呼吸機的發展現狀及趨勢

戴 捷王 博蘇 磊馮璐瓊

呼吸機的發展現狀及趨勢

戴 捷①王 博①蘇 磊①馮璐瓊①

呼吸機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的滯留，改善病人的換氣功能。它對提高醫療技術水平，造福患者，必將產生積極的影響。

呼吸機；通氣模式

1 呼吸機的作用及原理、構成

1.1 呼吸機的臨床作用

呼吸機治療的目的主要為:

（1）維持適當的通氣量，使肺泡通氣量滿足機體需要；

（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）改變壓力容積關系，防止或逆轉肺不張，改善肺的順應性，防止肺的進一步損傷；

（5）肺內霧化吸入治療；（6）促進肺或氣道的愈合；（7）預防性機械通氣用于開胸術后或敗血癥、休克、嚴重創傷情況下的呼吸衰竭預防性治療[2]。

1.2 呼吸機的原理（如圖1所示）

肺的吸氣功能是在呼吸肌收縮時，胸廓容積擴大，肺泡膨脹形成負壓，從外界吸入空氣；呼吸肌放松時，肺泡因彈性收縮，使肺內壓增大，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。呼吸機的基本原理就是用機械的方法在肺泡和大氣間建立壓力差，實現強制的人工呼吸過程[2]。

1.3 呼吸機的分類

呼吸機可按其工作方式、切換方式、應用范圍及結構特點等分為4類。

1.3.1 工作方式

（1）氣動式：如3MBird呼吸機；

（2）電動式：如上海產SC系列呼吸機；

圖1 呼吸機工作示意圖

（3）電控氣動式：目前絕大多數呼吸機均采用此方式。

1.3.2 切換方式

（1）時間切換；（2）容量切換；（3）壓力切換；（4）流速切換。

1.3.3 應用范圍

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

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

（3）成人嬰幼兒通用呼吸機；

（4）麻醉呼吸機：適用于外科手術麻醉時應用,如SIEMENS710型呼吸機。治療呼吸機、急救呼吸機、高頻噴射呼吸機等。

1.3.4 結構特點

第1代源于19～20世紀中葉,結構和功能均較簡單,如鐵肺、胸甲呼吸機和壓差室呼吸機。

第2代上世紀60年代后,電子技術開始滲入呼吸機,使其有了較好的同步功能、通氣方式及報警功能,如紐邦E-100型呼吸機等。

第3代上世紀80年代后,尤其是進入90年代以來,計算機技術的應用使呼吸機的性能得到進一步的完善,使之具備了全面的報警功能及各種監測和顯示系統,如SIEMENS300、Bird8400、Bear1000、DragerEvita2等呼吸機[1-3]。

2 呼吸機國內外發展現狀

2.1 國內呼吸機的現狀

我國呼吸機的研制起步較晚，1958年在上海制成鐘罩式正負壓呼吸機。1971年制成電動時間切換定容呼吸機。直到20世紀90年代中末期開始，國產呼吸機的開發力度才有所加大，質量得到了普遍提高。目前，國產呼吸機在技術上大多數還處于借鑒和模仿國外產品技術，在功能質量方面，尤其是在可靠性上落后于國外發達國家。目前大部分關鍵元部件還是以“拿來主義”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。

國內的呼吸機主要有北京航天長峰股份有限公司的ACM803呼吸機、浙江紹興三五儀表廠的KTH型系列呼吸機、揚州市寧泰醫療設備廠的HVJ型系列呼吸機、江蘇凱泰醫療設備有限公司的HVJ-880C呼吸機、由南昌飛機制造公司飛機設計研究所研制的XHC-IA型程控雙向噴射呼吸機和XHY-IA型仙鶴牌應急噴射呼吸機、江西特力麻醉呼吸設備有限公司的TPR-4000電腦多功能呼吸機、上海醫療器械廠的SC型系列呼吸機，以及山東淄博科創電子有限公司的KCH606型系列呼吸機。

