呼吸机原理和结构

呼吸机是实施机械通气的工具,临床上已广泛应用于麻醉和 ICU 中,改 善病人的氧合和通气,减少呼吸作功,支持呼吸和循环功能,以及进行 呼吸衰竭的治疗,早在 1796 年,Herholar 和 Rafn 专题报道了应用人工 呼吸方法使溺水患者获救,1929 年 Drinker 和 Shaw 研制成功自动铁 肺。直到第二次世界大战前后才逐渐了解了机械通气的原理，并用于 心胸外科手术后呼吸支持。1952 年斯堪的纳维亚半岛脊髓灰质炎流 行，在 4 个多月内哥本哈根医院收治了 2722 例，其中 315 例需用呼 吸支持，Ibson 强调呼吸支持和气道管理，总死亡率从 87%降到 30%。 从此人们认识到机械通气的重要性。 各种类型的呼吸机逐渐诞 生，曾先后有三十多家厂商研制和生产过数百种类型的呼吸机，尤其 是近年来，随着微电脑技术在呼吸机领域中的应用，使呼吸机技术得 到迅速发展，性能渐趋完善。

目前，呼吸机的种类和型号繁多，使用方法各异。但无论呼吸机 产品种类和型号如何改进或更新，原理和结构大致相同。了解呼吸机 的基本结构有助于合理地应用呼吸机， 并及时发现呼吸机使用过程中 出现的问题，以便及时处理，使机器故障给病人造成的危害降至最低 水平。

第 1 节 呼吸机的分类

一、按控制方式分类

(一)电动电控型呼吸机

驱动和参数调节均由电源控制，如 SC5 及 EV800 电动电控呼吸机 等，其吸入氧浓度(FIO2)由氧流量调节，缺少精确数字显示，最好另 装氧浓度分析仪。

(二)气动气控型呼吸机

需 4kg/cm2 以上氧源和空气源，由逻辑元件控制和调节呼吸机参 数。

(三)气动电控型呼吸机

是多数现代化呼吸机的驱动和调节方式，如 Evita、Servo900C、 Bennett7200、Adult star、鸟牌 8400 及纽邦 E-200 等。

二、按用途分类

(一)成人呼吸机。

(二)婴儿和新生儿呼吸机。

(三)辅助呼吸或治疗用呼吸机。

(四)麻醉呼吸机。

(五)携带式急救呼吸机。

(六)高频正压呼吸机。

三、对呼吸机功能的要求

(一)工作特点

1. 容量、压力及时间转换 ①潮气量=10~20ml，用于婴儿。② 50~500ml，用于儿童。③200~2000ml，用于成人。

2. 可调的吸气流速 成人最高达 150L/min。

3. 可调的吸/呼比率 吸/呼比率=1：1~1：4，吸气峰压的限制； 婴儿 60cmH2O,儿童及成人 100 cmH2O。

4. 频率 0~60bpm。

5. 有吸气平台 2s 和呼气滞后。

6. 具有常用的通气方式 辅助/控制、指令通气、呼气末正压及持 续气道正压呼吸(CPAP 最高到 50 cmH2O)。

(二)监测

气道压力、频率、潮气量、通气量、吸入氧浓度及吸入气温度。

(三)报警

1. 气道高低压。

2. 吸入氧浓度。

3. 湿化和雾化液平面。

4. 吸气温度。

5. 断电或断气报警。

第 2 节 呼吸机的

基本结构

不管是何种类型的呼吸机，其基本结构是相似的，应包括：①气 源。②供气和驱动装置。③空氧混合器。④控制部分。⑤呼气部分。 ⑥监测报警系统。⑦呼吸回路。⑧湿化和雾化装置。

一、气源

绝大多数呼吸机需高压氧和高压空气。氧气源可来自中心供氧系 统，也可用氧气钢筒。高压空气可来自中心供气系统，或使用医用空 气压缩机。氧气和压缩空气的输出压力不应大于 5kg/cm2，因此，使 用中心供氧、 中心供气， 或高压氧气钢筒， 均应装配减压和调压装置。

医用空气压缩机可提供干燥和清洁的冷空气；供气量为 55~64L/min 的连续气流，最大输出连续气流 120L/1.5s,工作压力 50PSI(3.4kg/ cm2), 露 点 下 降 5~10F(-2.8~ -5.6 ℃ ) ， 噪 音 小 于 60dB(1m 之内)，并有低压报警(30PSI 或 2.04 kg/ cm2),高温报警 (150F 或 70℃)及断电报警。滤过器可消除 90%以上的污染。使用时 应注意每天清洗进气口的海绵及排除贮水器的积水。 并观察计时器工 作，一般满 2000~3000h 应检修一次。

电动型呼吸机不需高压空气，其中部分需高压氧，部分不需高压

氧，经氧流量计供氧。

二、供气和驱动装置

呼吸机供气部分的主要作用是提供吸气压力，让病人吸入一定量 的吸气潮气量，并提供不同吸入氧浓度的新鲜气体。

(一)供气装置

大多数呼吸机供气装置采用橡胶折叠气囊或气缸，在其外部有驱 动装置。当采用橡胶折叠气囊时，呼吸机的自身顺应性较大，除本身 的弹性原因外，还不能完全使折叠囊中的气体压出。但折叠囊更换容 易，成本低，无泄漏，当作为麻醉呼吸机时有独特的优越性。采用气 缸作为供气装置时，呼吸机自身顺应性小，可使气缸内的气体绝大部 分被压出，但密封环处可能有少量泄漏。近来有采用滚膜式气缸作为 供气装置，兼有上述二种优点，且无泄漏，顺应性小。

(二)驱动装置

驱动装置的作用是提供通气驱动力，使呼吸机产生吸气压力。在 呼吸机发展史上曾有 7 种驱动装置：①重力风箱。②负荷弹簧风箱。 ③线性驱动活塞。④非线性驱动装置。⑤吹风机。⑥喷射器。⑦可调

式减压阀。

可调式减压阀为目前应用较多的一种驱动方式。它是指通过减压 通气阀装置将来源于贮气钢筒、 中心气站或压缩泵中的高压气体转化 成供呼吸机通气用的压力较低的驱动气。 使用该驱动装置的呼吸机常 称为气动呼吸机。

