呼吸機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

戴 捷王 博蘇 磊馮璐瓊

呼吸機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

戴 捷①王 博①蘇 磊①馮璐瓊①

呼吸機(jī)是臨床搶救和治療各種原因引起的急慢性呼吸衰減或呼吸功能不全的不可缺少的重要工具。它主要用于幫助病人提高肺通氣量，以解除病人缺氧和二氧化碳在病人體內(nèi)的滯留，改善病人的換氣功能。它對(duì)提高醫(yī)療技術(shù)水平，造?；颊?，必將產(chǎn)生積極的影響。

呼吸機(jī)；通氣模式

1 呼吸機(jī)的作用及原理、構(gòu)成

1.1 呼吸機(jī)的臨床作用

呼吸機(jī)治療的目的主要為:

（1）維持適當(dāng)?shù)耐饬?，使肺泡通氣量滿足機(jī)體需要；

（2）改善氣體交換功能，維持有效的氣體交換，糾正低氧血癥及急性呼吸性酸中毒等；

（3）減少呼吸肌的作功，恢復(fù)呼吸肌疲勞，減輕呼吸窘迫，降低呼吸氧耗；

（4）改變壓力容積關(guān)系，防止或逆轉(zhuǎn)肺不張，改善肺的順應(yīng)性，防止肺的進(jìn)一步損傷；

（5）肺內(nèi)霧化吸入治療；（6）促進(jìn)肺或氣道的愈合；（7）預(yù)防性機(jī)械通氣用于開(kāi)胸術(shù)后或敗血癥、休克、嚴(yán)重創(chuàng)傷情況下的呼吸衰竭預(yù)防性治療[2]。

1.2 呼吸機(jī)的原理（如圖1所示）

肺的吸氣功能是在呼吸肌收縮時(shí)，胸廓容積擴(kuò)大，肺泡膨脹形成負(fù)壓，從外界吸入空氣；呼吸肌放松時(shí)，肺泡因彈性收縮，使肺內(nèi)壓增大，向外呼出氣體。呼吸氣流是由肺泡和大氣壓之間的壓力差形成的。呼吸機(jī)的基本原理就是用機(jī)械的方法在肺泡和大氣間建立壓力差，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制的人工呼吸過(guò)程[2]。

1.3 呼吸機(jī)的分類(lèi)

呼吸機(jī)可按其工作方式、切換方式、應(yīng)用范圍及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等分為4類(lèi)。

1.3.1 工作方式

（1）氣動(dòng)式：如3MBird呼吸機(jī)；

（2）電動(dòng)式：如上海產(chǎn)SC系列呼吸機(jī)；

圖1 呼吸機(jī)工作示意圖

（3）電控氣動(dòng)式：目前絕大多數(shù)呼吸機(jī)均采用此方式。

1.3.2 切換方式

（1）時(shí)間切換；（2）容量切換；（3）壓力切換；（4）流速切換。

1.3.3 應(yīng)用范圍

（1）小兒呼吸機(jī)：適用于15kg以下的嬰幼兒,如BirdVIP、DragerBabylog8000型呼吸機(jī)；

（2）成人呼吸機(jī)：適用于15kg以上的兒童及成人,如Bear1000、Bird6400型呼吸機(jī)；

（3）成人嬰幼兒通用呼吸機(jī)；

（4）麻醉呼吸機(jī)：適用于外科手術(shù)麻醉時(shí)應(yīng)用,如SIEMENS710型呼吸機(jī)。治療呼吸機(jī)、急救呼吸機(jī)、高頻噴射呼吸機(jī)等。

1.3.4 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

第1代源于19～20世紀(jì)中葉,結(jié)構(gòu)和功能均較簡(jiǎn)單,如鐵肺、胸甲呼吸機(jī)和壓差室呼吸機(jī)。

第2代上世紀(jì)60年代后,電子技術(shù)開(kāi)始滲入呼吸機(jī),使其有了較好的同步功能、通氣方式及報(bào)警功能,如紐邦E-100型呼吸機(jī)等。

第3代上世紀(jì)80年代后,尤其是進(jìn)入90年代以來(lái),計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用使呼吸機(jī)的性能得到進(jìn)一步的完善,使之具備了全面的報(bào)警功能及各種監(jiān)測(cè)和顯示系統(tǒng),如SIEMENS300、Bird8400、Bear1000、DragerEvita2等呼吸機(jī)[1-3]。

