呼吸機(jī)的功能及工作原理詳解
呼吸機(jī)是一個(gè)肺通氣裝置（Lungventilator）,，因?yàn)樗荒芷鸬綄怏w送到肺內(nèi)和排出肺外的作用,，而并沒(méi)有參與呼吸的全過(guò)程，它并不能代替肺的全部功能（指換氣功能）,。所以有人認(rèn)為將其稱(chēng)之為通氣機(jī)更為確切,，我們所談到的呼吸機(jī)的功能實(shí)際上是指它的通氣功能。
呼吸機(jī)的功能可分為幾大類(lèi)：主要功能,、次要功能,、特殊功能、輔助功能,。
?。ㄒ唬┲饕δ?br /> （1）調(diào)節(jié)通氣氣壓或通氣容積：定壓型呼吸機(jī)優(yōu)先設(shè)定壓力,，通氣量決定于通氣壓力的大小,，而定容型呼吸機(jī)優(yōu)先設(shè)定通氣量，通氣壓力的大小決定于通氣量的大小?，F(xiàn)在較高檔的多功能呼吸機(jī)兩種功能兼而有之,，但因定壓型呼吸機(jī)在機(jī)械通氣時(shí)，氣道內(nèi)壓力保持恒定,，而其通氣量與肺順應(yīng)性成正比,，當(dāng)呼吸道有分泌物或氣道痙攣致阻力增大，以及肺有實(shí)變或纖維增生順應(yīng)性不良時(shí),，其通氣量不夠恒定,，掌握比較困難，現(xiàn)已逐步被淘汰,。
?。?）調(diào)節(jié)呼吸頻率或呼吸周期：大多數(shù)呼吸機(jī)可直接設(shè)定通氣頻率,，但也有的呼吸機(jī)則通過(guò)設(shè)定通氣周期來(lái)達(dá)到改變通氣頻率的目的。通氣周期指完成一次吸氣,、呼氣加靜止期所需要的時(shí)間總和,，如設(shè)定通氣周期為3s，則每分鐘呼吸頻率為20次,。目前有些高檔呼吸機(jī)的呼吸頻率可以調(diào)節(jié)得很快,，達(dá)100～3000次/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人的正常呼吸頻率,，這種功能可以應(yīng)付一些特殊情況,，如氣管插管困難、做支氣管鏡檢查,、人工氣道嚴(yán)重漏氣,、肺葉切除術(shù)后及氣胸病人等。
?。?）調(diào)節(jié)吸/呼比值：機(jī)械通氣時(shí)的吸/呼比值取決于三個(gè)因素,，即通氣頻率、通氣容積（或壓力）,、吸氣流速,，在設(shè)定通氣頻率及通氣容積的前提下，可通過(guò)調(diào)節(jié)吸氣流速來(lái)改變吸/呼比值,。比較特殊的例子象反比通氣（IRV）,，即吸氣時(shí)間長(zhǎng)于呼氣時(shí)間，它適用于肺硬化或纖維化病人,。
?。?）調(diào)節(jié)輔助通氣的靈敏度：敏感度的高低通常取決于吸氣時(shí)回路中負(fù)壓的大小，所以設(shè)定的負(fù)壓越大則敏感度越低,，反之則越高,。成人輔助通氣的敏感度應(yīng)0～－3cm水柱之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
?。ǘ┐我δ?br /> ?。?）調(diào)節(jié)吸入氣體中的氧濃度：用空氣中氧混合器將100％的純氧和壓縮空氣進(jìn)行混合，可將吸入氧濃度調(diào)至21～100％,，該裝置所調(diào)的氧濃度恒定,，多用于間接驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)；而直接驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)多用文丘里裝置,，即用純氧射流的速度,，將周?chē)目諝馕耄越档脱鯘舛?，但所調(diào)的氧濃度不恒定,，必須有氧濃度的直接監(jiān)測(cè)手段,，以防氧中毒。
?。?）對(duì)吸入氣體進(jìn)行加濕,、加溫：大多數(shù)的呼吸機(jī)采用熱濕化器將水加溫后產(chǎn)生蒸汽，混進(jìn)吸入氣中,，混入吸入氣體中,，同時(shí)起到加溫加熱的作用，一般調(diào)節(jié)溫度為32～35℃,。但也有的呼吸機(jī)不具備加溫功能,。
（三）特殊功能
?。?）呼氣末正壓（PEEP）：此功能可對(duì)小氣道及肺泡起到頂托作用,，使內(nèi)壓在呼氣末仍保持在高于大氣壓的水平,，防止小氣道及肺泡的萎陷,，并能使功能殘氣量增加，肺順應(yīng)性增加,，從而改善了肺的彌漫功能,。多用于ARDS（急性呼吸窘迫綜合癥）患者及肺不張患者。