吹风机、线性驱动装置、非线性驱动活塞均需使用电动机作为动 力。如吹风机是通过电动马达快速恒定旋转，带动横杆向前运动，推 动活塞腔中的气体排出，产生一个恒定恒速驱动气流；非线性驱动活 塞是电动马达使轮盘旋转

，带动连杆运动而推动活塞。采用这些驱动 装置的呼吸机常称为电动呼吸机。 电动呼吸机的优点是不需要压缩气 源作为动力；故一般结构小巧。

(三)直接驱动和间接驱动

按驱动装置产生的驱动气流进入病人肺内的方式不同，可分为间 接驱动和直接驱动。 如果从驱动装置产生的驱动气流不直接进入病人 肺内，而是作用于另一个风箱、皮囊或气缸，使风箱、皮囊或气缸中 的气体进入病人肺内，称为间接驱动。间接驱动类呼吸机称为双回路 呼吸机。间接驱动型耗气大，一般耗气量大于分钟通气量，最大可达 二倍的分钟通气量。

如果从驱动装置产生的驱动气流直接进入病人肺内，称为直接驱 动。直接驱动类呼吸机称为单回路呼吸机。直接驱动主要适用于可调 式减压阀和喷射器这两种驱动装置。就喷射器而言，其采用 Venturi 原理， 高压氧气通过一个细的喷射头射出， 有一部分空气被吸入。 FIO2 随吸气压力、氧气压力变化而变化，且变化幅度较大。FIO2 不小于 37%常为急救型呼吸机采用。 可调式减压阀驱动装置直接驱动时， 常 有性能良好的空氧混合器，有伺服性能良好的吸气伺服阀，甚至可直 接用两个吸气伺服阀，一个伺服压缩空气，另一个伺服氧气，这种类 型的装置可以使病人得到各种不同的吸入氧浓度。 伺服阀既可伺服流 量，也可伺服压力，阀身小，反应时间快，用这种结构的呼吸机，可 以有很多种通气功能，故为多功能呼吸机的首选方案。

三、空氧混合器

空氧混合器是呼吸机的一个重要部件，其输出气体的氧浓度可调 范围应在 21%~100%。空氧混合器分简单和复杂两种。

(一)空氧混合装置

以贮气囊作供气装置的呼吸机，常配置空氧混合装置，其结构比 较简单，混合度不可能很精确，氧浓度是可调的，由单向阀和贮气囊

组成。工作原理是：一定流量的氧气经入口先进贮气囊内，当贮气囊 被定向抽气时，空气也从入口经管道抽入贮气囊内，从而实现空氧的 混合。要达到预定的氧浓度，则通过调节氧输入量来取得。

氧 流 量 通 过 计 算 ： 气 流 量 = 每 分 钟 通 气 量 ×( 混 合 气 氧 浓 度 -20%)/80%。 例如要求混合气氧浓度达到 40%， 当分钟通气量为 10L 时 ， 其 输 入 氧 浓 度 的 计 算 方 式 ， 即 为 ： 氧 流 量 =10×(40%-20%)/80%=2.5L/min。上述计算表明，当分钟通气量为 10L 时 以 2.5L/min 的 纯 氧 流 量 ， 即 可 获 得 含 40% 氧 混 合 气 (FIO2=0.4)。

(二)空氧混合器

结构精密、复杂，必须耐受输入压力的波动和输出气流量的大范 围变化，以保证原定氧浓度不变。通常由一级或二级压力平衡阀、配 比阀及完全装置组成(图 76-1)。 当压

缩空气和氧气输入第一级平衡阀 时，由于这两种输入气体的压力不可能相等，所以同轴阀蕊将向压力 低的一方偏移，造成压力低的一端气阻小，降压也小。而压力高的一 端气阻大，降压也大。因而在第一级平衡阀的两端阀，作进一步压力 平衡。其工作原理同第一级一样，这次的输出压力已相当均等了。

图 76-1

配比阀实际上是同一轴上的两只可变气阻，当一只气阻减小时， 另一只气阻增大。 来自前级的等压力进入配比阀后由于受到的气阻不 同，所以流入贮气罐的流量也不同(流量=压力/气阻)。如果流入贮气 罐的空气流量为 7.5L/min，流入的氧流量是 2.5L/min，则混合后的 氧浓度=(2.5+7.5×20%)/(7.5+2.5)=40%。 如果调节配比阀在中间位 置，则配比阀两边气阻相同，流入贮气囊的两股气流量也相同。若氧 和 空 气 的 流 入 量 都 是 5L/min ， 则 混 合 后 得 到 氧 浓 度 =(5+5×20%)/(5+5)=60%。

根据上述情况可知，尽管输入的两种压缩气体的压力会有波动， 但经过二级平衡之后输出压力是相当均等的， 并且不会影响已调定的 氧浓度。唯有调节配比阀后，氧浓度才会改变。

为了贮气罐内压力不致升得太高，可安置压力开关，当气罐内压 力升至预置值时，压力开关使第二级平衡阀产生压力泄漏而关闭，致 使贮气罐因得不到气流补充而压力下降。当压力下降至预置时，压力 开关使平衡阀重新启动。 安全装置的作用是当两种压缩的气体中的任 何一种发生耗竭，或已不符合使用要求时，则另一种气体能立刻自动 转换以维持供气；同时能发出声光报警。

四、控制部分

控制部分是呼吸机的关键组成部分。根据控制所采用的原理不同， 可将控制部件分为三种：气控、电控和微处理机控制。控制部分使呼 吸机在吸气相和呼气相两者之间切换。

(一)控制原理

1. 气控 呼吸机无需电源， 在某种特定的环境很有必要。 如急救呼 吸机在担架上、矿井内、转运过程中等。它的特点是精度不够高，难 以实现较复杂的功能， 一般可作一些简单控制。 随着器件的低功耗化， 以及高性能蓄电池的出现，气控方式有被逐渐淘汰的可能。

