呼吸机介绍
呼吸机是当前大型医院必备的抢救设备，是延长病人生命为进一步治疗争取宝贵时间的重要工具。它通过机械装置根据不同的治疗目的，为呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持。随着电子和机械技术水平的不断提高，呼吸机的性能日臻完善，其适用范围也日益扩大和普及。
一、发展历程
现代呼吸机的发展，最早始于1915年哥本哈根的Mol-gaard和Lund，以及1916年，斯德哥尔摩的外科医师Giertz。可惜他们的成就缺乏资料记载，仅见于科学通讯报道。
1934年Frenkner研制出第一台气动限压呼吸机——“Spiropulsator”，它的气源来自钢筒，气体经两只减压阀，产生50cm水柱的压力。呼气时通过平衡器取得足够的气流，吸气时间由开关来控制，气流经吸入管入肺，当内压力升至预计要求时，阀门关闭，呼吸停止。1940年，Frenkner和Crafoord合作，在“Spiropulsator”的基础上进行改进，使之能与环丙烷同时使用，成为第一台麻醉呼吸机。
1942年美国工程师Bennett发明一种采用按需阀的供氧装置，供高空飞行使用。以后由加以改进，于1948年研制成功间歇正压呼吸机TV-2P，以治疗急、慢性呼吸衰竭。1951年瑞典的Engstrom Medical公司生产出第一台定容呼吸机Engstrom100取代了当时的“铁肺”，救治了大量的由流行性小儿麻痹引起的呼吸衰竭病人。许多工程师、医师等投入呼吸机的研究，欧洲各国纷纷生产出代表呼吸机达到10种类型。
50年代开始，由于心脏外科的发展越来越多的医师认识到机械呼吸的优点。1955年Jefferson呼吸机是美国市场上首先使用最广的呼吸机之一。此外，还有Morch、Stephenson、Bennett和鸟牌呼吸机等四种类型。
进入60年代，呼吸机的应用更为广泛，1964年Emerson的术后呼吸机，是一台电动控制呼吸机，呼吸时间能随意调节，是一台电子线路的呼吸机，配备压缩空气泵，各种功能均由电子调节，根本改变过去呼吸机纯属简单的机械运动的时代，而跨入精密的电子时代。
1970年利用射流原理的射流控制的气动呼吸机研制成功，是以气流控制的呼吸机。全部传感器、逻辑元件、放大器和调节功能都是采用射流原理，而无任何活动的部件，但具有与电路相同的效应。
80年代以来计算机技术的迅猛发展，使新一代多功能电脑型呼吸机具备了以往不可能实现的功能，如监测、报警、记录等。进入90年代，呼吸机不断向智能化发展，计算机技术的应用使呼吸机的性能更臻完善。
我国呼吸机的研制起步较晚，1958年在上海制成钟罩式正负压呼吸机。1971年制成电动时间切换定容呼吸机。
二、发展趋势
近20年来，呼吸机的发展非常迅速，临床应用日趋广泛，已经积累了不少经验，有关呼吸机对人体的影响也有了更多的了解，同时也发现了一些亟待解决的问题，临床上也提出了一些新的要求，正是这些问题和要求促进了呼吸机的发展。
为了满足这些要求，目前新一代的呼吸机的性能较以往有了很大的改善。如在呼气、吸气转换上，高档机均有两种以上的切换方式；在通气上力求使病人更舒适，减少病人的呼吸功，触发的敏感度越来越高；而最关键的是计算机在呼吸机上应用，微机替代电子控制不但减低了成本，而且误差小，操作更直观、方便，计算机具有自检系统，可以自我检查故障，缩短保养和维修的时间。
