機械通氣技術的發(fā)展歷程

機械通氣技術的發(fā)展歷程第1頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一現(xiàn)代機械裝置通氣技術的起源1832年，Dalziel設計出一個密閉風箱裝置，通過壓力變化進行通氣（人作為動力，使用受限）。1858年Snow在倫敦首次應用氣管內麻醉技術，對兔的動物實驗獲得成功。他將氣管內導管與充以氯仿的氣囊相連，通過擠壓氣囊的方式進行麻醉。目前，密閉風箱裝置與擠壓氣囊一直還沿用這些技術。第2頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一技術逐步探索與改進1869年，德國Trendelenburg首次將氣管內插管麻醉用于人，并對氣管切開用的氣管內導管加以改進，將一可擴張的氣囊套于導管周圍使導管與氣管壁間密封，防止手術時血液吸入肺內。1880年英國的MacEwen發(fā)明了可以通過口腔導入氣管的金屬導管，首次行經口氣管插管。1893年，Eisenmenger對經口氣管插管的材料加以改進，以較為柔軟的材料代替金屬。1895年Kirstein在柏林首次介紹直接喉鏡的應用。1907年美國費城的Jackson醫(yī)師將其加以改進。此后，喉鏡直視下氣管插管方法便成為氣管插管的標準技術方法。第3頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一現(xiàn)代機械通氣技術的雛形1893年美國紐約Niagara大學的Fell設計了一個由手動驅動的風箱，使用橡膠管與面罩或與人工氣道相連接，進行人工通氣。1907年Drager設計了一個自動供氧人工呼吸器Pulmotor，用于心肺復蘇。1909年Janeway發(fā)明了一個小型金屬裝置。通過對該裝置實現(xiàn)了間歇正壓通氣。Janeway于1913年首次提出呼吸機可由病人自主呼吸觸發(fā)吸氣的假設，以后成為正壓呼吸機輔助通氣模式的必備條件。第4頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一現(xiàn)代機械通氣的里程碑1928年，Drinker和Shaw發(fā)明“鐵肺”箱式負壓治療機（電力與機械技術的產物），成功搶救8歲患脊髓灰質炎的小女孩，開創(chuàng)了“機械通氣”史上的里程碑。鐵肺、胸甲式和帶式體外負壓通氣機大量使用，取得一定效果，但對ARDS無效。1940年，由于人工氣道技術(有創(chuàng))和喉鏡直視氣管插管技術成熟，第一臺間歇正壓通氣(IPPV)麻醉機被發(fā)明，用于胸科手術和ARDS，正壓通氣在麻醉和外科領域得以迅速發(fā)展。箱式體外負壓通氣機-鐵肺第5頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第一代呼吸機1942年，美國工程師Bennett發(fā)明一種采用按需閥的供氧裝置，供高空飛行使用。1946年，世界第一臺初具現(xiàn)代呼吸機基本結構的間歇正壓呼吸機PR-1A研制成功。1948年，經過改進，間歇正壓呼吸機TV-2P正式推出，以治療急、慢性呼吸衰竭（氣動氣控壓力限制型）。這一時期的主要代表機型為BennetPR-1A和BirdmarkVII等，屬于現(xiàn)代第一代呼吸機。第6頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第二代呼吸機1951年，瑞典的EngstromMedical公司生產出第一臺定容呼吸機Engstrom100取代了當時的“鐵肺”，救治了大量的由流行性小兒麻痹引起的呼吸衰竭病人。20世紀60年代，隨著半導體和電子技術的發(fā)展，由電子器件控制、監(jiān)測氣體壓力和容量及帶簡單報警功能的呼吸機被開發(fā)出來，例如瑞典Elema公司的Servo900A,BennetMA-1,Engstr?m200EC等。第7頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一通氣新概念和新技術的出現(xiàn)1967年，瑞典的Sjstrand首先提出低潮氣量和高頻率通氣的高頻通氣(HFV)模式，其目的在于減少正壓通氣對血流動力學的影響。1971年，Servo900B研制成功，通氣模式有VCV、PCV、IMV（f/2,f/4)，采用機械的PEEP，具有一定的監(jiān)測與報警功能。1972年Lunkenleimer首次應用高頻振蕩通氣(HFOV)成功。1977年Klain和Smith提出高頻噴射通氣(HFJV)，HFJV成為臨床最常用的一種HFV形式。此外，一些新的機械通氣概念和技術得以發(fā)展和應用，如PEEP,CPAP,IMV,SIMV等出現(xiàn)。第8頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一第三代呼吸機-現(xiàn)代呼吸機經典20世紀80年代，電子傳感器技術、電動或電磁閥、計算機技術發(fā)展成熟，機械加工工藝日臻完善，這些技術使呼吸機的性能進入了一個嶄新階段。1981年，現(xiàn)代呼吸機經典Servo900C研制成功，在整個80年代的中國，占有統(tǒng)治優(yōu)勢。同時代呼吸機產品還有：Erica-300,Bennet-7200,Ev-800,Bird-6400等。經典呼吸機-900C第9頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一90年代機械通氣技術發(fā)展1981年，Sullivan無創(chuàng)口鼻面罩發(fā)明。20世紀90年代，臨床對呼吸機的安全性和舒適性要求更高，智能通氣和液體通氣。研制出高速比例閥，Servo-300/A呼吸機上首先使用了兩個高速比例閥（VSV,PRVC,Auto-Mode）。其他模式EMMV,PRV(壓力釋放),BiPAP,Bi-Level,壓力增強,ASV(適應性容量通氣),APV(適應性壓力通氣),VAPSV(容量保證壓力支持)和PPS等，自動插管補償技術ATC(NPB-840,Evita-4,Galileo)。由于傳感器技術的成熟，在壓力觸發(fā)的基礎上發(fā)展了流量觸發(fā)技術、間歇氣流。第10頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一成為豐富多彩的大家族不需要壓縮空氣的微渦輪、微泵多功能呼吸機上市：NPB740,760,HT-50,VS-Ⅱ、LTV-1000等。無創(chuàng)呼吸機‘VISION’、有創(chuàng)與無創(chuàng)結合一體的呼吸機“ESPRIT”。高頻/噴射/振蕩/小兒呼吸機（BabyLog8000森迪斯3100A/B）。此外，便攜式急救呼吸機和家用無創(chuàng)呼吸機進一步發(fā)展。第11頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一得到的啟示正壓呼吸機人工氣道/風箱定容（壓）多功能，更安全多功能、安全、舒適通氣方式口對口擠壓皮囊正/負壓通氣第12頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一機械通氣技術進展

