机械通气技术的发展历程.ppt

现代通气技术的起源与探索l口-口呼吸是最简单的借助外力实现通气的方式，1300年前，圣经上有“口对口”的描述。l公元2世纪前后，中医已将人工呼吸作为一种急救技术。l公元15世纪，Leonardo da Vinci提出空气通过胸廓风箱式的作用而进入肺内，1543年，Vesalius首次对猪进行气管切开和插管取得成功。l1667年，Hooke在狗身上重复这一技术成功，并首次应用风箱技术成功地进行了正压通气。l1979年，Curry首次在人体进行了气管内插管，用于人类疾病的抢救。l人工气道技术由动物过渡到人类经过了200余年的时间。现代机械装置通气技术的起源l1832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）。l1858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。l目前，密闭风箱装置与挤压气囊一直还沿用这些技术。技术逐步探索与改进l1869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。l1880年英国的MacEwen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。l1893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。l1895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。现代机械通气技术的雏形l1893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。l1907年Drager设计了一个自动供氧人工呼吸器Pulmotor，用于心肺复苏。l 1909年Janeway发明了一个小型金属装置。通过对该装置实现了间歇正压通气。lJaneway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。现代机械通气的里程碑l1928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。l1940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科领域得以迅速发展。箱式体外负压通气机-铁肺铁肺第一代呼吸机l1942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。l1946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。l1948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）。l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。第二代呼吸机l1951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 “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。l20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。通气新概念和新技术的出现l1967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。l1971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。l1972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。l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。第三代呼吸机-现代呼吸机经典l20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。l1981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。l同时代呼吸机产品还有：Erica-300,Bennet-7200,Ev-800,Bird-6400等。经典呼吸机-900C900C90年代机械通气技术发展l1981年，Sullivan无创口鼻面罩发明。l20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）。l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,Galileo)。l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。成为丰富多彩的大家族l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。l无创呼吸机 VISION、有创与无创结合一体的呼吸机“ESPRIT”。l高频/喷射/振荡/小儿呼吸机（BabyLog8000森迪斯3100A/B）。l此外，便携式急救呼吸机和家用无创呼吸机进一步发展。得到的启示通气方式通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、舒适机械通气技术进展一、压力和容量双控制l压力调节容量控制：Siemens 300:PRVC l可变压力控制 CPC Venturi:VPC l自动气流调节 Drager Evita 4:Autoflowl适应性支持通气 Hamilton Galileo:(Adaptive Support Ventilation)ASV l压力/容量双控制 NewportE-500:VTP controll体现呼吸治疗学的发展，实现肺保护性通气；l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。二、偏流二、偏流lBIAS 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。lBIAS 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。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:l吸气同步性改善l吸气触发负压降低l吸气延迟时间降低l触发压力时间乘积降低l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、减轻呼吸肌的疲劳。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：l不适合每一个或每一类病人l通气条件或肺动力学不稳定的患者需要频繁调节l必须依赖于正确分析图形和监测参数lPSV的自动吸/呼切换标准l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）。五、五、BIPAPBIPAP自动呼气阀技术自动呼气阀技术lEvita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；六、无创通气自动漏气补偿六、无创通气自动漏气补偿l人机同步获得最舒适和最有效地通气效果。l防止自动误触发。l对病人不同呼吸用力，机器作出最快反应。l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。七、流量和压力互换触发技术七、流量和压力互换触发技术l既可以设定流量触发，也可以设定压力触发，提高了适应性；l允许根据病人的触发状况自动互换。l几乎所有的高档呼吸机都具备该项功能。l得益于阀和传感器技术的进步。八、高频八、高频/常频一体化常频一体化l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l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九、有创九、有创/无创一体化无创一体化l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。l容量：A/C、SIMV（+PSV）、CPAP（+PSV）压力：A/C、SIMV（+PSV）、CPAP（+PSV）无创正压通气(NPPV)：Spont、Spont/Tl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。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 l提供机械通气基本监护参数l提供机械通气肺力学参数l提供机械通气撤机的监测参数l压力/时间、流速/时间、容量/时间、两种向量环l文字提示呼吸机所处状态l接入一体化网络 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l窒息后备通气，没有送气（窒息）时，呼吸机一级报警。l紧急释放阀/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。l内置、外置电池，后备电源供应。l面板锁定功能，防止误操作。l停电或电池耗竭时可允许手动通气。l3分钟纯氧功能，保证病人吸痰时维持好得氧合状态。l20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。小小 结结l新的通气技术要尽可能地实现肺保护性通气；l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；l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；l更重视机械通气时病人安全；l更重视病人的舒适、以减少创伤，如无创通气；l能满足各种人群治疗需要，早产、新生儿至成人；l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。