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1、机械通气技术的发展历程本讲稿第一页，共二十五页现代机械装置通气技术的起源1832年，Dalziel 设计出一个密闭风箱装置，通过压力变化进行通气（人作为动力，使用受限）。1858年Snow在伦敦首次应用气管内麻醉技术，对兔的动物实验获得成功。他将气管内导管与充以氯仿的气囊相连，通过挤压气囊的方式进行麻醉。目前，密闭风箱装置与挤压气囊一直还沿用这些技术。本讲稿第二页，共二十五页技术逐步探索与改进1869年，德国Trendelenburg首次将气管内插管麻醉用于人，并对气管切开用的气管内导管加以改进，将一可扩张的气囊套于导管周围使导管与气管壁间密封，防止手术时血液吸入肺内。1880年英国的MacE
2、wen发明了可以通过口腔导入气管的金属导管，首次行经口气管插管。1893年，Eisenmenger对经口气管插管的材料加以改进，以较为柔软的材料代替金属。1895年Kirstein在柏林首次介绍直接喉镜的应用。1907年美国费城的Jackson医师将其加以改进。此后，喉镜直视下气管插管方法便成为气管插管的标准技术方法。本讲稿第三页，共二十五页现代机械通气技术的雏形1893年美国纽约Niagara大学的Fell设计了一个由手动驱动的风箱，使用橡胶管与面罩或与人工气道相连接，进行人工通气。1907年Drager设计了一个自动供氧人工呼吸器Pulmotor，用于心肺复苏。1909年Janeway发明
3、了一个小型金属装置。通过对该装置实现了间歇正压通气。Janeway于1913年首次提出呼吸机可由病人自主呼吸触发吸气的假设，以后成为正压呼吸机辅助通气模式的必备条件。本讲稿第四页，共二十五页现代机械通气的里程碑1928年，Drinker 和 Shaw 发明“铁肺”箱式负压治疗机（电力与机械技术的产物），成功抢救 8 岁患脊髓灰质炎的小女孩，开创了“机械通气”史上的里程碑。铁肺、胸甲式和带式体外负压通气机大量使用，取得一定效果，但对ARDS无效。1940年，由于人工气道技术(有创)和喉镜直视气管插管技术成熟，第一台间歇正压通气(IPPV)麻醉机被发明，用于胸科手术和 ARDS，正压通气在麻醉和外
4、科领域得以迅速发展。箱式体外负压通气机-铁肺铁肺本讲稿第五页，共二十五页第一代呼吸机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。1946年，世界第一台初具现代呼吸机基本结构的间歇正压呼吸机PR-1A研制成功。1948年，经过改进，间歇正压呼吸机TV-2P正式推出，以治疗急、慢性呼吸衰竭（气动气控压力限制型）。这一时期的主要代表机型为Bennet PR-1A和Bird mark VII等，属于现代第一代呼吸机。本讲稿第六页，共二十五页第二代呼吸机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
5、 “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。20世纪60年代，随着半导体和电子技术的发展，由电子器件控制、监测气体压力和容量及带简单报警功能的呼吸机被开发出来，例如瑞典Elema公司的 Servo 900A,Bennet MA-1,Engstrm 200EC等。本讲稿第七页，共二十五页通气新概念和新技术的出现1967年，瑞典的Sjstrand首先提出低潮气量和高频率通气的高频通气(HFV)模式，其目的在于减少正压通气对血流动力学的影响。1971年，Servo 900B 研制成功，通气模式有VCV、PCV、IMV（f/2,f/4)，采用机械的PEEP，具有一定的监测与报警功能。1
