医用呼吸机压力控制通气模式应用
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摘要：微电子技术广泛应用于各个领域，较好地应用于医用呼吸机设备之中，使压力控制通气模式由压力转换改变为压力-时间复合切换，更好地适合人体生理反应，提高医用呼吸机的设计和使用性能，促进呼吸控制模式的多样化深入研究。
关键词：医用呼吸机;通气;模式;压力
医用呼吸机能够向肺充气、吸气向呼气转换、排出肺泡气、呼气向吸气转换，有效替代、控制或改变人体正常呼吸，增加人体肺通气量，改善人体的呼吸功能，包括有定压型呼吸机、定容型呼吸机、定时型呼吸机等主要类型，其原理为：在体外机械的驱动下，气道口和肺泡间形成压力差，完成被动吸气过程;在撤除体外机械之后，胸廓和肺弹性回缩形成被动性正压力差，完成呼气过程。本文主要探讨医用呼吸机的压力-时间复合切换通气模式，根据实际需要预先设置吸气期最高气道压，吸气时由呼吸机提供高速流速的恒定通气，并在呼吸机进行压力切换时，转变为减速流通气状态，维持气道的压力;当呼气时则打开呼气阀，帮助病患进行呼气。
1 医用呼吸机机械通气模式过程分析
医用呼吸机的机械通气模式主要涵盖有触发、控制、切换这三个过程，其中：触发过程包括病患触发和机械触发，病患触发是指病患自主呼吸时的通道压力下降状态下，触发呼吸机，使病患获取气体;机械触发是通过设置呼吸机呼吸频率的方式触发启动，适用于完全丧失呼吸功能的病患。控制过程通常是采用压力控制和容量控制的方式，容量控制是预先设置呼吸机的分钟通气量、潮气量和频率;压力控制是通过设置气道压、频率的方式，人工调整压力水平。切换过程主要采用时间切换、压力切换和容量切换三种方式，其中，时间切换是通过改变呼吸机的整个通气周期时间来改变呼吸机的频率;压力切换是通过调整呼吸机的最大吸气压力减轻病患肺部压力;容量切换要优先保证气道压或潮气量的稳定，当排气量达到呼吸机预置值时，即停止输出气体。
医用呼吸机的通气模式主要包括有：（1）控制通气模式。也即间歇正压通气，将呼吸机的潮气量设置为1015ml/kg，呼吸频率根据不同生长期进行调节，将呼吸比设置为1∶1.52，气道压力峰值通常为1020cm水柱，流速通常为410L/min，可使病患获得所需的分钟通气量。辅助通气是在病患尚有一定的自主呼吸，采用呼吸机辅助通气，通常采用流速触发方式。（2）混合模式。常用模式为间歇强制通气模式和同步间歇强制通气模式，其中：间歇强制通气模式是在一定的预设短暂时间内，呼吸机自动释放预置的潮气量。同步间歇强制通气能够保证机械通气与病患自主呼吸的同时性，并实现不间断的监测，获悉病患的自主呼吸、通气机潮气量和每分钟通气量。（3）支持通气模式。病患具有自主呼吸触发能力，呼吸机则给予压力支持和容量支持两种方式，适用于病患自主呼吸稳定的状态。（4）自主呼吸通气模式。包括有持续气道正压和双水平气道正压通气两种，使每个压力都能够独立进行调节[1]。
2 医用呼吸机的压力时间控制通气模式过程分析
医用呼吸机的压力时间控制通气模式PCV适用于无自主呼吸的病患，通过预置呼吸机的通气参数，实现对病患的间歇正压通气。在采用压力控制通气PCV模式下，要预设吸气最大压力和吸气时间，由呼吸机将气体快速流入病患肺部，当通气压力等值于预设气道压时，在呼吸机反馈系统控制下减缓气体的流速，并使压力值持续到吸气结束为止，再进入呼氣期。
该通气模式分为四个阶段，即：吸气期、吸气末平台期、呼气期、呼气末期。具体包括有：（1）初始状态。当机械通气尚未开始时，要预设一定的初始值和相关参数。并进行通气参数的设置，包括频率、呼吸比值、吸气平台时间、吸气末正压、潮气量等。（2）吸气期。当进入呼吸期时，通气阀开启，呼气阀关闭，高压压缩气体持续流入病患的弹性肺泡内。（3）吸气末平台期。当通气机进入到平台期后，通气阀关闭，停止对病患的气体供给，通气管道在固有弹性扩张状态下逐渐收缩，在压力差的驱使下，压力较高的管道残留气体流向病患的肺泡，直至气道压与肺泡压相等。这一阶段包括有减流通气期和通气为零期，是从吸气转换为呼气的切换过程。其中：减流通气期的气源关闭，呼吸阀尚未开启，气道内肺泡压力增大，气道压力减小，直至两者压力相等。通气为零期是当气道压与肺泡压相等时，呼吸机内压力差为零，气体保持静止的状态，直至呼气阀开启，通气机进入呼气期。（4）呼气期。当通气机进入呼气期时，呼气阀开启，并克服气道阻力和呼气阀阻力，由气道压和肺内压排挤肺泡内的废气，使肺泡内压等值于大气压。（5）呼气末期。该阶段的肺泡内压与气道压相等，在没有附加设置时气体的肺内压、潮气量、气道压、速度、流率均为零[2]。
3 小结
综上所述，医用呼吸机压力时间控制通气模式能够有效控制气道压，具有容量控制、时间控制不可比拟的优势，要进行呼吸机压力时间控制通气模式使用过程的研究，获悉通气模式下的各个物理量变化，如：流速、肺内压、潮气量、气道压等，更好地地进行医用呼吸机的设计，提高医用呼吸机的使用性能。
参考文献：
[1]温志芳.时间切换机械通气过程的建模与仿真[D].中北大学，2012.
[2]屈平.医用呼吸机控制系统设计[D].中北大学，2012.
作者简介：明少军（1981），男，汉族，湖北鄂州人，专科，助理工程师，目前从事医疗器械设备的结构设计工作。
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