可以预测，未来的呼吸机将绝大多数用微机控制，各种性能更完善，操作更直观，实现确实的人机对话。现在的呼吸机本身并不能改善换气功能，这将是未来留给人们的一个重要课题。
三、呼吸机的分类
（一）按照压力方式及作用
（1）体外式负压呼吸机：如早期的铁肺、胸盔式呼吸机等；
（2）直接作用于气道的正压呼吸机：现代呼吸机均为此种类型。
（二）按照动力来源
（1）气动呼吸机；
（2）电动呼吸机；
（3）电控、气动呼吸机。
（三）按照吸气向呼气的切换方式
（1）压力切换型；
（2）容积切换型；
（3）时间切换型；
（4）流速切换型；
（5）联合切换型。
（四）按通气频率的高低
（1）常规频率呼吸机：目前常用的呼吸机多为此种类型；
（2）高频喷射呼吸机：可控制频率在1～20Hz；
（3）高频震荡呼吸机：频率在50Hz以上。
（五）按应用对象
（1）成人呼吸机；
（2）小儿呼吸机；
（3）成人－小儿兼用呼吸机。
（六）按呼气向吸气转化的方式
（1）控制型；
（2）辅助型或同步型；
（3）混合型多功能呼吸机。
（七）按呼吸机的复杂程度
（1）简易呼吸机：早期的呼吸机及应急用呼吸机多为此种类型；
（2）多功能呼吸机；
（3）麻醉用呼吸机；
（4）智能化呼吸机。
（八）按驱动气体回路
（1）直接驱动呼吸机（单回路）；
（2）间接驱动呼吸机（双回路）。
四、呼吸机的功能
呼吸机是一个肺通气装置（Lungventilator），因为它只能起到将气体送到肺内和排出肺外的作用，而并没有参与呼吸的全过程，它并不能代替肺的全部功能（指换气功能）。所以有人认为将其称之为通气机更为确切，我们所谈到的呼吸机的功能实际上是指它的通气功能。
呼吸机的功能可分为几大类：主要功能、次要功能、特殊功能、辅助功能。
（一）主要功能
（1）调节通气气压或通气容积：定压型呼吸机优先设定压力，通气量决定于通气压力的大小，而定容型呼吸机优先设定通气量，通气压力的大小决定于通气量的大小。现在较高档的多功能呼吸机两种功能兼而有之，但因定压型呼吸机在机械通气时，气道内压力保持恒定，而其通气量与肺顺应性成正比，当呼吸道有分泌物或气道痉挛致阻力增大，以及肺有实变或纤维增生顺应性不良时，其通气量不够恒定，掌握比较困难，现已逐步被淘汰。
（2）调节呼吸频率或呼吸周期：大多数呼吸机可直接设定通气频率，但也有的呼吸机则通过设定通气周期来达到改变通气频率的目的。通气周期指完成一次吸气、呼气加静止期所需要的时间总和，如设定通气周期为3s，则每分钟呼吸频率为20次。目前有些高档呼吸机的呼吸频率可以调节得很快，达100～3000次/min，远远高于人的正常呼吸频率，这种功能可以应付一些特殊情况，如气管插管困难、做支气管镜检查、人工气道严重漏气、肺叶切除术后及气胸病人等。
（3）调节吸/呼比值：机械通气时的吸/呼比值取决于三个因素，即通气频率、通气容积（或压力）、吸气流速，在设定通气频率及通气容积的前提下，可通过调节吸气流速来改变吸/呼比值。比较特殊的例子象反比通气（IRV），即吸气时间长于呼气时间，它适用于肺硬化或纤维化病人。
（4）调节辅助通气的灵敏度：敏感度的高低通常取决于吸气时回路中负压的大小，所以设定的负压越大则敏感度越低，反之则越高。成人辅助通气的敏感度应0～－3cm水柱之间进行调节。
（二）次要功能