第13頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一一、壓力和容量雙控制壓力調節(jié)容量控制：Siemens300:PRVC可變壓力控制CPCVenturi:VPC自動氣流調節(jié)DragerEvita4:Autoflow適應性支持通氣HamiltonGalileo:(AdaptiveSupportVentilation)ASV壓力/容量雙控制NewportE-500:VTPcontrol體現(xiàn)呼吸治療學的發(fā)展，實現(xiàn)肺保護性通氣；壓力控制和壓力支持提供減速氣流，提高病人通氣時舒適感。第14頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一二、偏流BIASFLOW稱為特殊連續(xù)氣流，是一種改進持續(xù)氣流，它可以縮短呼吸機反應時間，幫助患者自主呼吸，減少患者吸氣作功，當氣管插管有漏氣時，BIASFLOW還可以穩(wěn)定基壓水平。BIASFLOW還有消除機械死腔量的作用，BIASFLOW一定程度上可以補償面罩漏氣，實現(xiàn)無創(chuàng)通氣。第15頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一三、自動斜率/上升時間控制

壓力上升時間/斜率調節(jié)的重要性:吸氣同步性改善吸氣觸發(fā)負壓降低吸氣延遲時間降低觸發(fā)壓力時間乘積降低更重視機械通氣下自主呼吸，盡可能實現(xiàn)人機同步，減少呼吸功。當自主呼吸氣流增加時，機器能提供更大的氣流，使病人更舒適、減輕呼吸肌的疲勞。第16頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一四、呼氣靈敏度自動調節(jié)