?。?）持續(xù)氣道正壓（CPAP）：其作用與PEEP相似,，可防止和逆轉(zhuǎn)小氣道的閉合及肺泡萎陷，使胸內(nèi)壓增加,，吸氣省力,，自覺(jué)舒服。
?。?）壓力支持（PSV）：這是一種輔助通氣壓力功能,，即患者先觸發(fā)通氣，呼吸機(jī)在呼氣時(shí)給患者一定水平的正壓支持,，以減少患者吸氣時(shí)的作功,，有利于呼吸肌功能的恢復(fù)，患者易于接受,?？墒购粑l率減慢，是撤離呼吸機(jī)的一種手段,。
?。?）嘆息功能（SIGH）：此功能僅用于長(zhǎng)時(shí)間間歇正壓通氣（IPPV）時(shí)，可使肺泡充分?jǐn)U張,，但容易造成氣壓傷,，對(duì)有肺大泡的患者應(yīng)慎用,。
（5）間歇強(qiáng)制通氣（IMV）和同步間歇強(qiáng)制通氣（SIMV）：可以使自主呼吸和IPPV有機(jī)結(jié)合,，保證病人的有效通氣量,，呼衰早期病人易于接受SIMV，無(wú)人機(jī)對(duì)抗,。和CPAP同用,，治療ARDS。這兩項(xiàng)功能一般用于自主呼吸較好的患者,，多用于脫機(jī)之前,。
（6）分鐘指令性通氣（MMV）：該功能保證每分鐘通氣量,，如自主通氣量低于設(shè)定指,，不足部分則由呼吸機(jī)自動(dòng)補(bǔ)給，如自主通氣量大于設(shè)定值或等于設(shè)定值,，則呼吸機(jī)自動(dòng)停止氣體供給,。最適用于自主呼吸不穩(wěn)定的患者。
?。?）呼吸機(jī)代替通氣（BUV）：呼吸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，如其自檢系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性錯(cuò)誤或呼吸機(jī)電源電壓低于額定電壓的90％即會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為BUV。呼吸機(jī)替代通氣條件由呼吸機(jī)廠方預(yù)先設(shè)定,，在轉(zhuǎn)為呼吸機(jī)替代通氣時(shí),，呼吸機(jī)自動(dòng)按所設(shè)定的條件進(jìn)行通氣。
?。?）分隔肺通氣（DLV,、ILV）：用雙腔插管將兩肺分隔開(kāi)，給予不同形式的通氣,，稱(chēng)為分隔肺通氣,。主要用于一側(cè)肺有嚴(yán)重肺大泡或肺膿瘍患者，而另一側(cè)肺正常的病人,，也多用于開(kāi)胸手術(shù)中,。
（9）雙水平氣道正壓通氣（BiPAP）：分別調(diào)節(jié)兩個(gè)壓力水平和時(shí)間,，兩個(gè)壓力均為壓力控制,，氣流速度可變。這是一種較新的通氣方式,，開(kāi)發(fā)的前景較大,。
（10）安全活瓣打開(kāi)（SVO）：當(dāng)電源中斷或呼吸機(jī)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，安全活瓣自動(dòng)打開(kāi),，病人仍可呼吸空氣,。
（四）輔助功能
?。?）監(jiān)測(cè)功能：現(xiàn)代呼吸機(jī)有較完備的監(jiān)測(cè)功能,，除進(jìn)行呼吸機(jī)頻率、潮氣量,、氣道壓力等呼吸機(jī)基本通氣功能監(jiān)測(cè)外,，還可以進(jìn)行血氧飽和度、氣道阻力,、肺順應(yīng)性以及肺活量等方面的監(jiān)測(cè),。使醫(yī)務(wù)人員能比較及時(shí)地掌握呼吸機(jī)的工作狀況和病人的病情變化。
?。?）報(bào)警功能：多功能呼吸機(jī)采用光學(xué)與聲學(xué)相結(jié)合的方法進(jìn)行報(bào)警,，報(bào)警的內(nèi)容一般包括電源、氣源狀況,，呼吸頻率,，潮氣量；氣道壓力,，溫度,、呼/吸比值等。
?。?）記錄功能：高檔多功能呼吸機(jī)還具有記錄功能，可直接與打印機(jī)連接,，能回顧并打印過(guò)去12h內(nèi)機(jī)械通氣的重要參數(shù),、波形、趨勢(shì)圖及圖表等,，并可與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)相聯(lián)以?xún)?chǔ)存顯示并記錄臨床資料,。
