[推荐]呼吸机的结构和机械通气模式3

 

(一)呼气阀

常见呼气阀有电磁阀、气鼓阀、鱼嘴活瓣(兼有吸气单向阀功能)、电磁比例阀、剪刀阀。电磁阀有两种型式，常见的是动铁型电磁前期，通径一般小于 8mm，通常指的电磁阀就是动铁型阀；另一种是动圈型电磁阀，常称电磁比例阀，电磁部分输出的力与电流有关，与输出部分的位移无关；由于电磁比例阀动作部 分重量比较轻，反应速度比较快，通径可设计得比较大。由于电磁比例阀不是通用件，一般由专业厂专门设计生产，所以价格比较高。电磁阀多用于婴儿呼吸机中， 因为电磁阀结构小、通径小、气阻较大，通过流量不可能很大。气鼓阀的形式很多，采用这种结构的呼吸机也很多。它可以由电磁阀控制，将电磁阀作为先导阀，此 时控制气鼓阀的流量可很小；也可兼有PEEP阀功能。如呼气时使气鼓内压力不是"0"，可使气道内维持PEEP。更为方便的是，可将吸气压力作为控制气鼓 阀的气源，结构变得非常简单，但此时不能兼有PEEP阀功能。

鱼嘴活瓣常在简单型呼吸机中采用，因为它兼有吸气单向阀的功能。电磁比例阀是通过控制线圈中的电流来控制呼气阀的开与关，可作为压力限制阀和 PEEP阀，其反应时间快，性能良好，可开环控制，故十分方便。剪刀阀的结构如剪刀，故称剪刀阀。它除了作开启或关闭的呼气阀以外，亦可控制其呼出流量， 且比其他阀方便。

(二)PEEP阀

PEEP阀是临床上用于治疗急性呼吸窘迫综合征的重要手段，PEEP阀除了上述可由呼气阀兼有外，还有几种阀可以实施PEEP功能。如水封PEEP 阀，把插入水中的深度作为PEEP值，早期的呼吸机是采用此法实施PEEP功能的。较多见的利用弹簧PEEP阀，作为单独的PEEP阀。磁钢式PEEP是 用磁钢吸引力代替弹簧。重锤PEEP阀是利用重锤来限制呼出气的，但改变数值时较麻烦，需要垂直于地面。

(三)呼气单向阀

为了防止重复吸入呼出气或自主吸气时产生同步压力触发，呼吸机都需要呼气单向阀，呼气单向阀大多数由PEEP阀和呼气阀兼任，但有时还必须要装一单向阀，以确保实现上述功能。

六、监测和报警系统

呼吸机能否正常工作或运转，对病人的抢救成功与否至关重要。因此，呼吸机的监测系统越来越受到研制者和临床应用者的重视。

呼吸机监测系统的作用有两个方面，一是监测病人的呼吸状况，二是监测呼吸机的功能状况，两者对增加呼吸机应用的安全性，均具有相当重要的作用。呼吸 机的监测系统包括:压力、流量、吸入氧浓度、呼出气CO2浓度、经皮O2分压、CO2分压、血氧饱和度等。大部分呼吸机不直接带有呼气CO2、血氧饱和度 监测装置，而只作为配件装置附带。呼吸机常配有的监测装置有如下三个方面。

(一)压力监测

主要有平均气道压(Paw)、吸气峰压(Pmax)、吸气平台压(Platen)和PEEP上下限压力报警等，还有低压报警。压力监测的方式是通过 压力传感器实施的，传感器一般连接在病人Y型接口处，称为近端压力监测。也有接在呼吸机的吸气端或呼气端。低压报警主要作为通气量不足、管道脱落时压力下 降时的报警，有些呼吸机用通过低分钟通气量报警来代替，呼吸机一般均设置这两种功能。

高压报警是防止气道压力过高所致的呼吸器官气压伤可能。高压报警有超过压力后报警，兼切换吸气至呼气功能；也有只报警而不切换呼、吸气状态的；使用时应注意。

监测PEEP是将呼气末的压力显示出来，以监测呼吸机的性能。监测Pmax是显示吸气的最高压力，监测Pplateu是显示屏气压力。上述三个压力数据与流量数据结合，可得到吸气阻力、呼气阻力及病人的肺、胸的顺应性测定数据。

(二)流量监测

多功能呼吸机一般在呼气端装有流量传感器，以监测呼出气的潮气量，并比较吸入气的潮气量，以判断机器的使用状态、机械的连接情况和病人的情况。也有的呼吸机应用呼气流量的监测数据来反馈控制呼吸机。

1. 呼出气潮气量 可监测病人实际得到的潮气量。在环路泄漏的定容量通气，特别是定压通气中，有一定的价值。有的呼吸机甚至用此数据馈控吸气压力，还可提供给微电脑计算其顺应性。