2. 电控 是用模拟电路和逻辑电路构成的控制电路来驱动和控制 电动机、电磁阀等电子装置的呼吸机，称为电控型呼吸机。

电控型呼吸机控制的参数精度高，可实现各种通气方式。电控型 呼吸频率误差一般为 5%~10%，气控型为 15%~20%，吸呼比由气 控呼吸机较难实现，而电控型十分容易，还有同步、压力报警功能等 均是如此，故电控型呼吸机有很大的优越性。

3. 微处理机控制 仍属电控型。由于近年计算机技术的迅速发展， 这种控制型呼吸

机也日趋成熟。呼吸机控制精度高，功能多，越来越

多的呼吸机均采用此种方法。目前，呼吸机已可以不改变硬件和呼吸 机的结构件，而只需改变控制系统的软件部分，即可修改呼吸机的性 能、发展呼吸机的功能。所以，利用微电脑作为呼吸机的控制部分， 是呼吸机发展和更新的总趋势。

(二)控制方式

1. 起动(initiating)是指使呼吸机开始送气的驱动方式。起动有 3 种方式：时间起动、压力起动和流量起动。

(1)时间起动 用于控制通气。它是指呼吸机按固定频率进行通气。 当呼气期达到预定的时间后，呼吸机开始送气，即进入吸气期，不受 病人吸气的影响。

(2)压力起动 用于辅助呼吸。 压力起动指当病人存在微弱的自主呼 吸时，吸气时气道内压降低为负压，触发(trigger)呼吸机送气，而完 成同步吸气。呼吸机的负压触发范围(灵敏度，sensitivity)为-1~ -5cmH2O,一般成人设置在-1cmH2O 以上，小儿在-0.5cmH2O 以上。 辅助呼吸使用压力触发时，能保持呼吸机工作与病人吸气同步，以利 撤离呼吸机，但当病人吸气用力强弱不等时，传感器装置的灵敏度调 节困难，易发生过度通气或通气不足。此外，由于同步装置的限制， 病人开始吸气时，呼吸机要迟 20ms 左右才能同步，这称为呼吸滞后

(lag time)。病人呼吸频率越快，呼吸机滞后时间越长，病人呼吸作 功越多。

(3)流量起动 用于辅助呼吸。流量起动指在病人吸气开始前， 呼吸 机输送慢而恒定的持续气流， 并在呼吸回路入口和出口装有流速传感 器，由微机测量两端的流速差值。若差值达到预定水平，即触发呼吸 机送气。 持续气流流速一般设定为 10L/min， 预定触发流速为 3L/min。 流量触发较压力触发灵敏度高，病人呼吸作功较小。

理想的呼吸机触发机制应十分灵敏，可通过两个参数来评价，即 灵敏度和反应时间(response time)。 灵敏度反映了病人自主吸气触发 呼吸机的作功大小。衡量灵敏度的一个指标为敏感百分比，敏感百分 比=触发吸气量/自主潮气量 x100%。理想的敏感百分比应小于 1%， 一般成人呼吸机的触发吸气量为 0.5ml。小儿呼吸机则更低。

2. 限定(limited)正压通气时，为避免对病人和机器回路产生损害 作用，应限定呼吸机输送气体的量。有 3 种方式：①容量限定：预设 潮气量。通过改变流量、压力和时间三个变量来输送潮气量。②压力 限定：预设气道压力，通过改变流量、容量和时间三个变量来维持回 路内压力。③流速限定：预设流速。通过改变压力、容量和时间三个 变量来达到预设的流速。

3. 切换(cycling)指呼吸机由吸气期转换成呼气期的方式。有 4 种 切换方式：①时间切换：达

到预设的吸气时间，即停止送气，转回呼 气。②容量切换：当预设的潮气量送入肺后，即转向呼气。③流速切 换：当吸气流速降低到一定程度后，即转向呼气。④压力切换：当吸 气压力达到预定值后，即转向呼气。

(三)流速形态

有方波、递减波、递增波、正弦波等(图 76-2)，常用的为前两者。 吸气时方波维持恒定高流量， 故吸气时间短， 峰压高， 平均气道压低， 更适合用于循环功能障碍或低血压的患者。 递减波时， 吸气时间延长， 平均气道压增高，吸气峰压降低，更适合于有气压伤的患者。在呼吸 较强，初始吸气流速较大的患者，与方波相比，递减波不仅容易满足 患者吸气初期的高流量需求，也适合患者呼气的转换，配合呼吸形式 的变化，故应用增多。

图 76-2

五、呼气部分

呼气部分是呼吸机中的一个重要组成部分。其主要作用是配合呼 吸机作呼吸动作。它在吸气时关闭，使呼吸机提供的气体能全部供给

病人；在吸气末，呼气阀仍可以继续关闭，使之屏气；它只在呼气时 才打开，使之呼气。当气道压力低于 PEEP 时，呼气部分必须关闭， 维持 PEEP。呼气只能从此回路呼出，而不能从此回路吸入。呼气部 分主要有三种功能的阀组成，如呼气阀、PEEP 阀、呼气单向阀，也 可由一个或两个阀完成上述三种功能。

(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。

一、容量预置模式

(一)机械控制通气

机械控制通气(control mechanical ventilation, CMV)是临床出现最 早，应用最普遍的通气模式，也是目前机械通气最基本的通气模式。 CMV 是时间起动、容量限定、容量或时间切换。在吸气时由呼吸机 产生正压，将预设容量的气体送入肺内，气道压力升高；呼气时肺内 气体靠胸肺弹性回缩，排出体外，气道压力回复至零。CMV 时若 PEEP=0 ， 又 称 为 间 歇 正 压 通 气 (intermittent positive pressure

ventilation, IPPV)。若 PEEP>0，则称为持

续正压通气(continuous positive pressure ventilation, CPPV)。

CMV 时，呼吸机完成全部的吸气呼吸功，是一种完全呼吸支持模 式。CMV 时，吸气相是定时起动的，与病人的自主呼吸周期无关， 即是非同步的。但目前多数呼吸机配置同步装置，使得 CMV 转变成 下 面 介 绍 的 辅 助 控 制 通 气 (Assisted/control ventilation, A/C)( 图 76-5)。