2 呼吸機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)內(nèi)呼吸機(jī)的現(xiàn)狀

我國(guó)呼吸機(jī)的研制起步較晚，1958年在上海制成鐘罩式正負(fù)壓呼吸機(jī)。1971年制成電動(dòng)時(shí)間切換定容呼吸機(jī)。直到20世紀(jì)90年代中末期開(kāi)始，國(guó)產(chǎn)呼吸機(jī)的開(kāi)發(fā)力度才有所加大，質(zhì)量得到了普遍提高。目前，國(guó)產(chǎn)呼吸機(jī)在技術(shù)上大多數(shù)還處于借鑒和模仿國(guó)外產(chǎn)品技術(shù)，在功能質(zhì)量方面，尤其是在可靠性上落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家。目前大部分關(guān)鍵元部件還是以“拿來(lái)主義”的方式為主。通氣模式為常用的基本通氣模式，基本上能夠滿足臨床使用要求。

國(guó)內(nèi)的呼吸機(jī)主要有北京航天長(zhǎng)峰股份有限公司的ACM803呼吸機(jī)、浙江紹興三五儀表廠的KTH型系列呼吸機(jī)、揚(yáng)州市寧泰醫(yī)療設(shè)備廠的HVJ型系列呼吸機(jī)、江蘇凱泰醫(yī)療設(shè)備有限公司的HVJ-880C呼吸機(jī)、由南昌飛機(jī)制造公司飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所研制的XHC-IA型程控雙向噴射呼吸機(jī)和XHY-IA型仙鶴牌應(yīng)急噴射呼吸機(jī)、江西特力麻醉呼吸設(shè)備有限公司的TPR-4000電腦多功能呼吸機(jī)、上海醫(yī)療器械廠的SC型系列呼吸機(jī)，以及山東淄博科創(chuàng)電子有限公司的KCH606型系列呼吸機(jī)。

雖然國(guó)內(nèi)呼吸機(jī)從誕生到現(xiàn)在已經(jīng)有了很大的發(fā)展，但是目前還存在一些不足之處，具體有以下幾點(diǎn)：

（1）都是在消化吸收國(guó)外先進(jìn)呼吸機(jī)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)國(guó)情設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一系列高、中、低檔呼吸機(jī)，然而高檔呼吸機(jī)很少；

（2）基本功能齊全，操作簡(jiǎn)單明了，但特殊功能很少甚至沒(méi)有[3]。

2.2 國(guó)外呼吸機(jī)的現(xiàn)狀

世界呼吸機(jī)專(zhuān)業(yè)廠商主要有美國(guó)Puritan Bennett公司、Bear Medical systems公司、3M Bird公司、Respironics公司和Newport公司、西德Siemens公司、法國(guó)Taema公司、德國(guó)的Drager公司等。

近年來(lái),呼吸機(jī)制造廠家為了更加適應(yīng)臨床醫(yī)療的需要,對(duì)呼吸機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、通氣方式等方面進(jìn)行了大量的改進(jìn),使之性能更加完善,更加安全可靠。

2.2.1 加強(qiáng)微機(jī)作用

10年前的呼吸機(jī)多采用單片機(jī)控制，而目前幾乎已完全用微機(jī)替代。新型呼吸機(jī)都設(shè)有自檢驗(yàn)、自校正、報(bào)警參數(shù)實(shí)時(shí)顯示、通氣流量及壓力波形顯示、多參數(shù)自動(dòng)報(bào)警等功能。由于系統(tǒng)增強(qiáng)功能的改進(jìn)，基本上只需要升級(jí)或新軟件。因此，呼吸機(jī)技術(shù)今后將有更迅速的發(fā)展。

2.2.2 監(jiān)測(cè)及顯示功能

現(xiàn)代的呼吸機(jī)已具備了對(duì)大量呼吸參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)及顯示的功能，如對(duì)潮氣量、呼吸頻率、通氣量、吸呼比、氧濃度、溫度、呼吸波形的監(jiān)測(cè)及顯示，從而使功能的監(jiān)測(cè)更加直觀。

