ACM805呼吸机的结构原理及临床应用

李晓风

吉林省脑科医院 器械科， 吉林 四平136000

ACM805呼吸机的结构原理及临床应用

李晓风

吉林省脑科医院 器械科， 吉林 四平136000

本文介绍了呼吸机的结构原理及性能，同时对通气方式的临床应用和注意事项进行了详细论述。

呼吸机；流量传感器；通气方式

ACM805型呼吸机作为北京航天长峰股份有限公司生产的800系列优质产品，它集呼吸和监护于一体。在原理上属气动电控、时间切换、定容型呼吸机。主控部分采用数字化微电脑控制技术。数字显示、实时监测多种呼吸参数，并有锁定参数功能，其方便的操作环境保证了呼吸机的正常使用，更好地为患者服务。

1 结构原理和性能

图 1 ACM805呼吸机结构原理框图

呼吸气流是由人体的肺泡和大气压之间的压力差形成的，ACM805呼吸机就是用气动电控技术方法建立这个压力差，利用高于大气压的压力实行强制肺部通气，其作用是把一定浓度流量的空、氧混合气体送入人体内，并将人体的二氧化碳废气排出体外，完成气体交换。呼吸机主机由气路传送单元、电子控制单元组成，辅助设备由气体湿化器、空气压缩机、气路连接附件等部分组成。ACM805呼吸机结构原理框图如图1所示。

1.1 气路传送单元

由气体导管、压力传感器和流量传感器以及控制阀门组成。压力和流量通过反馈系统进行控制，传感器随时测量管路内气体的压力和流量，再将实际测量的数值与面板上的设定值相比较，利用两者之间的差值修正控制阀门的大小，从而调节吸入和呼出气体的传送量。

下面简单叙述空氧混合气体进入病人肺部的输送过程：来自空气源和氧气源的两股气体经过过滤器，过滤掉其中的细小颗粒杂质，同时可将空气中水分排出。然后分别通过一个电接点压力表来对气源压力进行检测，当其中某一股气源压力下降到设定报警压力时，电路报警，同时经过电磁阀将另一路气源补充进来。然后气体分别进入平衡阀，使进入配比阀(空氧混合器)的两路气体压力平衡，从而保证配比阀手动调节的氧浓度精度。空氧混合后的气体经过精密减压阀，保证混合后的气体进入比例阀输入端时，输入压力在比例阀开关时保持稳定，以保持控制精度，比例阀的开启大小受电子控制系统控制。为防止比例阀因输入压力超限而损坏，在比例阀前端有一个安全阀。比例阀输出的气体进入气道，为防止比例阀在开启瞬间对病人气道产生冲击，在气道中设计了气容和整流阀。为了安全起见，在气道中还设计了吸气安全阀和气道安全阀，气道安全阀是用来限制病人气道的最高压力的，一般调定为6kPa，当气道压力超过气路系统安全压力时，气道安全阀开放泄气。当系统出现故障，比如：掉电或没有气源时，可以通过吸气安全阀从大气中吸气。从吸气口出来的气流，经过吸气流量传感器，当气流经过其中的螺旋导流架后被迫以螺旋线形状围绕中心轴线旋转，并吹动叶轮转动。它将气体的流速变换为叶轮的转速，在一定的测量范围内，气体流速与叶轮转速成正比。气流离开第二个螺旋导流架后，重新被导流架导直。叶轮旋转时遮断由发光二极管照射到晶体光电管上的光线，使光电管线路输出电脉冲信号，其频率与呼吸气流的流速成正比。这样就可以通过测定电脉冲频率达到测定呼吸流量的目的。然后进入湿化器。在湿化器里气体被湿化并加温到人体所需温度，然后经输气管输送至病人。病人呼出的气体通过管道经呼气活瓣排出机外。如果需使用呼气末正压（PEEP）时，则呼气流经PEEP阀(节流阀、射流阀)控制后排出机外。

1.2 电子控制单元

吸气时比例阀打开（打开程度决定于流量大小），呼气活瓣通过两位三通电磁阀控制关闭；呼气时刚好相反，即比例阀关闭，呼气活瓣打开。整个过程受电子控制系统的控制。在流程图中，定时控制部分提供整机工作的各种节拍，包括吸气时间、自主呼吸时的切换信号、比例阀的控制信号、呼气活瓣控制信号。主机板部分提供基本时钟、对流量传感器信号处理、控制算法编制、管理键盘和显示处理、处理各种报警信号。压力监测、采样部分主要监测病人气道压力并送面板显示、产生压力报警和病人触发信号、监控整机电源情况，在电压异常时报警。面板显示部分主要完成参数设置和数据显示。开关电源部分主要为整个系统提供各部分正常工作所需电源。