6、972年Lunkenleimer首次应用高频振荡通气(HFOV)成功。1977年Klain和Smith提出高频喷射通气(HFJV)，HFJV成为临床最常用的一种HFV形式。此外，一些新的机械通气概念和技术得以发展和应用，如 PEEP,CPAP,IMV,SIMV等出现。本讲稿第八页，共二十五页第三代呼吸机-现代呼吸机经典20世纪80年代，电子传感器技术、电动或电磁阀、计算机技术发展成熟，机械加工工艺日臻完善，这些技术使呼吸机的性能进入了一个崭新阶段。1981年，现代呼吸机经典Servo 900C 研制成功，在整个80年代的中国，占有统治优势。同时代呼吸机产品还有：Erica-300,Bennet
7、-7200,Ev-800,Bird-6400等。经典呼吸机-900C900C本讲稿第九页，共二十五页90年代机械通气技术发展1981年，Sullivan无创口鼻面罩发明。20世纪90年代，临床对呼吸机的安全性和舒适性要求更高，智能通气和液体通气。研制出高速比例阀，Servo-300/A呼吸机上首先使用了两个高速比例阀（VSV,PRVC,Auto-Mode）。其他模式EMMV,PRV(压力释放),BiPAP,Bi-Level,压力增强,ASV(适应性容量通气),APV(适应性压力通气),VAPSV(容量保证压力支持)和PPS等，自动插管补偿技术ATC(NPB-840,Evita-4,Galile
8、o)。由于传感器技术的成熟，在压力触发的基础上发展了流量触发技术、间歇气流。本讲稿第十页，共二十五页成为丰富多彩的大家族不需要压缩空气的微涡轮、微泵多功能呼吸机上市：NPB740,760,HT-50,VS-、LTV-1000等。无创呼吸机 VISION、有创与无创结合一体的呼吸机“ESPRIT”。高频/喷射/振荡/小儿呼吸机（BabyLog8000森迪斯3100A/B）。此外，便携式急救呼吸机和家用无创呼吸机进一步发展。本讲稿第十一页，共二十五页得到的启示正压呼吸机正压呼吸机人工气道人工气道/风箱风箱定容（压）定容（压）多功能，更安全多功能，更安全多功能、安全、舒适多功能、安全、舒适通气方式通
9、气方式口对口口对口挤压皮囊挤压皮囊正正/负压通气负压通气本讲稿第十二页，共二十五页机械通气技术进展本讲稿第十三页，共二十五页一、压力和容量双控制压力调节容量控制：Siemens 300:PRVC 可变压力控制 CPC Venturi:VPC 自动气流调节 Drager Evita 4:Autoflow适应性支持通气 Hamilton Galileo:(Adaptive Support Ventilation)ASV 压力/容量双控制 NewportE-500:VTP control体现呼吸治疗学的发展，实现肺保护性通气；压力控制和压力支持提供减速气流，提高病人通气时舒适感。本讲稿第十四页，共二
10、十五页二、偏流二、偏流BIAS FLOW称为特殊连续气流，是一种改进持续气流，它可以缩短呼吸机反应时间，帮助患者自主呼吸，减少患者吸气作功，当气管插管有漏气时，BIAS FLOW还可以稳定基压水平。BIAS FLOW还有消除机械死腔量的作用，BIAS FLOW一定程度上可以 补偿面罩漏气，实现无创通气。本讲稿第十五页，共二十五页三、自动斜率三、自动斜率/上升时间控制上升时间控制 压力上升时间/斜率调节的重要性:吸气同步性改善吸气触发负压降低吸气延迟时间降低触发压力时间乘积降低更重视机械通气下自主呼吸，尽可能实现人机同步，减少呼吸功。当自主呼吸气流增加时，机器能提供更大的气流，使病人更舒适、减轻
