急救呼吸机的结构及通气模式


作为治疗、急救、复苏用设备,当今的呼吸机功能越来越多,性能越来越完善,可靠性不断提高,多数呼吸机都采用了计算机控制技术,设有完善的安全报警装置,操作方便,医生只需设定有限的几个参数,仪器即能随时自动调校相关参数,实时监控整个送气过程。以下就呼吸机的分类、结构及呼吸模式作一简要介绍。


一、呼吸机的分类

临床上根据呼吸机工作时由吸气相向呼气相转变的切换方式将呼吸机分为如下几类:
1.定压型(压力转换型):该型呼吸机采用压力切换方式即通过气道压力来管理通气。预定压力、呼吸频率进行供气,当肺内气压达预定值后终止吸
气转为呼气,肺内压力下降至设定值再次送气。而压力以外的因素(如容积、吸气时间、吸气流速等)都是可变的,即气道压力是独立的参数,而通气容积、流量是从属变化的,所以与患者的肺顺应性、气道阻力相关,当肺顺应性、气道阻力发生变化时,潮气量必然随之变化。其优点是压力可控,有助于对呼吸机疗效作出判断;但其主要不足便是不能保持稳定的潮气量,对医生操作要求高。
2.定容型(容积转换型):其基本工作过程是预定潮气量、峰流值对患者进行通气,当肺部充气扩张,容量、流速达到预定值后立即停止供气由吸气转为呼气。随着呼吸道压力下降,胸廓、肺弹性回缩,肺泡内气体排出体外。而气流阻力、顺应性发生变化时,为保证稳定的潮气量,吸气压力随之相应改变。其优点是可保持通气量稳定,调节方便,适用于任何疾病长期人工通气;缺点是通气过程中压力不稳,易发生气胸和低血压。
3.定时型(时间切换型):基本工作过程为预定呼吸周期,按设置的潮气量定时进行吸气、呼气切换。兼有定压、定容型的特点,但对肺顺应性和气道阻力有一定的影响,当顺应性、气道阻力发生变化时,吸气压力、容积、流速都要发生变化。此类呼吸机一般较小巧,多用于急救。
4.智能化、综合型:此类呼吸机兼有多种吸气相转换的方式,各种转换方式按需设置,在计算机的智能化控制下,机器自动调节有关的参数,实现供气。如容积转换方式中的压力安全阀就是压力转换方式,当压力超过设定的安全值时,即使尚未达到预定潮气量,安全阀开放,强制提前终止吸气,以避免气压损伤。该型呼吸机的优点是计算机控制,保证较高的精度,具有强大的扩展功能,操作简便、通用性强、呼吸模式齐全,适用于各种病人救治。


二、呼吸机的基本结构

呼吸机主要由电子控制和气路两大部分组成。气路部分主要是一个气体传送系统,包括气体供应(气体储存、压力支持)、气体传输、压力流量监测和校正。压缩空气、氧气按设置所需的比例混合后,通过管道及相关伺服阀门以设置的气压、流速送到病人端。流量传感器将测量到的实际值馈送到电子控制部分与面板设置值比较,利用两者间的误差通过控制伺服阀门来调节吸人和呼出气体。电子控制部分的主要功能是控制呼吸机以一定的频率、潮气量进行通气,同时监测相应传感器的反馈数据,超过限定范围时报警提示。



三、通过模式及适用范围:

