呼吸機(jī)及通氣模式的進(jìn)展
呼吸機(jī)是臨床搶救和治療各種原因引起的呼吸衰竭的不可缺少的重要工具,，其發(fā)明和改進(jìn)可以說(shuō)是人類同疾病作斗爭(zhēng)的結(jié)果,。隨著對(duì)呼吸生理認(rèn)識(shí)的逐步深入和全面，以及相關(guān)的物理技術(shù)的引進(jìn),，越來(lái)越多的新型呼吸機(jī)不斷問(wèn)世,，出現(xiàn)各種新的通氣模式和技術(shù)，給呼吸機(jī)的臨床應(yīng)用提供了更為廣闊的前景,。
一,、 呼吸機(jī)的萌芽
人工呼吸的歷史可溯源至史前時(shí)代，但呼吸機(jī)的雛型于公元15世紀(jì)文藝復(fù)興時(shí)代之后才誕生,。1543年,，Vesalius首次對(duì)豬進(jìn)行氣管切開(kāi)并置入氣管導(dǎo)管成功，進(jìn)而證實(shí)通過(guò)氣管導(dǎo)管施以正壓能使動(dòng)物的肺膨脹,。1667年,，Hooke在狗身上成功重復(fù)了這一實(shí)驗(yàn)并首次應(yīng)用風(fēng)箱技術(shù)成功地進(jìn)行了正壓通氣。1792年,，Curry首次在人身上成功進(jìn)行了所管插管,，此后，這種簡(jiǎn)單的由手動(dòng)進(jìn)行人工通氣的風(fēng)箱技術(shù)在歐洲較廣泛地被用于溺水者的復(fù)蘇,。但由于該技術(shù)極其粗糙并且缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),，致使應(yīng)用后并發(fā)癥多，成功率低,。
二,、 近代呼吸機(jī)
自19世紀(jì)中葉至20世紀(jì)初，人們?yōu)榱吮苊庠缙诘挠袆?chuàng)人工通氣而在體外負(fù)壓技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究,。1832年Dalziel設(shè)計(jì)出一個(gè)密封的風(fēng)箱裝置,，通過(guò)箱內(nèi)的壓力變化而進(jìn)行通氣。但由于這種箱式負(fù)壓通氣機(jī)需人工提供動(dòng)力,，因而其發(fā)展和應(yīng)用大為受限,。至20世紀(jì)初，隨著電力的廣泛應(yīng)用，體外負(fù)壓通氣技術(shù)的研究和發(fā)展得以空前發(fā)展,。1928年10月,，Drinker和Shaw用他們研制的一臺(tái)被世人稱為"鐵肺"的箱式體外負(fù)壓通氣機(jī)治療一個(gè)因脊髓灰質(zhì)炎呼吸衷竭而昏迷的8歲女孩獲得成功，從而開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械通氣史上的一個(gè)里程碑,。在30至40年代歐美脊髓灰質(zhì)炎大流行時(shí),，鐵肺、雙人鐵肺,、胸甲式和帶式等體個(gè)負(fù)壓通氣機(jī)大量應(yīng)用于臨床,，盡管取得了一些效果，但其固有的缺陷暴露無(wú)遺：一是療效極低,，其治療呼吸衷竭的總死亡率高達(dá)80%,，對(duì)戰(zhàn)傷所致的急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）的治療未獲成功；二是氣道管理困難,，氣道分泌物難以排出；三是不能應(yīng)用于外科手術(shù)麻醉中,。
三,、 早期現(xiàn)代呼吸機(jī)
事實(shí)上，正壓通氣自能建立人工氣道始就已引起部分學(xué)者（主要是外科和麻醉學(xué)科領(lǐng)域）的興趣,。19世紀(jì)末20世紀(jì)初,，由于人工氣道技術(shù)的完善和喉鏡直視下氣管插管方法的建立，正壓通氣方法在外科和麻醉學(xué)科領(lǐng)域得到較為迅猛的發(fā)展,。1940年第一臺(tái)間歇正壓通氣（IPPV）麻醉機(jī)（apiropulsator）被發(fā)明并應(yīng)用于胸外科手術(shù)患者和戰(zhàn)傷ARDS的搶救中,，獲得成功。1946年,，美國(guó)Bennett公司研制出第一臺(tái)初具現(xiàn)代呼吸機(jī)基本結(jié)構(gòu)的間歇正壓呼吸機(jī)并應(yīng)用于臨床,。自此氣控-氣動(dòng)壓力限制型呼吸機(jī)一度成為正壓通氣機(jī)的主流形式。這一時(shí)期的主要代表機(jī)型為Bennet PR-1A和Bird mark VII等,，屬于現(xiàn)代第一代呼吸機(jī),。但在臨床實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)這類正壓呼吸機(jī)常常不能保證有效的潮氣量。為彌補(bǔ)這一不足,，設(shè)計(jì)者們首先開(kāi)發(fā)了容量監(jiān)測(cè)功能裝置,，然后開(kāi)始探索研制容量限制型呼吸機(jī)。1950年,，瑞典的Engstrom研制出世界上第一臺(tái)容量轉(zhuǎn)換型呼吸機(jī),，標(biāo)志著第二代現(xiàn)代呼吸機(jī)的誕生。自此,，正壓通氣技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的水平,。
