NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用的研究概況
摘要 根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外現(xiàn)狀,，分為集成式和分離式2種方式介紹了NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用的研究狀況，并以一氧化氮(NO)和氧氣(02)／空氣(Air)的混合氣體的配置,、N0供氣系統(tǒng)與呼吸機(jī)的同步工作和一氧化氮(NO)／二氧化氮(NO2)氣體的監(jiān)控3方面的研究為著眼點(diǎn),，探討了當(dāng)前NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用的研究所存在的不足之處及發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞呼吸機(jī),；周期同步,；時(shí)滯誤差；肺動脈壓,；氧舍度世界上第1臺啟動限壓呼吸機(jī)—— “Spiropulsator”從
1934年問世以來,，呼吸機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用業(yè)已經(jīng)歷了7O余年的歷史，至今,，其各方面技術(shù)的發(fā)展已趨于成熟,，而且也越來越朝著智能化、多功能化方向發(fā)展,。但是,，經(jīng)過幾十年大量的臨床實(shí)驗(yàn),，醫(yī)學(xué)家發(fā)現(xiàn)呼吸機(jī)單純使用氧氣或者空氣并不是一種最有效,、最完善的醫(yī)療方法。1986年美國科學(xué)家Furchgott等發(fā)現(xiàn)“N0是心血管系統(tǒng)中傳播信號的分子”,，此后,，大量的動物實(shí)驗(yàn)和臨床驗(yàn)證充分證實(shí)了一氧化氮(NO)EP是內(nèi)皮細(xì)胞舒張因子DRF)t l，并且吸入低濃度NO(即NO和02／Air的混合氣體)氣體可選擇性擴(kuò)張肺動脈,、可以降低肺動脈高壓和提高氧合[21,。1994年,，Weseel等提出了N0吸入的5種方式，隨后,，國內(nèi)外各醫(yī)療科研機(jī)構(gòu)都在競相研究一種準(zhǔn)確,、穩(wěn)定可靠的N0供氣系統(tǒng)。然而研究和實(shí)驗(yàn)也表明N0易被氧化成NO ,，且二者均可引起肺部損傷0l,，所以，在使用N0供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用進(jìn)行醫(yī)療期間,，對于N0和OVAir的混合氣體的配置比例和NO／NO 濃度的監(jiān)控要求極為精確,，以確保治療的安全與可靠。
1 NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用的研究現(xiàn)狀N0供氣系統(tǒng)的研究興起于上世紀(jì)9O年代中期,，距今已有l(wèi)O年的歷史了,。就目前來說，關(guān)于N0供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)的聯(lián)用方式,，國內(nèi)外的研究主要有以下2種：
1．1 集成式,、一體化1998年德國西門子公司生產(chǎn)300型呼吸機(jī)帶N0吸入系統(tǒng)，它是將N0供氣系統(tǒng)集成到標(biāo)準(zhǔn)的300型呼吸機(jī)中,，形成一體化模式[41,。在其自動工作模式中，根據(jù)病人的類別,，計(jì)算機(jī)能對設(shè)定的流量及容積加以修正,，使得呼吸機(jī)跟病人互相影響且能夠在線監(jiān)測NO／NO 濃度等參數(shù)。目前,，國內(nèi)在關(guān)于NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)一體化這方面的研究尚屬空白,。
SV 300A+N0型系統(tǒng)的配氣、供氣特點(diǎn)是：該型機(jī)內(nèi)共置有3路質(zhì)量,、流量控制器,，它們分別是0 、Air和NO／N 混合氣體的質(zhì)量流量控制器四,，如圖1所示,。在使用N0治療期間，NO／N質(zhì)量流量控制閥在呼吸機(jī)的吸氣相同步開啟,，并成比例地將NO／N 混合氣體與0 ,、Air根據(jù)不同類型的病人按照氣體稀釋公式配制成不同濃度的混合氣體釋放到呼吸回路中供病人吸入
