呼吸就是不断地把空气中的氧气吸人体内，再把体内产生的二氧化碳排出体外。人的 呼吸作用是依靠呼吸肌肉的收缩与放松进行的。当呼吸肌肉收缩时，胸廓容积扩大，肺容量也随之扩大，在肺内形成负压，外界空气就被吸人肺里，当吸气肌肉放松时，胸廓、肺部恢复 原先位置，容积缩小，肺里的气体就被挤出体外。这样一张一缩的过程就是呼吸运动。 一个健康的成人在平静时，每分钟呼吸16-20次，每次吸人的空气量约为500ml，每分 钟通过肺的空气约10L。

        人体进行正常生理活动所需要的能量都是由体内氧化代谢作用产生的，人体细胞组织必须不停地进行氧化代谢才能维持生命活动。一个人只要几分钟不呼 吸，就会给生命带来危险，这是因为氧化代谢所需的氧在人体内储量板少，体内包括血液在内，总的氧储量不过500ml左右。而人体静止时，每分钟氧耗量在20ml左右。而剧烈运动 时，每分钟氧耗量可达5000ml。所以人体必须不停地呼吸补充氧气，才能维持正常活动。 

         通常情况下，健康人通过呼吸活动，从空气中摄人的氧气已能满足人体各器官组织氧化 代酣的需要；但是如果呼吸系统的生理功能遇到障碍，如化学中毒、溺水休克、心胸外科手术 后出现呼吸衰竭等等，均需采取输氧和人工呼吸进行抢救治疗。人工呼吸机在临床抢救治疗过程中，可以有效地提高患者的通气量，迅速解除缺氧和二氧化碳滞留的问题，改善换气功能。对于呼吸衰竭以至停止自主呼吸的患者，呼吸机是必不可少的设备。

 

        （二）呼吸系统

 

        人的呼吸系统是由鼻、气管、支气管和肺组成。肺脏是人体的主要呼吸器官，它在结构上分成呼吸道和肺泡两部分。呼吸道可分为上呼吸道和下呼吸道，上呼吸道是气体进入肺 的通道，下呼吸道是气体通道，完成气体交换。 鼻：当空气通过鼻腔时形成涡流，并在鼻腔内迂回通过，以获得充分的时间对吸人气进行加热、加湿和除尘。鼻腔起过滤和湿化及加热吸人气体的作用，以便维持呼吸道及全身温 度。

        气体进入气管时，温度约36℃，湿度为70%左右。人工鼻、湿化器由此诞生。 咽：口咽部、喉咽部是没有骨性支持软管结构，为塌陷部位。当管内负压增加时，软管就会出现不同程度的塌陷甚至完全闭合，这是睡眠呼吸暂停低通气综合征的基本发病基础。 喉：声带紧张度的变化以及声门开口大小的变化，可以产生不同的声音。南软骨组织组成，包括声带。在吞咽时，会厌前移，覆盖声门，同时声门闭合，确保吞咽的物质不会误 人气遭。 气管：由“C”形软骨环、平滑肌、外膜和内膜组成，“C”形软骨环既保证了气臂可以最大 程度地扩张，又保证在呼气末气道不至于闭合。 支气管：右侧管径较粗角度陡直，气道异物易滑落；左侧细长，角度平缓，并且受到心脏 的挤压，因此左侧气道分泌物不易排除。

        当支气管管径小于1mm时，软骨环消失，代之以 连续的平滑肌组织。当哮喘或慢性阻塞型肺疾病，气道阻力升高主要是因为小气道的阻力 升高。 肺泡：支气管细分为23级，第23级为肺泡。从第17级开始．细支气管不但有运输气体 的作用，还有气体交换作用。在正常平静呼气末，扩张肺所得到的回缩力等于胸壁相反方向的扩张力。肺内与胸壁之间这种力平衡时，肺容量称为功能残气量。吸气时，因横膈膜下降 和胸廓扩张导致肺泡呈负压，使得空气进人肺泡。呼气时因肺和胸廓弹性回缩力使肺泡压大于大气压，使气体排出体外。若气道阻塞，腹部肌肉和内外肋间肌协助胸廓向内向下移动 而排出气体。

 

        （三）气体交换

 

        气体交换分四个步骤：通气( ventilation)与气体分布(distribution)；气体转换(gastransfer)；肺血流量(perfusion)；血液中O2与CO2运输(blood and CO2 transport)。 呼吸的调节：呼吸中枢受脑干为主的神经结构控制，调节自圭呼吸的节律。受大脑皮质控制，调节随意的呼吸动作（深睡眠时消失）。 体液化学反射：缺氧，对外周化学感应器起作用。 呼吸压力：胸膜腔内压（胸内压）、肺泡压（肺内压）。气道内压、经气道压、经胸肺压、经师压、经胸壁压。 呼吸阻力：弹性阻力、黏性阻力、惯性阻力。 呼吸衰竭的定义：由于呼吸系统或其他疾病而导致呼吸功能严重障碍，从而使得机体在呼吸正常大气压空气时发生严重的缺氧或合并有二氧化碳潴留，而产生的一系列生理功能紊乱及代谢障碍的临床综合征。综合征临床表现是缺氧、CO2潴留。呼吸衰竭发生过程如图2-1所示。