图 76-5

(二)机械辅助呼吸

机械辅助呼吸(Assisted Mechanical Ventilation, AMV)有辅助/控制 呼吸(Assist/control ventilation, A/C),是一种压力或流量起动、 容量限 定、容量切换的通气方式。AMV 可保持呼吸机工作与病人吸气同步， 以利病人呼吸恢复，并减少病人作功。辅助/控制呼吸可自动转换， 当病人自主呼吸触发呼吸机时，进行辅助呼吸。当病人无自主呼吸或 自主呼吸负压较小， 不能触发呼吸机时， 呼吸机自动转换到控制呼吸。 辅助控制呼吸通气方式适用于需完全呼吸支持的病人。

CMV 和 AMV 通气时，可应用吸气平台方式，此时，CMV、AMV

即转变为时间切换方式。吸气平台又称吸气末停顿(End-inspiratory pause, EIP),其含义为：CMV 时，于吸气末呼气前，呼气活瓣通过呼 吸机的控制装置再继续停留一定时间(0.3~3s)， 一般不超过吸气时间 的 15%，在此期间不再供给气流，但肺内的气体可发生再分布，使 不易扩张的肺泡充气，气道压下降，形成一个平台压。吸气平台的时 间为吸气时间的一部分。主要用于肺顺应性较差的病人。

(三)间歇指令通气和同步间歇指令通气

间歇指令通气(Intermittent Mandatory Ventilation, IMV)又称间歇 强制呼吸。1971 年，Kirby 报告用 IMV 治疗新生儿呼吸窘迫综合征。 1973 年，Dowrs 等提出用 IMV 撤离正压通气。近年来，采用同步间 歇指令通气(synchronized intermittent mandatory ventilation, SIMV) 实际上是自主呼吸和控制呼吸的结合,在自主呼吸的基础上,给病人有 规律地和间歇地触发指令潮气量，并将气体强制送入肺内,提供病人 所需要的那部分通气量,以保持血气分析值在正常范围(pH 值小于 7.35,PaCO235～45mmHg),与 CMV 类似,潮气量由呼吸机自动产生, 病人容易从机械通气过度到自主呼吸,而最后撤离呼吸机。

IMV 的优点：①气道内压和胸内压较 CMV 和 AMV 低，故对心脏 和肾脏功能的影响较小，气压伤的危险性也少；②保证适当通气量， 避免通气过度和通气不足；③减少镇静、镇痛和肌肉松弛药的使用；

④维持呼吸肌活动，减少呼吸肌废用性萎缩和不协调；⑤V/Q 比率更 适当；⑥使病人迅速脱离呼吸机。

IMV 的缺点： ①不能随临床病情变化而随时调节通气量， 易致 CO2 潴留； ②呼吸作功增加；③呼吸肌疲劳；④如 IMV 频率减少太慢， 则呼吸机撤离

延长；⑤在机械通气撤离期间可能发生心脏功能不全； ⑥呼吸幅度增大发生气压伤机会多。

SIMV 是 IMV 的一种改良方式， 为了保证机械呼吸与病人自主呼吸 相同步， 又不干扰病人的自主呼吸， 除调节 SIMV 的机械通气频率外， 还必须调节同步呼吸的触发或灵敏度，在有规律的触发时间内(触发 窗)，通过吸气努力使 SIMV 与自主呼吸同步(图 76-6)。

图 76-6

IMV/SIMV 主要用于脱机前的训练和过度， 也可用于一般的常规通 气，如部分呼吸情况相对平稳的情况下。应用于脱机前准备时，可将 IMV/SIMV 的呼吸次数由正常水平逐渐减少，直到完全脱机。一般当 指令呼吸次数降至 4~5 次/min，病人仍可保持较好氧合状态时，即 可考虑脱机。

(四)分钟指令通气

分钟指令通气(mandatory minute volume ventilation, MMV)最早 由 Hewlett 于 1977 年首先介绍。产生和设计 MMV 的主要目的是试 图解决采用 IMV/SIMV 脱机时可能遇到的问题：病人自主呼吸不稳 定， 使潮气量和分钟通气量下降， IMV/SIMV 不能自动弥补其不足， 而 从而可能发生缺氧或二氧化碳潴留。MMV 则可根据病人需要，自动 根据预设通气量来控制和调节指令通气的频率， 当分钟通气量达到预 先设定的通气量时，仍依靠病人的自主呼吸；但当自主呼吸所产生的 分钟通气量低于预定值时， 机器可自动提高指令通气的频率予以补足 分钟通气量。

对呼吸不稳定和通气量不恒定的病人， MMV 通气方式作脱机前 用 的准备或从机械通气的形式过度到自主呼吸， 可能较 IMV/SIMV 更安 全。 目前多种呼吸机有 MMV 功能， Enqstrom,Serveo, Drager Evita, 如： Bear-5 and Hamilton 等。

二、压力预置模式

(一)压力限制通气

压力限制通气(Pressure Limited Ventilation，PLV)是 Evita 呼吸机 的特有功能， 通过限定气道压力， 可的优点是：①降低气道峰压，减少气道 压发生的危险性。②气体分布更加均匀。③改善气体交换。④适用于 儿童、不带套囊的气管导管及有瘘道的病人，因为通过增加流量可维 持预设的压力。研究业已表明，对严重的 ARDS 病人，采用 PCV 方 式和通常的吸呼比，可增加 PaO2，改善组织氧合，增加心脏指数及 肺顺应性。

图 76-8

(三)压力支持通气

压力支持通气(pressure support ventilation, PSV)是流量切换压力 控制模式。它的特点是病人自行调节吸气时间、呼吸频率、由呼吸机 产生预定的正压；若自主呼吸的流速及幅度不变，潮气量则取决于吸 气用力、预置压力水平及呼吸回路的阻力和顺应性。压力支持从吸气 开始，直至病人吸气流速降低到峰值的 25%停止(图 76-9)。PSV 的 主要优点是减少膈肌的疲劳和呼吸作功；当潮气量达到 10~20ml/kg 时的 PSV 水平可消除呼吸作功， 称为 PSVmax。 可与 SIMV 或 CPAP PSV 联合应用，有利于撤离呼吸机。PSV 是一种辅助通气方式，预置压力 水平较困难，可能发生通气不足或过度、呼吸运动或肺功能不稳定者 不宜单独使用。

