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作者:呼吸机设备网 日期:2020-07-24

在现代临床医学中,呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段,已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中,在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭,减少并发症,挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。
呼吸机的分类
一. 按使用或应用的类型分类
(一) 控制性机械通气(CMV) 1.定义:病人在自主呼吸减弱或消失的情况下,完全由机械通气机产生、 控制和调节病人的呼吸。 2.应用于:疾病造成的自主呼吸消失或减弱;自主呼吸不规则或频率过快, 机械通气无法与病人协调时,用人为的方法将自主呼吸抑制或减弱。
(二).辅助性机械通气(AMV) 1.定义:病人呼吸存在的情况下,由呼吸机辅助或增强病人的自主呼吸。机 械通气的各种主要由病人的吸气负压或吸气气流所触发。 2.应用于:自主呼吸虽然存在且较规则,但不适用于自主呼吸减弱而通气不足的病人。
二. 按机械通气的使用途径分类
(一) 胸内或气道加压型
(二) 胸外型
三. 按吸、呼气相的切换方式分类
(一) 定压型:呼吸道内压力达到预计值后,呼吸机打开呼气阀,胸廓和 肺被动性萎陷或由负压产生呼气,当气道内压力不断下降,呼吸机再次通过正压产生气流,并引起吸气。
(二) 定容型:通过正压将预计潮气量送入肺内,达到预计潮气量后,停 止供气,进入呼气状态。
(三) 定时型:按照预先设计的吸气及呼气时间供气。(四) 混合型(多功能型)。
四. 按照通气频率供气
(一) 高频通气:通气频率>60次/分。 1. 优点:低气道压,低胸内压,对循环干扰小,无需密闭气道。 2. 缺点:不利于二氧化碳的排除。 3. 分类:高频正压通气,高频喷射通气,高频振荡通气。
(二) 常频通气:通气频率<60次/分。
五. 按是否有同步装置或性能分类
(一) 同步型呼吸机:病人的自主呼吸的吸气开始时可以触发呼吸机,使 其向病人呼吸道内供气,并产生吸气动作。
(二) 非同步型呼吸机:病人的呼吸或吸气负压不能触发呼吸机供气,一 般只用于控制性机械通气的病人。
六. 按适用的对象分类
(一) 婴儿呼吸机
(二) 幼儿呼吸机(三) 成人呼吸机
七. 按工作原理分类
(一) 简易呼吸机
(二) 膜肺
呼吸机的模式与功能
一. 主要的机械通气模式
(一) 间隙性正压通气(IPPV):在吸气相是正压,呼气相压力为零。 1. 工作原理:呼吸机在吸气相产生正压,将气体压入肺内,压力上升到一 定的水平或吸入的容量达到一定的水平后,呼吸机停止供气,呼气阀打开,病人的胸廓和肺被动性萎陷,产生呼气。 2. 临床应用:各种以通气功能为主的呼吸衰病人,如COPD等。
(二) 间隙性正、负压通气(IPNPV):吸气相为正压,呼气相为负压。 1. 工作原理:呼吸机在吸气相和呼气相均可以起作用。 2. 临床应用:呼气相负压可以造成肺泡萎陷,造成医源性肺不张。
(三) 持续正压气道通气(CPAP):指病人在有自主呼吸的条件下,整个 呼吸周期内,均为人为的加以一定的气道内正压。 1. 工作原理:吸气相给予持续正压气流,呼气相也给予一定的阻力,使吸、 呼气相的气道压均高于大气压。 2. 优点:吸气时持续的正压气流大于吸气气流,使病人的吸气省力,增加 FRC,防止气道及肺泡萎陷。可以用于脱机前的锻炼。 3. 缺点:对循环干扰大,肺组织的气压伤大。
(四) 间隙性指令通气和同步间隙性指令通气(IMV/SIMV) 1. IMV:没有同步装置,呼吸机供气不需要病人的自主呼吸触发,每次供 气在呼吸周期中出现的时间不恒定。 2. SIMV:有同步装置,呼吸机在每分钟内按照事先设计的呼吸参数给病人 指令性呼吸,病人可以有自主呼吸,不受呼吸机的影响。 3. 优点:在脱机中发挥自身调节呼吸的能力;较IPPV对循环和肺的影响小; 在一定程度上减少了震静药的使用。 4. 应用:一般于脱机时才考虑使用,当R<5次/分时,仍旧保持较好的氧合 状态,可以考虑脱机,一般加用PSV,避免呼吸肌疲劳。