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呼吸機(jī)是一個(gè)肺通氣裝置（Lungventilator）,，因?yàn)樗荒芷鸬綄怏w送到肺內(nèi)和排出肺外的作用,，而并沒(méi)有參與呼吸的全過(guò)程，它并不能代替肺的全部功能（指換氣功能）,。所以有人認(rèn)為將其稱(chēng)之為通氣機(jī)更為確切,，我們所談到的呼吸機(jī)的功能實(shí)際上是指它的通氣功能。
呼吸機(jī)的功能可分為幾大類(lèi)：主要功能,、次要功能,、特殊功能、輔助功能,。
?。ㄒ唬┲饕δ?br /> （1）調(diào)節(jié)通氣氣壓或通氣容積：定壓型呼吸機(jī)優(yōu)先設(shè)定壓力,，通氣量決定于通氣壓力的大小,，而定容型呼吸機(jī)優(yōu)先設(shè)定通氣量，通氣壓力的大小決定于通氣量的大小?，F(xiàn)在較高檔的多功能呼吸機(jī)兩種功能兼而有之,，但因定壓型呼吸機(jī)在機(jī)械通氣時(shí)，氣道內(nèi)壓力保持恒定,，而其通氣量與肺順應(yīng)性成正比,，當(dāng)呼吸道有分泌物或氣道痙攣致阻力增大，以及肺有實(shí)變或纖維增生順應(yīng)性不良時(shí),，其通氣量不夠恒定,，掌握比較困難，現(xiàn)已逐步被淘汰,。
?。?）調(diào)節(jié)呼吸頻率或呼吸周期：大多數(shù)呼吸機(jī)可直接設(shè)定通氣頻率,，但也有的呼吸機(jī)則通過(guò)設(shè)定通氣周期來(lái)達(dá)到改變通氣頻率的目的。通氣周期指完成一次吸氣,、呼氣加靜止期所需要的時(shí)間總和,，如設(shè)定通氣周期為3s，則每分鐘呼吸頻率為20次,。目前有些高檔呼吸機(jī)的呼吸頻率可以調(diào)節(jié)得很快,，達(dá)100～3000次/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人的正常呼吸頻率,，這種功能可以應(yīng)付一些特殊情況,，如氣管插管困難、做支氣管鏡檢查,、人工氣道嚴(yán)重漏氣,、肺葉切除術(shù)后及氣胸病人等。
?。?）調(diào)節(jié)吸/呼比值：機(jī)械通氣時(shí)的吸/呼比值取決于三個(gè)因素,，即通氣頻率、通氣容積（或壓力）,、吸氣流速,，在設(shè)定通氣頻率及通氣容積的前提下，可通過(guò)調(diào)節(jié)吸氣流速來(lái)改變吸/呼比值,。比較特殊的例子象反比通氣（IRV）,，即吸氣時(shí)間長(zhǎng)于呼氣時(shí)間，它適用于肺硬化或纖維化病人,。
?。?）調(diào)節(jié)輔助通氣的靈敏度：敏感度的高低通常取決于吸氣時(shí)回路中負(fù)壓的大小，所以設(shè)定的負(fù)壓越大則敏感度越低,，反之則越高,。成人輔助通氣的敏感度應(yīng)0～－3cm水柱之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。
?。ǘ┐我δ?br /> ?。?）調(diào)節(jié)吸入氣體中的氧濃度：用空氣中氧混合器將100％的純氧和壓縮空氣進(jìn)行混合，可將吸入氧濃度調(diào)至21～100％,，該裝置所調(diào)的氧濃度恒定,，多用于間接驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)；而直接驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)多用文丘里裝置,，即用純氧射流的速度,，將周?chē)目諝馕耄越档脱鯘舛?，但所調(diào)的氧濃度不恒定,，必須有氧濃度的直接監(jiān)測(cè)手段,，以防氧中毒。
?。?）對(duì)吸入氣體進(jìn)行加濕,、加溫：大多數(shù)的呼吸機(jī)采用熱濕化器將水加溫后產(chǎn)生蒸汽，混進(jìn)吸入氣中,，混入吸入氣體中,，同時(shí)起到加溫加熱的作用，一般調(diào)節(jié)溫度為32～35℃,。但也有的呼吸機(jī)不具備加溫功能,。
（三）特殊功能
?。?）呼氣末正壓（PEEP）：此功能可對(duì)小氣道及肺泡起到頂托作用,，使內(nèi)壓在呼氣末仍保持在高于大氣壓的水平,，防止小氣道及肺泡的萎陷,，并能使功能殘氣量增加，肺順應(yīng)性增加,，從而改善了肺的彌漫功能,。多用于ARDS（急性呼吸窘迫綜合癥）患者及肺不張患者。