這些早期的現(xiàn)代呼吸機(jī)采用的是活塞、風(fēng)箱等氣控、氣動(dòng)機(jī)械性技術(shù),，靈敏性不高,，監(jiān)測(cè)功能不完善。至60至70年代,，隨著物理學(xué)的發(fā)展,，電子技術(shù)被引進(jìn)到呼吸機(jī)的設(shè)計(jì)中，氣動(dòng)能源實(shí)現(xiàn)了電子設(shè)備控制,；由電位計(jì)所控制的容量壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和報(bào)警系統(tǒng)亦被開(kāi)發(fā)出來(lái),，這些都大大方便了臨床實(shí)踐。這類由電子設(shè)備控制的第二代呼吸機(jī)具有代表性的主要有Bennett MA,、Engstrom 200和Servo 900等型呼吸機(jī),。這一時(shí)期，隨著大量臨床經(jīng)驗(yàn)的積累和研究,，一些新的機(jī)械通氣觀念和技術(shù)得以發(fā)展和應(yīng)用,，如呼氣末正壓（PEEP）、持續(xù)氣道正壓（CPAP）,、間歇指令通氣（IMV）,、同步間歇指令通氣（SIMV）和T型管技術(shù)。
四,、 第三代現(xiàn)代呼吸機(jī)
自80年代以來(lái),，隨著人們對(duì)呼吸生理的深入了解，新的設(shè)計(jì)思想（如流體控制原理）的采用,，以及電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的引進(jìn),，設(shè)計(jì)者們研制出多種第三代新型呼吸機(jī)。它們的功能齊全,，性能先進(jìn),，可靠耐用，集定壓定容于一體,，兼容多種新的大有前途的通氣模式,，部分機(jī)型還具備智能化功能。其特點(diǎn)具體表現(xiàn)在：A.活塞風(fēng)箱和機(jī)械性活瓣應(yīng)用減少,，代之以電子模擬裝置,，重要部件具有雙重性結(jié)構(gòu)，故障發(fā)生率低,，安全可靠,。B.附屬加溫加濕功能更加充分，部分機(jī)型還帶有氣道霧化給藥裝置,。C.吸入氧濃度的調(diào)節(jié)更加靈活,，隨意性更大。D.輔助通氣的功能元件靈敏度提高，反應(yīng)時(shí)間縮短,，多不超過(guò)150ms,；開(kāi)發(fā)出流速觸發(fā)時(shí)的阻力和呼吸功消耗，使自主呼吸更易與呼吸機(jī)協(xié)調(diào)同步,。E.增加了吸氣流速波型變化,、吸氣暫停、深吸氣等有益的特殊功能,。F.開(kāi)發(fā)出多種新的通氣模式,，其中部分模式具有智能化功能，如壓力支持通氣（PSV）,、壓力調(diào)節(jié)容積控制通氣（PRVCV）,、容積支持通氣（VSV）、壓力釋放通氣（PRV）,、雙相氣道正壓通氣（BiPAP）,、適應(yīng)性支持通氣（adaptive support ventilation，ASV）,、適應(yīng)性壓力通氣（adaptive pressure ventilation,，APV）和容積保障壓力支持通氣（VAPSV）等，其共同特點(diǎn)是較以往輔助通氣模式更加接近生理狀態(tài),。G.監(jiān)測(cè)、警報(bào)系統(tǒng)更加完善,，應(yīng)用了自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)和自動(dòng)較正系統(tǒng),，使調(diào)節(jié)更加簡(jiǎn)單，增加了安全性,。部分機(jī)型還具有相應(yīng)的通訊接口,，可連接計(jì)算機(jī)和監(jiān)護(hù)儀，為臨床提供更多的資料和數(shù)據(jù),。H.一機(jī)多能,，同一型號(hào)呼吸機(jī)既適用于成人又可用于兒童，集壓力,、容積,、時(shí)間及流速切換于一身，擴(kuò)大了應(yīng)用者的選擇范圍,。這一類呼吸機(jī)的代表機(jī)型有Servo900c, Servo 300, Newport E-200, Bennett 7200和7200ae,，Engstrom Elrira和Hamilton Galileo等型呼吸機(jī)。
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