呼吸機介紹
呼吸機是當型醫(yī)院必備的搶救設備,，是延長病人生命為進一步治療爭取寶貴時間的重要工具,。它通過機械裝置根據(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,。隨著電子和機械技術水平的不斷提高,，呼吸機的性能日臻完善,，其適用范圍也日益擴大和普及,。
一,、發(fā)展歷程
現(xiàn)代呼吸機的發(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?？上麄兊某删腿狈Y料記載,，僅見于科學通訊報道。
1934年Frenkner研制出第一臺氣動限壓呼吸機——“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,。呼氣時通過平衡器取得足夠的氣流,，吸氣時間由開關來控制,，氣流經(jīng)吸入管入肺，當內(nèi)壓力升至預計要求時,，閥門關閉,，呼吸停止。1940年,，F(xiàn)renkner和Crafoord合作,，在“Spiropulsator”的基礎上進行改進，使之能與環(huán)丙烷同時使用,，成為第一臺麻醉呼吸機,。
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,，于1948年研制成功間歇正壓呼吸機TV-2P，以治療急,、慢性呼吸衰竭,。1951年瑞典的Engstrom Medical公司生產(chǎn)出第一臺定容呼吸機Engstrom100取代了當時的“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)師等投入呼吸機的研究，歐洲各國紛紛生產(chǎn)出代表呼吸機達到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)師認識到機械呼吸的優(yōu)點。1955年Jefferson呼吸機是美國市場上首先使用最廣的呼吸機之一,。此外,，還有Morch、Stephenson,、Bennett和鳥牌呼吸機等四種類型,。
進入60年代，呼吸機的應用更為廣泛,，1964年Emerson的術后呼吸機,，是一臺電動控制呼吸機，呼吸時間能隨意調(diào)節(jié),，是一臺電子線路的呼吸機,，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純屬簡單的機械運動的時代,，而跨入精密的電子時代。
1970年利用射流原理的射流控制的氣動呼吸機研制成功,，是以氣流控制的呼吸機,。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,，而無任何活動的部件，但具有與電路相同的效應,。
80年代以來計算機技術的迅猛發(fā)展,，使新一代多功能電腦型呼吸機具備了以往不可能實現(xiàn)的功能，如監(jiān)測,、報警,、記錄等。進入90年代,，呼吸機不斷向智能化發(fā)展,，計算機技術的應用使呼吸機的性能更臻完善。
我國呼吸機的研制起步較晚,，1958年在上海制成鐘罩式正負壓呼吸機,。1971年制成電動時間切換定容呼吸機。
二,、發(fā)展趨勢
近20年來,，呼吸機的發(fā)展非常迅速，臨床應用日趨廣泛,，已經(jīng)積累了不少經(jīng)驗,，有關呼吸機對人體的影響也有了更多的了解，同時也發(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了呼吸機的發(fā)展。
為了滿足這些要求,，目前新一代的呼吸機的性能較以往有了很大的改善,。如在呼氣、吸氣轉換上,，高檔機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,；而最關鍵的是計算機在呼吸機上應用，微機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,，計算機具有自檢系統(tǒng),，可以自我檢查故障,，縮短保養(yǎng)和維修的時間。
可以預測,，未來的呼吸機將絕大多數(shù)用微機控制,，各種性能更完善，操作更直觀,，實現(xiàn)確實的人機對話?，F(xiàn)在的呼吸機本身并不能改善換氣功能，這將是未來留給人們的一個重要課題,。三,、呼吸機的分類
（一）按照壓力方式及作用
?。?）體外式負壓呼吸機：如早期的鐵肺,、胸盔式呼吸機等；
?。?）直接作用于氣道的正壓呼吸機：現(xiàn)代呼吸機均為此種類型,。
（二）按照動力來源
?。?）氣動呼吸機,；
（2）電動呼吸機,；
?。?）電控、氣動呼吸機,。
?。ㄈ┌凑瘴鼩庀蚝魵獾那袚Q方式
（1）壓力切換型,；
?。?）容積切換型；
?。?）時間切換型,；
（4）流速切換型,；
?。?）聯(lián)合切換型。
?。ㄋ模┌赐忸l率的高低
?。?）常規(guī)頻率呼吸機：目前常用的呼吸機多為此種類型；
（2）高頻噴射呼吸機：可控制頻率在1～20Hz,；
?。?）高頻震蕩呼吸機：頻率在50Hz以上。
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?。?）成人呼吸機；
?。?）小兒呼吸機,；
（3）成人－小兒兼用呼吸機,。
（六）按呼氣向吸氣轉化的方式
?。?）控制型,；
（2）輔助型或同步型,；
?。?）混合型多功能呼吸機。
?。ㄆ撸┌春粑鼨C的復雜程度
?。?）簡易呼吸機：早期的呼吸機及應急用呼吸機多為此種類型；
?。?）多功能呼吸機,；
（3）麻醉用呼吸機,；
?。?）智能化呼吸機。
?。ò耍┌打?qū)動氣體回路
?。?）直接驅(qū)動呼吸機（單回路）；
?。?）間接驅(qū)動呼吸機（雙回路）,。四、呼吸機的功能
呼吸機是一個肺通氣裝置（Lungventilator）,，因為它只能起到將氣體送到肺內(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）,。所以有人認為將其稱之為通氣機更為確切,，我們所談到的呼吸機的功能實際上是指它的通氣功能。
呼吸機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。
