呼吸機(jī)介紹
呼吸機(jī)是當(dāng)型醫(yī)院必備的搶救設(shè)備，是延長病人生命為進(jìn)一步治療爭取寶貴時(shí)間的重要工具,。它通過機(jī)械裝置根據(jù)不同的治療目的,，為呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持。隨著電子和機(jī)械技術(shù)水平的不斷提高，呼吸機(jī)的性能日臻完善,，其適用范圍也日益擴(kuò)大和普及。
一,、發(fā)展歷程
現(xiàn)代呼吸機(jī)的發(fā)展,，最早始于1915年哥本哈根的Mol-gaard和Lund，以及1916年,，斯德哥爾摩的外科醫(yī)師Giertz,。可惜他們的成就缺乏資料記載，僅見于科學(xué)通訊報(bào)道,。
1934年Frenkner研制出第一臺(tái)氣動(dòng)限壓呼吸機(jī)——“Spiropulsator”,，它的氣源來自鋼筒，氣體經(jīng)兩只減壓閥,，產(chǎn)生50cm水柱的壓力,。呼氣時(shí)通過平衡器取得足夠的氣流，吸氣時(shí)間由開關(guān)來控制,，氣流經(jīng)吸入管入肺,，當(dāng)內(nèi)壓力升至預(yù)計(jì)要求時(shí)，閥門關(guān)閉,，呼吸停止,。1940年，F(xiàn)renkner和Crafoord合作,，在“Spiropulsator”的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),，使之能與環(huán)丙烷同時(shí)使用，成為第一臺(tái)麻醉呼吸機(jī),。
1942年美國工程師Bennett發(fā)明一種采用按需閥的供氧裝置,，供高空飛行使用。以后由加以改進(jìn),，于1948年研制成功間歇正壓呼吸機(jī)TV-2P,，以治療急、慢性呼吸衰竭,。1951年瑞典的Engstrom Medical公司生產(chǎn)出第一臺(tái)定容呼吸機(jī)Engstrom100取代了當(dāng)時(shí)的“鐵肺”,，救治了大量的由流行性小兒麻痹引起的呼吸衰竭病人。許多工程師,、醫(yī)師等投入呼吸機(jī)的研究,，歐洲各國紛紛生產(chǎn)出代表呼吸機(jī)達(dá)到10種類型。
50年代開始,，由于心臟外科的發(fā)展越來越多的醫(yī)師認(rèn)識(shí)到機(jī)械呼吸的優(yōu)點(diǎn),。1955年Jefferson呼吸機(jī)是美國市場上首先使用最廣的呼吸機(jī)之一。此外,，還有Morch,、Stephenson、Bennett和鳥牌呼吸機(jī)等四種類型,。
進(jìn)入60年代,，呼吸機(jī)的應(yīng)用更為廣泛，1964年Emerson的術(shù)后呼吸機(jī),，是一臺(tái)電動(dòng)控制呼吸機(jī),，呼吸時(shí)間能隨意調(diào)節(jié),，是一臺(tái)電子線路的呼吸機(jī)，配備壓縮空氣泵,，各種功能均由電子調(diào)節(jié),，根本改變過去呼吸機(jī)純屬簡單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)的時(shí)代，而跨入精密的電子時(shí)代,。
1970年利用射流原理的射流控制的氣動(dòng)呼吸機(jī)研制成功,，是以氣流控制的呼吸機(jī)。全部傳感器,、邏輯元件,、放大器和調(diào)節(jié)功能都是采用射流原理，而無任何活動(dòng)的部件,，但具有與電路相同的效應(yīng),。
80年代以來計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,，使新一代多功能電腦型呼吸機(jī)具備了以往不可能實(shí)現(xiàn)的功能,，如監(jiān)測、報(bào)警,、記錄等,。進(jìn)入90年代，呼吸機(jī)不斷向智能化發(fā)展,，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使呼吸機(jī)的性能更臻完善,。
我國呼吸機(jī)的研制起步較晚，1958年在上海制成鐘罩式正負(fù)壓呼吸機(jī),。1971年制成電動(dòng)時(shí)間切換定容呼吸機(jī),。
二、發(fā)展趨勢
近20年來,，呼吸機(jī)的發(fā)展非常迅速,，臨床應(yīng)用日趨廣泛，已經(jīng)積累了不少經(jīng)驗(yàn),，有關(guān)呼吸機(jī)對人體的影響也有了更多的了解,，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了一些亟待解決的問題，臨床上也提出了一些新的要求,，正是這些問題和要求促進(jìn)了呼吸機(jī)的發(fā)展,。
為了滿足這些要求，目前新一代的呼吸機(jī)的性能較以往有了很大的改善,。如在呼氣,、吸氣轉(zhuǎn)換上，高檔機(jī)均有兩種以上的切換方式,；在通氣上力求使病人更舒適,，減少病人的呼吸功,，觸發(fā)的敏感度越來越高；而最關(guān)鍵的是計(jì)算機(jī)在呼吸機(jī)上應(yīng)用,，微機(jī)替代電子控制不但減低了成本,，而且誤差小，操作更直觀,、方便,，計(jì)算機(jī)具有自檢系統(tǒng)，可以自我檢查故障,，縮短保養(yǎng)和維修的時(shí)間,。
可以預(yù)測，未來的呼吸機(jī)將絕大多數(shù)用微機(jī)控制,，各種性能更完善,，操作更直觀，實(shí)現(xiàn)確實(shí)的人機(jī)對話?，F(xiàn)在的呼吸機(jī)本身并不能改善換氣功能,，這將是未來留給人們的一個(gè)重要課題。三,、呼吸機(jī)的分類
