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呼吸机的基本工作原理
呼吸机
呼吸机是一种人工的机械通气装置，用以辅助或控制患者的自主呼吸运动，以达到肺内气体交换的功能，降低人体的消耗，以利于呼吸功能的恢复。
呼吸机的临床应用分为两大类。一类以呼吸系统疾病为主，包括肺部感染，肺不胀、哮喘、肺水肿等影响肺内气体交换功能。此时呼吸机的治疗主要改善肺内气体交换，提高血液中氧浓度和排除二氧化碳。而第二类以外科手术为主，有利于病人麻醉恢复，维持正常的呼吸功能，减少呼吸肌运动，降低氧耗量。
（一）呼吸机的基本工作原理
任何呼吸机的工作原理都在于气体的压力差，一般呼吸机的工作原理分两种方式
1、气道正压呼吸机使气体压力增高，通过管道与患者呼吸道插管连接，气体经气道、支气管，直接流向肺泡，此时为吸气期；呼气时呼吸机管道与大气相通，肺泡在大于大气压力，肺泡内气体即自行排除，直至与大气压相等。
2、胸廓负压将患者的胸部或整个身体置如密闭的容器中，呼吸道与大气相通。当容器中的压力低于大气压时，胸部被牵引扩张，肺泡内压力低于大气压，空气进入肺泡，为吸气期；而当容器压力转为正压时，胸廓受压迫缩小，肺泡内压力增高大于大气压，肺泡内气体排除体外，为呼气期。由于这类呼吸机体积大动力大，通气效率低，目前已被淘汰使用。
（二）呼吸机分型
根据呼吸机的工作原理，可分为三大类：
1定压型呼吸机设定压力值。当呼吸机产生正压，气流进入呼吸道，使肺泡扩张，气道压力不断升高，直到预定压力值，呼吸机停止送气，即吸气期结束开始呼气。
应用定压型呼吸机，气流速度快，预定压力低，则吸气时间短，潮气量小；而气流速度慢，预定压力高，则吸气时间长。潮气量受肺的顺应性影响，在相同的预定压力下，肺的顺应性好，潮气量大，而肺的顺应性差，潮气量明显降低。因此在临床应用中，定压型呼吸机比较容易产生通气过渡或通气不足。2定量型呼吸机设定潮气值，当呼吸机送气时，不管患者肺内阻力大小，将设定的潮气量送入气道；呼气时，呼吸道压力下降与大气相通，肺泡内气体排除体外。定量型呼吸机不受患者肺内病变的影响，保证足够的通气量。但必须有压力报警装置，当气道内压力超过设定的范围，呼吸道呼气阀门打开，与大气压相通，气体排出体外，防止气道压力过高，肺泡破裂，产生气胸等严重并发症。
3持续气流型呼吸机持续送气，当呼气阀门关闭时，气体压力增高，超过患者肺内压力时，气体流向患者气道内，即吸气期；当呼气阀门开放时，气道与外界相通，持续气流直接流向外界，此时肺泡内压力大于大气压，也向外流出，为呼气期。由于气道内有持续气流存在，患者随时能吸气，避免婴幼儿吸气压力小，触发呼吸机同步呼吸困难。婴儿型呼吸机采用此种方法较多。
（三）呼吸机的使用方法
根据患者年龄、体重和疾病类型选择适当的呼吸机，然后进行安装。不同类型呼吸机的安装要求不同，正确连接气源，呼吸道管道和湿化器，检查压缩空气和压气压力是否相等，空气混合器是否工作，连接测试皮囊，按医师指令调节呼吸机，包括设定呼吸频率、吸气时间，潮气量、呼吸机工作方式、吸入氧浓度等；同时设定各类容量、压力、频率及报警范围，并保持呼吸机开机十分钟，检查呼吸机是否报警，排除各类可疑故障，如管道破裂，湿化器没旋紧漏气等，空气混合器失效氧浓度过高或过低等，必须保证呼吸机正常工作，并通过患者动脉血气分析，及时调整呼吸机的工作方式和工作条件。
（四）保养及维修
呼吸机为抢救病人的重要工具，因此医院的生物医学工程或电子室必须定期检查，保证呼吸机随时能正常工作。当呼吸机工作1000小时以上时，还必须定期测试，保证各项参数在正常范围，包括气体流量和压力传感器的测试，空氧混合器的测试和各种呼吸机工作方式的压力，流量波形的测定。
呼吸机用毕，所有与患者连接的管道，湿化器，包括呼气端的流量传感器都要拆下清洗消毒。一般管道用清水冲洗，然后用1：1000新洁尔美浸泡30分钟，冲洗干净后凉干。而传感器或理化器根据说明书要求清洗，以免损坏。