图 76-9

比例辅助通气(proportional assist ventilation, PAV),也称成比例压 力支持(PPS)，是 Evita-4 呼吸机提供的一种新的辅助呼吸模式,是用 于自主呼吸需要辅助或由于气道阻力增加和/或肺顺应性降低而致呼 吸功增加的患者。它可看作是压力支持通气(PSV)的进一步发展，虽 然二者之间有着某些显著的差别。PSV 时，患者自主吸气触发呼吸机

后，呼吸机提供预设的压力。当患者自主吸气增大后，呼吸机提供的 压力并不改变。虽然呼吸机提供的气流速度和容量相应增加，相应于 该部分的呼吸功其实是由病人完成。

以公式表示即：Pvent+Pmus=R×V+1/c×V (1)

Paw：即呼吸机提供的压力

Pmus：即患者自主呼吸时肌肉收缩力

R：气道阻力 V：气流速度 C：肺顺应性 V：潮气量

而在 PAV 时，压力支持会根据吸气压力而改变。

改变公式(1)为：Pmus= R×V+1/c×V (2)

若呼吸机能控制病人的气流速度和所需潮气量，则 Pvent=K1×V+K2×V (3)

将(3)代入(2)，则为：Pmus= R×V+1/c×V -K1×V-K2×V (4)

根据(4)式，很显然，只要合适的设定常数 K1 和 K2，患者的自主

呼吸功可得到最大程度的补偿。在 PAV 中，K1 即为流量辅助，K2 即 为容量辅助。

PAV 时呼吸机持续测量和计算患者的流量和潮气量。利用预设的 流量辅助和容量辅助，在呼吸周期中的每一点呼吸机均持续计算。

如图 76-10 所示：当患者吸气用力改变后，PSV 时压力支持恒定， 而 PAV 时压力支持是成比例的，与病人所做的呼吸功也是成比例的， 潮气量、吸气和呼气的持续时间、气体流量等呼吸参数都

完全由病人 自己控制，病人的吸气努力越大，机器所提供的辅助也越多。因为流 量辅助和容量辅助可能相对于实际的气道阻力或肺顺应性被过高设 定，因此，气道阻力和肺顺应性的测定就非常重要。

PAV 时，VT 有着更高的可变性。即使病人的通气需求增加，RR 也可保持相对恒定， 避免了 PSV 时 RR 变快所致的内源性 PEEP(PEEPi) 增加。且吸气时，气道峰压较低，可以经面罩使用而避免气管插管， 主观感觉较舒适，不仅可以降低病人总的呼吸功，容量和流量辅助还 可选择性地用以降低弹性附加功和阻力附加功[9]；对于脱机困难的 COPD 患者，PAV 除改善通气外，还降低口腔关闭压(P0.1)，减轻呼 吸肌负荷，便于呼吸机撤离。

图 76-10

(四)自动导管补偿(automatic tube compensation, ATC)

气管插管病人在自主呼吸时，需克服人工气道阻力而做功。因此， 与不插管病人相比，呼吸更加费力。以前所有的辅助通气模式(PSV 等)，由于其本身的设计缺陷，只能进行固定的呼吸补偿。呼吸机参 数一经设定，就不会改变，除非再次人工设定。ATC 就是对这些通气 模式的一种新的补充。它可以对人工气道阻力进行精确的补偿，从而 减少病人的呼吸附加功，使病人感觉更加舒适。

气流通过气管导管时在导管两端形成一个压力差(?Ptube)。 自主呼 吸时， 病人呼吸肌在肺内产生额外负压， 用以代偿此压力差。 实际上， 呼吸机可以通过在导管顶端精确地产生这一?Ptube 来消除病人这一 部分额外的附加功(图 76-11)。但由于?Ptube 随着通过导管的气体流 量的改变而相应的发生变化， 意味着机器产生的补偿压力必须根据气 体流量持续地进行调节才能准确地进行补偿。在 PSV 模式下，当呼 吸机检测到病人的吸气努力后， 就按照预设的压力水平产生一固定的 通气压力(Paw)，可对导管进行补偿，但它不会随着病人自主呼吸情 况和气体流量的改变而自动调节。如果病人的吸气努力增强，通过气 管导管的流量也大，?Ptube 就会高于预设的压力支撑水平，导致补 偿不足。相反，则会过度补偿发生。图 76-12 显示，当气管导管内径 7.5mm 时，PSV5cmH2O 对?Ptube 所提供的补偿仅在气体流量为

45L/min 时最合适。因而，随着病人自主呼吸情况的变化，PSV 的水 平必须经常手动调节。而在 ATC 模式下，呼吸机通过持续测量导管 内的气体流量，计算?Ptube 并自动调节起到精确的调节作用。ATC 的参数设置仅有两个，即气管导管内径和补偿程度。

图 76-11

图 76-12

使用 ATC 可使病人主观感觉舒适，通过导管阻力作足够的补偿， 避免了过度补偿或补偿不足的发生或所致的不适，病人呼吸做功减 少；也可以用于鉴别

急性呼吸功能不全的原因，是由于气管内插管或 真正的呼吸力学机制障碍所致。补偿程度的设置(1-100%)还可以用 来锻炼呼吸肌，为病人的顺利脱机作准备。ATC 与 PAV 一起应用时， 能有选择性地对病人的呼吸进行补偿，如图 76-13 所示。

图 76-13

(五)压力调节容量控制

压力调节容量控制(pressure regulated volume control, PRVC)为 Servo300 特有的通气方式，PRVC 设预置潮气量，先给第一次控制呼

吸(吸气压为 5cmH2O),后根据呼吸机自动连续测定胸肺顺应性和容 量/压力关系，调节第二次呼吸的潮气量和通气压力(为上述计算机值 的 75%)， 依次类推， 直至第四次呼吸后， 通气压力峰值达到 100%(图 76-14)，使实际潮气量与预置潮气量相同。吸气峰压在预置下 5 cmH2O 时，可自动调节，两个相邻吸气峰压超过预置压力 50%时， 可自动转换为呼气，以防发生气肺气压伤。PRVC 主要用于无自主呼 吸的病人，如支气管哮喘病人的呼吸支持，可加用 PEEP。