11、呼吸肌的疲劳。本讲稿第十六页，共二十五页四、呼气灵敏度自动调节四、呼气灵敏度自动调节 固定或用户手动设定的弊病：不适合每一个或每一类病人通气条件或肺动力学不稳定的患者需要频繁调节必须依赖于正确分析图形和监测参数PSV的自动吸/呼切换标准著名重症监护治疗学家Yoshitsigu Yamada 教授和 Honglin Du 博士(Tokyo大学)经过多年的探索和研究，发现了机械通气时呼气同步的内在规律，建立起表达终止流速，呼吸动力学参数及超平台压的相互关系的数学模型。已发表于（J Appl Physiol 2000:21432150）。本讲稿第十七页，共二十五页五、五、BIPAPBIPAP自动呼气
12、阀技术自动呼气阀技术Evita呼吸机能通过调节通气参数决定通气模式，克服传统机械通气时，自主呼吸和控制通气不能并存的特点，避免人机对抗，有呼气向吸气和吸气向呼气双重触发机制，既可以按呼吸机的预设要求转换，也可以按患者的自主呼吸触发。更重视机械通气下自主呼吸，尽可能实现人机同步；本讲稿第十八页，共二十五页六、无创通气自动漏气补偿六、无创通气自动漏气补偿人机同步获得最舒适和最有效地通气效果。防止自动误触发。对病人不同呼吸用力，机器作出最快反应。尽管有漏气，机器能达到吸气和呼气触发灵敏度阈值最佳状态，不需要人工调节。更重视机械通气下自主呼吸，尽可能实现人机同步。本讲稿第十九页，共二十五页七、流量和压
13、力互换触发技术七、流量和压力互换触发技术既可以设定流量触发，也可以设定压力触发，提高了适应性；允许根据病人的触发状况自动互换。几乎所有的高档呼吸机都具备该项功能。得益于阀和传感器技术的进步。本讲稿第二十页，共二十五页八、高频八、高频/常频一体化常频一体化能满足各种人群包括早产儿、新生儿至成人治疗的需要，潮气量精度高可设定多种高频振荡HFOV：正弦波型纯振荡、吸气相振荡、呼气相振荡全呼吸周期振荡本讲稿第二十一页，共二十五页九、有创九、有创/无创一体化无创一体化新型涡轮机技术，体积小，噪声低，不易产热，最高压力140cmH2O，最大流速200L/min。容量：A/C、SIMV（+PSV）、CPAP
14、（+PSV）压力：A/C、SIMV（+PSV）、CPAP（+PSV）无创正压通气(NPPV)：Spont、Spont/T采用AUTO-TRAK技术，实时跟 踪病人的每一次呼吸，自动检测 漏气量的变化，进行补偿。本讲稿第二十二页，共二十五页十、数字图文信息一体化十、数字图文信息一体化 完善的呼吸监护 提供机械通气基本监护参数提供机械通气肺力学参数提供机械通气撤机的监测参数压力/时间、流速/时间、容量/时间、两种向量环文字提示呼吸机所处状态接入一体化网络 本讲稿第二十三页，共二十五页十一、重视医护人员和病人安十一、重视医护人员和病人安全全窒息后备通气，没有送气（窒息）时，呼吸机一级报警。紧急释放阀
15、/主动呼气阀开放，允许呼吸室内空气，呼气阀失灵、过多气体输送。内置、外置电池，后备电源供应。面板锁定功能，防止误操作。停电或电池耗竭时可允许手动通气。3分钟纯氧功能，保证病人吸痰时维持好得氧合状态。20秒吸痰送气暂停，保护医护人员免受传染，报警暂停，保持工作环境安静。本讲稿第二十四页，共二十五页小小 结结新的通气技术要尽可能地实现肺保护性通气；非常重视机械通气背景下的自主呼吸，尽可能实现人机同步；重视呼吸力学监测，并结合其他检查，给临床医生更多的信息，有利于病人治疗；更重视机械通气时病人安全；更重视病人的舒适、以减少创伤，如无创通气；能满足各种人群治疗需要，早产、新生儿至成人；能满足各种疾病治疗的氧合需要，无论是顺应性很低的急性呼吸窘迫综合症（ARDS），还是气道阻力很高的重症支气管哮喘。本讲稿第二十五页，共二十五页