1．2 分離式、獨(dú)立供氣NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)分別有各自獨(dú)立的儲氣和供氣裝置,，在呼吸機(jī)的吸氣相時(shí),，NO供氣系統(tǒng)將一定濃度的NO氣體于“Y”型口處噴向呼吸回路，并成比例地與O 或Air混合供給病人,。在這個(gè)方面,。國內(nèi)外都有大量的研究和報(bào)道,。
1．2．1 國外1994年芬蘭Datex——0hmeda公司研制的INOvent N0輸送系統(tǒng)；1995年加拿大產(chǎn)Pulmonox lI N0氮氧化物檢測裝置,、美國SIEVERS280雙相N0分析儀,、英國Micro MedicalN0 監(jiān)測儀進(jìn)入市場；1999年Hiesman等研制了壓力及容量自動協(xié)調(diào)控制NO輸送氣體裝置,，Supkis等次年也報(bào)道了NO輸送系統(tǒng)的研制等,。其中以芬蘭Datex—Ohmeda公司自行研制生產(chǎn)了INOvent NO輸送系統(tǒng)(INOvent delivery system)最具代表性。
INOvent NO輸送系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了能和大多數(shù)型號的呼吸機(jī)同步聯(lián)用吸入,，而且能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)監(jiān)測NO,、NO：和0：濃度。其配氣,、供氣特點(diǎn)是：根據(jù)檢測到呼吸機(jī)的氣體流速大小及呼吸模式,，在吸氣相和呼吸機(jī)同步地、按比例地把NO噴射到呼吸回路中,，并反饋維持一個(gè)恒定的濃度,，當(dāng)吸氣速率不斷變化時(shí)，
這時(shí)如果NO輸送速率恒定,，病人將得到的是上下變化的NO濃度
1．2_2 國內(nèi)針對國內(nèi)PINO吸入方法學(xué)研究的現(xiàn)狀,，從1995年起，我國廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院研制了集配氣,、檢測,、凈化于一體的BG一95型NO吸入系統(tǒng)。
BG一95型N0吸入系統(tǒng)的配氣,、供氣特點(diǎn)是：它用NO標(biāo)氣為治療氣體,，以Air為稀釋氣體，通過控制氣體質(zhì)量流量按照氣體稀釋公式配置成高準(zhǔn)確度高穩(wěn)定性的治療氣體,，該配氣裝置可設(shè)置氣體總量,、治療時(shí)間、NO濃度,，治療完成后按程序逐步減少NO濃度以防反跳㈣,。
此外，我國南京軍醫(yī)學(xué)院研制出NO高頻噴射通氣治療儀,，該治療儀的主要特征在于O：,、NO和NO：進(jìn)口分別與質(zhì)量流量控制器1的進(jìn)口端相連，其中控制O：的質(zhì)量流量控制器1的出口端與呼吸機(jī)4進(jìn)口相連,，呼吸機(jī)4的出口與主機(jī)總氣路相連,，控制O：和NO的質(zhì)量流量控制器1的出口端也與主機(jī)總氣路相連,，O：,、N：,、NO或O：、N：混合氣體分別與NO傳感器2和NO：傳感器3相通,，并從治療氣出口10i3l出㈣,。該儀器在臨床應(yīng)用中取得了良好的醫(yī)療效果。
2 討論
2．1 3個(gè)主要研究方面
縱觀國內(nèi)外現(xiàn)狀,，NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用的研究工作主要集中在低濃度NO混合氣體的配置,、NO供氣系統(tǒng)與呼吸機(jī)
的周期同步工作和NO／NO：氣體的監(jiān)控3個(gè)方面：
2．1．1 NO和OJAir的混合氣體的配置
盡管NO氣體可選擇性擴(kuò)張肺動脈、且可以降低肺動脈高壓和提高氧合,，但是不同類型的病人對于N0氣體的需求量是