（1）调节吸入气体中的氧浓度：用空气中氧混合器将100％的纯氧和压缩空气进行混合，可将吸入氧浓度调至21～100％，该装置所调的氧浓度恒定，多用于间接驱动呼吸机；而直接驱动呼吸机多用文丘里装置，即用纯氧射流的速度，将周围的空气吸入，以降低氧浓度，但所调的氧浓度不恒定，必须有氧浓度的直接监测手段，以防氧中毒。
（2）对吸入气体进行加湿、加温：大多数的呼吸机采用热湿化器将水加温后产生蒸汽，混进吸入气中，混入吸入气体中，同时起到加温加热的作用，一般调节温度为32～35℃。但也有的呼吸机不具备加温功能。
（三）特殊功能
（1）呼气末正压（PEEP）：此功能可对小气道及肺泡起到顶托作用，使内压在呼气末仍保持在高于大气压的水平，防止小气道及肺泡的萎陷，并能使功能残气量增加，肺顺应性增加，从而改善了肺的弥漫功能。多用于ARDS（急性呼吸窘迫综合症）患者及肺不张患者。
（2）持续气道正压（CPAP）：其作用与PEEP相似，可防止和逆转小气道的闭合及肺泡萎陷，使胸内压增加，吸气省力，自觉舒服。
（3）压力支持（PSV）：这是一种辅助通气压力功能，即患者先触发通气，呼吸机在呼气时给患者一定水平的正压支持，以减少患者吸气时的作功，有利于呼吸肌功能的恢复，患者易于接受。可使呼吸频率减慢，是撤离呼吸机的一种手段。
（4）叹息功能（SIGH）：此功能仅用于长时间间歇正压通气（IPPV）时，可使肺泡充分扩张，但容易造成气压伤，对有肺大泡的患者应慎用。
（5）间歇强制通气（IMV）和同步间歇强制通气（SIMV）：可以使自主呼吸和IPPV有机结合，保证病人的有效通气量，呼衰早期病人易于接受SIMV，无人机对抗。和CPAP同用，治疗ARDS。这两项功能一般用于自主呼吸较好的患者，多用于脱机之前。
（6）分钟指令性通气（MMV）：该功能保证每分钟通气量，如自主通气量低于设定指，不足部分则由呼吸机自动补给，如自主通气量大于设定值或等于设定值，则呼吸机自动停止气体供给。最适用于自主呼吸不稳定的患者。
（7）呼吸机代替通气（BUV）：呼吸机运转时，如其自检系统发现系统性错误或呼吸机电源电压低于额定电压的90％即会自动转为BUV。呼吸机替代通气条件由呼吸机厂方预先设定，在转为呼吸机替代通气时，呼吸机自动按所设定的条件进行通气。
（8）分隔肺通气（DLV、ILV）：用双腔插管将两肺分隔开，给予不同形式的通气，称为分隔肺通气。主要用于一侧肺有严重肺大泡或肺脓疡患者，而另一侧肺正常的病人，也多用于开胸手术中。
（9）双水平气道正压通气（BiPAP）：分别调节两个压力水平和时间，两个压力均为压力控制，气流速度可变。这是一种较新的通气方式，开发的前景较大。
（10）安全活瓣打开（SVO）：当电源中断或呼吸机发现严重错误时，安全活瓣自动打开，病人仍可呼吸空气。
（四）辅助功能
（1）监测功能：现代呼吸机有较完备的监测功能，除进行呼吸机频率、潮气量、气道压力等呼吸机基本通气功能监测外，还可以进行血氧饱和度、气道阻力、肺顺应性以及肺活量等方面的监测。使医务人员能比较及时地掌握呼吸机的工作状况和病人的病情变化。
（2）报警功能：多功能呼吸机采用光学与声学相结合的方法进行报警，报警的内容一般包括电源、气源状况，呼吸频率，潮气量；气道压力，温度、呼/吸比值等。
（3）记录功能：高档多功能呼吸机还具有记录功能，可直接与打印机连接，能回顾并打印过去12h内机械通气的重要参数、波形、趋势图及图表等，并可与监护系统相联以储存显示并记录临床资料。
