智能呼吸機屬于醫療器械技術，用于各種原因所致的呼吸衰竭、大手術期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復蘇等。

　　智能呼吸機簡介：

　　在現代臨床醫學中，智能呼吸機作為一項能人工替代自主通氣功能的有效手段，已普遍用于各種原因所致的呼吸衰竭、大手術期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復蘇中，在現代醫學領域內占有十分重要的位置。呼吸機是一種能夠起到預防和治療呼吸衰竭，減少并發癥，挽救及延長病人生命的至關重要的醫療設備。

 

　　智能呼吸機主要機械通氣模式：

　　2.1間隙性正壓通氣(IPPV)：在吸氣相是正壓，呼氣相壓力為零。(1)工作原理：呼吸機在吸氣相產生正壓，將氣體壓入肺內，壓力上升到一 定的水平或吸入的容量達到一定的水平后，呼吸機停止供氣，呼氣閥打開，病人的胸廓和肺被動性萎陷，產生呼氣。(2)臨床應用：各種以通氣功能為主的呼吸衰病人，如COPD等。

　　2.2間隙性正、負壓通氣(IPNPV)：吸氣相為正壓，呼氣相為負壓。(1)工作原理：呼吸機在吸氣相和呼氣相均可以起作用。(2)臨床應用：呼氣相負壓可以造成肺泡萎陷，造成醫源性肺不張。

　　2.3持續正壓氣道通氣(CPAP)：指病人在有自主呼吸的條件下，整個 呼吸周期內，均為人為的加以一定的氣道內正壓。(1)工作原理：吸氣相給予持續正壓氣流，呼氣相也給予一定的阻力，使吸、 呼氣相的氣道壓均高于大氣壓。(2)優點：吸氣時持續的正壓氣流大于吸氣氣流，使病人的吸氣省力，增加 FRC，防止氣道及肺泡萎陷。可以用于脫機前的鍛煉。(3)缺點：對循環干擾大，肺組織的氣壓傷大。

　　2.4間隙性指令通氣和同步間隙性指令通氣(IMV/SIMV)(1)IMV：沒有同步裝置，呼吸機供氣不需要病人的自主呼吸觸發，每次供 氣在呼吸周期中出現的時間不恒定。(2)SIMV：有同步裝置，呼吸機在每分鐘內按照事先設計的呼吸參數給病人 指令性呼吸，病人可以有自主呼吸，不受呼吸機的影響。(3)優點：在脫機中發揮自身調節呼吸的能力;較IPPV對循環和肺的影響小; 在一定程度上減少了震靜藥的使用。(4)應用：一般于脫機時才考慮使用，當R<5次/分時，仍舊保持較好的氧合 狀態，可以考慮脫機，一般加用PSV，避免呼吸肌疲勞。

　　2.5指令每分鐘通氣(MMV)(1)當自主呼吸>預設分鐘通氣量時，呼吸機不指令通氣，，只提供一個持 續正壓。(2)當自主呼吸<預設分鐘通氣量，呼吸機作指令通氣，增加分鐘通氣量， 達到預設水平。

　　2.6壓力支持通氣(PSV)(1)定義：在有自主呼吸的前提條件下，每次吸氣多接受一定水平的壓力支 持，增加病人的吸氣深度和吸如氣體量。(2)工作原理：吸氣壓力隨病人的吸氣動作開始，隨吸氣流速減少到一定程 度或病人有努力呼氣而結束。與IPPV相比其支持的壓力恒定，受吸氣流速的反饋調節;與SIMV相比其每次吸氣均可以得到壓力支持，但支持的水平可隨需要不同而可設定。(3)應用：SIMV+PSV：用于脫機前的準備，可減少呼吸作工和氧耗量 (4)適應癥：鍛煉呼吸機;脫機前的準備;各種原因所致呼吸機無力;嚴重 的連枷胸致反常呼吸。(5)注意事項：一般不單獨使用，會產生通氣不足或過度通氣。

　　2.7容量支持通氣(VSV)：每次呼吸均由病人的自主呼吸觸發，病人 也可以不要任何支持進行呼吸，并能達到預計的TV和MV水平，呼吸機將會允許病人進行真正的自主呼吸，同樣適用于脫機前的準備。