第二篇：呼吸机的基本原理和维修保养呼吸机的基本原理和维修保养黄庆丰
postby：2007-2-2215：20：00
（广西医科大学第一附属医院设备科，广西南宁530021）[中图分类号]嗍[文献标识码]b[文章编号]1002—2376（2o06）11—0043—03[摘要]氧气作为人类生存必不可少的一种物质，对处于疾病状态的人来说，显得尤为重要，而呼吸机的发明和使用无疑对这些急需用氧气的特殊人群起到很显著的作用。本文则从呼吸机的基本原理谈起，并介绍了维修保养的经验，以供大家共同探讨。
[关键词]呼吸机；基本原理；保养维修1概述
氧气是人类生存不可缺少的一种物质。人类通过呼吸道和呼吸器官（鼻子、咽、喉、气管、支气管和肺），依靠呼吸肌肉的收缩与放松，对空气进行一呼一吸，经人体细胞的氧化代谢，循环不停地吸人氧气，排出二氧化碳气体，这就是人类的呼吸功能。一个健康的成人在平静时，每分钟呼吸（16～20）次，每次吸人的空气量约为500ml，每分钟通过肺的空气量约10l。人体包括血液、体液在内，总的氧储量在500ml左右，而人体静息时，每分钟的氧耗量可在（200～300）ml，剧烈运动时，每分钟氧耗量可达5500ml。这样，一个人只要几分钟不呼吸，就会给生命带来危险。所以，人体必须不停地呼吸，不断地补充氧气，才能维持正常的生命活动。通常情况下，健康人通过呼吸活动，从空气中摄人的氧气已能满足人体各器官组织氧化代谢的需要。但是1如果呼吸系统的生理功能遇到障碍，如化学中毒、神经肌肉麻痹、溺水休克、窒息、外科手术后出现呼吸衰竭等等，均需要采取输氧和人工呼吸进行抢救治疗，以提高患者的通气量，迅速解除缺氧和二氧化碳滞留问题，改善换气功能。对于呼吸衰竭以至于停止自主呼吸的病人，呼吸机是必不可少的设备。呼吸机是当前大型医院必备的抢救设备，是延长病人生命为进一步治疗争取宝贵时间的重要工具。它通过机械装置根据不同的治疗目的，为呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持。随着电子和机械技术水平的不断提高，呼吸机的性能日臻完善，其适用范围也日益扩大和普及。保证呼吸机正常运作就离不开医护人员及时对呼吸机进行保养。维护保养工作是及时消除呼吸机隐患、避免损坏，确保呼吸机处于正常工作状态或完好的备用状态，提高抢救成功率同时延长呼吸机使用寿命，提高经济效益必不可少的重要环节。2呼吸机的基本原理2.1基本原理
人在呼吸时，吸气、呼气有节律性的交替来完成气体交换。吸气时富含o2的新鲜空气进入肺部，呼气时富含c02的气体排出体外。正常情况，吸气动作是由肋间外肌和膈肌收缩造成的胸膜腔内负压的结果。无法正常呼吸的病人则靠呼吸机用人工的方法进行肺部通气，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。早期的呼吸机多为负压呼吸器，而更多现代呼吸机则是利用高于大气压的压力对肺部进行通气，它们属于正压呼吸机。
2.2呼吸机的基本结构
呼吸机主要由三大部分组成：传感器将病人的呼吸信号（压力或流量）转换为
2电生理信号；电子线路用来控制呼吸机以一定的频率、潮气量进行通气，同时监测相应传感器的反馈数据，超过限定范围时报警提示；气路主要是一个气体传送系统，包括气体供应、气体传输、压力流量监测和较正。
2.3呼吸机的基本参数
呼吸机的主要功能参数有潮气量、气道压力、吸气时间、呼吸频率、呼吸周期、吸气流速、氧浓度等。
2.4呼吸机的工作模式
呼吸机的工作模式分为容量控制和压力控制两大类，但现代呼吸机的工作模式已不再是单一的，而是二者的结合。如siemens的prvc、drauml；ger的autoflow、hamilton的apv、newport的vtps等，以上模式克服了容量控制模式下可能出现的气压伤和压力控制模式下的潮气量不准的缺点。
