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呼吸机的演变

发布时间:2021-05-27 丨 阅读次数:164

    5月18日,大河健康报第1291期A10版报道了一篇题为《呼吸机的演变》的文章,现全文转载如下:     

    新冠肺炎对于肺部具有强的“攻击性”,很多新冠肺炎患者会出现急性呼吸窘迫症候群等并发症,这时患者需要借助外力帮助患者呼吸或者替代呼吸,避免患者的呼吸系统和重要器官衰竭导致机体死亡。这个原因使得呼吸机受到很多人的关注。

呼吸机的原理

    呼吸机的原理实际上是根据人体的呼吸不断改进和完善的。

    人呼吸就是气体从气压高的地方往气压低的地方流动的过程,这个过程跟自然界中高处的水往低处流是一个原理。

    当人体吸气时,肺内压小于大气压,气体入肺,直至肺内压等于大气压,气流停止;当人体呼气时,肺内压大于大气压,气体出肺,直至肺内压等于大气压,气流停止。一吸一呼,循环不止。

    一百年前的呼吸机就是遵循着这个原理,在不能自主呼吸的患者周围制造负压,使得大气压中的空气可以自动进入患者肺部。

呼吸机的雏形

    受限于认知和材料制作,早期的呼吸机雏形极其简单,且发展缓慢。

    古罗马医师(2世纪)盖伦发现在死亡的动物(肺部停止舒张)喉咙插入芦苇管,对其吹气,其肺部也会膨胀起来。

    16世纪,医学家安德烈·维萨里 (Andreas Vesalius)提出一种可以让窒息动物活下来的方法:用一个可以反复吹入空气的管子,插入动物气管,让其肺部充满气体。但这种方法后来并没有被过多关注。

    400年后,这被认为是描述器械通气的第一份记载。

呼吸机的演变

    19世纪初中期,许多关于呼吸机的构想提出梯形的箱子是早期呼吸机的典型设想。

    患者坐进一个密闭的梯形箱子里,头部裸露在外,医护利用抽气筒抽气。患者的身体置于负压的箱子中使得箱外的空气自动进入患者肺部。

    但医护人员每天进行人工抽气非常不科学,也很费力气,而且这种庞大的箱子也不能轻易移动。

    人工不行就用机器!20世纪二十年代,负压呼吸机继续变得人性化的同时也更自动化。利用气泵调整箱体内部的气压达到负压,电动机为泵提供电力,取代人工抽气,为了方便移动还加入了轮子。

    设计者在负压呼吸机中加入了有导轨的床,患者的姿势由原来的坐转为卧。

“铁肺”的出现

    20世纪中期,脊髓灰质炎在世界范围内流行,患者在感染脊髓灰质炎的情况下,肺部受到影响会面临呼吸衰竭。

    由于脊髓灰质炎多发于幼儿(也称小儿麻痹症),所以很多患者从小就必须用呼吸机维持生命。

    在当时,负压呼吸机由钢铁材料制成,所以又称“铁肺”。其代价相当高,一台呼吸机的价格相当于一套房。

    20世纪中后期,随着脊髓灰质炎疫苗的发明与普及,负压呼吸机也逐渐退出历史舞台。

    呼吸机也朝着正压转变,即空气直接泵入患者肺部,而正在呼吸的概念其实在更早就被提出。

近代的呼吸机

    随着物理学的发展,利用电子技术,人们设计出了定容呼吸机,极大地促进了呼吸机的发展。                                                       

    20世纪60年代末,越南战争爆发,许多伤员出现急性呼吸窘迫综合症,临床上应用间歇正压通气难以缓解低血氧症状。

    1967年,Ashbauhg首次利用呼气末正压治疗ARDS取得满意效果,1971年Gregory应用持续气道正压治疗新生儿呼吸窘迫综合症取得成功。70-90年代,陆续出现了间歇性指令通气,同步间歇性指令通气以及分钟指令通气等模式。80年代,人们开始重视定容型呼吸机容易发生气压伤的缺点,开发了压力支持通气模式。

    1992年,由于计算机技术的发展,人们开发了新模式,在保证潮气量的前提下实现支持压力的自动调节,疗效更佳。

    1992年至今,出现了适应性支持通气、容量支持通气、比例辅助通气等一系列新的通气模式。

    可以预测,未来的呼吸机各种性能更完善,操作更直观,更加智能化和人性化。

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供稿:办公室

 

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