?。?）持續(xù)氣道正壓（CPAP）：其作用與PEEP相似,，可防止和逆轉(zhuǎn)小氣道的閉合及肺泡萎陷，使胸內(nèi)壓增加,，吸氣省力,，自覺(jué)舒服。
?。?）壓力支持（PSV）：這是一種輔助通氣壓力功能,，即患者先觸發(fā)通氣，呼吸機(jī)在呼氣時(shí)給患者一定水平的正壓支持,，以減少患者吸氣時(shí)的作功,，有利于呼吸肌功能的恢復(fù)，患者易于接受,?？墒购粑l率減慢，是撤離呼吸機(jī)的一種手段,。
?。?）嘆息功能（SIGH）：此功能僅用于長(zhǎng)時(shí)間間歇正壓通氣（IPPV）時(shí)，可使肺泡充分?jǐn)U張,，但容易造成氣壓傷,，對(duì)有肺大泡的患者應(yīng)慎用,。
（5）間歇強(qiáng)制通氣（IMV）和同步間歇強(qiáng)制通氣（SIMV）：可以使自主呼吸和IPPV有機(jī)結(jié)合,，保證病人的有效通氣量,，呼衰早期病人易于接受SIMV，無(wú)人機(jī)對(duì)抗,。和CPAP同用,，治療ARDS。這兩項(xiàng)功能一般用于自主呼吸較好的患者,，多用于脫機(jī)之前,。
（6）分鐘指令性通氣（MMV）：該功能保證每分鐘通氣量,，如自主通氣量低于設(shè)定指,，不足部分則由呼吸機(jī)自動(dòng)補(bǔ)給，如自主通氣量大于設(shè)定值或等于設(shè)定值,，則呼吸機(jī)自動(dòng)停止氣體供給,。最適用于自主呼吸不穩(wěn)定的患者。
?。?）呼吸機(jī)代替通氣（BUV）：呼吸機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),，如其自檢系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性錯(cuò)誤或呼吸機(jī)電源電壓低于額定電壓的90％即會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)為BUV。呼吸機(jī)替代通氣條件由呼吸機(jī)廠方預(yù)先設(shè)定,，在轉(zhuǎn)為呼吸機(jī)替代通氣時(shí),，呼吸機(jī)自動(dòng)按所設(shè)定的條件進(jìn)行通氣。
?。?）分隔肺通氣（DLV,、ILV）：用雙腔插管將兩肺分隔開(kāi)，給予不同形式的通氣,，稱(chēng)為分隔肺通氣,。主要用于一側(cè)肺有嚴(yán)重肺大泡或肺膿瘍患者，而另一側(cè)肺正常的病人,，也多用于開(kāi)胸手術(shù)中,。
（9）雙水平氣道正壓通氣（BiPAP）：分別調(diào)節(jié)兩個(gè)壓力水平和時(shí)間,，兩個(gè)壓力均為壓力控制,，氣流速度可變。這是一種較新的通氣方式,，開(kāi)發(fā)的前景較大,。
（10）安全活瓣打開(kāi)（SVO）：當(dāng)電源中斷或呼吸機(jī)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，安全活瓣自動(dòng)打開(kāi),，病人仍可呼吸空氣,。
（四）輔助功能
?。?）監(jiān)測(cè)功能：現(xiàn)代呼吸機(jī)有較完備的監(jiān)測(cè)功能,，除進(jìn)行呼吸機(jī)頻率、潮氣量,、氣道壓力等呼吸機(jī)基本通氣功能監(jiān)測(cè)外,，還可以進(jìn)行血氧飽和度、氣道阻力,、肺順應(yīng)性以及肺活量等方面的監(jiān)測(cè),。使醫(yī)務(wù)人員能比較及時(shí)地掌握呼吸機(jī)的工作狀況和病人的病情變化。
?。?）報(bào)警功能：多功能呼吸機(jī)采用光學(xué)與聲學(xué)相結(jié)合的方法進(jìn)行報(bào)警,，報(bào)警的內(nèi)容一般包括電源、氣源狀況,，呼吸頻率,，潮氣量；氣道壓力,，溫度,、呼/吸比值等。
?。?）記錄功能：高檔多功能呼吸機(jī)還具有記錄功能，可直接與打印機(jī)連接,，能回顧并打印過(guò)去12h內(nèi)機(jī)械通氣的重要參數(shù),、波形、趨勢(shì)圖及圖表等,，并可與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)相聯(lián)以?xún)?chǔ)存顯示并記錄臨床資料,。
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