3呼吸机的维修保养经验3.1呼吸机要经常清洁
需要清洁的呼吸机部件可按呼吸机说明书的要求进行清洁和消毒，有些部件仅需清洁，而有的允许消毒，这些部件主要包括以下几种：
（1）主机和压缩泵的外表面。主机和压缩泵的外表面用清洁的软湿擦布轻轻擦净即可，每日1次或隔日1次。必要时用消毒液如含氯制剂消毒液浸泡过的软布擦洗。
（2）气源过滤网。气源过滤网包括空气压缩泵和有些呼吸机主机中可清洗的空气滤网。该零件在气路的进气端，如不及时清洗，过滤网会被灰尘堵塞，引起呼吸机进出气不畅，增加负载，影响压缩泵寿命。
3具体清洁方法为。将过滤网从机器中取出，用清水洗净表面尘埃后，再用力甩干或烘干；或者用吸尘器吸尽灰尘，然后放回原位。一般每48～72小时清洁1次，无需常规消毒。
（3）呼吸机内部电子器件。呼吸机内部电子器件表面的灰尘可用小功率吸尘器轻轻吸除或用专用吸球轻轻吹气去除，也可以用干净的软毛刷轻轻扫除，电子器件不能用消毒液浸泡，也不能接触水和油。
（4）传感器：流量、压力等各种传感器为呼吸机的敏感电子零件，不能用水冲洗也不能用消毒液浸泡，以免损坏其性能，如有必要可使用气体消毒方法消毒，表面只能用70％的酒精棉球十分小心地轻轻擦干净，有的传感器只能轻轻浸放在清水中，即刻取出，并自然晾干，切忌用力甩干或烘干。（5）湿化器：湿化器电子加温部分和温控传感器探头的金属部分用清洁的软湿擦布轻轻擦净，不能用消毒液浸泡，以免影响加热功能和降低其感温的准确性。
（6）气体管路。气体管路是需要消毒的呼吸机部件，凡是联接于患者与呼吸机之间的各螺纹管、联接管、接头、湿化器、雾化器和呼气瓣等均应彻底消毒，可先用清水冲去管路中的污物，然后将管路浸入规定的消毒液中约1h，取出后用清水冲去管路内外的消毒液，阴凉处晾干后再次使用。
（7）空气过滤器。空气过滤器安装在呼吸机前面板上或是在病人呼吸气体管路中，以便于进行拆卸和更换，空气过滤器一般为一次性使用部件，空气过滤器作用是滤除呼吸机气体通路中的细菌，保证进出患者的气体的洁净，空气过滤器要根据呼吸机使用手册的相关要求定期更换。
（8）机身与台面。机身与台面主要以软布及时去除表面的污物与灰尘。当需要
4推至层流无菌病房时，还需要用消毒液清洁表面，机架滚轮部分的污垢要仔细清除。
3.2要定期检测呼吸机的功能
3.2.1漏气检测。检查呼吸机的气路系统，各管道、湿化罐、接水瓶接口有无漏气。由于呼吸机的型号及工作原理不同，检测的方法也不同。通常情况下可采用潮气量测定、压力表检测和耳听手摸等方法检测。
（1）潮气量测定。首先预调呼吸机潮气量，接模拟肺，分别测定吸人管道和呼出管道内的潮气量，如果二者所检测出的潮气量相同，说明无漏气。如果潮气量下降，说明有漏气现象。如发现漏气，可用耳听手摸各处管路，漏气处常在通气时发出“嘶、嘶”的声音，如果是管路破损或连接不紧可测知气流存在。
（2）压力表检测。主要是检查呼吸机的工作压和气道压，如果工作压低于设定水平，说明供气压力不足或呼吸机主机内部管路漏气，如气道压力低于正常，说明外部管路漏气。
3.2.2报警系统的检测：通常对气道压力报警、分钟通气量（或潮气量）报警、吸入氧浓度报警、窒息报警及气源报警等几项功能进行检查。（1）压力报警上下限：根据设置的通气参数，呼吸回路中将产生最大气道压力（峰值压力），调节报警上限高于峰压0.98kpa（10cmh20）报警下限低于峰压0.2kpa～0.29kpa（2～3cmn20）左右，采用报警有声响、灯闪，同时呼吸机的呼出阀门打开，可说明此项功能正常。
（2）分钟通气量报警。分钟通气量是衡量病人吸气是否充分的重要指标，设置的报警范围不能过宽，否则失去意义。通常将上、下限设在实际分钟通气量
5的±25％左右。分钟通气量多点分别检查，应有报警。