 

 

 

        二、呼吸机用途和种类

        （一）呼吸机用途

 

        公元前1300年，人类就有了抢救方法的记载，当时采用的是口对口人工呼吸的方法，这 可能是人类关于人工呼吸的最早记录。随后，人类不断探索呼吸抢救的新方法，到公元15世纪初，在西方有了气管插管的应用，开辟了人工气道建立的先河。19世纪初，欧洲把风箱 技术用于对溺水患者的抢救。1912年出现了完全空气驱动和压力限制，也就是现在的活塞式电动呼吸机的雏形，供警察和消防队员用于复苏的抢救。

        此后急救呼吸产品经过不断发 展，出现了急救呼吸球、气动气控急救呼吸机、气动电控急救呼吸机、电动电控急救呼吸机等类型。 虽然急救呼吸机产品种类繁多，但都有一个共同的特点，就是便于移动和携带，方便 操作与使用，所有这些都是为了节省现场抢救的时间。急救呼吸球小巧轻便，非常便于移动，操作非常简单，用于取代人工呼吸，一般适合予短时间使用，需要操作者手捏皮球 给患者供气，相当于现在麻醉机上的手动呼吸。它的结构简单，主要南呼吸阀、安全阀、 皮球和氧气袋组成。手捏皮球时，皮球内的气体通过单向吸气阔进入患者体内，橙开后 患者肺内的气体通过呼气阀直接排到空气巾，在皮球的末端可以连接一个氧袋，可以调 节进入患者肺内气体的氧浓度，当患者气道有阻塞导致气道压力超过安全压力时，通过气道安全阀进行泄气，保护患者气道。可以分一次性和可重复使用两种，大量应用在短时问使用的场合。 

         呼吸机通过建立人工气道（如气管插管）或者利用人体自然气道（如口鼻面罩）进行肺部通气。前者称作有刨通气，后者称作无创通气。无论使用何种手段进行通气，都不会将器械 直接作用于患者肺脏，也不会对患者组织进行切割，我们所作的只是利用人工或天然的气 道，把气体送进患者肺部，达到患者能够正常通气的效果。呼吸机的功能，就是替代或支持 患者的呼吸运动，使其能获得足够维持生命的氧气，排出代谢产物CO2，使患者的生命得以延续。通气过程如图2-2所示。

 

 

  

 

        呼吸机的主要用途如下：

        1.维持适当的通气量，使肺泡通气量满足机体的需要；

 

        2.改善气体交换功能，维持有效的气体交换；

 

        3.减少呼吸肌的做功；

 

        4.肺内雾化吸人治疗；

 

        5.用于开胸术后或败血症、休克、严重创伤情况下的呼吸衰竭等预防性治疗，给危重患者在危及生命时以呼吸支持，保障患者渡过危险期和基础疾病治疗的顺利进行，以期恢复为不可逆的呼吸肌病变或不可逆的上气道损害提供替代，维持患者的通气功能，为疾病或手术后恢复过程中的患者提供通气辅助。

 

        （二）呼吸机种类

        1.按用途分类麻醉用呼吸机、辅助呼吸和呼吸清疗用呼吸机、携带式急救呼吸机、动物试验用呼吸机。

 

        2.接通气类型负压型、正压型。

 

        3.按驱动方式气动气控型、气动电控型、电动电控型。

 

        4．按应用场合治疗型、转运型、急救型。

 

        5.按作用于人体部位分直接气道加压呼吸机，体外式呼吸机。

 

        6.按吸呼气转化方式分定容（容量切换）呼吸机；定压（压力切换）呼吸机、定时（时间切换）呼吸机、流速控制（流速切换）呼吸机、混合型多功能呼吸机。

 

        7.按通气频率高低分常频呼吸机（1-100次／分）、高频（喷射）呼吸机（150次/分以上）、高频（振荡）呼吸机。

 

        8.接应用对象分成人呼吸机、成人／儿童呼吸机、婴儿／新生儿专用呼吸机。 气动气控呼吸机，主要用于一些没有电源的场合，还有就是一些限制其他电源使用，对 电磁干扰要求比较严格的场合，像飞机上，高压氧舱，矿井抢救，野外携带，易燃爆等场合。

 

        主要由小氧气瓶和主机组成，由于考虑到移动的便捷性，气瓶一般比较小，适用于短时间现 场抢救和转移，由于采用全气动元件吏现，功能比较简单，一般都只有很基本的呼吸模式功 能，监测功能弱。 气动电控呼吸机，功能相对较完善，很多气动电控呼吸机具有一些治疗呼吸机功能，能应用到更多的场合，包括现场抢救和院外转运，可以使用插管，许多这种呼吸机还有PSV、 SIMV等复杂通气模式。

