呼吸機(jī)基本知識延安大學(xué)附屬醫(yī)院麻醉科白延斌8/19/20231內(nèi)容提要機(jī)械通氣發(fā)展史呼吸機(jī)構(gòu)成及工作原理常用機(jī)械通氣模式8/19/20232機(jī)械通氣發(fā)展史8/19/20233機(jī)械通氣是治療呼吸衰竭的重要手段之一，已有近600年的歷史，早在15世紀(jì)，人們開始在動物身上施行氣管切開、氣管插管及風(fēng)箱式正壓通氣技術(shù)。200年后的1792年首次在人身上實(shí)行了有創(chuàng)正壓機(jī)械通氣。8/19/20234因當(dāng)初的技術(shù)過于粗糙，相關(guān)設(shè)備也很簡陋，經(jīng)過一段時間的臨床應(yīng)用后，許多患者因氣胸等嚴(yán)重并發(fā)癥而死亡。到了1827年有學(xué)者向法國科學(xué)院提交報告要求終止進(jìn)行有創(chuàng)正壓通氣。

8/19/20235面對這種局面，機(jī)械通氣的研究在二個方面繼續(xù)展開：一是改進(jìn)人工氣道技術(shù)，二是尋找其他途徑，避免建立人工氣道。前者的探索與19世紀(jì)的麻醉學(xué)技術(shù)的發(fā)展密不可分，而后者則促進(jìn)了“鐵肺”等體外負(fù)壓通氣技術(shù)的發(fā)展。8/19/202361929年JAMA雜志上刊登了有關(guān)應(yīng)用“鐵肺”成功搶救一例脊髓灰質(zhì)炎女孩的論文，引起了很大的轟動。其后因體外負(fù)壓通氣的種種弊端在應(yīng)用過程中逐漸暴露出來，故而到了20世紀(jì)50年代以后，“鐵肺”逐漸讓位于技術(shù)得到很大改進(jìn)的有創(chuàng)正壓通氣技術(shù)。8/19/20237鐵肺8/19/20238

20世紀(jì)初，隨著人工氣道技術(shù)和喉鏡直視氣管插管技術(shù)的成熟，正壓機(jī)械通氣在麻醉和外科領(lǐng)域得以迅速發(fā)展。1940年，第一臺間歇正壓通氣（IPPV）麻醉呼吸機(jī)被發(fā)明，用于胸科手術(shù)和ARDS。1946年，Bennet公司研制出世界第一臺初具現(xiàn)代呼吸機(jī)基本結(jié)構(gòu)的間歇正壓呼吸機(jī)PR-1A（氣動氣控壓力限制型）。8/19/20239近年來，隨著電子計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)的飛速發(fā)展和對呼吸力學(xué)認(rèn)識的不斷深入，機(jī)械通氣理論和技術(shù)都有了很大的發(fā)展，對急性呼吸窘迫綜合征、重癥哮喘和慢阻肺呼衰等常見病的機(jī)械通氣治療策略都較以前有了很大的變化。8/19/202310機(jī)械通氣的發(fā)展歷程口對口人工呼吸1800年前，金匱要略、華佗醫(yī)方中有類似體外按壓人工呼吸的記載1300年前，圣經(jīng)上有“口對口”描述

無創(chuàng)正壓機(jī)械通氣有創(chuàng)1792年，首次在人身上實(shí)施氣管切開、插管及風(fēng)箱式正壓通氣技術(shù)。負(fù)壓機(jī)械通氣無創(chuàng)1928年，“鐵肺”箱式負(fù)壓治療機(jī)。

人力作動力

電力機(jī)械作為動力正壓機(jī)械通氣1950’讓位于技術(shù)上得到很大改進(jìn)的有創(chuàng)無創(chuàng)呼吸機(jī)多功能呼吸機(jī)1981年Sullivan無創(chuàng)口鼻面罩。人工智能呼吸機(jī)人工智能無創(chuàng)呼吸機(jī)并存時代8/19/202311呼吸機(jī)的構(gòu)成及工作原理8/19/202312呼吸機(jī)的組成

可分為兩大部分或三部分：主機(jī)(氣路單元+監(jiān)控單元)濕化器(溫控+濕化灌)空、氧氣源提供裝置—壓縮機(jī)(渦輪機(jī))+O2氣源—中心氣源(Air、O2)