（3）开机自检：大多数高、中档呼吸机有呼吸回路密封性、呼出流量传感器、氧浓度、电磁阀等一系列自检功能，自检通过，说明机器基本完好。对那些无自检功能的呼吸机，可采用如下方法进行大致判断：流量取每分钟24l，吸气时间取1s或潮气量取400ml，呼吸频率取15次／min，氧浓度取6o％，此时最大气道压力约2.45kpa（25cmh20）分钟通气量
约每分钟6l左右，可说明机器基本正常。此方法对有自检功能的机型同样适用。
（4）吸入氧浓度检查：病人吸入氧浓度也是治疗的重要参数，氧浓度的大小一般采用氧传感器俗称氧电池来测定，氧电池是消耗品，即使不用，随时间推移能量也会自然损耗，通常寿命6～12个月。氧电池直接影响氧浓度监测的准确性，因此要经常进行氧浓度的检查。大多数高、中档机具有氧浓度自检，对无自检功能机型而又没有外接的氧浓度表，可用下述方法简单判断：分别用纯氧和压缩空气通气，观察潮气量大小，若无明显变化基本判定氧浓度正常。
（5）窒息报警。是呼吸机的重要指标，可将呼吸机的模式设置在自主呼吸，待十几秒后（有些机型窒息时间可调）应有窒息报警提示。较高档机型会将开始设置的自主呼吸模式自动切换到指令通气模式。
（6）气源报警。将氧气或压缩空气去掉一路，此时应有相应的报警指示。
3.2.3操作注意事项。在操作方面应注意主机电源应在气源接通后方可启动，即先启动空气压缩泵电源和打开氧气，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。呼吸机的关机顺序与之相反，
6即先关主机电源，再关闭气源。
3.2.4每天做好呼吸机的日常使用记录。呼吸机的一天工作情况以及各种维修，更换配件耗品，校正都应及时记录备案。如记录维修的部位、误差或损坏程度、时间、更换零部件的名称、时间、数量等，以便以后核查，也对以后维修提供了便利。
3.3辅助功能检查
3.3.1触发灵敏度检查。由于是模拟肺，因此只能检查压力触发灵敏度。将工作模式设置在辅助通气模式，触发灵敏度置最灵敏处，当呼吸机在触发窗时，用手挤压模拟肺，呼吸机应能被触发。
3.3.2peep检查。peep分别多点设置检查，让呼吸机工作几个周期，稳定后观察压力波形或压力表的呼末压力值（有些机型具有数据大小的显示），设置值与测量值的误差应小于10％。
吸人、呼出潮气量检查。大多数的呼吸机有两个流量传感器，一个在吸入端，用于测量呼吸参数的设定值；另一个在呼出端，用监测实际值，改变呼吸机的潮气量进行多点观察，二者误差在1o％以内。上述各项检查无故障，可用于病人治疗。呼吸机使用一次后，无论时间长短，为了避免交叉感染，都要对管路进行严格消毒，有药物浸泡、气体熏蒸和高压蒸汽等方法任选。使用浸泡的药物有多种，如戊二醛中性溶液等。按规定的比例将冲洗干净的管路浸泡1～2h，再用清水洗净，适用于金属、橡胶、塑料类。环氧乙烷熏蒸可穿透橡胶、塑料等，无腐蚀、无破坏性，但一次消毒后需一周时间环氧乙烷才能挥发完，有过程长、价格高、易燃等缺点，不常使用。高压蒸汽消毒法仅适用于金属及耐高温的部件，不可用于硅胶等材料的呼吸管道的消毒。
7特别需要注意的是呼出流量传感器大多为铂金丝制作，比发丝还细几十倍，极易损坏，价格也非常昂贵，切不可用上述方法消毒，必须按说明书介绍的方法进行。
目前的呼吸机在智能化、自动调控能力、自动监控和报警功能及安全性等方面还不尽人意，呼吸机对病人的抢救、治疗效果还相当依赖于操作者的水平。我们期待，随着技术的进步，会有功能更完善、性能更好、操作更方便的智能型呼吸机的不断问世。总之，加强呼吸机的科学管理与使用保养之后，基本避免了盲目引进；呼吸机资源的配置和利用更为合理；机器维修保养责任明确；机器故障率大大降低；机器的经济效益和社会效益得到了明显提高。[参考文献][1]黄毅林，等.医用电动仪器原理、构造与维修[m].北京：中国医药科技出版社，2o03.
