呼吸機技術(shù)和市場(chǎng)現狀

用輔助呼吸的機械搶救呼吸衰竭患者已成為現代醫院不可缺少的手段。近幾十年來(lái),呼吸機技術(shù)發(fā)展極為迅速,處于技術(shù)領(lǐng)先地位的世界知名廠(chǎng)商就多達20余家。其中有些是具有20年以上生產(chǎn)歷史的老廠(chǎng),如美國B(niǎo)ird公司;有些是近10年來(lái)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(chǎng)。

任何一個(gè)呼吸機的工作原理都在于建立一個(gè)大氣2肺泡壓差,達到肺的通氣。呼吸機經(jīng)呼吸道開(kāi)口以氣體直接加壓,超過(guò)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)。為達到最好的通氣治療效果,醫生要根據病人病情選擇適當的通氣模式。呼吸機常用的通氣模式有:間歇性正壓通氣(IPPV),同步間歇性強制通氣(SIMV),壓力支持通氣(PSV),壓力控制通氣(PCV),呼氣末正壓(PEEP),持續氣道正壓(CPAP)等。新的通氣模式有:適應性肺通氣(ALV),均衡輔助通氣(PAV),壓力預置通氣(PPV),高頻呼吸(HFA)等。

呼吸機的基本結構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(gè)氣體傳送系統,包括氣體供應(氣體儲存、壓力支持)、氣體傳輸、壓力流量監測和校正。壓縮空氣、氧氣按設置所需的比例混合后,通過(guò)管道及相關(guān)伺服閥門(mén)以設置的氣壓、流速送到病人端。流量傳感器將測量到的實(shí)際值饋送到電子控制部分與面板設置值比較,利用兩者間的誤差通過(guò)控制伺服閥門(mén)來(lái)調節吸入和呼出氣體。電子控制部分的主要功能是控制呼吸機以一定的頻率、潮氣量進(jìn)行通氣,同時(shí)監測相應傳感器的反饋數據,超過(guò)限定范圍時(shí)報警提示。

呼吸機技術(shù)從誕生至今已經(jīng)發(fā)展到比較成熟的階段,其主要應用技術(shù)及理論有:(1)從呼氣相到吸氣相轉化的四種觸發(fā)模式(定壓、定容、時(shí)間、流量)已普及用于各類(lèi)呼吸機;(2)多達十幾種通氣模式可滿(mǎn)足臨床的不同要求;(3)電子計算機的應用大大提高了機器運行的靈活性、可靠性和智能性,并使呼吸機的小型化成為可能。其技術(shù)特點(diǎn)可歸納為以下幾個(gè)方面:

一、舍棄壓力切換方式,改用容量切換方式或時(shí)間切換方式。在時(shí)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(guò)某一上限,以防止氣道壓力過(guò)高。壓力切換方式的缺點(diǎn)是潮氣量往往過(guò)低,不能滿(mǎn)足肺泡氣體交換要求。但是,有的廠(chǎng)商生產(chǎn)的呼吸機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(shí)間切換兩種方式孰優(yōu)孰劣,醫學(xué)界及工程界尚無(wú)定論,仍呈發(fā)展趨勢。

三、加強微機作用。以前的呼吸機多采用電子線(xiàn)路控制,而目前幾乎已完全微機替代,有的廠(chǎng)商還采用多CPU技術(shù),以加強功能。新型呼吸機都設有自動(dòng)檢驗、自動(dòng)校正、數據通訊、多參數監測及顯示、通氣氣流及壓力實(shí)時(shí)波形顯示、多參數監測及顯示、通氣氣流及壓力實(shí)時(shí)波形顯示、多參數自動(dòng)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“呼吸機肺”,而且又能保證臨床各種需要,各廠(chǎng)商相繼采用PS(壓力支持)、MMV(強制瞬間通氣)、MSV(主從通氣)、CF(連續氣流)、APRV(氣道壓變化通氣)、BUV(備用氣道)等技術(shù)。已被臨床證實(shí)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“呼吸機肺”,有的廠(chǎng)商推出高頻呼吸機,如Acuttronic公司的AMS21000型呼吸機是一種高頻噴射式呼吸機,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(wèn)世后,占有市場(chǎng)不大,有待發(fā)展。

目前,各大廠(chǎng)商仍著(zhù)眼于以上第四條所述內容,特別是PS、MMV、APRV等,這類(lèi)呼吸機約占有95%的市場(chǎng),其共同特點(diǎn)是在解決“呼吸機肺”問(wèn)題上各有所長(cháng)。

PS是SIMV的原則性改進(jìn)?；驹硎窃诨颊咦灾魑鼩鈺r(shí),啟動(dòng)機器供氣,供氣流量開(kāi)始時(shí)迅速增大到PS所設定的最大值,隨氣道壓升高,流量逐漸下降,當流量下降為最大流量75%時(shí),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(diǎn)是:潮氣量可以按需獲得;人機和諧,特別是在呼氣相;呼吸功可減至最低,患者舒適;脫機過(guò)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,在患者自主呼吸能力增強后,PS自動(dòng)減低,但保持每分鐘總潮氣量不變,直至脫機。其主要優(yōu)點(diǎn)是除具有PS的優(yōu)點(diǎn)外,脫機過(guò)程可以自動(dòng)完成。

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

呼吸機的技術(shù)發(fā)展將朝著(zhù)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確、可靠的測量結果。(2)呼吸機引入智能控制,代表了呼吸機發(fā)展的一個(gè)重要方向。智能控制是指驅動(dòng)職能機器自主地實(shí)現其目標的過(guò)程,是一種無(wú)人為直接干預就能獨立地驅動(dòng)職能機器實(shí)現其目標的自動(dòng)控制。(3)在便攜化的同時(shí)增強呼吸機的呼吸功能,以便滿(mǎn)足盡可能多類(lèi)型的病人使用等。

我國呼吸機市場(chǎng)年銷(xiāo)售量估計為2500臺,其中1/5為進(jìn)口機。2003年SARS流行,市場(chǎng)一下擴容近千臺。為了改變我國呼吸機技術(shù)長(cháng)期落后的狀態(tài),應對適合國情的先進(jìn)機型考慮如何引進(jìn)、消化、吸收、逐步改變高檔呼吸機完全依賴(lài)進(jìn)口的局面。呼吸機是一種高技術(shù)機電產(chǎn)品,其技術(shù)難點(diǎn)是精密機械加工、耐磨合金、壓力及流量傳感器,亦即在機械加工領(lǐng)域。Siemens公司的設計思想是值得借鑒的,他們把改進(jìn)重點(diǎn)放在氣流控制閥上,并以此提高可靠性,延長(cháng)平均無(wú)故障工作時(shí)間。呼吸機

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