呼吸機(jī)簡介

呼吸機(jī)是一種醫(yī)療設(shè)備，用于幫助因各種情況（例如呼吸窘迫綜合征、慢性阻塞性肺病、阻塞性睡眠呼吸暫停和哮喘）而無法自行呼吸的患者進(jìn)行呼吸。本質(zhì)上，呼吸機(jī)使空氣進(jìn)出肺部，幫助患者呼吸。

呼吸機(jī)原理

呼吸機(jī)的工作原理是向肺部提供氣流或氧氣，讓患者吸入氧氣并呼出二氧化碳。這對于患有呼吸系統(tǒng)疾病的人來說尤其重要，因?yàn)樗梢詭椭麄兙S持血液中的氧氣水平。

呼吸機(jī)的組件

呼吸機(jī)是電子電路和機(jī)械空氣電路的混合體。其總體結(jié)構(gòu)由氧源、電磁閥、混氣裝置、限壓閥、加濕器及溫控電路、氣道阻力計(jì)、呼吸閥、信號箱、電磁閥控制電路九部分組成。

氧氣源

它是一種儲氧裝置，旨在為患者提供吸入所需的氧氣。通常由高壓氧氣瓶或壓縮空氣供給。

電磁閥

電磁閥是“氧氣源”的開關(guān)閥。它與機(jī)械式調(diào)節(jié)閥的區(qū)別在于它是電控的，即通過控制電磁閥線圈電流的通斷來控制閥門的開閉，從而使空氣流通或切斷離開。其工作原理與普通繼電器有些相似。

混氣裝置

混氣裝置利用高速流體側(cè)壓降低的原理，從高速噴嘴噴入氧氣，產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)。兩側(cè)氣壓大于負(fù)壓區(qū)，空氣卷入高速流動的氧氣中。

限壓閥

限壓閥是保證氣體在一定壓力下輸出的氣體限壓裝置。機(jī)器出廠時(shí)，一般調(diào)整到6kPa（60cmH2O）的高度。如果機(jī)器輸出氣壓超過此值，氣體會自動釋放，以確?；颊叩陌踩?。

加濕器及溫控電路

它是恒溫裝置，恒溫水和氣體可以進(jìn)出。該裝置可避免冷空氣對患者肺部的刺激，避免呼吸道粘膜脫水，起到類似于人體呼吸道的濕化、過濾和保暖作用。溫控電路是用來調(diào)節(jié)加濕器內(nèi)水溫并使其保持恒定的電路。

氣道阻力表

該表是用來指示患者氣道阻力的裝置。由氣道阻力和氧源壓力可分別計(jì)算出氧氣含量（不包括空氣中的氧氣含量）和潮氣量。

呼吸閥

它是一種利用氣動方式驅(qū)動兩個(gè)閥門，實(shí)現(xiàn)呼氣和吸氣、負(fù)氣壓三種信號有機(jī)結(jié)合的裝置。吸氣時(shí)，吸氣閥打開，機(jī)器單向向患者供氣。呼氣時(shí)，吸氣閥關(guān)閉，呼出的氣體經(jīng)呼氣道排出。

信號箱

信號盒由一對由靈敏的彈性膜片驅(qū)動的密封電觸點(diǎn)組成。當(dāng)吸氣負(fù)壓達(dá)到一定值時(shí)，觸點(diǎn)斷開，信號盒輸出脈沖信號。這樣，病人的吸氣負(fù)壓就被轉(zhuǎn)換成電信號，輸入到“電磁閥控制電路”，實(shí)現(xiàn)對電磁閥的控制作用。

電磁閥控制電路

它是由脈沖數(shù)字電路組成的邏輯控制系統(tǒng)，用于控制電磁閥的通斷。最終通過氣路實(shí)現(xiàn)所需呼吸頻率、呼吸時(shí)間比的機(jī)控呼吸、同步呼吸、主動呼吸與被動呼吸的自動轉(zhuǎn)換。

呼吸機(jī)的類型

呼吸機(jī)有多種類型，其特性和功能各不相同。最常用的呼吸機(jī)類型包括：

正壓呼吸機(jī)：

體積呼吸機(jī)：

 壓力控制呼吸機(jī)：

可變流量呼吸機(jī)：

無創(chuàng)呼吸機(jī)：

呼吸機(jī)設(shè)計(jì)

 

呼吸機(jī)有多種設(shè)計(jì)，但通常都有一些共同特征。呼吸機(jī)的設(shè)計(jì)由氣流系統(tǒng)、面罩、控制系統(tǒng)和監(jiān)視器組成。氣流系統(tǒng)負(fù)責(zé)提供輸送給患者的空氣或氧氣。面罩是呼吸機(jī)的一部分，放在病人的臉上，讓空氣輸送到肺部?？刂葡到y(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)空氣流量并控制其壓力，而監(jiān)視器則用于跟蹤患者的呼吸頻率和氧氣水平。

 

這是 Medtronic 的 PB560 呼吸機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)示例。

 

框圖

 

原理圖

CAD結(jié)構(gòu)

結(jié)論