1.3 湿化器

为了保护病人的气管，支气管的粘膜，呼吸机向病人供气必须先经过湿化处理，使输入气体含有一定的水蒸气或水的雾粒。调整温度控制器的水温，一般设定在32~38℃之间。通过呼气口的温度传感器反馈信号控制适当加热，使供气温度接近病人体温，以减少对呼吸道的刺激作用。

1.4 空气压缩机

主机为进口空气压缩机，该机为活塞式双缸并联压缩机，气缸输出的压缩空气通过金属软管进入蛇形管散热器，轴流风机从消音箱外吸入室温空气，气流从蛇形管散热器间隙中流过，从而实现压缩空气降温并经过疏水器，其水分被分出，分出的水通过安全阀排出，再经过塑料管进入吸水泡沫塑料及积水盘中。压缩空气经过充分冷凝与除湿，输出干燥气体。

2 呼吸机性能

ACM805呼吸机的主要技术性能包括：以发光排的形式真实反映病人的气道压力在呼吸时的变化，同时显示每次呼吸峰压值。数字显示实时监测的潮气量(一次通气量)、分钟通气量、总呼吸频率、PEEP值及自主触发指示。设置病人所需的潮气量、呼吸频率、呼吸比、触发灵敏度及通气方式。除了对病人的气道压力上限及下限、分钟通气量、窒息通气进行设置和提示报警外，还可对系统的空气不足及氧气不足进行报警等。

按触发信号的方式可分为呼吸机触发和压力触发。呼吸机触发是指时间切换触发，参数为呼吸频率(f)、呼吸比，呼吸机按照预设的呼吸时间定时给病人送气。由时间来控制，设定的时间一到，呼吸即切换。压力触发这种触发方式需要病人存在自主呼吸，触发信号为患者吸气动作导致的管路内压力的变化。这种变化在呼吸机上体现为压力触发灵敏度。自主切换是指呼吸机对病人的吸气动作发生反应，触发了预置压力触发灵敏度，给预控制吸气。时间切换常用于自主切换的安全保障，即当在预置的呼气时间结束时，病人没有自主呼吸或自主呼吸不能触发呼吸机，呼吸机自动以时间切换进入吸气期。

定容型属于容量控制通气，将设定的潮气量送入肺后即转向呼气，因流速与送气时间的积分即为潮气量，流速波形通常选用方波和减速波。减速波因与正常吸气时的正弦波较接近，比较符合生理状态，所以不管肺和气道的情况如何，通过调节流速送入预定的潮气量。

3 临床应用及注意事项

3.1 通气方式的应用

ACM805呼吸机的优质性能只是一个方面，更重要的是医护人员对呼吸机的合理应用。治疗的目的是帮助病人完成有效的肺泡通气和交换。除了正确选择各项参数外，可根据病人的不同病情选择不同的呼吸模式。以达到合理使用和最佳治疗的效果。

要了解病人自主呼吸的目前情况，如无自主呼吸或自主呼吸很弱的病人及处与麻醉状态下应用肌肉松弛剂的病人，均按预调的通气参数为病人提供间歇正压通气。必须使用控制呼吸或称C（在A/C模式中）。

对神志清醒，有自主呼吸能力，但给不出足够呼吸功的病人，则病人控制呼吸频率，但呼吸的潮气量、呼吸比仍由呼吸机控制。需要呼吸机辅助呼吸或称A(在A/C模式中) ， A和C两者可视病情变化而相互转化。

病人长时期在同样压力和容量呼吸模式的作用下，某些边缘肺泡总是膨胀不全，定时加入叹气，可以促使病人静止肺泡定时膨胀，防止萎陷不张，改善气体交换性能。在A/C的基础上每隔100次来一次约1.5倍潮气量的深吸气，也就是叹息(SIGH)。实际上是模仿人体在正常安静呼吸一段时间后有1~3次深吸气设计的。