　　2.8壓力調節的容量控制

　　2.9雙相或雙水平正壓通氣(1)工作原理：P1相當于吸氣壓力，P2相當于呼吸壓力，T1相當于吸氣時間， T2相當于呼氣時間。(2)臨床應用： a、當P1=吸氣壓力，T1=吸氣時間，P2=0或PEEP，T2=呼氣時間，相 當與IPPV。 b、當P1=PEEP，T1=無窮大，P2=0，T2=O，相當于CPAP。C、當P1=吸氣壓力，T1=吸氣時間，P2-0或PEEP，T2=期望的控制呼 吸周期，相當于SIMV。

　　智能呼吸機功能：

　　3.1吸氣末屏氣

　　3.11在吸氣結束后與呼氣開始前，呼吸機不供氣，呼氣閥繼續關閉一段時間，以保持肺內壓力 在一定的水平;

　　3.12臨床應用：a、延長了吸氣時間，有利于氣體的分布。 b、有利于氣體的彌散 C、有利于霧化吸入的藥物在肺內的分布和彌散 。

　　3.13可加重心臟的負擔。

　　3.2呼氣末正壓通氣

　　3.21在呼氣末，氣道壓力并不降未0，仍舊保持一定的正壓水平。

　　3.22臨床應用：適用于肺內分流所致的低氧血癥，如ARDS ;

　　3.3 PEEP糾正ARDS的機制

　　3.31減少肺泡的萎陷，減少肺內分流，糾正了肺內分流所致的低氧血癥;

　　3.32減少肺泡的萎陷，增加FRC，有利于肺泡-毛細血管兩側氣體的 充分交換;

　　3.33肺泡壓升高，使肺泡-動脈氧分壓升高，有利于氧向毛細血管 彌散，肺泡始終處于膨脹狀態，能增加肺泡的彌散面積;

　　3.34肺泡的充氣增加，能使肺的順應性增加，還可以減少呼吸作功。

　　3.4 PEEP的主要付作用

　　3.41對血流動力學的影響;

　　3.42對肺組織的氣壓傷;

　　3.43能夠壓迫肺毛細血管。使肺血流量減少，可能增加無效通氣;

　　3.44可減少肺泡表面活性物質。

　　3.5最佳PEEP的選擇

　　保持FiO2<60%的前提下，能使PaO2》60mmHg的最低 PEEP水平。

　　3.6內原性PEEP

　　3.61由于呼氣時間太短或呼吸阻力過高，導致肺泡內氣體滯留， 能使肺泡壓在整個呼氣周期均保持正壓，相當于PEEP的作用，可以由疾病造成，也可以由應用呼吸機人為的造成。

　　3.62呼氣延長和呼氣末屏氣：適用于COPD伴二氧化碳滯留的病人;

　　3.63嘆息：每50-100次呼吸周期中有1-3次相當于1.5倍-2倍的潮氣 量的深吸氣，為了使易于萎陷的肺底部的肺泡定時膨脹，改善這些部位的氣體交換，防止肺不張;

　　3.64反比通氣(IRV) 優點：延長吸氣時間，有利于氣體的彌散和分布，有利于糾正缺氧;缺點：對循環干擾大，對肺組織的氣壓傷大。

　　智能呼吸機技術參考：

　　同步霧化吸入時間：1-60分鐘;

　　高壓時間同步(T High sync)：0-50%;

　　低壓時間同步(T Low sync)：0-50%;

　　高壓時間壓力支持(T High psv)：關/開;

　　高壓：5-120cmH(2下標)O;

　　低壓：關，2-60cmH(2下標)O;

　　低分鐘通氣量：關，0-99.9L;

　　高呼吸頻率：關，3-150bpm;

　　救命通氣起動時間：10-60秒;

　　救命通氣呼吸頻率：最低12bpm;

　　低氧氣輸入壓力：38psig(2.62bar);

　　高氧氣輸入壓力：85psig(6.0bar);

　　呼吸機不工作：紅色指示;

　　報警沉默：60秒;