(五) 指令每分钟通气(MMV) 1. 当自主呼吸>预设分钟通气量时,呼吸机不指令通气,,只提供一个持 续正压。 2. 当自主呼吸<预设分钟通气量,呼吸机作指令通气,增加分钟通气量, 达到预设水平。
(六) 压力支持通气(PSV) 1. 定义:在有自主呼吸的前提条件下,每次吸气多接受一定水平的压力支 持,增加病人的吸气深度和吸如气体量。 2. 工作原理:吸气压力随病人的吸气动作开始,随吸气流速减少到一定程 度或病人有努力呼气而结束。与IPPV相比其支持的压力恒定,受吸气流速的反馈调节;与SIMV相比其每次吸气均可以得到压力支持,但支持的水平可随需要不同而可设定。 3. 应用:SIMV+PSV:用于脱机前的准备,可减少呼吸作工和氧耗量 4. 适应症:锻炼呼吸机;脱机前的准备;各种原因所致呼吸机无力;严重 的连枷胸致反常呼吸。 5. 注意事项:一般不单独使用,会产生通气不足或过度通气。
(七) 容量支持通气(VSV):每次呼吸均由病人的自主呼吸触发,病人 也可以不要任何支持进行呼吸,并能达到预计的TV和MV水平,呼吸机将会允许病人进行真正的自主呼吸,同样适用于脱机前的准备。
(八) 压力调节的容量控制
(九) 双相或双水平正压通气 1. 工作原理:P1相当于吸气压力,P2相当于呼吸压力,T1相当于吸气时间, T2相当于呼气时间。 2. 临床应用: (1) 当P1=吸气压力,T1=吸气时间,P2=0或PEEP,T2=呼气时间,相 当与IPPV。 (2) 当P1=PEEP,T1=无穷大,P2=0,T2=O,相当于CPAP。 (3) 当P1=吸气压力,T1=吸气时间,P2-0或PEEP,T2=期望的控制呼 吸周期,相当于SIMV。
二. 主要的机械通气功能
(一) 吸气末屏气 1. 在吸气结束后与呼气开始前,呼吸机不供气,呼气阀继续关闭一段时间,以保持肺内压力 在一定的水平。 2. 临床应用: (1) 延长了吸气时间,有利于气体的分布。 (2) 有利于气体的弥散 (3) 有利于雾化吸入的药物在肺内的分布和弥散 3. 可加重心脏的负担。
(二) 呼气末正压通气 1. 在呼气末,气道压力并不降未0,仍旧保持一定的正压水平。 2. 临床应用:适用于肺内分流所致的低氧血症,如ARDS 3. PEEP纠正ARDS的机制 (1) 减少肺泡的萎陷,减少肺内分流,纠正了肺内分流所致的低氧 血症 (2) 减少肺泡的萎陷,增加FRC,有利于肺泡-毛细血管两侧气体的 充分交换。 (3) 肺泡压升高,使肺泡-动脉氧分压升高,有利于氧向毛细血管 弥散,肺泡始终处于膨胀状态,能增加肺泡的弥散面积。 (4) 肺泡的充气增加,能使肺的顺应性增加,还可以减少呼吸作功。
4. PEEP的主要副作用 (1) 对血流动力学的影响 (2) 对肺组织的气压伤 (3) 能够压迫肺毛细血管。使肺血流量减少,可能增加无效通气。 (4) 可减少肺泡表面活性物质。
5. 最佳PEEP的选择:保持FiO2<60%的前提下,能使PaO2》60mmHg的最低 PEEP水平。 6. 内原性PEEP:由于呼气时间太短或呼吸阻力过高,导致肺泡内气体滞留, 能使肺泡压在整个呼气周期均保持正压,相当于PEEP的作用,可以由疾病造成,也可以由应用呼吸机人为的造成。 (三) 呼气延长和呼气末屏气:适用于COPD伴二氧化碳滞留的病人。 (四) 叹息:每50-100次呼吸周期中有1-3次相当于1.5倍-2倍的潮气 量的深吸气,为了使易于萎陷的肺底部的肺泡定时膨胀,改善这些部位的气体交换,防止肺不张。 (五) 反比通气(IRV) 1. 优点:延长吸气时间,有利于气体的弥散和分布,有利于纠正缺氧。 2. 缺点:对循环干扰大,对肺组织的气压伤大
 
呼吸机的发展应用现状