雖然國內呼吸機從誕生到現在已經有了很大的發展，但是目前還存在一些不足之處，具體有以下幾點：

（1）都是在消化吸收國外先進呼吸機的基礎上，結合我國國情設計生產的一系列高、中、低檔呼吸機，然而高檔呼吸機很少；

（2）基本功能齊全，操作簡單明了，但特殊功能很少甚至沒有[3]。

2.2 國外呼吸機的現狀

世界呼吸機專業廠商主要有美國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Taema公司、德國的Drager公司等。

近年來,呼吸機制造廠家為了更加適應臨床醫療的需要,對呼吸機的內部結構、通氣方式等方面進行了大量的改進,使之性能更加完善,更加安全可靠。

2.2.1 加強微機作用

10年前的呼吸機多采用單片機控制，而目前幾乎已完全用微機替代。新型呼吸機都設有自檢驗、自校正、報警參數實時顯示、通氣流量及壓力波形顯示、多參數自動報警等功能。由于系統增強功能的改進，基本上只需要升級或新軟件。因此，呼吸機技術今后將有更迅速的發展。

2.2.2 監測及顯示功能

現代的呼吸機已具備了對大量呼吸參數進行監測及顯示的功能，如對潮氣量、呼吸頻率、通氣量、吸呼比、氧濃度、溫度、呼吸波形的監測及顯示，從而使功能的監測更加直觀。

2.2.3 軟件開發功能

目前,大部分呼吸機都具備了軟件接口,廠家還提供各種呼吸機的管理軟件,可進行顯示及存儲記錄各種設置的數據及監測數據[5]。

3 呼吸機的發展趨勢

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

最關鍵的是計算機在呼吸機上應用，微機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，計算機具有自檢系統，可以自我檢查故障，縮短保養和維修的時間。而且電子計算機的應用大大提高了機械運轉的靈活性、可靠性和智能性并使呼吸機的小型化成為可能。

未來的呼吸機將絕大多數用微機控制，各種性能更完善，操作更直觀，實現了人機對話。現在的呼吸機本身并不能改善換氣功能，這將是未來呼吸機發展的趨勢。開發更為實用，且多樣化的功能，人性化的操作使用將是未來呼吸機發展的趨勢。

4 小結

現在的呼吸機，適應范圍廣，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，解決了機械通氣和人機對抗的問題；自動容量功能，保證以最低的壓力輸送需要的潮氣量，解決了人機對抗問題。且監測全面，能夠監測容量、壓力、頻率、流速和通氣情況。脫機功能卓越，BIPAP通氣和脫機模式，在任何時候都給予病人充分的呼吸自由，不僅減少了鎮靜劑的使用和通氣創傷的發生，還增加了病人自動產生自主呼吸的能力。界面功能強大，可選擇的趨勢圖，呼吸環，測量數值，呼吸曲線，記錄本都能在呼吸機那寬大的顯示屏上顯示出來，功能強大的觸摸屏將高度靈活的操作和按鍵以及旋鈕功能結合在了一起，操作簡易方便。

[1]葛斌,胡兆燕.呼吸機知識講座[J].中國醫療器械信息,2003,(5):1-3.

[2]葛斌.人體機能代替裝置[M].北京：科學出版社，2007:1-3.

[3]負基民,喬忠強,曹銳.呼吸機機械通氣概述及應用[J].醫療衛生裝備,2005,(5).

[4]呂鵬,陳廣飛.基于PC104呼吸機檢測儀的研制[J].中國醫學裝備,2005,2(12):27-28.

[5]靳樂榮，靳建雯.國外呼吸機進展[J].中國醫療器械雜志,1995(1).

[6]席濤,楊國勝,湯池.呼吸信號檢測技術的研究進展[J].醫療衛生裝備,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- ),本科學歷，副主任醫師、主任。解放軍第三醫院醫學工程科，主要從事醫療設備采購和管理工作。

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

①解放軍第三醫院醫學工程科 陜西 寶雞 721004