呼吸機(jī)技術(shù)和市場現(xiàn)狀

用輔助呼吸的機(jī)械搶救呼吸衰竭患者已成為現(xiàn)代醫(yī)院不可缺少的手段。近幾十年來,呼吸機(jī)技術(shù)發(fā)展極為迅速,處于技術(shù)領(lǐng)先地位的世界知名廠商就多達(dá)20余家。其中有些是具有20年以上生產(chǎn)歷史的老廠,如美國Bird公司;有些是近10年來的后起之秀,如美國Puritan Bennett公司和Newport公司、德國Siemens公司、法國Teama公司等。他們的產(chǎn)品各有特色,也都占有一定市場。

任何一個呼吸機(jī)的工作原理都在于建立一個大氣2肺泡壓差,達(dá)到肺的通氣。呼吸機(jī)經(jīng)呼吸道開口以氣體直接加壓,超過肺泡壓產(chǎn)生壓力差,氣體進(jìn)入肺部-吸氣狀態(tài);釋去壓力,肺泡壓高于大氣壓,肺泡氣體排出體外-呼氣狀態(tài)。為達(dá)到最好的通氣治療效果,醫(yī)生要根據(jù)病人病情選擇適當(dāng)?shù)耐饽Ｊ?。呼吸機(jī)常用的通氣模式有:間歇性正壓通氣(IPPV),同步間歇性強(qiáng)制通氣(SIMV),壓力支持通氣(PSV),壓力控制通氣(PCV),呼氣末正壓(PEEP),持續(xù)氣道正壓(CPAP)等。新的通氣模式有:適應(yīng)性肺通氣(ALV),均衡輔助通氣(PAV),壓力預(yù)置通氣(PPV),高頻呼吸(HFA)等。

呼吸機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要有氣路和電子控制二

大部分組成。氣路部分主要是一個氣體傳送系統(tǒng),包括氣體供應(yīng)(氣體儲存、壓力支持)、氣體傳輸、壓力流量監(jiān)測和校正。壓縮空氣、氧氣按設(shè)置所需的比例混合后,通過管道及相關(guān)伺服閥門以設(shè)置的氣壓、流速送到病人端。流量傳感器將測量到的實際值饋送到電子控制部分與面板設(shè)置值比較,利用兩者間的誤差通過控制伺服閥門來調(diào)節(jié)吸入和呼出氣體。電子控制部分的主要功能是控制呼吸機(jī)以一定的頻率、潮氣量進(jìn)行通氣,同時監(jiān)測相應(yīng)傳感器的反饋數(shù)據(jù),超過限定范圍時報警提示。

呼吸機(jī)技術(shù)從誕生至今已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段,其主要應(yīng)用技術(shù)及理論有:(1)從呼氣相到吸氣相轉(zhuǎn)化的四種觸發(fā)模式(定壓、定容、時間、流量)已普及用于各類呼吸機(jī);(2)多達(dá)十幾種通氣模式可滿足臨床的不同要求;(3)電子計算機(jī)的應(yīng)用大大提高了機(jī)器運(yùn)行的靈活性、可靠性和智能性,并使呼吸機(jī)的小型化成為可能。其技術(shù)特點可歸納為以下幾個方面:

一、舍棄壓力切換方式,改用容量切換方式或時間切換方式。在時間切換方式下,有的對潮氣量加以限定,有的對氣道壓力加以限定。容量切換方式中,也加有氣道壓力限定?？傊?這些措施的目的是保證氣道壓力不超過某一上限,以防止氣道壓力過高。壓力切換方式的缺點是潮氣量往往過低,不能滿足肺泡氣體交換要求。但是,有的廠商生產(chǎn)的呼吸機(jī)仍然采用壓力切換方式,因為這對新生兒和嬰兒是一種較安全、有效的方式。

二、保留IPPV及SIMV兩種最基本的通氣方式。對于容量切換及時間切換兩種方式孰優(yōu)孰劣,醫(yī)學(xué)界及工程界尚無定論,仍呈發(fā)展趨勢。

三、加強(qiáng)微機(jī)作用。以前的呼吸機(jī)多采用電子線路控制,而目前幾乎已完全微機(jī)替代,有的廠商還采用多CPU技術(shù),以加強(qiáng)功能。新型呼吸機(jī)都設(shè)有自動檢驗、自動校正、數(shù)據(jù)通訊、多參數(shù)監(jiān)測及顯示、通氣氣流及壓力實時波形顯示、多參數(shù)監(jiān)測及顯示、通氣氣流及壓力實時波形顯示、多參數(shù)自動報警等功能。而且功能的改進(jìn),基本上只需更新軟件。