?。ㄒ唬┌凑諌毫Ψ绞郊白饔?br />
（1）體外式負(fù)壓呼吸機(jī)：如早期的鐵肺,、胸盔式呼吸機(jī)等,；
（2）直接作用于氣道的正壓呼吸機(jī)：現(xiàn)代呼吸機(jī)均為此種類型,。
?。ǘ┌凑談?dòng)力來源
（1）氣動(dòng)呼吸機(jī),；
?。?）電動(dòng)呼吸機(jī)；
?。?）電控,、氣動(dòng)呼吸機(jī)。
?。ㄈ┌凑瘴鼩庀蚝魵獾那袚Q方式
?。?）壓力切換型；
?。?）容積切換型,；
（3）時(shí)間切換型,；
?。?）流速切換型,；
（5）聯(lián)合切換型,。
?。ㄋ模┌赐忸l率的高低
（1）常規(guī)頻率呼吸機(jī)：目前常用的呼吸機(jī)多為此種類型,；
?。?）高頻噴射呼吸機(jī)：可控制頻率在1～20Hz；
?。?）高頻震蕩呼吸機(jī)：頻率在50Hz以上,。
（五）按應(yīng)用對象
?。?）成人呼吸機(jī),；
（2）小兒呼吸機(jī),；
?。?）成人－小兒兼用呼吸機(jī)。
?。┌春魵庀蛭鼩廪D(zhuǎn)化的方式
?。?）控制型,；
?。?）輔助型或同步型；
?。?）混合型多功能呼吸機(jī),。
（七）按呼吸機(jī)的復(fù)雜程度
?。?）簡易呼吸機(jī)：早期的呼吸機(jī)及應(yīng)急用呼吸機(jī)多為此種類型,；
（2）多功能呼吸機(jī),；
?。?）麻醉用呼吸機(jī)；
?。?）智能化呼吸機(jī),。
（八）按驅(qū)動(dòng)氣體回路
?。?）直接驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)（單回路）,；
（2）間接驅(qū)動(dòng)呼吸機(jī)（雙回路）,。四,、呼吸機(jī)的功能
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，而并沒有參與呼吸的全過程,，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：主要功能,、次要功能、特殊功能,、輔助功能,。
（一）主要功能
?。?）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,。
（2）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)則通過設(shè)定通氣周期來達(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,，可通過調(diào)節(jié)吸氣流速來改變吸/呼比值,。比較特殊的例子象反比通氣（IRV），即吸氣時(shí)間長于呼氣時(shí)間,，它適用于肺硬化或纖維化病人,。
（4）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),。
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（1）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，將周圍的空氣吸入,，以降低氧濃度,，但所調(diào)的氧濃度不恒定，必須有氧濃度的直接監(jiān)測手段,，以防氧中毒。
?。?）對吸入氣體進(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,。可使呼吸頻率減慢,，是撤離呼吸機(jī)的一種手段,。
（4）嘆息功能（SIGH）：此功能僅用于長時(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，對有肺大泡的患者應(yīng)慎用,。
?。?）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,，無人機(jī)對抗。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,。
?。?）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,，給予不同形式的通氣,，稱為分隔肺通氣。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,，也多用于開胸手術(shù)中。
?。?）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,，開發(fā)的前景較大。
?。?0）安全活瓣打開（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，病人仍可呼吸空氣,。
?。ㄋ模┹o助功能
（1）監(jiān)測功能：現(xiàn)代呼吸機(jī)有較完備的監(jiān)測功能,，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,。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。
（2）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,。
（3）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,，能回顧并打印過去12h內(nèi)機(jī)械通氣的重要參數(shù)、波形,、趨勢圖及圖表等,，并可與監(jiān)護(hù)系統(tǒng)相聯(lián)以儲(chǔ)存顯示并記錄臨床資料。
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