第三節 呼吸機的驅動機制

呼吸機供氣部分的主要作用是提供吸氣壓力，讓病人吸入一定量的吸氣潮氣量，并提供不同吸入氧濃度的新鮮氣體。

一、直接驅動和間接驅動

按驅動裝置產生的驅動氣流進入病人肺內的方式不同，可分為間接驅動和直接驅動。如果從驅動裝置產生的驅動氣流不直接進入病人肺內，而是作用于另一個風箱、皮囊或氣缸，使風箱、皮囊或氣缸中的氣體進入病人肺內，稱為間接驅動。間接驅動類呼吸機稱為雙回路呼吸機。間接驅動型耗氣大，一般耗氣量大于分鐘通氣量，最大可達2倍的分鐘通氣量。

如果從驅動裝置產生的驅動氣流直接進入病人肺內，稱為直接驅動。直接驅動類呼吸機稱為單回路呼吸機。直接驅動主要適用于可調式減壓閥和噴射器這兩種驅動裝置。就噴射器而言，其采用Venturi原理，高壓氧氣通過一個細的噴射頭射出，有一部分空氣被吸入。FIO2隨吸氣壓力、氧氣壓力變化而變化，且變化幅度較大。FIO2不小于37%常為急救型呼吸機采用。可調式減壓閥驅動裝置直接驅動時，常有性能良好的空氧混合器，有伺服性能良好的吸氣伺服閥，甚至可直接用兩個吸氣伺服閥，一個伺服壓縮空氣，另一個伺服氧氣，這種類型的裝置可以使病人得到各種不同的吸入氧濃度。伺服閥既可伺服流量，也可伺服壓力，閥身小，反應時間快，用這種結構的呼吸機，可以有很多種通氣功能，故為多功能呼吸機的首選方案。

二、驅動機制

1．啟動（initiating）

是指使呼吸機開始送氣的驅動方式。啟動有3種方式：時間啟動、壓力啟動和流量啟動。

（1）時間啟動用于控制通氣。它是指呼吸機按固定頻率進行通氣。當呼氣期達到預定的時間后，呼吸機開始送氣，即進入吸氣期，不受病人吸氣的影響。

（2）壓力啟動用于輔助呼吸。壓力啟動指當病人存在微弱的自主呼吸時，吸氣時氣道內壓降低為負壓，觸發（trigger）呼吸機送氣，而完成同步吸氣。呼吸機的負壓觸發范圍（靈敏度，sensitivity）為-1～-5cmH2O，一般成人設置在-1cmH2O以上，小兒在-0.5cmH2O以上。輔助呼吸使用壓力觸發時，能保持呼吸機工作與病人吸氣同步，以利撤離呼吸機，但當病人吸氣用力強弱不等時，傳感器裝置的靈敏度調節困難，易發生過度通氣或通氣不足。此外，由于同步裝置的限制，病人開始吸氣時，呼吸機要遲20ms左右才能同步，這稱為呼吸滯后（lag time）。病人呼吸頻率越快，呼吸機滯后時間越長，病人呼吸做功越多。

（3）流量啟動用于輔助呼吸。流量啟動指在病人吸氣開始前，呼吸機輸送慢而恒定的持續氣流，并在呼吸回路入口和出口裝有流速傳感器，由微機測量兩端的流速差值。若差值達到預定水平，即觸發呼吸機送氣。持續氣流流速一般設定為10L/min，預定觸發流速為3L/min。流量觸發較壓力觸發靈敏度高，病人呼吸做功較小。

理想的呼吸機觸發機制應十分靈敏，可通過兩個參數來評價，即靈敏度和反應時間（response time）。靈敏度反映了病人自主吸氣觸發呼吸機的做功大小。衡量靈敏度的一個指標為敏感百分比，敏感百分比=觸發吸氣量/自主潮氣量×100%。理想的敏感百分比應小于1%，一般成人呼吸機的觸發吸氣量為0.5ml。小兒呼吸機則更低。

2．限定（limited）

正壓通氣時，為避免對病人和機器回路產生損害作用，應限定呼吸機輸送氣體的量。有3種方式：①容量限定：預設潮氣量。通過改變流量、壓力和時間三個變量來輸送潮氣量。②壓力限定：預設氣道壓力，通過改變流量、容量和時間三個變量來維持回路內壓力。③流速限定：預設流速。通過改變壓力、容量和時間三個變量來達到預設的流速。

3．切換（cycling）

指呼吸機由吸氣期轉換成呼氣期的方式。有4種切換方式：①時間切換：達到預設的吸氣時間，即停止送氣，轉回呼氣。②容量切換：當預設的潮氣量送入肺后，即轉向呼氣。③流速切換：當吸氣流速降低到一定程度后，即轉向呼氣。④壓力切換：當吸氣壓力達到預定值后，即轉向呼氣。