图 76-14

(六)容量支持

容量支持(volume support ventilation, VSV)是 Servo300 特有的通 气方式， 工作原理与 PRVC 基本相同， 即不同的是 VSV 仅用于自主呼 吸的病人，需调节吸气负压灵敏度才能启动。呼吸频率和吸/呼比率 也由病人自主呼吸控制，当吸气减慢至流速 50% 吸气时间超过预置 呼吸周期 80%时，吸气停止，转换为呼气。吸气压力支持也可随自 主呼吸增强而自动降低，而且当呼吸暂停时间成人超过 20s，儿童超 过 15s，新生儿超达 10s 时呼吸机可自动将 VSV 转换为 PRVC。VSV 主要用于存在自主呼吸而尚不完善的病人，麻醉和手术后呼吸支持、 COPD 伴呼吸功能不全及撤离呼吸机时，并可与其他通气方式联合使 用。

(七)气道压力释放通气

气道压力释放通气(Airway Pressure Release Ventilation，APRV) 于 1987 年由 Stock 和 Downs 介绍。它是一种时间切换或病人触发、 压力调节的通气模式。它采用将气道压力从预置(高)CPAP 压力值瞬 变到较低的 CPAP 值的方法来达到让自主呼吸的病人更多的呼气(图 76-15)。APRV 允许病人在整个呼吸周期自主呼吸。由于从 CPAP 的 较高压力降低到较低压力， 也方便了气体交换， 且无需病人自主努力。 预置的 CPAP 值决不会被任何峰压值超过。APRV 被认为是一种比目 前所用大多数通气方法损伤性小的通气模式。

图 76-15

Downs 采 用 的 方 法 是 ： 尽 可 能 保 留 病 人 的 自 主 呼 吸 ， CPAP 20~25cmH2O，维持 2~3s。压力降低到 0(维持 0.5s)，减压时间短 使肺泡不会萎陷，使 CO2 容易排出。众多科研机构对 APRV 进行了 研究。一组包括 50 例病人的研究表明：使用 APRV 后，均保持了相 似的血气状态、血流动力学状态和分钟通气量，但

气道压力较低。气 道压力平均降低 28±12cmH2O。另一个研究报道与传统通气模式相 比，使用 APRV 平均气道压降低 25 cmH2O。Rosnanen、Stock 和 Downs 等指出 APRV 能纠正呼吸性酸中毒，但对氧合、静脉回流、心

脏指数或组织氧合影响不显著。而传统通气模式会导致血压、每搏输 出量降低，组织氧供受损。

(八)双气道正压通气

双气道正压通气(Bi-phasic positive airway pressure, BiPAP)于 1994 年由 Horman 等介绍。它可看作是一种压力控制型通气，该系 统允许在通气周期的任何时间进行不受限制的自主呼吸。 也可将它看 作是一种对 CPAP 采用时间切换的连续 CPAP 系统。 如同在压力控制、 时间切换方式中一样，每一相的持续时间(Thigh 和 Tlow)，以及相应 的压力(Phigh 和 Plow)均可分别进行调整。

按照自主呼吸情况，BIPAP 可分为：

1. 非自主呼吸：CMV-BIPAP(连续指令通气 BIPAP)

2. 在低压(CPAP)上自主呼吸：SIMV-BIPAP(同步间隙指令通气 BIPAP)

3. 在高压(CPAP)上自主呼吸：APRV-BIPAP

4. 在两种 CPAP 上自主呼吸：真正的 BIPAP

由此可见 BIPAP 是一种适合于整个机械通气期的方式。它甚至能 使大多数通气状况受到损伤的病人自由地呼吸。APRV 始终是反比通 气，BIPAP 对吸呼比的调整不受限制。BIPAP 的气道压力按下述进行 调整： Plow 按照容量控制通气时的 PEEP 调整， Phigh 按先前所用 IPPV 的平台压调节。Thigh 和 Tlow 分别与容量控制通气时的吸气时间和 呼气时间相符(图 76-16)。

图 76-16

在具体实施时，可发现在相同的 FIO2 时气体交换无显著差异。在 由 CPPV 转换到 BIPAP 后，平均气道压将轻微上升，但无显著差异。 若未使用过容量控制通气， 建议按下述方法进行： 按照所需要的 PEEP 值，调整 Plow，根据所估计的病人肺顺应性，在超出 Plow 之上的 12~16cmH2O 之间选择 Phigh。 通过提高或降低 Phigh 可增加或减少 所获得的潮气量。要改变 BIPAP 的调整值，必须按血气分析进行，并 需区分通气欠佳和氧合功能障碍。若通气紊乱(通气不足或过度通 气)，提高或降低通气是必需的。而在氧合障碍时，提高平均气道压 力则可增加气体交换面积。

BIPAP 的脱机程序为：①减少 FIO2 小于 0.5。②减少 Thigh 至 I： E 小于 1：1。③逐步调整 Plow 和 Phigh，使平均气道压力降低。④

调整 Phigh 和 Plow，使△P 降至 8～12cmH2O。⑤减少 RR 至 8～9 次/min，进一步降低 Phigh 和 Plow 至平均气道压，即 CPAP 模式， 再降低 CPAP 至理想水平。

BIPAP 具有很多优点：①所设定的吸气压(Phigh)不会被超出，甚 至不会被病人强力作出的呼气所超出。②在整个通气周期，均可进行 不受限制的自主呼吸，不需要用极度的镇静和肌松来抑制自主呼吸

。 ③吸气和呼气促发灵敏，压力上升时间和流量触发灵敏度可调，使得 病人呼吸较舒适。

(九)呼气末正压和持续气道正压

呼气末正压(positive end-expiratory pressure, PEEP)指在控制呼 吸呼气末，气道压力不降低到零，而仍保持一定的正压水平。其产生 原理是借助 PEEP 阀，在呼气相使气道仍保持一定的正压(图 76-17)。

图 76-17

早在 1938 年， Barach 就描述了 PEEP 的治疗作用， 1967 年和 1969 年 Ashkrech 描述了 PEEP 治疗急性呼吸衰竭的作用，以后广泛地应 用于临床， 目前已成为治疗低氧血症， 尤其是 ARDS 的主要手段之一。 PEEP 可增加 FRC，使原来萎陷的肺再膨胀，同时肺顺应性也增加，