不同的,，這就要求在使用NO氣體醫(yī)療時(shí)針對不同類型的病人而配置不同濃度的NO氣體。目前,，在這方面國際上普遍采用監(jiān)測控制法嘲和標(biāo)氣稀釋法㈣這2種方法將NO氣體與呼吸機(jī)供給的Or／Air根據(jù)需求配置成不同濃度的NO混合氣體,。
2．1．2 NO吸入系統(tǒng)和呼吸機(jī)的周期同步工作在醫(yī)療過程中，由于NO供氣管道對氣體的阻力,、CPU處理數(shù)據(jù)所需時(shí)間,、傳感器的靈敏度和檢測氣體管道長度等因素，總使得NO吸入系統(tǒng)不能和呼吸機(jī)同步工作,，這就必然導(dǎo)致一部分NO氣體的浪費(fèi),，所以在研制高性能的NO吸入系統(tǒng)時(shí)，解決這方面的問題也是重中之重,。當(dāng)前在國外只有芬蘭的IN．
Ovent等極少數(shù)NO輸送系統(tǒng)做到了和呼吸機(jī)同步工作,，且大都采用脈沖觸發(fā)方式；國內(nèi)在此方面亦有所研究,，如壓控式【1ol和脈沖式fI1 等,，但都未商品化和市場化。
2．1．3 NO／二氯化氮(NO )氣體的監(jiān)控由于NO極易被氧化成NO：,，而且兩者均可引起肺部損傷,，所以在醫(yī)療過程中對NO和NO：氣體濃度的監(jiān)控至關(guān)重要。就目前來說,，國外大多NO吸入裝置采用了化學(xué)發(fā)光或電化學(xué)分析器來測定進(jìn)入人體前治療氣中NO／NO：的濃度舊,；而在國內(nèi)，BG一95型NO吸入系統(tǒng)則采用高靈敏度的電化學(xué)傳感器來監(jiān)測
NO和NO2的濃度㈣,。
2_2 現(xiàn)存問題
低濃度NO吸入療法是一種正在發(fā)展中的醫(yī)療方法,，至今還沒有形成一套很完善的集配氣和監(jiān)控于一體的NO供氣系統(tǒng)
和呼吸機(jī)同步聯(lián)用，許多技術(shù)還有待于進(jìn)一步的提高與改進(jìn),。
從研究現(xiàn)狀可以看出,，當(dāng)前的研究工作還存在一些不足或缺陷。例如，在NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)周期同步工作方面：目
前多數(shù)NO供氣系統(tǒng)都采用質(zhì)量流量控制器控制氣體的傳輸,，但是不可否認(rèn),，該控制器的響應(yīng)靈敏度相對較低，也加大
了NO吸入系統(tǒng)和呼吸機(jī)同步工作時(shí)的時(shí)滯誤差,，而且在兩機(jī)聯(lián)用時(shí)操作極不方便,。在NO混合氣體的配置方面：由于國內(nèi)外在用NO進(jìn)行醫(yī)療時(shí)，對病人實(shí)際所需NO的濃度還沒有一個(gè)定論,，而是根據(jù)一些醫(yī)療經(jīng)驗(yàn)來配置適當(dāng)濃度的NO混合氣體,，而且向病人供給的是恒定濃度NO氣體。在NO／NO：氣體監(jiān)控方面：當(dāng)前,，國內(nèi)外的NO吸入系統(tǒng)普遍采用了化學(xué)發(fā)光法或電化學(xué)傳感器測定信號進(jìn)入人體前治療氣中NO／N O：濃度,，但這些監(jiān)測方法或傳感器只能檢測，而未設(shè)置信號反饋來校正NO的供給量,，所以很難提供高準(zhǔn)確度的NO治療氣,。另外，幾乎所有的N0吸入系統(tǒng)都未能根據(jù)治療效果(主要是指肺動脈壓和氧合度這2個(gè)參數(shù))來調(diào)節(jié)NO的供給量,，這就難以保證NO供給量是病人實(shí)際所需的量等,。
3 結(jié)束語與展望
NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)聯(lián)用的研究仍處于不斷的摸索與完善階段，而且NO吸入療法作為一種新興醫(yī)療技術(shù),，有些技術(shù)還處在初步試驗(yàn)階段,，相信隨著NO混合氣體的配置、NO／NO：監(jiān)控和NO供氣系統(tǒng)與呼吸機(jī)周期同步工作這3個(gè)方面一些技術(shù)難點(diǎn)的解決,，NO供氣系統(tǒng)和呼吸機(jī)必將朝著一體化,、智能化、多功能化方向發(fā)展,，同時(shí)也必然會提高使用NO吸入療法在醫(yī)療過程中的可靠性與安全性,。
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