机械通气技术的发展历程.ppt

现代通气技术的起源与探索 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 公元2世纪前后 中医已将人工呼吸作为一种急救技术 公元15世纪 LeonardodaVinci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 1667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 1979年 Curry首次在人体进行了气管内插管 用于人类疾病的抢救 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 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 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 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 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 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科领域得以迅速发展 箱式体外负压通气机 铁肺 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BennetPR 1A和BirdmarkVII等 属于现代第一代呼吸机 第二代呼吸机 1951年 瑞典的EngstromMedical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 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Servo900A BennetMA 1 Engstr m200EC等 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 Servo900B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 1972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 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Servo900C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 7200 Ev 800 Bird 6400等 经典呼吸机 900C 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 Galileo 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 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 得到的启示 机械通气技术进展 一 压力和容量双控制 压力调节容量控制 Siemens300 PRVC可变压力控制CPCVenturi VPC自动气流调节DragerEvita4 Autoflow适应性支持通气HamiltonGalileo AdaptiveSupportVentilation ASV压力 容量双控制NewportE 500 VTPcontrol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 二 偏流 BIASFLOW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 BIASFLOW还可以稳定基压水平 BIASFLOW还有消除机械死腔量的作用 BIASFLOW一定程度上可以补偿面罩漏气 实现无创通气 三 自动斜率 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 减轻呼吸肌的疲劳 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YoshitsiguYamada教授和HonglinDu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 JApplPhysiol2000 2143 2150 五 BIPAP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 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 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 八 高频 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 九 有创 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 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 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 十一 重视医护人员和病人安全 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 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