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[5]李杰，等.呼吸机中的流量触发方式[j].医疗设备信息，2094，（3）：
34.
第三篇：现代麻醉机呼吸机监测仪的基本原理现代麻醉机、呼吸机、监测仪的基本原理
第二军医大学附属长海医院麻醉科王景阳
现代麻醉机都组合有呼吸机与监测仪，现将有关基本原理分别叙述于下：
一、麻醉机的基本原理
1工作原理
麻醉机的功能主要是用以输出麻醉气体，使病人处于麻醉状态下接受手术，因而首先要有供气装置，所供气体为o
2、空气或n2o。过去大多用贮气筒贮存的压缩o2或空气以及液体状态的n2o供应。现今多数城市大医院均建有中心供气系统，以提供上述三种气体。临床麻醉中应用都需经过降压，保证恒定的低压和安全。通常降压至3kg/cm2，输入麻醉机到呼吸环路还需经流量计减少气流量至每分钟的毫升数才能用于病人。因环路内设有单向活门，故吸入或呼出气体按一定方向运行，呼吸环路之间又设有钠石灰罐。于是在麻醉机环路内可进行正常呼吸，吸入氧或麻醉气体，呼出气体内的co2流经钠石灰罐时被吸收。
2.麻醉气体的供给
除n2o经由流量计控制直接输入环路与o2混合供病人吸入外，其它都由蒸发器所盛麻醉药液挥发后输出该麻醉药蒸汽。并按一定浓度供给病人吸入，故蒸发器可谓麻醉机的核心组成部分，关系到麻醉深浅及病人的安全。
最简单的麻醉蒸发器是在盛有吸入麻醉药容器的上方空间通过一定量的o
2、空气或n2o+o2混合气（有称稀释气体diluentgas），一小部分气体经过调节阀流入蒸发室，带走饱和麻醉蒸气（有称载气carriergas），稀释气流与载气流在输出口汇合处混和成为含有一定百分比浓度麻醉蒸气的气流，进入呼吸环路供病人吸入。
气体流经蒸发室带出麻醉药蒸气所使用的方式有：⑴气流拂过型（flow-over），载气从麻醉药液面拂过，带走麻醉药蒸气分子。多数麻醉机所用蒸发器均属此型（有称充气型plenum），气流主动进入蒸发室，室内为正压。⑵气流抽吸型（draw-over），与上不同的是借病人吸气的力量带出麻醉药蒸气，因而蒸发室内为负压。气流通过所受阻力必须很低（如空气麻醉机）。⑶鼓泡型（bubblethrough），载气穿透麻醉药液使成无数小气泡，从而增加挥发面积。⑷滴入型（dropper）即将麻醉药液有控制地滴入（或微泵注射器）滴入呼吸环路内蒸发后供病人吸入。⑸兼有型：气流既可拂过液面，亦可兼有穿透药液形成气泡的功能。我院设计的dmn-86多功能麻醉机的蒸发器就兼有拂过、抽吸和穿透鼓泡三种功能。
为输出恒定正确的麻醉药浓度，现代麻醉蒸发器都有温度压力补偿装置，如drager19-i型蒸发器。地氟醚专用的tec6型蒸发器，则原理较为复杂。
二、麻醉呼吸机的基本原理
呼吸机或称通气机，是实施机械通气的工具，用以辅助和控制病人的呼吸，改善病人的氧合与通气，减少呼吸肌作功，支持循环功能等及作为呼衰的治疗等。
人体自主呼吸的吸气期，膈肌收缩，胸廓扩张，胸内负压增大，使气道口与肺泡之间产生压力差，气体进入肺泡内。机械呼吸时，则多利用正压使成压力差，将麻醉气流压入肺泡，停止正压时借胸、肺组织弹性回缩，产生与大气压的压差，将肺泡气排向体外。
因而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：⑴能提供输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作；⑵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；⑶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；⑷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。