　　報警聲響：65-85dba at 1米

　　智能呼吸機解決方案：

　　該智能呼吸機 包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設有流量計和傳感器，所述的電路中設有電源板，其還包括微電腦電子控制板和生命體征傳感器，該微電腦電子 控制板設于所述的電路中，該微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體征傳感器分別通信連接。該智能呼吸機的通氣方法包括如下步驟：微電 腦電子控制板通過生命體征傳感器采集人體體征參數的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報警裝置，從而實現對病人進行氧濃度的智能調節以及發出警報 進行急救處理。本發明可實現智能控制，從而實現對氧濃度進行“按需適時”調節而不改變潮氣量。

　　呼吸機智能的操作步驟：

　　6.1智能檢測的重要性呼吸機在各大醫院臨床急救中是最關鍵的設備之一，在現代化醫院設備中占有重要的位置。但由于呼吸機屬搶救設備，有其自身的特殊因素，往往是臨床最容易出現問題、使用難度大的設備之一，因此呼吸機的日常維護就顯得格外重要。在沒有相應檢測設備的情況之下，充分發揮呼吸機自身的智能檢測(自檢)就顯得格外重要，以次初步判定呼吸機是否處于正常工作狀態，及時發現問題，以確保呼吸機始終處于最佳性能狀態。

　　6.2智能檢測的重要性

　　呼吸機在各大醫院臨床急救中是最關鍵的設備之一，在現代化醫院設備中占有重要的位置。但由于呼吸機屬搶救設備，有其自身的特殊因素，往往是臨床最容易出現問題、使用難度大的設備之一，因此呼吸機的日常維護就顯得格外重要。在沒有相應檢測設備的情況之下，充分發揮呼吸機自身的智能檢測(自檢)就顯得格外重要，以次初步判定呼吸機是否處于正常工作狀態，及時發現問題，以確保呼吸機始終處于最佳性能狀態。

　　6.3智能檢測的差異性

　　現常用的呼吸機系列主要有以下四種：美國Puritan—Bennett(簡稱PB)、紐邦(New Port)，德國西門子(SIEMENS)、德爾格(Drager)。這幾種機型的智能化程度各不同，設置、檢測、計量允許誤差大小各異，因而在智能檢測(自檢)時的性能測試亦存在差異。有的很簡單，只要觀察面板指示燈開機時都能亮，過幾分鐘不需進行任何人為操作即能通過(如紐邦、德爾格等)，而有的則較為復雜，較為復雜，較為費時，需經過一定的操作才能完成(如PB、西門子等)。

　　6.4智能檢測的步驟

　　不同類型、不同檔次的呼吸機其自檢過程各不同，有的較為簡單易行，有的則較為復雜費時，以PB840呼吸機的自檢為例簡述其操作過程及注意事項。PB840呼吸機的自檢主要有3種：POST(Power On Self Test)上電自檢、SST(Short Self Test);快速自檢、EST(Extended Self Test)完整自檢。

　　呼吸機的發展應用現狀：

　　7.1呼吸機微機化程度 呼吸機微機化程度決定呼吸機的檔次，表現在： (1)開機后有自檢功能。 (2)發生故障時有屏幕提示，便于維修。 (3)完善的報警功能，如氧供，氣體供應，分鐘通氣量，壓力上限，壓力下限，呼吸頻率，潮氣量，窒息通氣，背景通氣設置，機器斷開，漏氣及漏氣量，流量傳感器，工作狀態，氧流量等諸多環節確保機械通氣過程安全，臨床醫生可根據病人狀態調整參數設定的報警范圍。 (4)其他特殊功能，包括吸痰功能，霧化功能，屏氣功能(包括吸氣和呼氣屏氣，滿足照胸片需要)，鎖機功能(防止通氣參數被任意改動)。

