機(jī)械通氣技術(shù)的發(fā)展歷程

1、機(jī)械通氣技術(shù)的發(fā)展歷程第1頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四現(xiàn)代機(jī)械裝置通氣技術(shù)的起源1832年，Dalziel 設(shè)計(jì)出一個(gè)密閉風(fēng)箱裝置，通過壓力變化進(jìn)行通氣（人作為動(dòng)力，使用受限）。1858年Snow在倫敦首次應(yīng)用氣管內(nèi)麻醉技術(shù)，對兔的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)獲得成功。他將氣管內(nèi)導(dǎo)管與充以氯仿的氣囊相連，通過擠壓氣囊的方式進(jìn)行麻醉。目前，密閉風(fēng)箱裝置與擠壓氣囊一直還沿用這些技術(shù)。第2頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四技術(shù)逐步探索與改進(jìn)1869年，德國Trendelenburg首次將氣管內(nèi)插管麻醉用于人，并對氣管切開用的氣管內(nèi)導(dǎo)管加以改進(jìn)，將一可擴(kuò)張的氣囊套于導(dǎo)管周

2、圍使導(dǎo)管與氣管壁間密封，防止手術(shù)時(shí)血液吸入肺內(nèi)。1880年英國的MacEwen發(fā)明了可以通過口腔導(dǎo)入氣管的金屬導(dǎo)管，首次行經(jīng)口氣管插管。1893年，Eisenmenger對經(jīng)口氣管插管的材料加以改進(jìn)，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(yīng)用。1907年美國費(fèi)城的Jackson醫(yī)師將其加以改進(jìn)。此后，喉鏡直視下氣管插管方法便成為氣管插管的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)方法。第3頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四現(xiàn)代機(jī)械通氣技術(shù)的雛形1893年美國紐約Niagara大學(xué)的Fell設(shè)計(jì)了一個(gè)由手動(dòng)驅(qū)動(dòng)的風(fēng)箱，使用橡膠管與面罩或與人工氣道相連接，進(jìn)行人工通氣。

3、1907年Drager設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)供氧人工呼吸器Pulmotor，用于心肺復(fù)蘇。 1909年Janeway發(fā)明了一個(gè)小型金屬裝置。通過對該裝置實(shí)現(xiàn)了間歇正壓通氣。Janeway于1913年首次提出呼吸機(jī)可由病人自主呼吸觸發(fā)吸氣的假設(shè)，以后成為正壓呼吸機(jī)輔助通氣模式的必備條件。 第4頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四現(xiàn)代機(jī)械通氣的里程碑1928年，Drinker 和 Shaw 發(fā)明“鐵肺”箱式負(fù)壓治療機(jī)（電力與機(jī)械技術(shù)的產(chǎn)物），成功搶救 8 歲患脊髓灰質(zhì)炎的小女孩，開創(chuàng)了“機(jī)械通氣”史上的里程碑。鐵肺、胸甲式和帶式體外負(fù)壓通氣機(jī)大量使用，取得一定效果，但對ARDS無效。1

4、940年，由于人工氣道技術(shù) (有創(chuàng)) 和喉鏡直視氣管插管技術(shù)成熟，第一臺(tái)間歇正壓通氣(IPPV) 麻醉機(jī)被發(fā)明，用于胸科手術(shù)和 ARDS，正壓通氣在麻醉和外科領(lǐng)域得以迅速發(fā)展 。箱式體外負(fù)壓通氣機(jī)-鐵肺第5頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四第一代呼吸機(jī)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(tái)初具現(xiàn)代呼吸機(jī)基本結(jié)構(gòu)的間歇正壓呼吸機(jī)PR-1A研制成功。1948年，經(jīng)過改進(jìn)，間歇正壓呼吸機(jī)TV-2P正式推出，以治療急、慢性呼吸衰竭（氣動(dòng)氣控壓力限制型）。這一時(shí)期的主要代表機(jī)型為Bennet PR-1A和Bird

5、mark VII等，屬于現(xiàn)代第一代呼吸機(jī)。 第6頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四第二代呼吸機(jī)1951年，瑞典的 Engstrom Medical公司生產(chǎn)出第一臺(tái)定容呼吸機(jī) Engstrom100取代了當(dāng)時(shí)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(jì)60年代，隨著半導(dǎo)體和電子技術(shù)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(bào)警功能的呼吸機(jī)被開發(fā)出來，例如瑞典Elema公司的 Servo 900A, Bennet MA-1, Engstrm 200EC等。第7頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四通氣新概念和新技術(shù)的出現(xiàn)1