对已有规则的自主呼吸，但没有达到正常通气量的病人，需用同步间歇指令性通气(SIMV f/2 SIMV f/4)，这是一种由病人自主呼吸和机器指令通气的组合方式，指令通气是由病人触发同步的。自主呼吸频率和潮气量由病人控制，间隔一定的时间(可调)进行同步机控呼吸。若在等待触发时期(同步触发窗)内有自主呼吸触发，呼吸机即给予一次机控通气，若无自主呼吸，在触发窗结束时呼吸机自行给予一次机控呼吸，这样可避免人机对抗的产生。触发窗一般为机控呼吸周期的25%。主要用于撤机前从强制通气到自主呼吸的过渡。利于呼吸肌的锻炼。

病人已恢复自主呼吸，此时呼吸机仅提供持续正压气流即自主呼吸(SPONT)。病人呼吸时的潮气量、呼吸频率、呼吸比均由病人自己控制。此模式下除设置触发压力外，还要根据病人情况在A/C模式下设置潮气量、呼吸比、呼吸频率。防止病人无自主呼吸时，自动转换到A/C模式时对病人产生危险。

呼气末正压呼吸（PEEP）：呼吸机在吸气时产生正压，将气体送入肺内，呼气时仍保持呼吸道压力高于大气压，呼气终了，体内维持一定的正压，可以增加病人体内残气，防止呼气时出现肺泡萎缩，增加病人的换气功能，呼吸末正压一般在0~2kPa范围内可调。临床上用来改善动脉血氧分压，主要用于成人呼吸窘迫症，无论何种通气方式均可加PEEP。不可迅速建立或撤离PEEP，否则将会对病人产生危险。

3.2 使用注意事项

操作呼吸机的医护人员必须经过技术培训指导，了解所用机器的工作原理、性能特点，能正确调节呼吸机，了解呼吸监测的意义和临床应用。在给病人使用之前，除了必要的清洗消毒外，应对机器通电通气，进行简单的功能检查，确定机器无故障后，方可接上病人使用。主机电源应在气源接通后方可启动，即先启动空气压缩机电源和打开氧气，待氧气和空气的压力平衡，漏气声或气源的报警声消失后，才能打开主机电源。呼吸机的关机顺序正好相反，即先关主机电源，再关闭气源。

定期清洗压缩机的空气过滤网。检查气体输入口过滤器的滤芯及积水器，防止气体堵塞和水进入管道。疏水器应低于病人和湿化器出口，定期排水。呼气活瓣的膜片和活瓣不能装反，否则吸气时关闭不严。流量传感器为呼吸机的特殊电子零件，不能用水冲洗也不能用消毒液浸泡，以免损坏其性能，因而只能用75%的酒精棉球小心地轻轻擦干净。加温湿化器部分定期更换和补充湿化器内的液体，注意该液体只能用蒸馏水，注意检查调温器的性能，保护温控传感器，密切观察温度报警情况。

4 结束语

综上所述，ACM805型呼吸机其优良的性能和高可靠性使之能适用于ICU病房的重症监护及脑外科、呼吸内科、急诊科对呼吸衰竭以至于停止自主呼吸的病人的抢救与治疗。是延长病人生命为进一步治疗争取宝贵时间的重要医疗设备。

[1] 王保国.实用呼吸机治疗学[M].北京:人民卫生出版社,1994:158-160.

[2] 黄绍光.呼吸机治疗与监护[M].北京:人民军医出版社,2002:153-155.

[3] 周明山.加强呼吸机的临床应用与管理[J].医疗设备信息,2006(3):74.

[4] 黄庆丰.呼吸机的基本原理及维修保养[J].医疗装备,2006(11):43-45.

[5] 云庆辉,等.呼吸机保养与使用准备[J].医疗卫生装备,2004(1):42-43.

[6] 俞森洋,等.现代机械通气的监护和临床应用[M].北京:中国协和医科大学出版社,2000.

[7] 刘延武.呼吸机的质量管理[J].中国医疗器械信息,2004(4):36-37.

[8]刘明辉.呼吸机常见故障分析与处理[J].中国医学装备,2009(3):47-48.

[9] 汪洪伟,尚长浩,唐伟.对呼吸机进行预防性维护的做法与体会[J].中国医学装备,2009(1):57-58.

[10] 中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2007年修订版)[J].中华内科杂志,2007,46(3):254-261.

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

作者邮箱：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