　　7.2通氣機的監護功能 通氣機的監護功能是決定呼吸機檔次的關鍵環節之一。完善的呼吸機監護功能是實現呼吸機適合患者肺臟病理生理改變的重要前提，不僅要顯示常規通氣及肺機械參數數值，如VTe，VT，R，c，f，氣道溫度，Fio2，Pp阻k，P ，Pn一，VA，VAleak，I：E而且能進 一步顯示： (1)壓力一時間，容量一時間，流速一時間曲線可單一或同時在一個屏幕上顯示。 (2)spo2，ETCO2并計算VD/VTe，co2產量。 (3)監測Paw—V，V—Flow，Flow—Paw，V—co2，Ptrach—V，Flow—Ptrach等曲線環的描記。 (4)趨勢回顧(24—48小時)。 (5)logbook即通氣機應用事件設定值的回顧。 (6)定標功能，包括co2，Flow，o2的定標。 (7)通氣及各種功能的設置：音量的大小，屏幕顯示不同組合，任意通氣方式選擇(10余種常用方式)，多種語音設定等等。 (8)通氣機允許用戶用低流速法描記P—V曲線[1,2,3 J，以進一步了解患者肺靜態順應性(c)，阻力(R)及內源性PEEP(PEEPi)。進而為較好的調整通氣參數提供依據，通過曲線描記可計算上下拐點，復張量，并可與計算機聯機打印記錄。 (9)呼吸機整合其他裝置(呼吸力學監護儀“Bi— core”)增強了在通氣過程中單用呼吸參數不能了解問題的解決，如呼吸力學監護，放置食管壓，胃內壓監測以了解跨肺壓，跨膈壓及動態auto—PEEP可進一步闡明呼吸力學狀況，為臨床專業醫師提供科研空間。 (10)經過多年來的臨床實踐，國外呼吸機廠家及時整合一些有用的參數如RVR，MIP，Po.1， PlP，au柵P放入到監測系統中來_4J，為臨床醫生設置的調整及脫機提供依據。近年來自動化的脫機模式悄然升起_5. 5，通氣機又整合了患者的重要參數、體重及理想通氣參數、BGA，提高了機械通氣的水平，縮短了帶機時間。總之，呼吸機的微機化，網絡化，提供了機械通氣的科研平臺，促進了機械通氣應用水平的發展。

　　7.3通氣機模式的發展是呼吸機檔次水平的重要體現不管通氣機是容量控制還是壓力控制，均在不同程度上導致通氣機相關性肺損傷(Ventilator—inducedLung Inj~y VILI)E3]，近年來，國外在這方面作了很多基礎和臨床研究，在原有IPPV、IMV、SIMV、PSV等基礎上作了重大的改革，很多研究表明壓力的自主模式能很好的實現非保護策略，最大限度的減低VILI的發生，進一步拓展呼吸機作為臨床一種治療手段的作用。 (1)當今呼吸機應用從新生兒到成人，僅需更換濕化器及管路;機械通氣從無創至有創，無創通氣有較強的漏氣補償。 (2)在容量控制通氣模式增加Autoflow(自主氣流)或flow—by更增加患者的自主性，降低氣道壓，增加患者舒適度，克服了容量通氣模式的缺點。 (3)呼吸機送氣反應時間(30—40ms)，送氣波形(方波一恒流，減速波)，觸發靈敏度是流速觸發可調，棄用壓力觸發，PSV模式的呼氣敏感度(Es.end)可調。在呼吸機監護下，臨床醫生很容易調整患者的Esem，由此解決人機相互作用方式能最大限度的減少對心肺功能的干擾及VILI的發生。 (4)國際上的臨床實踐進一步證實壓力通氣方式，在維持氣道正壓，減少心肺干擾，改善氧合方面優于容量控制方式，而且最大限度減少VILI的發生。在PCV的基礎上，近年來推出了BiPAP/PS，APRV。 尤其BiPAP通氣模式以其具有壓力控制，人機協調好，萬能通氣模式被諸多呼吸機廠家所采用，命名為：Bilevel，duoPAP等不同名稱。 (5)自主通氣與閉環通氣模式：實驗及臨床應用表明最大限度縮短控制通氣時間，以此最大限度減少VILI的發生，而為縮短帶機時間。很多研究表明，自主呼吸有諸多優點，有利于患者病生理學改變的恢復，對自主呼吸不再是過去簡單的Spon模式，而是一種伺服模式(servo)及閉環通氣模式，其最大優點在于系統內輸出信息可得到精確控制。可在零誤差的前提下迅速達穩態，并能排除各種外源干擾。采用閉環控制原理的機械通氣技術可以使相當簡單的，也可以是較為復雜的。最簡單的閉環控制是根據輸入一個信息，對一個輸出變量進行控制，如PSV。相對復雜的閉環控制則可根據多個輸入信息，對多個輸出變量進行連續調控。雙重控制就是在一次通氣或對每一次通氣時輸出壓力和容積進行同步控制。采用一次通氣內雙重控制原理的通氣技術有容量保障壓力支持通氣(Ⅵ )和壓力擴增(PA)。其通氣目標是在保證最小吸入潮氣量和分鐘通氣量的前提下，減少患者吸氣做功，其他還包括：PRVC，autoflow，VTPC(容量標定壓力控制)，其技術原理是呼吸機隨患者呼吸力學特征變化自動調整吸氣壓和吸氣流速，以保證每一次通氣時vT趨于恒定。呼吸機對每一次通氣均進行負反饋控制。依據閉環通氣控制原理將閉環通氣分為：正反饋通氣(PAV)，負反饋通氣(APV，ASV，PRvC)，呼吸間閉環通氣(MMV，APV，ASV)以及呼吸內閉環通氣(nw)。

