安全閥排出，再經(jīng)過塑料管進(jìn)入吸水泡沫塑料及積水盤中。壓縮空氣經(jīng)過充分冷凝與除濕，輸出干燥氣體。

2 呼吸機(jī)性能

ACM805呼吸機(jī)的主要技術(shù)性能包括：以發(fā)光排的形式真實(shí)反映病人的氣道壓力在呼吸時(shí)的變化，同時(shí)顯示每次呼吸峰壓值。數(shù)字顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的潮氣量(一次通氣量)、分鐘通氣量、總呼吸頻率、PEEP值及自主觸發(fā)指示。設(shè)置病人所需的潮氣量、呼吸頻率、呼吸比、觸發(fā)靈敏度及通氣方式。除了對(duì)病人的氣道壓力上限及下限、分鐘通氣量、窒息通氣進(jìn)行設(shè)置和提示報(bào)警外，還可對(duì)系統(tǒng)的空氣不足及氧氣不足進(jìn)行報(bào)警等。

按觸發(fā)信號(hào)的方式可分為呼吸機(jī)觸發(fā)和壓力觸發(fā)。呼吸機(jī)觸發(fā)是指時(shí)間切換觸發(fā)，參數(shù)為呼吸頻率(f)、呼吸比，呼吸機(jī)按照預(yù)設(shè)的呼吸時(shí)間定時(shí)給病人送氣。由時(shí)間來控制，設(shè)定的時(shí)間一到，呼吸即切換。壓力觸發(fā)這種觸發(fā)方式需要病人存在自主呼吸，觸發(fā)信號(hào)為患者吸氣動(dòng)作導(dǎo)致的管路內(nèi)壓力的變化。這種變化在呼吸機(jī)上體現(xiàn)為壓力觸發(fā)靈敏度。自主切換是指呼吸機(jī)對(duì)病人的吸氣動(dòng)作發(fā)生反應(yīng)，觸發(fā)了預(yù)置壓力觸發(fā)靈敏度，給預(yù)控制吸氣。時(shí)間切換常用于自主切換的安全保障，即當(dāng)在預(yù)置的呼氣時(shí)間結(jié)束時(shí)，病人沒有自主呼吸或自主呼吸不能觸發(fā)呼吸機(jī)，呼吸機(jī)自動(dòng)以時(shí)間切換進(jìn)入吸氣期。

定容型屬于容量控制通氣，將設(shè)定的潮氣量送入肺后即轉(zhuǎn)向呼氣，因流速與送氣時(shí)間的積分即為潮氣量，流速波形通常選用方波和減速波。減速波因與正常吸氣時(shí)的正弦波較接近，比較符合生理狀態(tài)，所以不管肺和氣道的情況如何，通過調(diào)節(jié)流速送入預(yù)定的潮氣量。

3 臨床應(yīng)用及注意事項(xiàng)

3.1 通氣方式的應(yīng)用

ACM805呼吸機(jī)的優(yōu)質(zhì)性能只是一個(gè)方面，更重要的是醫(yī)護(hù)人員對(duì)呼吸機(jī)的合理應(yīng)用。治療的目的是幫助病人完成有效的肺泡通氣和交換。除了正確選擇各項(xiàng)參數(shù)外，可根據(jù)病人的不同病情選擇不同的呼吸模式。以達(dá)到合理使用和最佳治療的效果。

要了解病人自主呼吸的目前情況，如無(wú)自主呼吸或自主呼吸很弱的病人及處與麻醉狀態(tài)下應(yīng)用肌肉松弛劑的病人，均按預(yù)調(diào)的通氣參數(shù)為病人提供間歇正壓通氣。必須使用控制呼吸或稱C（在A/C模式中）。

對(duì)神志清醒，有自主呼吸能力，但給不出足夠呼吸功的病人，則病人控制呼吸頻率，但呼吸的潮氣量、呼吸比仍由呼吸機(jī)控制。需要呼吸機(jī)輔助呼吸或稱A(在A/C模式中) ， A和C兩者可視病情變化而相互轉(zhuǎn)化。

病人長(zhǎng)時(shí)期在同樣壓力和容量呼吸模式的作用下，某些邊緣肺泡總是膨脹不全，定時(shí)加入嘆氣，可以促使病人靜止肺泡定時(shí)膨脹，防止萎陷不張，改善氣體交換性能。在A/C的基礎(chǔ)上每隔100次來一次約1.5倍潮氣量的深吸氣，也就是嘆息(SIGH)。實(shí)際上是模仿人體在正常安靜呼吸一段時(shí)間后有1~3次深吸氣設(shè)計(jì)的。