动力源。可用压缩气体作动力（气动）或电机作为动力（电动）呼吸频率及吸呼比亦可利用气动气控、电动电控、气动电控等类型，呼与吸气时相的切换，常于吸气时于呼吸环路内达到预定压力后切换为呼气（定压型）或吸气时达到预定容量后切换为呼气（定容型），不过现代呼吸机都兼有以上两种形式。
治疗用的呼吸机，常用于病情较复杂较重的病人，要求功能较齐全，可进行各种呼吸模式，以适应病情变化的需要。而麻醉呼吸机主要用于麻醉手术中的病人，病人大多无重大心肺异常，要求的呼吸机，只要可变通气量、呼吸频率及吸呼比者，能行ippv，基本上就可使用。
呼吸机的基本原理。绝大多数较常用的系由气囊（或折叠风箱）内外双环气路进行工作，内环气路、气流与病人气道相通，外环气路、气流主用以挤压呼吸囊或风箱，将气囊（或风箱内的新鲜气体压向病人肺泡内，以便进行气体交换，有称驱动气。因其与病人气道不通，可用压缩氧或压缩空气。
现代呼吸机大多为：
⑴气动电控：
如ohmeda7000型呼吸机，是气动电控双环气路的典型应用，其电子控制系统根据mv、吸呼比及呼吸频率设定值计算出vt、吸气时间、呼气时间、吸气流量，从而控制所需驱动气的气流量。在吸气相，电子控制单元关闭放气活门，驱动器进入风箱的外箱中，随着驱动气不断流入箱外压力上升，风箱受压，向下运动，迫使箱内气体流入麻醉呼吸环路，进入病人肺内。当输送的驱动气总量等于所核定的量，吸气相结束，电子控制单元打开驱动气放气活门，箱外驱动器压力下降，新鲜气与病人呼出气的混合气体也就不断进入箱内，使用风箱上升，当呼气结束，放气活门又复关闭，驱动器进入风箱外箱中，如此周而复始。
⑵气动气控：
如本院设计的star-100型麻醉呼吸机，系采用上、下双折叠风箱，上风箱通病人气道，下风箱通上风箱外室，上、下两个气室中隔开孔，通过风箱胀缩及活门上下方磁铁启闭中隔活门。驱动气流入上室时，下风箱内气体亦随文秋里效应流入上室，上室压力上升，迫使风箱下移，使其内的新鲜气体流向病人，即吸气相，达预定vt值后，风箱不能再向下压缩，时因上室压力继续升高，使上室风箱外气体转入下室风箱，风箱上升项开中隔活门，并为上磁铁吸引，上室内气体由中隔开孔流向下室。排出口排向大气，上室内压力下降，新鲜气流随之进入上风箱，为下一次吸气作准备。当上风箱受压下移达预定值时，将中膈活门压向下，同时为下磁铁吸引而关闭中隔开孔，而驱动气又继续流入上室，产生的文秋里效应使下风箱内气体又随之流入上室，下风箱下移，不再影响中隔活门的关闭，直到吸气相再次开始，上室压力高至气流逆向流入下风箱，下风箱上升打开中隔开孔为止，如此周而复始进行工作，其驱动气流量大小和下室排气开口大小可调控频率和吸呼比，从而基本满足了呼吸机四个功能。
⑶电动电控：
如国产sc-3型呼吸机，用两组四连杆结构将旋转运动变为摇摆，从而带动贮气囊上下往复运动，产生控制呼吸。
马达减速后，带动园盘m，又通过连杆将运动传给摆块n，使其产生摆动。又通过连杆l使摆杆k上下运动。呼气相时摆杆向上移动，使风箱容量增加充气。吸气时，k向下运动，迫使风箱内的气体流向病人肺内。m转速可改变频率，调节l与k的连接点，可改变vt。o2从进口h输入，经单向活门贮在贮气囊c，呼气时，风箱扩大，c中o2输入风箱。吸气时，单向活门e关闭，风箱内气体o2进入病人肺内，当气道压>60cmh2o，限压活门g开放，释放气体，降低气道压力。peep与鱼嘴呼吸活门f相连，病人呼出气体经peep活门排出。⑷高频喷射通气机：其原理系将高压气源的高流量气体断续地直接输入病人气道，造成高频喷射通气的基本原理系利用旋转阀，气动阀或电磁阀来控制喷射气流而成。整个呼吸回路与大气相通，其呼出气直接排向大气，其流量、压力和频率可调，适用于某些特殊要求的病例、病情和手术。
三、监测仪的基本原理
现今几乎所有生理功能的变化均有监测仪，随时加以监测，现仅将麻醉手术中所用监测仪的的基本原理加以叙述。
1.循环功能监测
