呼吸机的发展现状及趋势

戴 捷王 博苏 磊冯璐琼

呼吸机的发展现状及趋势

戴 捷①王 博①苏 磊①冯璐琼①

呼吸机是临床抢救和治疗各种原因引起的急慢性呼吸衰减或呼吸功能不全的不可缺少的重要工具。它主要用于帮助病人提高肺通气量，以解除病人缺氧和二氧化碳在病人体内的滞留，改善病人的换气功能。它对提高医疗技术水平，造福患者，必将产生积极的影响。

呼吸机；通气模式

1 呼吸机的作用及原理、构成

1.1 呼吸机的临床作用

呼吸机治疗的目的主要为:

（1）维持适当的通气量，使肺泡通气量满足机体需要；

（2）改善气体交换功能，维持有效的气体交换，纠正低氧血症及急性呼吸性酸中毒等；

（3）减少呼吸肌的作功，恢复呼吸肌疲劳，减轻呼吸窘迫，降低呼吸氧耗；

（4）改变压力容积关系，防止或逆转肺不张，改善肺的顺应性，防止肺的进一步损伤；

（5）肺内雾化吸入治疗；（6）促进肺或气道的愈合；（7）预防性机械通气用于开胸术后或败血症、休克、严重创伤情况下的呼吸衰竭预防性治疗[2]。

1.2 呼吸机的原理（如图1所示）

肺的吸气功能是在呼吸肌收缩时，胸廓容积扩大，肺泡膨胀形成负压，从外界吸入空气；呼吸肌放松时，肺泡因弹性收缩，使肺内压增大，向外呼出气体。呼吸气流是由肺泡和大气压之间的压力差形成的。呼吸机的基本原理就是用机械的方法在肺泡和大气间建立压力差，实现强制的人工呼吸过程[2]。

1.3 呼吸机的分类

呼吸机可按其工作方式、切换方式、应用范围及结构特点等分为4类。

1.3.1 工作方式

（1）气动式：如3MBird呼吸机；

（2）电动式：如上海产SC系列呼吸机；

图1 呼吸机工作示意图

（3）电控气动式：目前绝大多数呼吸机均采用此方式。

1.3.2 切换方式

（1）时间切换；（2）容量切换；（3）压力切换；（4）流速切换。

1.3.3 应用范围

（1）小儿呼吸机：适用于15kg以下的婴幼儿,如BirdVIP、DragerBabylog8000型呼吸机；

（2）成人呼吸机：适用于15kg以上的儿童及成人,如Bear1000、Bird6400型呼吸机；

（3）成人婴幼儿通用呼吸机；

（4）麻醉呼吸机：适用于外科手术麻醉时应用,如SIEMENS710型呼吸机。治疗呼吸机、急救呼吸机、高频喷射呼吸机等。

1.3.4 结构特点

第1代源于19～20世纪中叶,结构和功能均较简单,如铁肺、胸甲呼吸机和压差室呼吸机。

第2代上世纪60年代后,电子技术开始渗入呼吸机,使其有了较好的同步功能、通气方式及报警功能,如纽邦E-100型呼吸机等。

第3代上世纪80年代后,尤其是进入90年代以来,计算机技术的应用使呼吸机的性能得到进一步的完善,使之具备了全面的报警功能及各种监测和显示系统,如SIEMENS300、Bird8400、Bear1000、DragerEvita2等呼吸机[1-3]。

2 呼吸机国内外发展现状

2.1 国内呼吸机的现状

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。直到20世纪90年代中末期开始，国产呼吸机的开发力度才有所加大，质量得到了普遍提高。目前，国产呼吸机在技术上大多数还处于借鉴和模仿国外产品技术，在功能质量方面，尤其是在可靠性上落后于国外发达国家。目前大部分关键元部件还是以“拿来主义”的方式为主。通气模式为常用的基本通气模式，基本上能够满足临床使用要求。