6、967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(dòng)力學(xué)的影響。 1971年，Servo 900B 研制成功，通氣模式有VCV、PCV、IMV（f/2,f/4) ，采用機(jī)械的PEEP，具有一定的監(jiān)測與報(bào)警功能。1972年Lunkenleimer首次應(yīng)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(jī)械通氣概念和技術(shù)得以發(fā)展和應(yīng)用，如 PEEP,CPAP,IMV,SIMV等出現(xiàn)。第8頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，

7、星期四第三代呼吸機(jī)-現(xiàn)代呼吸機(jī)經(jīng)典20世紀(jì)80年代，電子傳感器技術(shù)、電動(dòng)或電磁閥、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展成熟，機(jī)械加工工藝日臻完善，這些技術(shù)使呼吸機(jī)的性能進(jìn)入了一個(gè)嶄新階段。1981年，現(xiàn)代呼吸機(jī)經(jīng)典Servo 900C 研制成功，在整個(gè)80年代的中國，占有統(tǒng)治優(yōu)勢。同時(shí)代呼吸機(jī)產(chǎn)品還有：Erica-300, Bennet-7200, Ev-800, Bird-6400等。經(jīng)典呼吸機(jī)-900C第9頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四90年代機(jī)械通氣技術(shù)發(fā)展1981年，Sullivan無創(chuàng)口鼻面罩發(fā)明。20世紀(jì)90年代，臨床對呼吸機(jī)的安全性和舒適性要求更高，智能通氣和液體通氣。研制出

8、高速比例閥，Servo-300/A呼吸機(jī)上首先使用了兩個(gè)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(qiáng), ASV (適應(yīng)性容量通氣),APV(適應(yīng)性壓力通氣),VAPSV(容量保證壓力支持)和PPS等，自動(dòng)插管補(bǔ)償技術(shù)ATC (NPB-840, Evita-4, Galileo)。 由于傳感器技術(shù)的成熟，在壓力觸發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展了流量觸發(fā)技術(shù)、間歇?dú)饬?。?0頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四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(jī)上市：NPB740, 760,

9、 HT-50, VS-、LTV-1000等。無創(chuàng)呼吸機(jī) VISION、有創(chuàng)與無創(chuàng)結(jié)合一體的呼吸機(jī)“ESPRIT”。高頻/噴射/振蕩/小兒呼吸機(jī)（BabyLog8000森迪斯3100A/B）。此外，便攜式急救呼吸機(jī)和家用無創(chuàng)呼吸機(jī)進(jìn)一步發(fā)展。第11頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四得到的啟示正壓呼吸機(jī)人工氣道/風(fēng)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(fù)壓通氣第12頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四機(jī)械通氣技術(shù)進(jìn)展第13頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四一、壓力和容量雙控制壓力調(diào)節(jié)容量控制：Sieme

10、ns 300: PRVC 可變壓力控制 CPC Venturi: VPC 自動(dòng)氣流調(diào)節(jié) Drager Evita 4: Autoflow適應(yīng)性支持通氣 Hamilton Galileo:( Adaptive Support Ventilation)ASV 壓力/容量雙控制 NewportE-500: VTP control體現(xiàn)呼吸治療學(xué)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)肺保護(hù)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(shí)舒適感。第14頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四二、偏流BIAS FLOW稱為特殊連續(xù)氣流，是一種改進(jìn)持續(xù)氣流，它可以縮短呼吸機(jī)反應(yīng)時(shí)間，幫助患者自主呼吸，減少患者吸氣

11、作功，當(dāng)氣管插管有漏氣時(shí)，BIAS FLOW還可以穩(wěn)定基壓水平。BIAS FLOW還有消除機(jī)械死腔量的作用，BIAS FLOW一定程度上可以 補(bǔ)償面罩漏氣，實(shí)現(xiàn)無創(chuàng)通氣。第15頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四三、自動(dòng)斜率/上升時(shí)間控制 壓力上升時(shí)間/斜率調(diào)節(jié)的重要性:吸氣同步性改善吸氣觸發(fā)負(fù)壓降低吸氣延遲時(shí)間降低觸發(fā)壓力時(shí)間乘積降低更重視機(jī)械通氣下自主呼吸，盡可能實(shí)現(xiàn)人機(jī)同步，減少呼吸功。當(dāng)自主呼吸氣流增加時(shí)，機(jī)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，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四四、呼氣靈敏度自動(dòng)調(diào)節(jié) 固定或用戶手動(dòng)設(shè)定的弊