⑴有创血压监测。均须动脉穿刺和留置导管，连接压电传感受器，将机械压强转变为电压大小，经微机处理显示图形，并用数字显示收缩压、舒张压和平均动脉压。
⑵自动无创测压（dinamap）。多用微型电动机，使袖套自动充气，使袖套内压高于收缩压，然后自动放气，用压电换能原件探测动脉搏动的振荡信号，到仪器内的传感器，经电子系统放大，微机计算确定收缩压、舒张压和平均压。
⑶co监测。目前仍以热稀释法为多用，一般先经颈内静脉搏插入漂浮导管，再由通右房的管腔注入10ml4℃的等渗葡萄糖液，此液随血流流入肺动脉，使肺动脉内血温发生一定变化，并由导管端上的热敏电阻测出温度变化，co与血温变化成负相关。心排血量监测仪可描出血温变化曲线，并计算出曲线下面积，直接显示co（l/min）。
最近肺动脉导管与热源方面有所改进，离导管顶端14-25cm置有导热丝，当导管置入后，监测器随时释放能量脉冲加热导热丝，其面积大，有助于均匀分布混合热量，使附近血温升高至44℃（111°f），热敏电阻位于其下流，检测血温变化，并向相连的监测仪报告，监测仪微机计算类似温度变化曲线下的面积和显示co，每3-6分钟一次，从而能自动、快速、不断重复测定，故有称此为连续co测定。
以上亦是以温度变化差，代替fick's法动静脉血o2含量的浓度差，根据fick's法，因vo2=co×（cao2-cvo2）故co=vo2/cao2-cvo2，即从患者每分钟耗氧量（即由肺摄入血液的o2量，一般为250ml）和动、静脉血液含o2量的浓度差，计算中每分钟co，如测定时动脉血o2含量为0.2ml/ml，静脉血含o2量为0.15ml/ml，浓度差为0.05，代入公式，即得co=250/0.05=5000ml或5l/min，其基本原理为一段时间的流量等于同一段时间内一种物质（指示剂）进入该流体的总量，除以该物质进入部位的上游与下游浓度差。因肺容量变化不定，目前还是以热稀释法为主。
2心电图监测
是麻醉期间和icu中常用的心电功能监测，其基本原理为心脏跳动是由于心脏受了其自身所产生的电位激动刺激而起搏。由窦房结产生的兴奋依次转向心房和心室的心肌细胞。产生的这种微弱的生物电变化，不仅可以在心脏内部或心肌表面测量出来，而且可传导到身体表面，当用两个电极于身体表面构成电路，经放大记录描记出心电变化的波形，即为心电图。
目前对pqrst波形的机理虽还有争论，但基本有了一定的解释，当心肌细胞受到一定强度的刺激后，可发生一系列细胞内、外离子流动及膜电位变化，称动作电位，是除极和复极过程中细胞的电位变化。
当心肌细胞在静止状态，细胞膜内外正负离子呈平衡（极化状态），一旦心肌细胞受到刺激后，细胞膜通透性增加，na+进入细胞内，产生除极，在已除极和未除极的交界面上产生电位差，并一步一步向前推进，形成一系列电位变化，除极进展的方面是正电（+）在前，负电（-）在后。复极时相反。复极完毕细胞内外离子分布恢复正常心电图的形成即是心脏各部位心肌电位变化的综合，当窦房结产生的兴奋激动心房产生p波，兴奋通过房室结传导至房室束中受到一定的拖延，激动通过缓慢形成p-r间期，兴奋通过房室结后，迅速传播至左右侧束及浦倾野氏纤维形成qrs波群。心室除极后，表面无电位差，形成一段等电位线即st段。以后心肌开始复极产生t波，整个心动周期就形成p-qrs-t一组波群，由此可见，当心肌兴奋的发生，传布和恢复过程中有某些异常时，心电图即有所改变。因此，临床上可以心电图波形变化监测心电功能以及帮助了解某些心脏疾病或水电紊乱等。
心电图机即用以记录心脏激动过程所产生电流的仪器。其主要组件是电流计、放大器、记录装置及所需的一些附件。
3.呼吸功能监测
⑴通气功能监测。主监测vt或mv，于麻醉中常用的为钟表式容量计，传感器为风叶，与气道通连。呼吸气流通过时推动风叶转动，风叶的轴传动一系列齿轮，根据转速在表面上显示每次（vt）和累计的分钟通气量（mv）。新型电子呼吸容量计，仍以风叶为传感器，但用红外线反射和接收元件，探测风叶转速，经电子系统处理后数字显示vt、mv和呼吸频率。