固定或用戶手動設定的弊?。翰贿m合每一個或每一類病人通氣條件或肺動力學不穩(wěn)定的患者需要頻繁調節(jié)必須依賴于正確分析圖形和監(jiān)測參數(shù)PSV的自動吸/呼切換標準著名重癥監(jiān)護治療學家YoshitsiguYamada教授和HonglinDu博士(Tokyo大學)經過多年的探索和研究，發(fā)現(xiàn)了機械通氣時呼氣同步的內在規(guī)律，建立起表達終止流速，呼吸動力學參數(shù)及超平臺壓的相互關系的數(shù)學模型。已發(fā)表于（JApplPhysiol2000:2143~2150）。第17頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一五、BIPAP自動呼氣閥技術Evita呼吸機能通過調節(jié)通氣參數(shù)決定通氣模式，克服傳統(tǒng)機械通氣時，自主呼吸和控制通氣不能并存的特點，避免人機對抗，有呼氣向吸氣和吸氣向呼氣雙重觸發(fā)機制，既可以按呼吸機的預設要求轉換，也可以按患者的自主呼吸觸發(fā)。更重視機械通氣下自主呼吸，盡可能實現(xiàn)人機同步；第18頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一六、無創(chuàng)通氣自動漏氣補償人機同步獲得最舒適和最有效地通氣效果。防止自動誤觸發(fā)。對病人不同呼吸用力，機器作出最快反應。盡管有漏氣，機器能達到吸氣和呼氣觸發(fā)靈敏度閾值最佳狀態(tài)，不需要人工調節(jié)。更重視機械通氣下自主呼吸，盡可能實現(xiàn)人機同步。第19頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一七、流量和壓力互換觸發(fā)技術既可以設定流量觸發(fā)，也可以設定壓力觸發(fā)，提高了適應性；允許根據病人的觸發(fā)狀況自動互換。幾乎所有的高檔呼吸機都具備該項功能。得益于閥和傳感器技術的進步。第20頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一八、高頻/常頻一體化能滿足各種人群包括早產兒、新生兒至成人治療的需要，潮氣量精度高可設定多種高頻振蕩HFOV：正弦波型純振蕩、吸氣相振蕩、呼氣相振蕩全呼吸周期振蕩第21頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一九、有創(chuàng)/無創(chuàng)一體化新型渦輪機技術，體積小，噪聲低，不易產熱，最高壓力140cmH2O，最大流速200L/min。容量：A/C、SIMV（+PSV）、CPAP（+PSV）

壓力：A/C、SIMV（+PSV）、CPAP（+PSV）

無創(chuàng)正壓通氣(NPPV)：Spont、Spont/T采用AUTO-TRAK技術，實時跟蹤病人的每一次呼吸，自動檢測漏氣量的變化，進行補償。

第22頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一十、數(shù)字圖文信息一體化

完善的呼吸監(jiān)護提供機械通氣基本監(jiān)護參數(shù)提供機械通氣肺力學參數(shù)提供機械通氣撤機的監(jiān)測參數(shù)壓力/時間、流速/時間、容量/時間、兩種向量環(huán)文字提示呼吸機所處狀態(tài)接入一體化網絡第23頁，共25頁，2023年，2月20日，星期一十一、重視醫(yī)護人員和病人安全窒息后備通氣，沒有送氣（窒息）時，呼吸機一級報警。緊急釋放閥/主動呼氣閥開放，允許呼吸室內空氣，呼氣閥失靈、過多氣體輸送。內置、外置電池，后備電源供應。面板鎖定功能，防止誤操作。停電或電池耗竭時可允許手動通氣。3分鐘純氧功能，保證病人吸痰時維持好得氧合狀態(tài)。20秒吸痰送氣暫停，保護醫(yī)護人員免受傳染，報警暫停，保持工作環(huán)境安靜。

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