2.2.3 軟件開(kāi)發(fā)功能

目前,大部分呼吸機(jī)都具備了軟件接口,廠家還提供各種呼吸機(jī)的管理軟件,可進(jìn)行顯示及存儲(chǔ)記錄各種設(shè)置的數(shù)據(jù)及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)[5]。

3 呼吸機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

近20年來(lái)，呼吸機(jī)的發(fā)展非常迅速，臨床應(yīng)用日趨廣泛，呼吸機(jī)的發(fā)展將朝著更好的完成通氣效果、令病人更舒適、更可靠的方向發(fā)展。

最關(guān)鍵的是計(jì)算機(jī)在呼吸機(jī)上應(yīng)用，微機(jī)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(jì)算機(jī)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(shí)間。而且電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用大大提高了機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的靈活性、可靠性和智能性并使呼吸機(jī)的小型化成為可能。

未來(lái)的呼吸機(jī)將絕大多數(shù)用微機(jī)控制，各種性能更完善，操作更直觀，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話。現(xiàn)在的呼吸機(jī)本身并不能改善換氣功能，這將是未來(lái)呼吸機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。開(kāi)發(fā)更為實(shí)用，且多樣化的功能，人性化的操作使用將是未來(lái)呼吸機(jī)發(fā)展的趨勢(shì)。

4 小結(jié)

現(xiàn)在的呼吸機(jī)，適應(yīng)范圍廣，成人、兒童、新生兒都可使用。具有最全面的通氣模式，全程支持患者的自主呼吸。雙水平氣道正壓，解決了機(jī)械通氣和人機(jī)對(duì)抗的問(wèn)題；自動(dòng)容量功能，保證以最低的壓力輸送需要的潮氣量，解決了人機(jī)對(duì)抗問(wèn)題。且監(jiān)測(cè)全面，能夠監(jiān)測(cè)容量、壓力、頻率、流速和通氣情況。脫機(jī)功能卓越，BIPAP通氣和脫機(jī)模式，在任何時(shí)候都給予病人充分的呼吸自由，不僅減少了鎮(zhèn)靜劑的使用和通氣創(chuàng)傷的發(fā)生，還增加了病人自動(dòng)產(chǎn)生自主呼吸的能力。界面功能強(qiáng)大，可選擇的趨勢(shì)圖，呼吸環(huán)，測(cè)量數(shù)值，呼吸曲線，記錄本都能在呼吸機(jī)那寬大的顯示屏上顯示出來(lái)，功能強(qiáng)大的觸摸屏將高度靈活的操作和按鍵以及旋鈕功能結(jié)合在了一起，操作簡(jiǎn)易方便。

[1]葛斌,胡兆燕.呼吸機(jī)知識(shí)講座[J].中國(guó)醫(yī)療器械信息,2003,(5):1-3.

[2]葛斌.人體機(jī)能代替裝置[M].北京：科學(xué)出版社，2007:1-3.

[3]負(fù)基民,喬忠強(qiáng),曹銳.呼吸機(jī)機(jī)械通氣概述及應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2005,(5).

[4]呂鵬,陳廣飛.基于PC104呼吸機(jī)檢測(cè)儀的研制[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2005,2(12):27-28.

[5]靳樂(lè)榮，靳建雯.國(guó)外呼吸機(jī)進(jìn)展[J].中國(guó)醫(yī)療器械雜志,1995(1).

[6]席濤,楊國(guó)勝,湯池.呼吸信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的研究進(jìn)展[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2004(12):21-28.

Present development and trend of Ventilator

DAI Jie, WANG Bo, SU Lei, et al // China Medical Equipment,2011,8(2):62-64.

Ventilator is an indispensable tool to rescue and treat patients with acute and chronic respiratory dysfunction due to various clinical causes. It is mainly used to help patients to improve pulmonary ventilation through promoting removal of carbon dioxide stay in the patient’s body. It is of great importance in improving the level of medical technology.

Ventilator;Ventilation mode

1672-8270(2011)02-0062-03

TH 774

B

2010-10-30

戴捷,男，(1972- ),本科學(xué)歷，副主任醫(yī)師、主任。解放軍第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科，主要從事醫(yī)療設(shè)備采購(gòu)和管理工作。

[First-author's address]Department of Medical Engineering, The third Hospital of PLA, Baoji 721004,China.

①解放軍第三醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科 陜西 寶雞 721004