        适用的患者范围也相对广泛，具有完善的监测报警功能，只是相对 于气动气控呼吸机来讲，体积和质量都要大一些。 电动电控呼吸机，由于可以在常压条件下实现对患者的通气．解决了气源的问题（如果需要删节氧浓度，需要有高压氧气气源），在一些抢救的场合，比如交通事故，只需要维持通 气的话，那就充分体现出这种呼吸机的优势了。尤其是现在的微涡轮和微泵类的电动呼吸 机，小巧轻便，通气监测报警等功能齐全，适用范围较广，如果解决了触发灵敏度和快速响应 通气需求的问题，则其使用范围还舍进一步拓展。 气动和电动驱动方式如罔2-3所示。

 

 

 

        （三）呼吸机适应证

 

        在临床，呼吸机适用于低氧血症、低通气量、呼吸肌疲劳、气道保护。

 

        1．低氧血症所有低氧血症患者均应供氧，囚肺不张、肺水肿或两者综合作用所导致的低氧性呼吸功能衰竭的患者，可考虑进行持续气道正压( CPAP)供氧。严重低氧血症(二氧化碳分压PaO2<90%．)而对多种保守治疗无反应的患者，应进行气管内插管及机械通气。

 

        2.低通气量应以动脉pH而不是以PaCO2来评估通气量的治疗结果。低通气量导致动脉pH低于7.3，应进行机械通气。如在较低pH时出现患者疲乏和发生并发症时也考 虑迅速进行机械通气。

 

        3.呼吸疲劳呼吸做功过度时，应在气体交换功能发生异常之前进行机械通气。

 

        4.气道保护需气管插管来保护气道的患者（如精神抑制、误吸危险增加），尽管尚未 出现呼吸异常也可使用机械通气。

 

        人工气道并不是机械通气的绝对适应证，例如，许多长期气管造口的患者并不需要机械通气。 神经肌肉疾患引起的呼吸衰竭，主要特点为呼吸驱动力不足。如最大吸气压力小于 25mmHg，或VC小于15mL/kg体重，或呼吸频率大于30-40次／分均应开始通气治疗。 上气道阻塞所致呼吸衰竭，临床主要表现为吸气困难。治疗关键在于及时建立人工气道。多数情况下需要进行气管切开，人工气道建立后是否需要通气治疗，应视病情而定。 

         成人呼吸窘迫综合征或其他原因的肺水肿、肺炎、支气管哮喘所致呼吸衰竭。主要表现 为进行性缺氧，或进行性酸中毒，如在吸氧浓度达到60%条件下，PaO2仍低于规定范同时， 则应开始通气治疗。这一类疾病引起的呼吸衰竭以缺氧为主，如出现高碳酸血症，则往往提 示病情危重，故对PaO2的标准降低。 因镇静药等应用过量导致昏迷，呼吸中枢抑制而出现的呼吸衰竭，在呼吸中枢抑制尚不严重时，为减少呼吸功能消耗，防止呼吸突然停止，以及确保呼吸道通畅，防止误吸，可早期 建立人工气道，并进行人工通气治疗。当呼吸频率大于30-40次／分，或吸氧后PaO2改 善不理想，咳嗽无力等现象出现时，应立即建立人工气道，进行通气治疗。 

         心肌梗死或淤血性心力衰竭所引起的呼吸功能不全，主要表现为气体交换异常，氧耗量增加，机械通气治疗可促进氧合作用，减轻心脏负担，改善心肌缺血。开始机械通气治疗的 标准与ARDS等急性呼吸衰竭相同，即吸60%氧条件下，PaO2小于60mmHg或PaO2.大于45mmHg，pH小于7.3。 慢性阻塞性肺疾病(C()PD)或慢性神经肌肉疾病所致慢性呼吸衰竭恶化时，主要表现 为缺氧、呼吸性酸中毒、意识障碍。在吸氧治疗过程中如出现呼吸性酸中毒，则为应用机械 通气的适应证。一般，如在合理氧疗后PaO2仍小于35-40mmHg，或呼吸频率大于30-40次／分，或pH小于7 2-7. 25，则应开始通气治疗。 

         应该注意，这一类呼吸衰竭时，PaO2.的绝对值大小并不重要，因机体已习惯于高碳酸血症，重要的是其增高的速度及继而产生的pH变化。另外，因这类患者长期缺氧，机体对 缺氧的耐受性较高，开始通气治疗PaO2.的标准，远较其他原因的呼吸衰竭为低。 在开胸手术后，或败血病、休克、严重外伤下．虽然呼吸衰竭尚未发生，但估计在短时间 内有发生呼吸衰竭可能时，可提早应用机械通气，以预防呼吸衰竭的发生，或减轻呼吸衰竭 发生时的严重程度。