對(duì)已有規(guī)則的自主呼吸，但沒有達(dá)到正常通氣量的病人，需用同步間歇指令性通氣(SIMV f/2 SIMV f/4)，這是一種由病人自主呼吸和機(jī)器指令通氣的組合方式，指令通氣是由病人觸發(fā)同步的。自主呼吸頻率和潮氣量由病人控制，間隔一定的時(shí)間(可調(diào))進(jìn)行同步機(jī)控呼吸。若在等待觸發(fā)時(shí)期(同步觸發(fā)窗)內(nèi)有自主呼吸觸發(fā)，呼吸機(jī)即給予一次機(jī)控通氣，若無(wú)自主呼吸，在觸發(fā)窗結(jié)束時(shí)呼吸機(jī)自行給予一次機(jī)控呼吸，這樣可避免人機(jī)對(duì)抗的產(chǎn)生。觸發(fā)窗一般為機(jī)控呼吸周期的25%。主要用于撤機(jī)前從強(qiáng)制通氣到自主呼吸的過渡。利于呼吸肌的鍛煉。

病人已恢復(fù)自主呼吸，此時(shí)呼吸機(jī)僅提供持續(xù)正壓氣流即自主呼吸(SPONT)。病人呼吸時(shí)的潮氣量、呼吸頻率、呼吸比均由病人自己控制。此模式下除設(shè)置觸發(fā)壓力外，還要根據(jù)病人情況在A/C模式下設(shè)置潮氣量、呼吸比、呼吸頻率。防止病人無(wú)自主呼吸時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到A/C模式時(shí)對(duì)病人產(chǎn)生危險(xiǎn)。

呼氣末正壓呼吸（PEEP）：呼吸機(jī)在吸氣時(shí)產(chǎn)生正壓，將氣體送入肺內(nèi)，呼氣時(shí)仍保持呼吸道壓力高于大氣壓，呼氣終了，體內(nèi)維持一定的正壓，可以增加病人體內(nèi)殘氣，防止呼氣時(shí)出現(xiàn)肺泡萎縮，增加病人的換氣功能，呼吸末正壓一般在0~2kPa范圍內(nèi)可調(diào)。臨床上用來改善動(dòng)脈血氧分壓，主要用于成人呼吸窘迫癥，無(wú)論何種通氣方式均可加PEEP。不可迅速建立或撤離PEEP，否則將會(huì)對(duì)病人產(chǎn)生危險(xiǎn)。

3.2 使用注意事項(xiàng)

操作呼吸機(jī)的醫(yī)護(hù)人員必須經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)指導(dǎo)，了解所用機(jī)器的工作原理、性能特點(diǎn)，能正確調(diào)節(jié)呼吸機(jī)，了解呼吸監(jiān)測(cè)的意義和臨床應(yīng)用。在給病人使用之前，除了必要的清洗消毒外，應(yīng)對(duì)機(jī)器通電通氣，進(jìn)行簡(jiǎn)單的功能檢查，確定機(jī)器無(wú)故障后，方可接上病人使用。主機(jī)電源應(yīng)在氣源接通后方可啟動(dòng)，即先啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)電源和打開氧氣，待氧氣和空氣的壓力平衡，漏氣聲或氣源的報(bào)警聲消失后，才能打開主機(jī)電源。呼吸機(jī)的關(guān)機(jī)順序正好相反，即先關(guān)主機(jī)電源，再關(guān)閉氣源。

定期清洗壓縮機(jī)的空氣過濾網(wǎng)。檢查氣體輸入口過濾器的濾芯及積水器，防止氣體堵塞和水進(jìn)入管道。疏水器應(yīng)低于病人和濕化器出口，定期排水。呼氣活瓣的膜片和活瓣不能裝反，否則吸氣時(shí)關(guān)閉不嚴(yán)。流量傳感器為呼吸機(jī)的特殊電子零件，不能用水沖洗也不能用消毒液浸泡，以免損壞其性能，因而只能用75%的酒精棉球小心地輕輕擦干凈。加溫濕化器部分定期更換和補(bǔ)充濕化器內(nèi)的液體，注意該液體只能用蒸餾水，注意檢查調(diào)溫器的性能，保護(hù)溫控傳感器，密切觀察溫度報(bào)警情況。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，ACM805型呼吸機(jī)其優(yōu)良的性能和高可靠性使之能適用于ICU病房的重癥監(jiān)護(hù)及腦外科、呼吸內(nèi)科、急診科對(duì)呼吸衰竭以至于停止自主呼吸的病人的搶救與治療。是延長(zhǎng)病人生命為進(jìn)一步治療爭(zhēng)取寶貴時(shí)間的重要醫(yī)療設(shè)備。

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The Structural Principle and Clinical Application for ACM805 Ventilator

LI Xiao-feng
Equipment Department,Jilin Provincial Brain Hospital,Siping Jilin 136000,China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.06.021

1674-1633(2010)06-0060-03

2009-11-11

作者郵箱：liminghao2908@sina.com

Abstract: This paper describes the structural principle and performance for ACM805 ventilator,and introduces its way of ventilation and key points in clinical practice.

Key words: ventilator；flow sensor；way of ventilation