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?。?）調(diào)節(jié)通氣氣壓或通氣容積：定壓型呼吸機優(yōu)先設定壓力，通氣量決定于通氣壓力的大小,，而定容型呼吸機優(yōu)先設定通氣量,，通氣壓力的大小決定于通氣量的大小。現(xiàn)在較高檔的多功能呼吸機兩種功能兼而有之,，但因定壓型呼吸機在機械通氣時,，氣道內(nèi)壓力保持恒定，而其通氣量與肺順應性成正比,，當呼吸道有分泌物或氣道痙攣致阻力增大,，以及肺有實變或纖維增生順應性不良時，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)呼吸機可直接設定通氣頻率,，但也有的呼吸機則通過設定通氣周期來達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間總和,，如設定通氣周期為3s，則每分鐘呼吸頻率為20次,。目前有些高檔呼吸機的呼吸頻率可以調(diào)節(jié)得很快,，達100～3000次/min，遠遠高于人的正常呼吸頻率,，這種功能可以應付一些特殊情況,，如氣管插管困難、做支氣管鏡檢查,、人工氣道嚴重漏氣,、肺葉切除術后及氣胸病人等。
?。?）調(diào)節(jié)吸/呼比值：機械通氣時的吸/呼比值取決于三個因素,，即通氣頻率、通氣容積（或壓力）,、吸氣流速,，在設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）,，即吸氣時間長于呼氣時間,，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回路中負壓的大小,，所以設定的負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0～－3cm水柱之間進行調(diào)節(jié),。
（二）次要功能
?。?）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)動呼吸機,；而直接驅(qū)動呼吸機多用文丘里裝置，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,。
?。?）對吸入氣體進行加濕、加溫：大多數(shù)的呼吸機采用熱濕化器將水加溫后產(chǎn)生蒸汽,，混進吸入氣中,，混入吸入氣體中，同時起到加溫加熱的作用,，一般調(diào)節(jié)溫度為32～35℃,。但也有的呼吸機不具備加溫功能。
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?。?）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。
（2）持續(xù)氣道正壓（CPAP）：其作用與PEEP相似,，可防止和逆轉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,。
（3）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,，呼吸機在呼氣時給患者一定水平的正壓支持，以減少患者吸氣時的作功,，有利于呼吸肌功能的恢復,，患者易于接受?？墒购粑l率減慢,，是撤離呼吸機的一種手段。
?。?）嘆息功能（SIGH）：此功能僅用于長時間間歇正壓通氣（IPPV）時,，可使肺泡充分擴張，但容易造成氣壓傷,，對有肺大泡的患者應慎用,。
（5）間歇強制通氣（IMV）和同步間歇強制通氣（SIMV）：可以使自主呼吸和IPPV有機結合,，保證病人的有效通氣量,，呼衰早期病人易于接受SIMV，無人機對抗,。和CPAP同用,，治療ARDS。這兩項功能一般用于自主呼吸較好的患者,，多用于脫機之前,。
（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定指,，不足部分則由呼吸機自動補給，如自主通氣量大于設定值或等于設定值,，則呼吸機自動停止氣體供給,。最適用于自主呼吸不穩(wěn)定的患者。
?。?）呼吸機代替通氣（BUV）：呼吸機運轉時,，如其自檢系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性錯誤或呼吸機電源電壓低于額定電壓的90％即會自動轉為BUV,。呼吸機替代通氣條件由呼吸機廠方預先設定，在轉為呼吸機替代通氣時,，呼吸機自動按所設定的條件進行通氣,。
（8）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,。主要用于一側肺有嚴重肺大泡或肺膿瘍患者,，而另一側肺正常的病人，也多用于開胸手術中,。
?。?）雙水平氣道正壓通氣（BiPAP）：分別調(diào)節(jié)兩個壓力水平和時間，兩個壓力均為壓力控制,，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）：當電源中斷或呼吸機發(fā)現(xiàn)嚴重錯誤時，安全活瓣自動打開,，病人仍可呼吸空氣,。
（四）輔助功能
?。?）監(jiān)測功能：現(xiàn)代呼吸機有較完備的監(jiān)測功能，除進行呼吸機頻率,、潮氣量,、氣道壓力等呼吸機基本通氣功能監(jiān)測外，還可以進行血氧飽和度,、氣道阻力,、肺順應性以及肺活量等方面的監(jiān)測。使醫(yī)務人員能比較及時地掌握呼吸機的工作狀況和病人的病情變化,。
?。?）報警功能：多功能呼吸機采用光學與聲學相結合的方法進行報警，報警的內(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：高檔多功能呼吸機還具有記錄功能,，可直接與打印機連接，能回顧并打印過去12h內(nèi)機械通氣的重要參數(shù),、波形,、趨勢圖及圖表等，并可與監(jiān)護系統(tǒng)相聯(lián)以儲存顯示并記錄臨床資料,。
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