1 呼吸机微机化程度 呼吸机微机化程度决定呼吸机的档次,表现在: (1)开机后有自检功能。 (2)发生故障时有屏幕提示,便于维修。 (3)完善的报警功能,如氧供,气体供应,分钟通气量,压力上限,压力下限,呼吸频率,潮气量,窒息通气,背景通气设置,机器断开,漏气及漏气量,流量传感器,工作状态,氧流量等诸多环节确保机械通气过程安全,临床医生可根据病人状态调整参数设定的报警范围。 (4)其他特殊功能,包括吸痰功能,雾化功能,屏气功能(包括吸气和呼气屏气,满足照胸片需要),锁机功能(防止通气参数被任意改动)。
2 通气机的监护功能 通气机的监护功能是决定呼吸机档次的关键环节之一。完善的呼吸机监护功能是实现呼吸机适合患者肺脏病理生理改变的重要前提,不仅要显示常规通气及肺机械参数数值,如VTe,VT,R,c,f,气道温度,Fio2,Pp阻k,P ,Pn一,VA,VAleak,I:E而且能进 一步显示: (1)压力一时间,容量一时间,流速一时间曲线可单一或同时在一个屏幕上显示。 (2)spo2,ETCO2并计算VD/VTe,co2产量。 (3)监测Paw—V,V—Flow,Flow—Paw,V—co2,Ptrach—V,Flow—Ptrach等曲线环的描记。 (4)趋势回顾(24—48小时)。 (5)logbook即通气机应用事件设定值的回顾。 (6)定标功能,包括co2,Flow,o2的定标。 (7)通气及各种功能的设置:音量的大小,屏幕显示不同组合,任意通气方式选择(10余种常用方式),多种语音设定等等。 (8)通气机允许用户用低流速法描记P—V曲线[1,2,3 J,以进一步了解患者肺静态顺应性(c),阻力(R)及内源性PEEP(PEEPi)。进而为较好的调整通气参数提供依据,通过曲线描记可计算上下拐点,复张量,并可与计算机联机打印记录。 (9)呼吸机整合其他装置(呼吸力学监护仪“Bi— core”)增强了在通气过程中单用呼吸参数不能了解问题的解决,如呼吸力学监护,放置食管压,胃内压监测以了解跨肺压,跨膈压及动态auto—PEEP可进一步阐明呼吸力学状况,为临床专业医师提供科研空间。 (10)经过多年来的临床实践,国外呼吸机厂家及时整合一些有用的参数如RVR,MIP,Po.1, PlP,au栅P放入到监测系统中来_4J,为临床医生设置的调整及脱机提供依据。近年来自动化的脱机模式悄然升起_5. 5,通气机又整合了患者的重要参数、体重及理想通气参数、BGA,提高了机械通气的水平,缩短了带机时间。总之,呼吸机的微机化,网络化,提供了机械通气的科研平台,促进了机械通气应用水平的发展_6J。
3 通气机模式的发展是呼吸机档次水平的重要体现不管通气机是容量控制还是压力控制,均在不同程度上导致通气机相关性肺损伤(Ventilator—inducedLung Inj~y VILI)E3],近年来,国外在这方面作了很多基础和临床研究,在原有IPPV、IMV、SIMV、PSV等基础上作了重大的改革,很多研究表明压力的自主模式能很好的实现非保护策略,最大限度的减低VILI的发生,进一步拓展呼吸机作为临床一种治疗手段的作用。 (1)当今呼吸机应用从新生儿到成人,仅需更换湿化器及管路;机械通气从无创至有创,无创通气有较强的漏气补偿。 (2)在容量控制通气模式增加Autoflow(自主气流)或flow—by更增加患者的自主性,降低气道压,增加患者舒适度,克服了容量通气模式的缺点。 (3)呼吸机送气反应时间(30—40ms),送气波形(方波一恒流,减速波),触发灵敏度是流速触发可调,弃用压力触发,PSV模式的呼气敏感度(Es.end)可调。在呼吸机监护下,临床医生很容易调整患者的Esem,由此解决人机相互作用方式能最大限度的减少对心肺功能的干扰及VILI的发生。 (4)国际上的临床实践进一步证实压力通气方式,在维持气道正压,减少心肺干扰,改善氧合方面优于容量控制方式,而且最大限度减少VILI的发生。在PCV的基础上,近年来推出了BiPAP/PS,APRV。 尤其BiPAP通气模式以其具有压力控制,人机协调好,万能通气模式被诸多呼吸机厂家所采用,命名为:Bilevel,duoPAP等不同名称。 (5)自主通气与闭环通气模式:实验及临床应用表明最大限度缩短控制通气时间,以此最大限度减少VILI的发生,而为缩短带机时间。很多研究表明,自主呼吸有诸多优点,有利于患者病生理学改变的恢复,对自主呼吸不再是过去简单的Spon模式,而是一种伺服模式(servo)及闭环通气模式,其最大优点在于系统内输出信息可得到精确控制。可在零误差的前提下迅速达稳态,并能排除各种外源干扰。采用闭环控制原理的机械通气技术可以使相当简单的,也可以是较为复杂的。最简单的闭环控制是根据输入一个信息,对一个输出变量进行控制,如PSV。相对复杂的闭环控制则可根据多个输入信息,对多个输出变量进行连续调控。双重控制就是在一次通气或对每一次通气时输出压力和容积进行同步控制。采用一次通气内双重控制原理的通气技术有容量保障压力支持通气(Ⅵ )和压力扩增(PA)。其通气目标是在保证最小吸入潮气量和分钟通气量的前提下,减少患者吸气做功,其他还包括:PRVC,autoflow,VTPC(容量标定压力控制),其技术原理是呼吸机随患者呼吸力学特征变化自动调整吸气压和吸气流速,以保证每一次通气时vT趋于恒定。呼吸机对每一次通气均进行负反馈控制。依据闭环通气控制原理将闭环通气分为:正反馈通气(PAV),负反馈通气(APV,ASV,PRvC),呼吸间闭环通气(MMV,APV,ASV)以及呼吸内闭环通气(nw)。
近20年来,PSVE7,8,9J受到临床医生的欢迎,对通气机依赖患者脱机成功率提高,鉴于PSV是一种恒压吸气支持,在低水平Ps,其VT的产生必然经过支持过度,支持相当,支持不足三个阶段,该模式存在吸气延迟与呼气延迟,应用该模式时,容易发生人机不同步。近年来,很多厂家对呼气相增加呼气灵敏度调整(Esens),大大减少人机不同步的发生,改善临床应用效果,然而临床医生在识别及调节上仍存在很多难点,在波形观察上不能很好识别。近l0年来,PAV或PPS模式通气成为当代危重病研究的重点,该模式依据患者呼吸努力成比例的提供压力支持解决了PSV通气中人机不协调,通过了解患者阻力、顺应性的变化,或采用目标调节方法调整呼吸机的设定(VA及FA),通气机设定压力过高,容量过高及窒息通气报警确保该模式使用的安全性,减少通气机依赖明显缩短带机过程。目前国际上有DI.ea 公司,PB公司,伟康公司具有这种模式,PB840 也已采用自动设置方法是该模式的使用更加方便。该种闭环模式正在被临床医生认可。 (6)自动导管补偿(AT℃)自动导管补偿是对建立人工气道导管不同口径流速产生的阻力压进行瞬间补偿,不同口径,不同流速其补偿阻力压亦不同,补偿范围从0- 100%不同。通气机可以在曲线和波形 上反映出来。ATC的设定便于临床医生观察评价自主呼吸能力,在实施低辅助通气时容易实现脱机。
4 通气机的调节 现代呼吸机一改过去多旋钮单一功能,采用单一旋钮的调节方式,便于临床使用。采用数字化调节增加了参数设定的精确性。同时对临床医师要求有丰富的理论和实践经验,才能使参数设定更符合患者状况,呼吸机还规定常规参数的安全范围,超过范围需确认,增加了机械通气的安全性。由于呼吸机监测显示功能增强,对所设定的参数均有明确的显示,有利于临床医师对患者的状况进行评估,并可通过网络传送也便于对机械通气进行管理指导治疗。
5 呼吸机的选购原则 呼吸机是呼吸支持的有用工具,是当今危重症患者常用的治疗手段。呼吸支持好坏直接涉及危重患者的抢救水平。在购置呼吸机时应遵循以下原则: (1)了解呼吸机发展应用现状,监护,通气模式决定呼吸机的档次。 (2)根据医院规模是综合ICU还是专科ICU,估计出收治病种,是应用型单位还是医、教、研大型医院。 (3)根据应用呼吸机经验,ICU医生水平,不要片面购置高档机,呼吸机与其他医疗器械的发展一样,更新很快,既要解决临床问题,又要避免资源浪费。 综上所述,对插管患者的呼吸机治疗是一个复杂的系统工程,即涉及通气机的档次更与使用呼吸机医生的水平,护士的呼吸管理及医院整体实力(各辅助科室)相关。片面追求高档机不一定能提高呼吸衰竭抢救成功率。

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