因此，改善通气和氧合，减少 Qs/Qt，提高 PaO2。但 PEEP 增加了气 道内压力，可影响心血管功能，临床应用时需选择最佳 PEEP，以减 轻对循环功能的抑制。

持 续 气 道 正 压 (continuous positive airway pressure, CPAP) 于 1970 年由 Gregory 首先介绍用于治疗新生儿透明膜肺病，存活率可 提高到 70%~80%。CPAP 是指在病人有自主呼吸的情况下，在整个 呼吸周期，由呼吸机向气道内输送一个恒定的新鲜正压气流，正压气 流大于吸气气流。

呼气活瓣系统对呼出气流给予一定的阻力，使吸气期和呼气期气 道压均高于大气压。呼吸机内装有灵敏的气道压测量和调节系统，随 时调整正压气流的流速，维持气道压基本恒定在预调的 CPAP 水平。

CPAP 时，吸气期由于正压气流大于吸气气流，病人吸气省力，自 觉舒服，呼气期气道内正压，起到 PEEP 的作用。CPAP 与 PEEP 的比 较见表 76-1。

表 76-1 PEEP 和 CPAP 的区别

PEEP CPAP 控制呼吸时应用

呼气末正压

静态正压

FRC 增加较少

对血流动力学影响大自主呼吸时应用

吸气和呼气时加入持续气流产生正压

动态正压

FRC 增加较多

对血流动力学影响小

CPAP 只能用于呼吸中枢功能正常，有自主呼吸的病人。凡是用肺 内分流量增加引起的低氧血症都可应用 CPAP。CPAP 可用于插管病 人，也可经面罩或鼻塞使用。CPAP 可和 SIMV、PSV 等方式合用。

(十)反比通气

反比通气(Inverse Ratio Ventilation, IRV )是延长吸气时间的一种 通气方式。常规通气 IPPV 的 I/E 为 1:2 或 1:3，而反比通气 I/E 一般 在 1.1:1～1.7:1 之间，最高可达 4:1，并可同时使用 EIP 或低水平 PEEP/CPAP。反比通气的特点是吸气时间延长，气体在肺内停留时间 长，产生类似 PEEP 的作用，由于 FRC 增加可防止肺泡萎陷，减少 Qs/Qt 肺顺应性增加和通气阻力降低，因而改变时间常数。常与限压 型通气方式同时应用于治疗严重 ARDS 病人。但反比通气也有缺点， 可使平均气道压力升高，心排血量减少和肺气压伤机会增多，二氧

化 碳排出受到影响，使用时还需监测氧输送，一般只限于自主呼吸消失 的病人。

(十一)高频通气和低频通气伴体外二氧化碳排除

1. 高频通气(High Frequency Ventilation,HFV) 高频呼吸机是装上 气动阀头后由氧或压缩空气驱动，输出高速气流的一种呼吸机。根据 不同的机械装置的气体运输方式，目前 HFV 可分为 3 种通气的类型， 即 高 频 正 压 通 气 (High Frequency Positive Pressure

Ventilation,HFPPV)，频率 60～100 次/min，高频喷射通气(High Frequency Jet Ventilation，HFJV)，频率 60～100 次/min，潮气量 50～250ml， 高频振荡(High Frequency Occilation， HFO)， 频率 300～ 800 次/min。潮气量 5～50ml。

HFV 的频率较 IPPV 快 3～4 倍，一般 60～100 次/min，I/E 小于 0.5,潮气量较小,或相当于病人的解剖死腔量,呼吸道内压较低,不易产 生肺气压伤,而且对循环功能的影响较小。肺顺应性较差时，气流速 度也不变，气体分布均匀，不与自主呼吸对抗，病人容易耐受，而且 减少了镇静药和肌松药的使用，因为呼出气流受限，肺容量增多，功 能残气量增加，有类似 PEEP 的作用，如呼吸参数调节适当，通气和 氧合效果满意，能维持较高 PaO2 和正常的 PaCO2。

其适应证为：①麻醉和手术中应用：喉镜检查及激光手术、支气 管镜检查、气管和支气管重建手术、降主动脉瘤手术、声带手术、颞 浅动脉与中脑动脉显微外科吻合术及体外碎石术等；②重危病人治 疗：伴有休克的急性呼吸衰竭、急性心室功能不全、支气管胸膜瘘及 气管切开或长期气管插管的继发性病损等。

禁忌症为：①慢性阻塞性肺部疾病；②哮喘状态。

2. 低频正压通气(Low Frequency Positive Ventilation， 简称 LFPPV) 和体外二氧化碳排除(Extracorporal CO2 Removal，简称 ECCOR) 主 要用于治疗晚期 ARDS。病人经气管插管后，用低频率 LFPV 维持呼 吸，同时用膜肺由颈内静脉-股静脉旁路排除 CO2。 LFPPV 的频率为 2～3 次/min，通气量仅 0.7～1.5L/min,FIO2 为 1.0,可用于肺顺应性 差的病人,能避免 CPPV 引起的并发症,减少肺气压伤,使 PaO2 升高及

Qs/Qt 降低,CO 增加,肾功能也有改善,但本法为创伤性,价格昂贵,同时 全身肝素化可致出血,如动静脉旁路系统局部肝素化,则可能避免出 血。 应用 LFPPV-ECCOR 治疗严重 ARDS， 成活率可提高到 50%左右。

第 4 节 呼吸机的消毒和保养

呼吸机的清洗与消毒、保养与维护是临床安全使用呼吸机的可靠 保证。维持呼吸机良好的状态，也可延长呼吸机的使用寿命。呼吸机 的清洗与消毒直接关系着各种感染的发生率， 直接影响着危重病人综 合救治的成功率。如果清洗与消毒的方法不当，可能损害呼吸机元器 件；保养与维持不及时，无法保障

呼吸机的正常运转。因此，凡呼吸 机的使用部门、单位和应用呼吸机的人员，在呼吸机的使用过程中， 应当高度重视呼吸机的清洗与消毒、保养与维护工作；在具体的操作 过程中， 除了了解和掌握呼吸机清洗与消毒、 保养与维护的技术要点， 也要熟悉呼吸机功能，零部件的作用等知识，还应具备高度的工作责 任感和踏实的工作态度。

