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动物呼吸机工作原理及使用方法(一)

2020.4.28

机械通气是在患者自然通气或者氧合功能出现障碍时运用器械,使患者恢复有效通气并改善氧合的方法。其中常用的器械成为“呼吸机”。

机械通气这种手段为临床医学研究中不可缺少的生命支持手段,为进行动物实验和动物疾病治疗提供了时间,极大的提高了一些长时间性实验或者开胸等呼吸衰竭实验的成功率。

那么呼吸机到底是怎么样?小编带大家了解一下:

首先,让我们了解下什么是呼吸?如下图所示:呼吸包含两个过程,即主动吸气和被动呼气。

因为呼吸的原理和过程包含如下:




其实呼吸机的本质就是一种气体开关,控制系统通过对气体流路的控制而完成给实验动物肺部供气,保持实验动物生理活性的设备。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。

而一般的呼吸机的结构如下图:



其实呼吸机历史还蛮悠久的,这里我们回顾回顾下:

早在罗马帝国时代,呼吸机就有一个雏形。1792年,当时在英国皇家慈善协会(Royal Humanne Society)的支持下,首次在人身上实施气管切开、插管及风箱式正压通气技术,用于溺水患者的复苏,在当时欧洲被广泛接受。后面因为会产生致命性的气胸被终止。到了20世纪,由Driker-Shaw在1928年研制成的“铁肺”(iron lung,图如下),使当时脊髓灰质炎的死亡率大大降低。开始了一种负压通气的模式。

而后因为负压通气会引起呼吸肌麻痹以及正压通气的技术进步,正压通气又再次崛起。以及后面逐步向人工智能呼吸机“有创型”和“无创型”发展。

所以,现今我们在市面上看到不同工作方式的的动物呼吸机。那么他们之间又是怎样区分的呢?

1、依据不同的吸气控制方式,可以将呼吸机分为压力控制型呼吸机和容量控制型呼吸机,在临床呼吸机领域,压力控制更主流一些。在但动物实验领域,相当多的用户习惯设置潮气量进行容积控制。

2、依据呼吸机的结构原理,可分为活塞式呼吸机和电磁阀式呼吸机。一般活塞式呼吸机使用容积控制,而电磁阀式呼吸机即可以进行容控制,也可以进行压力控制。



3、依据调控方式不同,可分为电动电控型和气动电控型呼吸机。


因为具有不同的呼吸机,其实他们给动物的通气方式也是不同的,根据通气方式不同,我们可以将通气方式分为:

·控制模式(CV):呼吸机完全替代实验动物的呼吸,其呼吸频率,潮气量均由呼吸机控制,属于完全的呼吸支持。

适用于自主呼吸消失或很微弱的情况,比较典型的应用,就是动物的开胸手术实验。 根据控制参数的不同,控制通气又可以分为容量控制通气(VCV)和压力控制通气(PCV)。容量控制通气(VCV)是呼吸机按预置的潮气量、呼吸频率、呼吸比等参数完成通气。 压力控制通气(PCV)则是呼吸机按照预置的频率、呼吸比、吸气压力工作。

·辅助通气(AV): 呼吸机的送气是通过呼吸机检测实验动物的气道压的降低来触发。输助通气是一种与临床应用类似的呼吸方式,动物的输助通气一般可以通过设置压力触发、人工触发或定时触发等方式启动。对于动物呼吸机而言,输助通气(AV)是一种较高级的呼吸模式,仅少量动物呼吸机具体此功能。


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