第三节 呼吸机的驱动机制

呼吸机供气部分的主要作用是提供吸气压力，让病人吸入一定量的吸气潮气量，并提供不同吸入氧浓度的新鲜气体。

一、直接驱动和间接驱动

按驱动装置产生的驱动气流进入病人肺内的方式不同，可分为间接驱动和直接驱动。如果从驱动装置产生的驱动气流不直接进入病人肺内，而是作用于另一个风箱、皮囊或气缸，使风箱、皮囊或气缸中的气体进入病人肺内，称为间接驱动。间接驱动类呼吸机称为双回路呼吸机。间接驱动型耗气大，一般耗气量大于分钟通气量，最大可达2倍的分钟通气量。

如果从驱动装置产生的驱动气流直接进入病人肺内，称为直接驱动。直接驱动类呼吸机称为单回路呼吸机。直接驱动主要适用于可调式减压阀和喷射器这两种驱动装置。就喷射器而言，其采用Venturi原理，高压氧气通过一个细的喷射头射出，有一部分空气被吸入。FIO2随吸气压力、氧气压力变化而变化，且变化幅度较大。FIO2不小于37%常为急救型呼吸机采用。可调式减压阀驱动装置直接驱动时，常有性能良好的空氧混合器，有伺服性能良好的吸气伺服阀，甚至可直接用两个吸气伺服阀，一个伺服压缩空气，另一个伺服氧气，这种类型的装置可以使病人得到各种不同的吸入氧浓度。伺服阀既可伺服流量，也可伺服压力，阀身小，反应时间快，用这种结构的呼吸机，可以有很多种通气功能，故为多功能呼吸机的首选方案。

二、驱动机制

1．启动（initiating）

是指使呼吸机开始送气的驱动方式。启动有3种方式：时间启动、压力启动和流量启动。

（1）时间启动用于控制通气。它是指呼吸机按固定频率进行通气。当呼气期达到预定的时间后，呼吸机开始送气，即进入吸气期，不受病人吸气的影响。

（2）压力启动用于辅助呼吸。压力启动指当病人存在微弱的自主呼吸时，吸气时气道内压降低为负压，触发（trigger）呼吸机送气，而完成同步吸气。呼吸机的负压触发范围（灵敏度，sensitivity）为-1～-5cmH2O，一般成人设置在-1cmH2O以上，小儿在-0.5cmH2O以上。辅助呼吸使用压力触发时，能保持呼吸机工作与病人吸气同步，以利撤离呼吸机，但当病人吸气用力强弱不等时，传感器装置的灵敏度调节困难，易发生过度通气或通气不足。此外，由于同步装置的限制，病人开始吸气时，呼吸机要迟20ms左右才能同步，这称为呼吸滞后（lag time）。病人呼吸频率越快，呼吸机滞后时间越长，病人呼吸做功越多。

（3）流量启动用于辅助呼吸。流量启动指在病人吸气开始前，呼吸机输送慢而恒定的持续气流，并在呼吸回路入口和出口装有流速传感器，由微机测量两端的流速差值。若差值达到预定水平，即触发呼吸机送气。持续气流流速一般设定为10L/min，预定触发流速为3L/min。流量触发较压力触发灵敏度高，病人呼吸做功较小。

理想的呼吸机触发机制应十分灵敏，可通过两个参数来评价，即灵敏度和反应时间（response time）。灵敏度反映了病人自主吸气触发呼吸机的做功大小。衡量灵敏度的一个指标为敏感百分比，敏感百分比=触发吸气量/自主潮气量×100%。理想的敏感百分比应小于1%，一般成人呼吸机的触发吸气量为0.5ml。小儿呼吸机则更低。

2．限定（limited）

正压通气时，为避免对病人和机器回路产生损害作用，应限定呼吸机输送气体的量。有3种方式：①容量限定：预设潮气量。通过改变流量、压力和时间三个变量来输送潮气量。②压力限定：预设气道压力，通过改变流量、容量和时间三个变量来维持回路内压力。③流速限定：预设流速。通过改变压力、容量和时间三个变量来达到预设的流速。

3．切换（cycling）

指呼吸机由吸气期转换成呼气期的方式。有4种切换方式：①时间切换：达到预设的吸气时间，即停止送气，转回呼气。②容量切换：当预设的潮气量送入肺后，即转向呼气。③流速切换：当吸气流速降低到一定程度后，即转向呼气。④压力切换：当吸气压力达到预定值后，即转向呼气。