2. 呼出气分钟通气量 可通过流量的滤波(即把呼气流量平均，可得到呼出气的分钟通气量)或由潮气量、呼吸时间来计算。前者反应慢，后者反应快；前者可有分立元件实现，后者必须 采用微电脑计算。由于每次呼出气的潮气量与呼吸时间均可能有变化，每次计算出的数据变化较大，一般是将3~6次呼吸平均后作为呼出气的分钟通气量。该数据 可作为控制分钟的指令通气的关键数据，也可作过度通气与通气不足报警，还可作管道导管接头脱落或窒息等报警监测。流量传感器可以安装在病人的Y型接管处， 缺点是增加了一定量的死腔量，优点是可用一个传感器同时监测吸入与呼出气的流量。

3. FIO2监测 一般安装在供气部分，监测呼吸机输出的氧浓度，以保证吸入所需浓度的新鲜空-氧混合气体。监测氧浓度的传感器有两种，一是氧电极，二为氧电池。氧电极需要 一年一次的更换或加液，氧电池为随弃型。它们的共同缺点是，都只能用一年左右，一旦呼吸机的氧电池失效，呼吸机将总是报警，以致呼吸机不能正常使用。

七、呼吸回路

多数呼吸机应用管道呼吸回路，吸气管一端接呼吸机气体输出管，另一端与湿化器相连，有时可接雾化器和温度探头。呼气管一端有气动呼气活瓣，中段有贮水器。呼气管与吸气管由Y型管连接，只有Y形管与病人气管导管或气管切开导管相连处是机械死腔(图76-3)。

图76-3

八、湿化器与雾化器

(一)湿化器

湿化器是对吸入气体的加温和湿化，以使气道内不易产生痰栓和痰痂，并可降低分泌物的粘稠度，促进排痰。较长时间的使用呼吸机时，良好的湿化可预防和减少呼吸道的继发感染，同时还能减少热量和呼吸道水分的消耗。

湿化器大多数是通过湿化罐中的水，使其加温后蒸发，并进入吸入的气体中，最终达到使吸入气加温和湿化的作用。为达到较好的加温和湿化的效果，一般使 吸入气体通过被加温罐中的水面；或增加其湿化面积(如用吸水纸)；也有用"鼓泡型"的方法，即使吸入的气体从加温罐的水中通过，但这种方法现已很少用，因 为水的振动容易引起误动作或误触发等。

最先进的湿化器是采用特制的多孔纤维管道加温，使水在管道壁外循环，并逐渐弥散管道加温，既有湿化的作用(图76-4)，又基本不增加呼吸机的顺应 性，这对婴儿呼吸机十分重要，湿化点可放置在吸入气管口的附近，可使湿化的效果大为改善。有些湿化器为减少气体输送过程中的温度损失和减少积水，在吸入气 的管道口中还安装了加热线。

图76-4

(二)雾化器

雾化器是利用压缩气源作动力进行喷雾，雾化的生理盐水可增加湿化的效果，也可用作某些药物的雾化吸入。雾化器产生的雾滴一般小于5μm，而湿化器产 生的水蒸汽以分子结构存在于气体中；前者的水分子以分子团结构运动，容易沉淀到呼吸道壁 ，不易进入肺的下肺单位，后者的水分子不易携带药物；雾化器容易让病人吸入过量的水分，湿化器不会让病人吸入过量水分，通常还需在呼吸道内滴入适宜的生理 盐水以补充其不足。

在使用雾化器过程中，特别要注意雾化是否增加潮气量。有些呼吸机的雾化器能使潮气量增加，有的可不增加；还要注意有些呼吸机的雾化器是连续喷雾，有些是随病人的吸气而喷雾，使用时宜采用降低通气频率、放慢呼吸节奏的方法，使雾化效果更加完善。

第3节 各类通气模式的意义和产生机制

随着对各种类型呼吸衰竭发病机制，病理生理认识的不断深化，以及呼吸机技术的进步，机械通气模式越来越多。在二十世纪四、五十年代，广泛使用的定压 型呼吸；即呼吸机在吸气相产生气流，进入呼吸道，使肺泡扩张，随着气道压力不断升高，当达到某个预定值时，呼吸机停止送气，开始呼气。该类呼吸机技术上存 在缺陷，不能提供稳定的潮气量，同时因监测技术落后，不能保证稳定的通气。故定压型呼吸机渐被定容型呼吸机取代。定容型呼吸机的特点是吸气时呼吸机产生气 流，送入气道，使肺泡扩张；当预定的潮气量输送完毕，呼吸机停止送气，开始呼气。定容型呼吸机的优点是能够提供稳定的潮气量，保证通气稳定。其缺点是当病 人顺应性下降时，气道压力升高，甚至可产生气压伤。二十世纪八十年代末，由于微电脑技术的应用，压力预置(容量调节)型通气模式随即产生。由于吸气流量的 精确变化，保证预设气道压力得到有效控制。同时因有完善的监测和报警系统，压力预置型通气模式得到广泛的承认。