⑵气道压。最原始准确的是用u形管水柱，一端与气道连通，气道压波动引起水柱波动，也可利用金属气鼓与气道连通，气道压波动引起鼓膜波动，鼓膜再传给指针即可见其所指压力数字。现利用电压传感器，通过压力传感器可监测呼吸周期的气道压力变化（包括吸气压、峰压、平台压及呼气末压）。持续监测气道压是了解肺和气道情况和管道有无异常的最简便方法，气道压变化，使传感器产生相应的电信号，经电子系统处理后以数字显示。
⑶spo2：原理包括两部分：①分光光度测定法：是根据hb与o2结合后变成hbo2时，血液颜色由暗红变成鲜红这一事实。光穿过不同的hb的强度与其波长有关，亦即不同波长光穿过不同hb被吸收的程度不一样。还原血红蛋白（hb）与氧合血红蛋白（hbo2）对660nm波长的红光和940nm波长的红外光的吸收量相差甚多，hbo2：660nm波长红光吸收量较少而对940nm红外光吸收量较多，相反还原血红蛋白（hb）对660nm红光吸收量较多而对940nm红外光吸收量较少，因此用分光光度测定法测定红光吸收量与红外光吸收量的比值，就能测定hb的氧饱和度，比值>1为氧合血，60db）在头顶乳突处或耳廓上可记录到aep，表示从耳蜗神经到听觉皮质后的各级神经核团活动，又称脑干诱发电位（baep）；②视觉诱发电位（vep），在闭合的眼睑上用强闪光刺激后，在枕部头皮上记录到ep波形，反映视觉传导功能。于麻醉中作为监测有报告氟烷使vep潜伏期延长，而恩氟醚、异氟醚和n2o使vep潜伏期延长而波幅减少等；③躯体诱发电位（sep）为刺激外周神经（如正中神经），在对侧相应颈节段水平皮肤和顶叶头皮记录到有一潜伏期大致相似的波形，可用于围术期监测。麻醉中吸入氟烷、恩氟醚、异氟醚和n2o均可使sep潜伏期增加，波幅减小。而静脉麻醉药依托咪酯、异丙酚可使潜伏期和波幅同时增加。
因恩氟烷与异氟烷明显影响baep波幅，且与剂量呈正相关，故有人试图作为监测麻醉深度的方法，但至今尚无确切的标准可依，且受多种因素影响，易受干扰，尚难以应用。
④神经肌肉传导功能监测。在麻醉期间和术后监测肌松药作用的起效、维持和消退。目的是做到术中合理使用肌松药，减少不良反应和术后及时逆转，肌松药的残余作用，防止术后呼吸抑制。
其基本原理是用电刺激外周运动神经达到一定刺激强度（阈值）时，肌肉就会发生收缩，病人用肌松药后肌肉麻痹，如超强刺激程度不变，则所测得的肌肉收缩力强弱就能表示神经肌肉阻滞的程度。
4个成串刺激是临床应用最广的方式，是一串由4个频率为2hz，每0.5s一次，共4个矩形波组成的成串刺激波，四个成串刺激引起4个肌肉颤搐，连续刺激时，串间距离为10-12s，神经肌肉传递功能正常时，4个肌颤搐的幅度相等非去极化阻滞时出现顺序衰减，4个肌颤搐的幅度依次减弱，用4个成串刺激监测时用药前无需先测定对照值，可以直接从t4/t1来评定阻滞程度，且可根据有无衰减来确定阻滞性质，因去极化阻滞时四次颤搐反应幅度同时降低，不出现顺序衰减。当t4消失，阻滞程度达75%，t3和t2消失，分别达到80%和90%阻滞，最后t1消失示阻滞程度达到100%。t4/t1>0.75示肌张力已充分恢复。
⑤麻醉气体浓度监测
质谱仪可同时测出混合气体内每种气体的浓度，是目前最先进的气体浓度分析仪，基本原理是呼出或吸入的气体被质谱仪内的电子束轰击下离解成离子，离子经加速和静电聚焦成离子束而后进入磁场，由偏转系统使各种离子分散成弧形轨道，每种离子的轨道半径与各自的电荷/质量比值成正比，质量大的半径大，于是不同种类的离子在空间分散开，形成质谱（massspectrum），再经离子收集器分别测量不同气体离子所带电流。电流量大小与气体离子数（即浓度）成正比。放大后经电子处理系统分析，很快显示出数值（mmhg或%）能同时迅速（
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