醫用呼吸機壓力控制通氣模式應用

摘要：微電子技術廣泛應用于各個領域，較好地應用于醫用呼吸機設備之中，使壓力控制通氣模式由壓力轉換改變為壓力-時間復合切換，更好地適合人體生理反應，提高醫用呼吸機的設計和使用性能，促進呼吸控制模式的多樣化深入研究。

關鍵詞：醫用呼吸機;通氣;模式;壓力

醫用呼吸機能夠向肺充氣、吸氣向呼氣轉換、排出肺泡氣、呼氣向吸氣轉換，有效替代、控制或改變人體正常呼吸，增加人體肺通氣量，改善人體的呼吸功能，包括有定壓型呼吸機、定容型呼吸機、定時型呼吸機等主要類型，其原理為：在體外機械的驅動下，氣道口和肺泡間形成壓力差，完成被動吸氣過程;在撤除體外機械之后，胸廓和肺彈性回縮形成被動性正壓力差，完成呼氣過程。本文主要探討醫用呼吸機的壓力-時間復合切換通氣模式，根據實際需要預先設置吸氣期最高氣道壓，吸氣時由呼吸機提供高速流速的恒定通氣，并在呼吸機進行壓力切換時，轉變為減速流通氣狀態，維持氣道的壓力;當呼氣時則打開呼氣閥，幫助病患進行呼氣。

1 醫用呼吸機機械通氣模式過程分析

醫用呼吸機的機械通氣模式主要涵蓋有觸發、控制、切換這三個過程，其中：觸發過程包括病患觸發和機械觸發，病患觸發是指病患自主呼吸時的通道壓力下降狀態下，觸發呼吸機，使病患獲取氣體;機械觸發是通過設置呼吸機呼吸頻率的方式觸發啟動，適用于完全喪失呼吸功能的病患。控制過程通常是采用壓力控制和容量控制的方式，容量控制是預先設置呼吸機的分鐘通氣量、潮氣量和頻率;壓力控制是通過設置氣道壓、頻率的方式，人工調整壓力水平。切換過程主要采用時間切換、壓力切換和容量切換三種方式，其中，時間切換是通過改變呼吸機的整個通氣周期時間來改變呼吸機的頻率;壓力切換是通過調整呼吸機的最大吸氣壓力減輕病患肺部壓力;容量切換要優先保證氣道壓或潮氣量的穩定，當排氣量達到呼吸機預置值時，即停止輸出氣體。

醫用呼吸機的通氣模式主要包括有：（1）控制通氣模式。也即間歇正壓通氣，將呼吸機的潮氣量設置為1015ml/kg，呼吸頻率根據不同生長期進行調節，將呼吸比設置為1∶1.52，氣道壓力峰值通常為1020cm水柱，流速通常為410L/min，可使病患獲得所需的分鐘通氣量。輔助通氣是在病患尚有一定的自主呼吸，采用呼吸機輔助通氣，通常采用流速觸發方式。（2）混合模式。常用模式為間歇強制通氣模式和同步間歇強制通氣模式，其中：間歇強制通氣模式是在一定的預設短暫時間內，呼吸機自動釋放預置的潮氣量。同步間歇強制通氣能夠保證機械通氣與病患自主呼吸的同時性，并實現不間斷的監測，獲悉病患的自主呼吸、通氣機潮氣量和每分鐘通氣量。（3）支持通氣模式。病患具有自主呼吸觸發能力，呼吸機則給予壓力支持和容量支持兩種方式，適用于病患自主呼吸穩定的狀態。（4）自主呼吸通氣模式。包括有持續氣道正壓和雙水平氣道正壓通氣兩種，使每個壓力都能夠獨立進行調節[1]。

2 醫用呼吸機的壓力時間控制通氣模式過程分析

醫用呼吸機的壓力時間控制通氣模式PCV適用于無自主呼吸的病患，通過預置呼吸機的通氣參數，實現對病患的間歇正壓通氣。在采用壓力控制通氣PCV模式下，要預設吸氣最大壓力和吸氣時間，由呼吸機將氣體快速流入病患肺部，當通氣壓力等值于預設氣道壓時，在呼吸機反饋系統控制下減緩氣體的流速，并使壓力值持續到吸氣結束為止，再進入呼氣期。

該通氣模式分為四個階段，即：吸氣期、吸氣末平臺期、呼氣期、呼氣末期。具體包括有：（1）初始狀態。當機械通氣尚未開始時，要預設一定的初始值和相關參數。并進行通氣參數的設置，包括頻率、呼吸比值、吸氣平臺時間、吸氣末正壓、潮氣量等。（2）吸氣期。當進入呼吸期時，通氣閥開啟，呼氣閥關閉，高壓壓縮氣體持續流入病患的彈性肺泡內。（3）吸氣末平臺期。當通氣機進入到平臺期后，通氣閥關閉，停止對病患的氣體供給，通氣管道在固有彈性擴張狀態下逐漸收縮，在壓力差的驅使下，壓力較高的管道殘留氣體流向病患的肺泡，直至氣道壓與肺泡壓相等。這一階段包括有減流通氣期和通氣為零期，是從吸氣轉換為呼氣的切換過程。其中：減流通氣期的氣源關閉，呼吸閥尚未開啟，氣道內肺泡壓力增大，氣道壓力減小，直至兩者壓力相等。通氣為零期是當氣道壓與肺泡壓相等時，呼吸機內壓力差為零，氣體保持靜止的狀態，直至呼氣閥開啟，通氣機進入呼氣期。（4）呼氣期。當通氣機進入呼氣期時，呼氣閥開啟，并克服氣道阻力和呼氣閥阻力，由氣道壓和肺內壓排擠肺泡內的廢氣，使肺泡內壓等值于大氣壓。（5）呼氣末期。該階段的肺泡內壓與氣道壓相等，在沒有附加設置時氣體的肺內壓、潮氣量、氣道壓、速度、流率均為零[2]。

3 小結

綜上所述，醫用呼吸機壓力時間控制通氣模式能夠有效控制氣道壓，具有容量控制、時間控制不可比擬的優勢，要進行呼吸機壓力時間控制通氣模式使用過程的研究，獲悉通氣模式下的各個物理量變化，如：流速、肺內壓、潮氣量、氣道壓等，更好地地進行醫用呼吸機的設計，提高醫用呼吸機的使用性能。

參考文獻：

[1]溫志芳.時間切換機械通氣過程的建模與仿真[D].中北大學，2012.

[2]屈平.醫用呼吸機控制系統設計[D].中北大學，2012.

作者簡介：明少軍（1981），男，漢族，湖北鄂州人，專科，助理工程師，目前從事醫療器械設備的結構設計工作。