8/19/202313呼吸機(jī)各部分主要功能主機(jī)——?dú)庠刺幚怼⑽艨刂?、監(jiān)測報警混合器——外置或內(nèi)置機(jī)械式，比例閥混合。濕化器——病人吸入氣體的加溫、加濕病人管路——螺紋管、接濕化器或霧化吸入器，病人吸入和呼出氣體的傳輸。氣源——以適當(dāng)方式提供壓縮空氣和氧氣）其它——主機(jī)和病人管路的固定或支撐裝置8/19/202314空氧配比方式機(jī)械配比電子配比8/19/202315有創(chuàng)正壓通氣的人機(jī)系統(tǒng)工程輸入主機(jī)的氣體為高壓，要求干燥、潔凈；輸出給病人的混合氣體為低壓，要求溫暖、濕潤并達(dá)到有效的肺泡通氣量。8/19/202316基本原理示意圖8/19/202317呼吸機(jī)的分類

目前沒有統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)，可按習(xí)慣分為：按使用對象

成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機(jī)；按工作原理

氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機(jī)；按人機(jī)接口方式

有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機(jī)；按機(jī)器的功能

急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。8/19/202318常用通氣模式的特點(diǎn)8/19/202319機(jī)械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析兩個“開始、轉(zhuǎn)換或切換”兩個“相或過程內(nèi)含保持”8/19/202320正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別8/19/202321主要物理量和參數(shù)時間量及參數(shù)氣體流量及參數(shù)氣道壓力及參數(shù)溫度、濕度參數(shù)注意：需要非常清楚地了解各參數(shù)的物理涵義及其作用或影響。8/19/202322時間參數(shù)(1)通氣頻率(f：12～20)bpm(2)吸呼比(I:E=Ti:Te

)(3)吸氣時間Ti

(s)、Trise(s)(4)呼氣時間Te(s)(5)屏氣時間TP(s)是吸氣時間的一部份，通常設(shè)定為Ti的10%，臨床根據(jù)病情和呼吸習(xí)慣適當(dāng)增加或減少。周期：T=Ti+Te，f=60s/(Ti+Te)bpm8/19/202323容量和流量參數(shù)(1)分鐘通氣量(MV，L/min)=VT×f(2)潮氣量(TV/VT，ml)=VTI=VTE=∫F.dt(3)吸氣流量(F，l/s)，是一個動態(tài)參數(shù)，峰值流速Fpeak：影響吸呼比和吸氣波形(4)流量觸發(fā)靈敏度(FT，L/min)，包括吸氣和呼氣觸發(fā)靈敏度（需高速動態(tài)閥）8/19/202324壓力參數(shù)(1)氣道壓力(AirwayPressure，Pair/Plung不一致)是一個動態(tài)物理參數(shù)，波形、光柱：Ppeak,Pplateau,Pmean（cmH2O或kPa）(2)吸氣壓力水平(3)呼氣末正壓(4)吸、呼壓力觸發(fā)靈敏度(PT:-2kPa～+2kPa)(5)呼吸機(jī)的工作壓力、氣源壓力。低壓：(60-70)cmH2O，高壓：＞120kPa8/19/202325氣道阻力和順應(yīng)性靜態(tài)氣道阻力RL=(Ppeak–Pplateau)/flowcmH2O/L/s靜態(tài)順應(yīng)性CL=VT/(Pplateau–PEEP)L/cmH2O8/19/202326常見通氣模式用呼吸機(jī)的目的就是以一種適宜的方式對病人的肺進(jìn)行有效通氣，既保障病人生命需要，又要盡可能地減少并發(fā)癥，而且還要安全、舒適。8/19/202327容量控制VCVF—t和P—t曲線：VCV設(shè)定定容：VT/MV=？時間：f、Ti、TeTrise、Tp、I:E=?8/19/202328壓力控制PCVF—t和P—t曲線：PCV設(shè)定定壓：Pi-Level=？時間：f、Ti、Prise、Tp、I:E=?8/19/202329同步間歇指令通氣SIMVF—t和P—t曲線：VCV/PCV間歇+自主VT/MV=？Pi-Level=？時間：f/RR、Ti、Trise、Tp、I:E=?f總=fsimv+f自主8/19/202330壓力支持