呼吸机性能不断提高和发展,主要表现在通气模式的不断增加,为救治呼吸衰竭的患者增加了便利和成功的机会。正确恰当地应用通气模式,能提高疗效、降低并发症。
1.控制通气CV(controlled ventilation):呼吸机按照预定呼吸频率、潮气量、呼吸时比、气道压力完全替代患者的自主呼吸。该模式主要适用于有严重的呼吸抑制或伴有呼吸暂停等情况。优点是保证稳定的通气量,最大限度地减轻呼吸机负荷,但对有自主呼吸的病人易产生人机对抗。
2.辅助通气Av(assisted ventilation):有自主呼吸的患者吸气时呼吸机提供部分支持,即呼吸机送气过程是通过病人自主呼吸气导致气道压轻微降低来触发,该触发灵敏度是可调的,成人一般可调于0.2emH20左右。主要适用于有自主呼吸患者部分呼吸支持,如果患者自主呼吸停止,呼吸机因无触发而不能提供通气支持。
3.辅助控制通气AV CV(assist—control ventilation):此模式是将AV和CV的特点结合应用,当患者有自主呼吸时可建立自主呼吸频率,而当自主呼吸频率低于预设频率或气压变化不足以触发时,呼吸机即以预设频率、潮气量自动提供呼吸补充。所以在有触发时为辅助通气,无触发时为控制通气,从而保证了病人必要的通气量。
4.指令分钟通气MMV(mandatory minute ventilation):根据病人的性别、年龄、体重、体位和代谢情况预调每分钟通气量,当患者自主呼吸触发的分钟通
气量未达到预置的量,呼吸机提供不足部分的通气,即自主MV>预调MV时呼吸机不作正压通气,只提供持续气流供自主呼吸;当自主呼吸停止或自主MV<预调MV,呼吸机供气,确保病人的每分钟通气量。此模式一般用于呼吸机撤机时控制通气到自主呼吸的平稳过渡以及麻醉和术后的呼吸支持。
5.间隙指令通气(IMV)与同步间隙指令通气
(SIMV) (intermittent mandatory ventilation;synchronized intermittent mandatory ventilation):呼吸机以设定频率给予病人正压通气,在两次机械通气之间允许病人自主呼吸。即在病人自主呼吸同时间断地给予正压通气, 自主呼吸的气流由呼吸机持续大流量恒流供给。指令通气可以与病人自主呼吸不完全同步(IMV)或同步(SIMV)进行,该模式主要用于呼吸机撤离和部分呼吸衰竭的通气支持。
6.呼气末正压PEEP (positive end—expiration pressure)、持续气道正压CPAP (continue positive airway pressure):PEEP是在病人呼气末时人为地使气道压力高于大气压。CPAP是在自主呼吸条件下整个呼吸周期(吸气相、呼气相)道内压力均保持在高于大气压力。此两方式可用于重症哮喘、阻塞型睡眠呼吸暂
停综合症、呼吸衰竭等。因其增加气道峰压和平均气道压,所以有发生气压伤和循环抑制的可能性。
7.压力支持通气PSV (pressure support ventilation):患者自主呼吸气时, 呼吸机提供预设定的气道压(由吸气触发灵敏度启动),吸气末该压力消失患者可自由呼气。该模式能较好的与患者的吸气流速相配合,从而减少呼吸肌的用力,即可作为患者的长期通气支持,也可作为撤机技术应用。
8.压力释放通气PRV (pressure release ventilation):通过预设周期性的PEEP释放来提供部分通气支持,降低气道峰压和气压伤危险,增加潮气量及分钟通气量。
9.双水平气道正压BIPAP (bi level positive airway pressure): 自主呼吸或机械通气时,交替给予两种不同水平的气道正压即气道压力周期性地在高
压力和低压力之间转换,每个压力水平均可独立调节。以两个压力水平之间转换引起的呼吸容量改变来达到机械通气辅助作用,故能保持呼气正压的同时也提供吸气时的辅助通气。其优点是病人自主呼吸轻松作功小,危险性小,几乎适合各种病人。关键是值的设置,所以对医生要求较高。
10.压力调节容积控制通气PRVCV (pressure regulated volume control ventilation):此模式以压力切换方式通气,计算机连续测定肺胸顺应性,根据容积压力关系,计算下一次通气要达到预设潮气量所需的吸气压力。自动调整预设吸气压力水平(常调至计算值的75%)。通过每次呼吸的连续测算和调整,使实际潮气量与预设潮气量相符。11.容积支持通气VsV (volume support venfilation):为PRVCV与PSV的结合,呼吸机随患者的肺顺应性和气道阻力的变化而自动调整PSV的水平,以保证潮气量的供给。随着医疗技术和工程技术特别是计算机技术的高速发展,智能化呼吸机将进一步发展,会有更新、更适应于病人的呼吸模式及各种辅助手段开发出来,从而有利于各种危重病人的救治工作,为救死扶伤提供良好的硬件保障。