高壓氧艙內(nèi)專用呼吸機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

孟祥恩，張禹，呂艷，楊晨，李銘鑫，張齊

（海軍總醫(yī)院 全軍高壓氧中心，北京 100048）

0 前言

呼吸機(jī)是臨床搶救和治療各種原因引起的呼吸衰竭不可缺少的重要工具，其發(fā)明和改進(jìn)可以說是人類同疾病斗爭的結(jié)果[1]。人類自19世紀(jì)中葉發(fā)明第一代呼吸機(jī)，直至20世紀(jì)80年代以來發(fā)明的功能齊全、性能先進(jìn)、可靠耐用、集各種通氣模式于一體的第三代呼吸機(jī)。

人類對(duì)于呼吸機(jī)的認(rèn)識(shí)和應(yīng)用已相當(dāng)普及，但基本都限于常規(guī)環(huán)境的應(yīng)用，一般大多用于急診、監(jiān)護(hù)室等為重患者較多的科室，特殊環(huán)境如高壓氧艙內(nèi)呼吸機(jī)的應(yīng)用在我國僅始于上世紀(jì)90年代末。

1 設(shè)計(jì)原則

我科建科于1979年，作為全軍高壓氧中心，隨著對(duì)高壓氧機(jī)理的深入研究，高壓氧治療的疾病逐漸增多，不但病種逐漸擴(kuò)大，而且逐漸向危重患者搶救的方向發(fā)展。這就要求一些氣管插管、氣管切開、無自主呼吸或呼吸微弱的患者能夠在最佳時(shí)機(jī)進(jìn)行高壓氧治療，從而搶救更加重要的器官——神經(jīng)系統(tǒng)。這時(shí)就需要患者能在呼吸機(jī)支持呼吸的條件下進(jìn)行高壓氧治療，但前三代呼吸機(jī)全部需要電力供能，呼吸機(jī)參數(shù)都是針對(duì)常壓呼吸生理，而且與艙內(nèi)管道并不配套，不能直接應(yīng)用于高壓氧艙內(nèi)搶救病人。我科根據(jù)高壓氧環(huán)境下的特殊呼吸生理、高壓氧艙內(nèi)特殊通氣管道特點(diǎn)以及呼吸機(jī)功能等相關(guān)特點(diǎn)，與航天部二院有關(guān)科研人員一道研制出了艙內(nèi)呼吸機(jī)（QS-100，QS-2000c）。

2 設(shè)備特點(diǎn)[2]

(1)氣動(dòng)通氣、定壓、時(shí)間切換：該呼吸機(jī)全部采用氣動(dòng)氣控，通過氣動(dòng)邏輯元件實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)邏輯控制的效果，無電源及導(dǎo)線，杜絕了事故的發(fā)生，符合國家勞動(dòng)部、衛(wèi)生部下發(fā)的醫(yī)用氧艙內(nèi)設(shè)備的安全要求[3]。該呼吸機(jī)可同時(shí)執(zhí)行時(shí)間切換和壓力極限控制，醫(yī)護(hù)人員可根據(jù)患者情況，無論在時(shí)間還是在壓力控制上均能選擇安全極限，從而保證患者的安全。

圖2 QS-2000c型艙內(nèi)呼吸機(jī)

圖3 氣動(dòng)接

(2)設(shè)置了不同壓力下的各項(xiàng)參數(shù)（中間表盤分紅藍(lán)刻度，藍(lán)色常壓參數(shù)，紅色為高壓參數(shù)）：在高壓環(huán)境內(nèi)呼吸，患者血氧分壓明顯增高，同時(shí)氣體密度增加，呼吸時(shí)消耗的能量也增加，因此患者會(huì)出現(xiàn)呼吸頻率減慢、呼吸幅度變淺、肺活量增加等現(xiàn)象，考慮以上變化，我們?cè)O(shè)置了雙重參數(shù)，以利于患者在艙內(nèi)加壓呼吸機(jī)吸氧時(shí)更加符合患者的生理?xiàng)l件，達(dá)到良好的治療目的。

(3)具有控制通氣（CV）、輔助通氣（AV）、同步間歇指令通氣（SIMV）、持續(xù)氣道正壓通氣（CPAP）、呼氣末正壓（PEEP）、負(fù)壓吸引（吸痰）、壓力限制報(bào)警、霧化吸入等多種功能：這些控制模式基本滿足了常規(guī)條件下呼吸機(jī)治療的絕大部分功能。較QS-2000C1型呼吸機(jī)增加了同步間歇指令通氣（SIMV）功能，這是這款呼吸機(jī)功能中最大的改進(jìn)，進(jìn)一步使呼吸機(jī)能適應(yīng)病人的種類大大提高，避免了人機(jī)對(duì)抗這一最大的矛盾，使醫(yī)師在患者治療的不同階段更換相應(yīng)的呼吸模式，更好地完成患者的高壓氧治療。

(4)利用艙內(nèi)氣源，無需另接氣源，廢氣排出艙外：此型呼吸機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)接頭與艙內(nèi)常規(guī)吸氧接頭相連，隨用隨接，拆接方便，使用快捷，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。呼吸機(jī)呼出氣體排出端可與艙內(nèi)排氣管道經(jīng)塑料管相連，將患者呼吸出的廢氣排出艙外。

3 主要技術(shù)指標(biāo)

