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本期导读

基础不牢，地动山摇！本次机械通气内容是打基础系列~

在你准备对呼吸机发起“试探”时，劝你先收回蠢蠢欲动的小手，摸清“敌人”的“底牌”，我们才能运用自如！

今天我们一起学习呼吸机的基本结构~

呼吸机（ventilator）是实施机械通气的基本设备，特点是能够替代、控制或者改变人体正常的生理呼吸过程，增加肺通气量，改善呼吸功能，减少患者呼吸功消耗，基本工作原理是建立气道口与肺泡间压力差。

呼吸机的加压方式主要包括呼吸道直接加压和胸腔外加压。呼吸道直接加压方式为在呼吸道开口直接施加压力，吸气时气体被正压直接压入肺泡，呼气时气体随肺的被动回缩而排出体外，采用此种方式加压的呼吸机称为正压呼吸机（目前临床使用的基本都是正压通气呼吸机）。

床旁一体机

可移动呼吸机

胸腔外加压主要是指由筒状或壳状外壳围绕胸腹部，通过外壳的扩张产生负压，使胸廓和肺扩张，产生吸气，外壳的被动回缩或合并外壳内正压产生呼气，采用此种方式加压的呼吸机称为负压呼吸机（如下图，最早1928“铁肺”）。

呼吸机根据动力来源，一般分为电动或气动两种基本类型。传统的电动呼吸机通过活塞、气缸等机械部件的运行直接完成机械通气过程，气动呼吸机则由高压氧和高压空气共同驱动完成。现代电动或气动呼吸机大多由动力部分提供气源，而通气过程则由微电子装置调控，称为电控电动或电控气动呼吸机。

呼吸机原理

电动呼吸机将气体直接送入气道，氧气和空气皆不参与呼吸机驱动，该类呼吸机对机械部件的性能要求较高。气动呼吸机则先由空气压缩机提供高压空气，由氧气瓶或中心供氧室等提供高压氧气，高压氧气和空气混合后进入呼吸机内的气路，气源也参与呼吸机的驱动。

呼吸机主要由通气管路、呼气阀和感受器三部分构成。

通气管路

基本类型  有单气路和双气路两种。

单气路需在进气端安装单向阀或单向活瓣，故气路密闭性好，不存在呼出气反流，无效腔小，但阻力较大，同步性较差。

双气路采用单向阀，并安装在呼气端，阻力小，现代呼吸机（简易呼吸机除外）多用双气路。其通气管路可分为三部分，即①Y形管：通过人工气道或面罩等与患者连接，也称为通气管路的近端；②呼气管：患者呼出气通过该管路，经呼气阀呼出体外，近呼气阀的部分为呼气端；③吸气管：吸气期，呼吸机送出气体，气流通过该管路进入Y形管，近呼吸机的部分为吸气端，吸气端和呼气端统称为远端。

大多数呼吸机在吸气管路上连接湿化器。气体通过湿化器的方式有并联和串联两种方式，并联的气体和水分仅在两者的交界面接触，故阻力低，湿化效果差；串联为气体穿过湿化液，故阻力大，但湿化效果好。大部分呼吸机采用并联的方式，通过将湿化器内部做成多层环状界面，改善湿化效果。

辅助装置

（1）人工气道接头（joint of artificial airway） 是气路与人工气道之间的连接装置，为一短细路，是呼吸机通气管路上产生阻力的主要位置。

接水器

（2）接水器（water trap） 机械通气时放在最低位置，接收气路内凝结的水分或分泌物的连接装置，位于呼吸机吸气管的两条管路或呼气管的两条管路中间，防止水分滞留连接管内引起阻塞或反流入人工气道内引起污染。接水器应放置在气路最低的位置。

（3）雾化湿化器（nebulizing humidifier） 是利用压缩气源作为动力进行喷雾的湿化装置。雾化生理盐水可增加湿化的效果，雾化某些药物可发挥治疗作用。

（4）湿热交换器（HME） 又称人工鼻（artificial nose），是仿骆驼的鼻子制作而成的辅助呼吸装置。其内部有化学吸附剂，被通气者呼气时将进入其中的相当于体温、湿度饱和的气体凝结，释放出以蒸汽状态保存的热量；吸气时，外部气体进入其中得到湿化和温化，进入肺内。该装置是效果最好的湿化装置，主要用于分泌物黏稠的人工气道患者，但会较明显增加呼吸阻力，不适合明显呼吸较快或气道阻力较大的患者。

（5）过滤器（filter）指对呼吸机的输出气流进行滤过、吸附的装置，可改善吸入气的治疗，减少肺部感染的发生率；若应用不当，可能增加吸气阻力、降低触发的敏感性。

主要包括呼吸参数感受器和温度感受器。常用的参数感受器装置有压力感受器和流量感受器，用于感受自主呼吸和监测通气参数等的变化。

通气阀根据呼吸时相分为呼气阀和吸气阀，根据功能可分为按需阀和伺服阀。阀的特性和正确连接不仅是保障呼吸管路气流方向单一性的基础，也将影响吸呼气的转换、自主呼吸触发、PEEP/CPAP水平的设置。

材料分类

（1）机械阀 早期呼吸机多采用气动机械阀，通过管路中气流量和气压的变化决定阀的关闭。通气阀的特点是设计、安装简单方便，密封性能好，不容易漏气；缺点是阻力较大，用时较久可出现变形，影响管路的密闭性，是导致漏气和影响吸气触发的常见原因之一，但临床上容易被忽视。

（2）电磁阀 现代新型呼吸机多采用电磁阀或电子阀等取代机械阀，阻力显著减小，并可能具有伺服阀的功能。

吸呼气相分类

（1）呼气阀（exhalation valve） 位于呼吸机的呼气口，用来控制和调节气体呼出的装置。

（2）吸气阀（air suction valve） 指控制呼吸机送气进入连接管的医疗装置。

功能特点分类

（1）按需阀（demand valve）：根据调节要求，在送气期、屏气期或呼气期完全开放或完全关闭的一种吸气阀或呼气阀形式。

（2）伺服阀（servo valve）：具有一定调节功能的吸气阀或呼气阀，即吸气阀或呼气阀在整个呼吸过程中皆保持一定程度的开放状态，送气时呼气阀的开放程度非常小，吸气阀充分开放，气道压力升高，气体进入气道；屏气时，呼气阀和吸气阀皆维持较小的开放水平，两者流量相等，保持恒定的气道压；呼气时，呼气阀迅速开大，吸气阀仍维持较小的开放水平，气体呼出体外。

呼吸机面板

呼吸机的调节系统包括内部结构和面板，面板上主要有通气模式选择、通气参数调节、监测设置和报警设置四部分。内部结构包括气路和调节装置。

气体由主机气路进入气道需经过吸气触发、吸气过程、吸呼气转换和呼气四个阶段。

主机气路

（1）呼气安全阀（expiratory security valve） 简称安全阀。气道压力超过一定数值时，安全阀开放，将气流快速排出，防止气道压力过高。

（2）最大安全压（maxing safety perssure，Ps max）是呼气安全阀设置的最大压力，一般设置在55~60 cmH₂O，超过该数值安全阀开放排气。

（3）工作压力 呼吸机通气时允许产生的最大压力。

在呼吸机停止时阀门打开，大气进入连接管，患者自主呼吸，避免窒息的保护装置。

作者 杭州师范大学附属医院 重症医学科张宁

明日预告

明天我们一起学习呼吸机临床分类、监测即报警~

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