国内的呼吸机主要有北京航天长峰股份有限公司的ACM803呼吸机、浙江绍兴三五仪表厂的KTH型系列呼吸机、扬州市宁泰医疗设备厂的HVJ型系列呼吸机、江苏凯泰医疗设备有限公司的HVJ-880C呼吸机、由南昌飞机制造公司飞机设计研究所研制的XHC-IA型程控双向喷射呼吸机和XHY-IA型仙鹤牌应急喷射呼吸机、江西特力麻醉呼吸设备有限公司的TPR-4000电脑多功能呼吸机、上海医疗器械厂的SC型系列呼吸机，以及山东淄博科创电子有限公司的KCH606型系列呼吸机。

虽然国内呼吸机从诞生到现在已经有了很大的发展，但是目前还存在一些不足之处，具体有以下几点：

（1）都是在消化吸收国外先进呼吸机的基础上，结合我国国情设计生产的一系列高、中、低档呼吸机，然而高档呼吸机很少；

（2）基本功能齐全，操作简单明了，但特殊功能很少甚至没有[3]。

2.2 国外呼吸机的现状

世界呼吸机专业厂商主要有美国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、法国Taema公司、德国的Drager公司等。

近年来,呼吸机制造厂家为了更加适应临床医疗的需要,对呼吸机的内部结构、通气方式等方面进行了大量的改进,使之性能更加完善,更加安全可靠。

2.2.1 加强微机作用

10年前的呼吸机多采用单片机控制，而目前几乎已完全用微机替代。新型呼吸机都设有自检验、自校正、报警参数实时显示、通气流量及压力波形显示、多参数自动报警等功能。由于系统增强功能的改进，基本上只需要升级或新软件。因此，呼吸机技术今后将有更迅速的发展。

2.2.2 监测及显示功能

现代的呼吸机已具备了对大量呼吸参数进行监测及显示的功能，如对潮气量、呼吸频率、通气量、吸呼比、氧浓度、温度、呼吸波形的监测及显示，从而使功能的监测更加直观。

2.2.3 软件开发功能

目前,大部分呼吸机都具备了软件接口,厂家还提供各种呼吸机的管理软件,可进行显示及存储记录各种设置的数据及监测数据[5]。

3 呼吸机的发展趋势

近20年来，呼吸机的发展非常迅速，临床应用日趋广泛，呼吸机的发展将朝着更好的完成通气效果、令病人更舒适、更可靠的方向发展。

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。而且电子计算机的应用大大提高了机械运转的灵活性、可靠性和智能性并使呼吸机的小型化成为可能。

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，实现了人机对话。现在的呼吸机本身并不能改善换气功能，这将是未来呼吸机发展的趋势。开发更为实用，且多样化的功能，人性化的操作使用将是未来呼吸机发展的趋势。

4 小结

现在的呼吸机，适应范围广，成人、儿童、新生儿都可使用。具有最全面的通气模式，全程支持患者的自主呼吸。双水平气道正压，解决了机械通气和人机对抗的问题；自动容量功能，保证以最低的压力输送需要的潮气量，解决了人机对抗问题。且监测全面，能够监测容量、压力、频率、流速和通气情况。脱机功能卓越，BIPAP通气和脱机模式，在任何时候都给予病人充分的呼吸自由，不仅减少了镇静剂的使用和通气创伤的发生，还增加了病人自动产生自主呼吸的能力。界面功能强大，可选择的趋势图，呼吸环，测量数值，呼吸曲线，记录本都能在呼吸机那宽大的显示屏上显示出来，功能强大的触摸屏将高度灵活的操作和按键以及旋钮功能结合在了一起，操作简易方便。

[1]葛斌,胡兆燕.呼吸机知识讲座[J].中国医疗器械信息,2003,(5):1-3.

[2]葛斌.人体机能代替装置[M].北京：科学出版社，2007:1-3.

[3]负基民,乔忠强,曹锐.呼吸机机械通气概述及应用[J].医疗卫生装备,2005,(5).

[4]吕鹏,陈广飞.基于PC104呼吸机检测仪的研制[J].中国医学装备,2005,2(12):27-28.

[5]靳乐荣，靳建雯.国外呼吸机进展[J].中国医疗器械杂志,1995(1).

[6]席涛,杨国胜,汤池.呼吸信号检测技术的研究进展[J].医疗卫生装备,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- ),本科学历，副主任医师、主任。解放军第三医院医学工程科，主要从事医疗设备采购和管理工作。

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

①解放军第三医院医学工程科 陕西 宝鸡 721004