一、呼吸机的清洗与消毒

(一)气源过滤网

该零件一般在空气压缩泵的进气端，如不及时清洗，过滤网将会

被尘埃堵塞，导致压缩泵内温度迅速升高，轻则减少压缩泵寿命，重 则造成压缩泵无法工作。具体清洗方法是，先将过滤网从压缩泵上取 下，用清水冲净表面尘埃后，用力甩干，然后放回原位。呼吸机在使 用过程中，一般应每 24～72h 清洗一次。

(二)呼吸机内部气路

一般是指呼吸机机身内部气体回路中，不需要工具可拆御的管路 部分，其材料有金属件与橡胶件；还包括传感器的过滤器，有的呼吸 机均具备该部分零件。但不用工具是不可能拆御的，这些呼吸机的内 部气路不要求清洗或消毒，故具体实施可按照说明书要求进行处理。

1. 传感器过滤器 一般均为一次性使用物品， 使用的时间或周期长 短以呼吸机类型不同而异， 具体实施过程中可按照说明书要求及时或 定期更换。

2. 管路部分 无论材料为金属或橡胶， 清洗原则应在保证不损坏材 料性质的前提下进行。 具体清洁方法为： 先用清水冲去管路内壁污物， 然后将管路浸入所规定的消毒液中约 1h，取出后再用清水冲去管路 内、外的消毒液，晾干后即可再次使用。

3. 有电气元器件的管路部分 如流量传感器。 该部分为呼吸机管路

内的特殊零件，在用消毒液浸泡的过程中，需将电器接头置于消毒液 液面之上，电气部分切忌被消毒液浸泡，以免接触不良、绝缘性能下 降，导致机器故障，影响呼吸机使用。

(三)呼吸机外部气路

指暴露在呼吸机外部的管道，包括加温湿化器和过滤器。

1. 管道部分 包括连接病人人工气道的各部分接头与储水罐。 具体 步骤是先用清水将管壁内污物清除，并将其浸入消毒液内，酸性或碱 性液均可；常用的有过氧已酸、84 消毒液；浓度酌情掌握，一般以 杀死绿脓杆菌为限；时间约 30min，硅胶制品浸泡时间过长，易受损 坏；外部管道需定时更换或消毒(24～36h)。

2. 加温湿化器 塑料部分清洗和消毒与上述管道部分相同； 金属与 电器加热部分，应先用清水冲洗干净，去除用过的湿化纸，并将湿化 器晾干后，表面以碘尔康棉球消毒。

3. 过滤器 一般有两种， 分别为一次性或重复性使用， 具体应按呼 吸机说明

书掌握。 对可重复性使用的过滤器， 可酌情定期用气体消毒， 如福尔马林熏箱、环氧乙烷或钴 60 照射。

(四)机身与台面

主要以软布及时去除表面的污物与尘埃。当推至层流无菌病房时， 除应将机身与表面的灰尘清除外，尚需用消毒液清洁表面，尤其是轮 胎部分的污垢，更应仔细清除。

二、呼吸机的保养与维持

(一)呼吸机的保养

主要按照机器说明书的要求定期更换易损件、调试或校正有关参 数。一般每用过一个病人后，就应及时调试或校正有关参数；特殊情 况下，需随时检查机器的工作状态，以便发现问题，并及时解决，以 保证临床使用。

(二)呼吸机的维护

1. 气源部分

(1)空气压缩泵 是机械零件较多的部件， 机械磨损问题应被摆在该 维护的主要点来考虑：①大保养：一般 5000～8000h 需做一次大保 养，该保养工作应由专业人员执行，具体包括泵的阀门、活塞圈等更

换，马达部分的除尘工作等。②气路部分：主要由金属降温管路、储 气罐、水气分离器、压力调节阀等部分组成。重点应放在水气分离器 (分水滤气器)的保养，同样应由专业人员更换其中的铜芯过滤器和垫 圈，并清除其内部的污垢，同时尚需察看各部分管路的连接情况，酌 情更换将要破损的管路。上述保养完毕后，应由专业人员将泵的工作 压力调节至最佳位置。

(2)氧气：如果氧气源为瓶装氧气，需注意定期检测氧气瓶及减压 器的安全性，以防意外，氧气源为中心供氧时例外。

2. 空-氧混合器 由于空气与氧气中带有微小颗粒，无油空气压缩 机产生的压缩空气是高湿气体，随着季节的变化或其他因素，其中可 能带有水分，有可能影响空-氧混合器的正常工作。空-氧混合器有带 过滤器与不带过滤器之分，在遇到水分后均会受到一定程度的影响， 轻者影响空-氧混合气体的比例，即 FIO2 失准；重者阻塞气路通道使 呼吸机不能工作。有的呼吸机有分水过滤装置，需定期排水，如 Servo-300 和 Bird 8400/6400。也有的呼吸机没有排水装置或并不存 在类似问题。

空-氧混合器输出氧浓度误差必须在 10%以内，高质量的空-氧混 合器输出氧浓度误差在 3%左右。

3. 主机部分 主机电源一般应在气源(包括空气与氧气)，接通之后 方可打开；接通气源后听不到漏气声，电源打开后连接模拟肺观测吸 气潮气量设置值与监测值一致，误差在 10%左右；把呼吸机平台(吸 气暂停，屏气)时间调到最大，观测吸气平台时压力计的指针应不下 降，说明管道接头、湿化器都不能泄漏，呼吸机处于正常状态。在使 用时主机箱上方不能放置任何溶液， 以免溶液流入呼吸机内造成机器 损伤或电路故障；

若发现机器不能正常运转，应立即由厂商认可的专 业人员开机检修。

4. 加温、 湿化器部分 温控传感器插头的金属部分， 切不可置于消 毒液内浸泡，若误入其内，应立即用清水冲净，并擦干；时间稍久， 就有可能造成该部件不可逆性的损伤，并使表面金属氧化，从而影响 传感器的准确性。与病人气道连接的温控传感器塑料部分，很容易被 折断，用时应小心谨慎。