12、?。翰贿m合每一個(gè)或每一類病人通氣條件或肺動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定的患者需要頻繁調(diào)節(jié)必須依賴于正確分析圖形和監(jiān)測參數(shù)PSV的自動(dòng)吸/呼切換標(biāo)準(zhǔn)著名重癥監(jiān)護(hù)治療學(xué)家Yoshitsigu Yamada 教授和 Honglin Du 博士(Tokyo大學(xué))經(jīng)過多年的探索和研究，發(fā)現(xiàn)了機(jī)械通氣時(shí)呼氣同步的內(nèi)在規(guī)律，建立起表達(dá)終止流速，呼吸動(dòng)力學(xué)參數(shù)及超平臺(tái)壓的相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。已發(fā)表于（J Appl Physiol 2000:21432150）。第17頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四五、BIPAP自動(dòng)呼氣閥技術(shù)Evita呼吸機(jī)能通過調(diào)節(jié)通氣參數(shù)決定通氣模式，克服傳統(tǒng)機(jī)械通氣時(shí)，自主呼吸和控

13、制通氣不能并存的特點(diǎn)，避免人機(jī)對抗，有呼氣向吸氣和吸氣向呼氣雙重觸發(fā)機(jī)制，既可以按呼吸機(jī)的預(yù)設(shè)要求轉(zhuǎn)換，也可以按患者的自主呼吸觸發(fā)。更重視機(jī)械通氣下自主呼吸，盡可能實(shí)現(xiàn)人機(jī)同步；第18頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四六、無創(chuàng)通氣自動(dòng)漏氣補(bǔ)償人機(jī)同步獲得最舒適和最有效地通氣效果。防止自動(dòng)誤觸發(fā)。對病人不同呼吸用力，機(jī)器作出最快反應(yīng)。盡管有漏氣，機(jī)器能達(dá)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(diào)節(jié)。更重視機(jī)械通氣下自主呼吸，盡可能實(shí)現(xiàn)人機(jī)同步。 第19頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四七、流量和壓力互換觸發(fā)技術(shù)既可以設(shè)定流量觸發(fā)，也可以設(shè)定壓力觸

14、發(fā)，提高了適應(yīng)性；允許根據(jù)病人的觸發(fā)狀況自動(dòng)互換。幾乎所有的高檔呼吸機(jī)都具備該項(xiàng)功能。得益于閥和傳感器技術(shù)的進(jìn)步。第20頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四八、高頻/常頻一體化能滿足各種人群包括早產(chǎn)兒、新生兒至成人治療的需要，潮氣量精度高可設(shè)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，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四九、有創(chuàng)/無創(chuàng)一體化新型渦輪機(jī)技術(shù)，體積小，噪聲低，不易產(chǎn)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（+P

15、SV）、CPAP（+PSV）無創(chuàng)正壓通氣(NPPV)： Spont、 Spont/T采用AUTO-TRAK技術(shù)，實(shí)時(shí)跟 蹤病人的每一次呼吸，自動(dòng)檢測 漏氣量的變化，進(jìn)行補(bǔ)償。第22頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四十、數(shù)字圖文信息一體化 完善的呼吸監(jiān)護(hù) 提供機(jī)械通氣基本監(jiān)護(hù)參數(shù)提供機(jī)械通氣肺力學(xué)參數(shù)提供機(jī)械通氣撤機(jī)的監(jiān)測參數(shù)壓力/時(shí)間、流速/時(shí)間、容量/時(shí)間、兩種向量環(huán)文字提示呼吸機(jī)所處狀態(tài)接入一體化網(wǎng)絡(luò) 第23頁，共25頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)32分，星期四十一、重視醫(yī)護(hù)人員和病人安全窒息后備通氣，沒有送氣（窒息）時(shí)，呼吸機(jī)一級報(bào)警。緊急釋放閥/主動(dòng)呼氣閥開放，允許呼吸室內(nèi)空氣，呼氣閥失靈、過多氣體輸送。內(nèi)置、外置電池，后備電源供應(yīng)。面板鎖定功能，防止誤操作。停電或電池耗竭時(shí)可允許手動(dòng)通氣 。3分鐘純氧功能，保證病人吸痰時(shí)維持好得氧合狀態(tài)。20秒吸痰送氣暫停，保護(hù)醫(yī)護(hù)人員免受傳染，報(bào)警暫停，保持工作環(huán)境安靜。 第24頁，共25頁，2022年，5