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压力传感器在呼吸机上的应用和特点


发布日期:[2020-06-03]    作者:昊明压力传感器


近几日,海外疫情的发展超出预期,医疗物资缺口大得惊人,救命呼吸机更是陷入全球性缺货。中国作为全球重要的呼吸机生产国,世界各国都来中国抢购呼吸机,而且随着全球疫情持续发酵,让呼吸机在国外成为仅次于口罩和厕纸的“急需品”。

呼吸机压力传感器

大家都知道压力传感器可以与很多仪器配合使用发挥不同的效果,但是对于压力传感器具体都能运用哪些领域,可能大家并不是很清楚。下面我们就来了解一下关于在呼吸机中是如何使用压力传感器的。 压力传感器在呼吸设备中扮演着重要角色,它负责将物理值(例如气道压力和流量)转换成差动信号。空气和氧气流量传感器生成的信号能帮助微处理器调节电机,从而调整或维持病人吸气和呼气所需的气压。也即压力传感器时刻监测病人呼吸信号来控制呼吸器的动作,使之与人体呼吸同步。 故压力传感器的选择至关重要,通常情况下,这些极具成本效益的线性传感器具有大偏移和失调漂移,导致信号超出或低于按比例进行的温度变化。 人类的吸气功能是:呼吸肌收缩一胸廓容积扩大一肺泡膨胀(形成负压)一从外界吸入空气;呼气功能是:呼吸肌放松一肺泡弹性收缩一肺内压力增大一向外呼出气体。 由此可知,由于人类肺泡的膨胀和收缩与大气压之间的压力差形成了呼吸功能。呼吸机的基本原理就是用智能检测的方法建立这一压力差,从而实现强制的人工呼吸过程。因此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。 因此必须有能提供输送气体的动力,代替人体呼吸肌的工作;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;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;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。


呼吸机的基本原理就是用智能检测的方法建立压力差,实现强制的人工呼吸过程。因此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。压力传感器在呼吸设备中扮演着重要角色,它负责将物理值(例如气道压力和流量)转换成差动信号。空气和氧气流量传感器生成的信号能帮助微处理器调节电机,从而调整或维持病人吸气和呼气所需的气压。

压力传感器时刻监测病人呼吸信号来控制呼吸器的动作,使之与人体呼吸同步。故压力传感器的选择至关重要,通常情况下,用于这方面压力传感器必须具有良好的线性度以及较高的精度,此外,还需要进行温度补偿,压力传感器的性能关系到病人的安全,因此在选择的时候不容疏忽。

呼吸机

目前的呼吸机,为了保证病人佩戴呼吸面罩的舒适度并节省气源,采用差压式压力传感器来感知病人的呼吸动作。当病人戴上呼吸面罩吸气时,面罩导气管中连接的差压式压力传感器在0。6ms时间内感知到导气管内发生的压力变化,病人的已经开始吸气动作。上位机接收到来自压力传感器的信号,据此做出控制,打开氧气阀门或者麻醉剂阀门。氧气或者麻醉剂通过导气管输送到病人的口鼻,进而吸入体内。当病人完成吸气,准备呼气的时候,导气管中的压力传感器同样在0。6ms时间内感知到病人完成了吸气过程,准备开始呼气过程。上位机接收到此时的压力传感器的信号,关闭氧气阀门或者麻醉剂阀门。避免氧气或者麻醉剂的无谓流失。降低导气管内相对于外界的正压,使病人呼气顺畅。差压式压力传感器在呼吸面罩中发挥着重要作用,既能保证病人呼吸到足够的氧气或者麻醉剂,又能保证氧气或者麻醉剂不会白白浪费。精度和灵敏度越高,在呼吸机面罩中的作用就越关键。


呼吸机在现代临床医学中作为能人工替代自主通气功能的有效手段,已普遍用于各种疾病所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中,在现代医学领域内占有十分重要的位置。



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