四、為了有效防止“呼吸機(jī)肺”,而且又能保證臨床各種需要,各廠商相繼采用PS(壓力支持)、MMV(強(qiáng)制瞬間通氣)、MSV(主從通氣)、CF(連續(xù)氣流)、APRV(氣道壓變化通氣)、BUV(備用氣道)等技術(shù)。已被臨床證實有效的首推PS方式,MMV及APRV也有較好的效果。

五、同樣,為了防止“呼吸機(jī)肺”,有的廠商推出高頻呼吸機(jī),如Acuttronic公司的AMS21000型呼吸機(jī)是一種高頻噴射式呼吸機(jī),噴射作用使送入氣管的氧氣附加一定的速度,以改善氣體交換功能。這一方式有其潛力,但臨床效果并不理想,所以商品問世后,占有市場不大,有待發(fā)展。

目前,各大廠商仍著眼于以上第四條所述內(nèi)容,特別是PS、MMV、APRV等,這類呼吸機(jī)約占有95%的市場,其共同特點是在解決“呼吸機(jī)肺”問題上各有所長。

PS是SIMV的原則性改進(jìn)。基本原理是在患者自主吸氣時,啟動機(jī)器供氣,供氣流量開始時迅速增大到PS所設(shè)定的最大值,隨氣道壓升高,流量逐漸下降,當(dāng)流量下降為最大流量75%時,停止送氣,進(jìn)入呼氣相,并等待下次患者自主吸氣。其主要特點是:潮氣量可以按需獲得;人機(jī)和諧,特別是在呼氣相;呼吸功可減至最低,患者舒適;脫機(jī)過程自然、易行。

MMV是PS的一種改進(jìn)方案。它以每分鐘總潮氣量為基礎(chǔ),在患者自主呼吸能力增強(qiáng)后,PS自動減低,但保持每分鐘總潮氣量不變,直至脫機(jī)。其主要優(yōu)點是除具有PS的優(yōu)點外,脫機(jī)過程可以自動完成。

APRV也是PS的一種改進(jìn)。它通過呼氣閥控制PEEP,以形成與自主呼吸同步的變量。通常設(shè)定為每2～3次自主呼吸,PEEP變化一次。當(dāng)PEEP由高變低時,潮氣量自動成倍增加,PEEP由低變高時,潮氣量恢復(fù)常態(tài)。其主要特點是能更好地改善肺順應(yīng)性,同時保留PS的特點。

呼吸機(jī)的技術(shù)發(fā)展將朝著更好的完成通氣效果,以及令病人舒適、可靠的方向發(fā)展。例如:(1)更先進(jìn)的傳感器的研制和采用,以便采取非侵入式測量方法獲得準(zhǔn)確、可靠的測量結(jié)果。(2)呼吸機(jī)引入智能控制,代表了呼吸機(jī)發(fā)展的一個重要方向。智能控制是指驅(qū)動職能機(jī)器自主地實現(xiàn)其目標(biāo)的過程,是一種無人為直接干預(yù)就能獨立地驅(qū)動職能機(jī)器實現(xiàn)其目標(biāo)的自動控制。(3)在便攜化的同時增強(qiáng)呼吸機(jī)的呼吸功能,以便滿足盡可能多類型的病人使用等。

我國呼吸機(jī)市場年銷售量估計為2500臺,其中1/5為進(jìn)口機(jī)。2003年SARS流行,市場一下擴(kuò)容近千臺。為了改變我國呼吸機(jī)技術(shù)長期落后的狀態(tài),應(yīng)對適合國情的先進(jìn)機(jī)型考慮如何引進(jìn)、消化、吸收、逐步改變高檔呼吸機(jī)完全依賴進(jìn)口的局面。呼吸機(jī)是一種高技術(shù)機(jī)電產(chǎn)品,其技術(shù)難點是精密機(jī)械加工、耐磨合金、壓力及流量傳感器,亦即在機(jī)械加工領(lǐng)域。Siemens公司的設(shè)計思想是值得借鑒的,他們把改進(jìn)重點放在氣流控制閥上,并以此提高可靠性,延長平均無故障工作時間。呼吸機(jī)

是三班制工作設(shè)備,又是搶救設(shè)備,可靠性是極為重要的。進(jìn)口機(jī)并非越貴越好,因為臨床搶救90%以上是使用CMV、SIMV、PS、PS+PEEP等方式,高檔機(jī)的性能只對極少數(shù)病例適用。因此,盲目購置高檔機(jī)是極大浪費。在考慮購置或生產(chǎn)呼吸機(jī)時,中檔機(jī)較適合國情,有科研任務(wù)的重點醫(yī)院可少量購置高檔機(jī)。