(1)控制方式：

控制通氣（CV）、輔助通氣（AV）、同步間歇指令通氣（SIMV）、持續(xù)氣道正壓通氣（CPAP）、呼氣末正壓（PEEP）、負(fù)壓吸引（吸痰）；

(2)氣體流速：

高壓環(huán)境（紅色參數(shù)）：2～18L/min，連續(xù)可調(diào)；

常壓環(huán)境（藍(lán)色參數(shù)）：2～18L/min，連續(xù)可調(diào)；

(3)呼吸頻率：

高壓環(huán)境（紅色參數(shù)）：8～40次/min，連續(xù)可調(diào)；

常壓環(huán)境（藍(lán)色參數(shù)）：8～30次/min，連續(xù)可調(diào)；

(4)SIMV頻率

高壓環(huán)境（紅色參數(shù)）：3～8次/min，連續(xù)可調(diào)；

常壓環(huán)境（藍(lán)色參數(shù)）：2～6次/min，連續(xù)可調(diào)；

(5)吸氣平臺(tái)：吸氣時(shí)間的1/3；

(6)同步觸發(fā)壓：-0.1～-0.5kPa，連續(xù)可調(diào)；

(7)PEEP：0～2kPa，連續(xù)可調(diào)；

(8)壓力極限：1～7kPa，連續(xù)可調(diào)；

(9)安全閥壓力：8kPa；

(10)吸呼比：1：2±1.5%；

(11)吸入安全閥壓力：-0.5～-0.8kPa；

(12)氣道壓力表指示：-2～10kPa，可以指示氣道壓，PEEP值、同步觸發(fā)壓；

(13)吸引負(fù)壓：0～0.6MPa，連續(xù)可調(diào)；

(14)氣源類型：醫(yī)用壓縮空氣或壓縮氧氣；

(15)氣源表壓力：0.25～-0.5MPa；

(16)氣源流量：表壓在0.25MPa時(shí)，流量滿足60L/min；

(17)氣耗量：1.5L/min加分鐘通氣量；

(18)整機(jī)噪聲：<45dB；

(19)外形尺寸：380mm×240mm×200mm；

(20)質(zhì)量 ：12kg。

4 結(jié)果

近6年來我科采用艙內(nèi)呼吸機(jī)治療缺血缺氧腦病、急性有害氣體中毒、腦外傷術(shù)后及腦出血術(shù)后等各類危重患者60余例，400余艙次，死亡1例，死亡率1.67%；植物人9例，為15%；38例患者基本生活自理或協(xié)助生活自理，治愈率達(dá)63.33%，總有效率90 %以上；較艙內(nèi)呼吸機(jī)使用前的死亡率6.7%、植物人發(fā)生率30%、治愈率40%左右有明顯提高。基本達(dá)到了以最佳時(shí)機(jī)給予患者腦功能保護(hù)及恢復(fù)的處置，臨床有效率達(dá)90%以上，效果令人滿意。

5 討論

近年來高壓氧艙治療在燒傷、心腦血管意外、腦外傷術(shù)后以及缺血缺氧腦病等疾病治療中的應(yīng)用價(jià)值日益得到重視[4]。由于高壓氧治療特殊的治療環(huán)境和治療過程，要求患者在接受治療過程中必須保持平穩(wěn)的生命體征。在高壓氧艙內(nèi)呼吸機(jī)出現(xiàn)之前，患者需通過傳統(tǒng)藥物治療達(dá)到病情穩(wěn)定后才可能接受高壓氧治療，以致于失去了腦神經(jīng)康復(fù)的最佳時(shí)機(jī)。

艙內(nèi)呼吸機(jī)的出現(xiàn)使高壓氧與機(jī)械通氣有機(jī)結(jié)合起來，既擴(kuò)大了高壓氧的適應(yīng)癥，使患者腦恢復(fù)的時(shí)間進(jìn)一步提前；又充分發(fā)揮了機(jī)械通氣的優(yōu)勢，使患者在高壓氧這一特殊環(huán)境里更加安全。艙內(nèi)呼吸機(jī)結(jié)合升壓藥物等治療手段，可維持患者生命體征平穩(wěn)，使得患者可以盡早接受高壓氧治療，為腦神經(jīng)康復(fù)爭取最佳時(shí)機(jī)，具有良好的應(yīng)用前景。

目前的艙內(nèi)呼吸機(jī)如QS-2000c型艙內(nèi)呼吸機(jī)已具備傳統(tǒng)呼吸機(jī)的經(jīng)典功能，但是在智能化、自動(dòng)化等方面距離現(xiàn)代新式呼吸機(jī)還有一定差距，仍存在進(jìn)一步改進(jìn)的余地。

[1]王立萬,劉長庭.呼吸機(jī)及通氣模式的進(jìn)展[J].引進(jìn)國外醫(yī)藥技術(shù)與設(shè)備,1999,5(3):19-22.

[2]胡慧軍,潘曉雯,李煥彩,等.QS-2000C1型高壓氧艙內(nèi)呼吸機(jī)的研制及臨床應(yīng)用[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2003(3):16-17.

[3]中華醫(yī)學(xué)會(huì)高壓氧醫(yī)學(xué)分會(huì).醫(yī)用高壓氧艙管理與應(yīng)用規(guī)則[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2001:27-30.

[4]高春錦,楊捷云.實(shí)用高壓氧學(xué)[M].北京:學(xué)苑出版社,1997:219-225.