電動(dòng)呼吸機(jī)發(fā)展史
1 前言
呼吸機(jī)有著不同的分類方法，例如按照動(dòng)力來源分類的方法有：氣動(dòng)氣控呼吸機(jī),，氣動(dòng)電控呼吸機(jī),，電動(dòng)電控呼吸機(jī)，3種類型的呼吸機(jī),。這里將介紹電動(dòng)電控呼吸機(jī)的發(fā)展過程,，通過了解和研究這種呼吸機(jī)的發(fā)展過程希望能夠?qū)εR床醫(yī)生、設(shè)備維修和研究人員在應(yīng)用此類呼吸機(jī)時(shí)得到一點(diǎn)幫助,。
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2 電動(dòng)呼吸機(jī)分類
呼吸機(jī)是一個(gè)肺通氣裝置（Lung ventilator）,，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，從英文直譯也是這個(gè)意思,。完成通氣機(jī)的功能人們最早想到的就是“打氣筒”原理,，其目的就是利用一種機(jī)械裝置將氣體增壓送入人體，如將手動(dòng)打氣的動(dòng)作演變?yōu)椴捎米詣?dòng)控制技術(shù)來完成,，也就形成了電動(dòng)呼吸機(jī)的送氣工作原理,。形式上有“單腔增壓式”，例如：折疊氣囊,、氣缸活塞,、滾膜,。另外還有“多腔增壓式”，例如：微泵,、微渦輪,。
3 各類電動(dòng)呼吸機(jī)的介紹
電動(dòng)呼吸機(jī)內(nèi)部的電動(dòng)裝置自身可使氣體增壓所以不需要壓縮氣源，在許多缺少或沒有氣源的場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用,，針對(duì)這一應(yīng)用市場(chǎng)人們研究了許多不同原理的電動(dòng)呼吸機(jī),，它們都有著各自不同的特點(diǎn)在臨床應(yīng)用中各自扮演著不同的角色。下面列舉幾個(gè)在市場(chǎng)上常見的電動(dòng)呼吸機(jī)分別介紹一下它們的上市的年代,、特點(diǎn)以及應(yīng)用,。
3．1 折疊氣囊式
70年代－80年代電動(dòng)呼吸機(jī)多采用的是折疊氣囊形式，它是一種用彈性橡膠材料制成的容腔,，利用皺褶的伸長(zhǎng)和層疊使得容積改變達(dá)到增壓的目的,。折疊囊的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是用電機(jī)來驅(qū)動(dòng)消耗的是電力因此稱之為電動(dòng)呼吸機(jī)。工作原理是這樣的：吸氣時(shí)折疊囊被電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)擠壓將囊中氣體增壓通過單向活瓣擠壓進(jìn)病人氣道內(nèi),，呼氣時(shí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)向相反的方向運(yùn)動(dòng)使折疊囊伸長(zhǎng),，利用產(chǎn)生的負(fù)壓將外界空氣通過單向活瓣吸入囊內(nèi)準(zhǔn)備下一次的循環(huán)。KONTRON（法國）,、ACOMA（日本）的麻醉呼吸機(jī)均采用的是此種技術(shù),。
折疊囊式的電動(dòng)呼吸機(jī)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單制造成本低，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)呼吸機(jī)研究的不斷進(jìn)步,，折疊囊已經(jīng)跟不上控制的需要,，例如容量的精度問題，一般單腔增壓式的控制是采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的行程和容積的正比關(guān)系來實(shí)現(xiàn)的,，由于折疊囊是一個(gè)彈性體當(dāng)氣體被壓縮時(shí)會(huì)產(chǎn)生直徑方向的膨脹,，隨著氣道壓力的變化其膨脹程度也會(huì)不同，這樣就改變了行程和容積的正比關(guān)系,，人們想了一些辦法例如在折疊囊的凹褶上箍上一個(gè)鋼絲圈以減少直徑方向的膨脹,，同時(shí)適度增加了材料的硬度，但是仍然達(dá)不到現(xiàn)代呼吸機(jī)的精度要求,。另一個(gè)問題是響應(yīng)時(shí)間的問題,，現(xiàn)代呼吸機(jī)要求的響應(yīng)時(shí)間一般都在20ms以內(nèi)，性能差一些的在50ms左右,，而橡膠折疊囊式的響應(yīng)時(shí)間還要大于這個(gè)值,，原因是橡膠本身的彈性變形所造成的，還有是因?yàn)檫@種機(jī)構(gòu)采用的都是步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)力的,。大家都知道,，步進(jìn)電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)有一個(gè)變頻的過程，而且頻率也不能太快，導(dǎo)致開始供氣時(shí)速度比較慢,，也就常說的供氣延時(shí),，這種延時(shí)可達(dá)100ms以上。另外,，由于是彈性腔體,，觸發(fā)也就變得很困難，所以在過去更多的應(yīng)用是在麻醉呼吸機(jī)或是簡(jiǎn)易急救呼吸機(jī)上,，病人沒有自主呼吸,，不需要觸發(fā)通氣的場(chǎng)合。呼吸機(jī)因機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的延遲造成控制與氣體輸出之間的時(shí)差過大使得病人無法感到舒適,，得不到良好的治療效果,。因此現(xiàn)在的治療呼吸機(jī)上不使用這種技術(shù)，現(xiàn)在也很少有人在麻醉呼吸機(jī)上應(yīng)用了,。
3．2
80年代末期至90年代初期氣缸活塞式的電動(dòng)呼吸機(jī)出現(xiàn),，它的氣缸的容腔是剛性的，一般是用鋁材或碳纖維制成的圓筒,，它是利用活塞移動(dòng)來使得容積改變達(dá)到增壓的目的,。工作原理與折疊囊的一樣,。Achieva（美國PB） Bear33（美國） 采用的是此項(xiàng)技術(shù),。
氣缸活塞式的電動(dòng)呼吸機(jī)與折疊囊式的區(qū)別是容腔是剛性的不會(huì)產(chǎn)生折疊囊的彈性變形的問題，因此電機(jī)驅(qū)動(dòng)的行程和容積的變化遵循正比的關(guān)系,，容量控制的精度因此很高,。另一個(gè)在響應(yīng)時(shí)間上的問題上也不會(huì)產(chǎn)生像折疊囊那樣的彈性變形造成較大的延遲，氣缸活塞式因?yàn)橛谢钊c缸筒內(nèi)壁的密封所以必然要產(chǎn)生一定的摩擦阻力,，活塞本身的質(zhì)量也會(huì)在啟動(dòng)的一瞬間產(chǎn)生較大的慣量,，這兩個(gè)現(xiàn)象都會(huì)使得呼吸機(jī)產(chǎn)生響應(yīng)時(shí)間延遲的問題，所以關(guān)鍵技術(shù)是如何減少摩擦阻力和活塞的質(zhì)量,，呼吸機(jī)通過在缸筒內(nèi)壁利用減磨材料進(jìn)行涂復(fù),，同時(shí)設(shè)計(jì)出一種性能優(yōu)良的密封環(huán)極大地降低了摩擦阻力，通過設(shè)計(jì)4個(gè)導(dǎo)向塊將活塞自身的質(zhì)量降至最低,。后來,，PB公司又繼續(xù)改
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