　　近20年來，PSVE7,8,9J受到臨床醫生的歡迎，對通氣機依賴患者脫機成功率提高，鑒于PSV是一種恒壓吸氣支持，在低水平Ps，其VT的產生必然經過支持過度，支持相當，支持不足三個階段，該模式存在吸氣延遲與呼氣延遲，應用該模式時，容易發生人機不同步。近年來，很多廠家對呼氣相增加呼氣靈敏度調整(Esens)，大大減少人機不同步的發生，改善臨床應用效果，然而臨床醫生在識別及調節上仍存在很多難點，在波形觀察上不能很好識別。近l0年來，PAV或PPS模式通氣成為當代危重病研究的重點[10,11,12]，該模式依據患者呼吸努力成比例的提供壓力支持解決了PSV通氣中人機不協調，通過了解患者阻力、順應性的變化，或采用目標調節方法調整呼吸機的設定(VA及FA)，通氣機設定壓力過高，容量過高及窒息通氣報警確保該模式使用的安全性，減少通氣機依賴明顯縮短帶機過程。目前國際上有DI.ea 公司，PB公司，偉康公司具有這種模式，PB840 也已采用自動設置方法是該模式的使用更加方便。該種閉環模式正在被臨床醫生認可。 (6)自動導管補償(AT℃)自動導管補償是對建立人工氣道導管不同口徑流速產生的阻力壓進行瞬間補償，不同口徑，不同流速其補償阻力壓亦不同，補償范圍從0- 100%不同。通氣機可以在曲線和波形 上反映出來。ATC的設定便于臨床醫生觀察評價自主呼吸能力，在實施低輔助通氣時容易實現脫機。

　　7.4通氣機的調節 現代呼吸機一改過去多旋鈕單一功能，采用單一旋鈕的調節方式，便于臨床使用。采用數字化調節增加了參數設定的精確性。同時對臨床醫師要求有豐富的理論和實踐經驗，才能使參數設定更符合患者狀況，呼吸機還規定常規參數的安全范圍，超過范圍需確認，增加了機械通氣的安全性。由于呼吸機監測顯示功能增強，對所設定的參數均有明確的顯示，有利于臨床醫師對患者的狀況進行評估，并可通過網絡傳送也便于對機械通氣進行管理指導治療。

　　7.5呼吸機的選購原則 呼吸機是呼吸支持的有用工具，是當今危重癥患者常用的治療手段。呼吸支持好壞直接涉及危重患者的搶救水平。在購置呼吸機時應遵循以下原則： (1)了解呼吸機發展應用現狀，監護，通氣模式決定呼吸機的檔次。 (2)根據醫院規模是綜合ICU還是專科ICU，估計出收治病種，是應用型單位還是醫、教、研大型醫院。 (3)根據應用呼吸機經驗，ICU醫生水平，不要片面購置高檔機，呼吸機與其他醫療器械的發展一樣，更新很快，既要解決臨床問題，又要避免資源浪費。 綜上所述，對插管患者的呼吸機治療是一個復雜的系統工程，即涉及通氣機的檔次更與使用呼吸機醫生的水平，護士的呼吸管理及醫院整體實力(各輔助科室)相關。片面追求高檔機不一定能提高呼吸衰竭搶救成功率。