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呼吸机，是进行呼吸支持治疗、重症抢救、预防和治疗呼吸衰竭，以增加或辅助患者通气、传输气雾剂为目的而设计的提供生命支持的机械通气设备。它是一种辅助治疗手段，可以维持患者的气体计划，为患者进一步治疗创造条件。

呼吸机的原理

呼吸机的工作原理在于建立一个大气-肺泡压力差，从而实现对肺的通气。进行机械通气时，在呼吸道口（口腔、鼻腔或气管插管）以气体直接施加正压力，超过肺泡压产生压力差，气体进入肺即吸气；释去压力，肺泡压高于大气压，肺泡气体排出体外即呼气。

呼吸机主要由主机、加温加湿装置、气体源提供装置组成。主机由气体输送模块和监测模块组成，气体输送模块完成吸气、呼气时的气体传输；监测模块在通气过程中进行压力、流量、泄漏等参数的实时监测。加温加湿装置完成对输送气体的温度和湿度调节，达到或接近患者肺部生理需求的温度和湿度；气体源提供装置是主机的驱动源和输送气体的基本来源。呼吸机的结构与原理如图3-1-1所示。

图3-1-1 呼吸机结构与原理(如需高清图请留言)

随着医疗技术发展，近年还出现了一些新型呼吸支持工具，如经鼻高流量湿化氧疗装置（high-flow nasal canula,HFNC）。国际主流HFNC装置都是采用无创呼吸机的工作原理：用空氧混合器将空气和氧气进行混合，来调节吸入氧浓度，应用涡轮提供高流量的气体，采用加温加湿器和管路加热导丝对吸入气体进行全程加温加湿，并通过近患者端实时监测温度和氧浓度进行动态调控。HFNC的结构和原理如图3-1-2所示，主要由空气和氧气的混合部分、气体的加温湿化部分和气体的输送部分组成。

呼吸机的功能

呼吸机必须具备四个基本功能，即向肺充气、吸气向呼气转换、排出肺泡气以及呼气向吸气转换，依次循环往复。因此必须有：

①能提供输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作；

②能产生一定的呼吸节律，包括呼吸频率和吸呼比，以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能；

③能提供合适的潮气量（VT）或静息每分钟通气量（简称每分钟通气量），以满足呼吸代谢的需要；④供给的气体最好经过加温和湿化，代替人体鼻腔功能，并能供给高于大气中所含的O2量，以提高吸入O2浓度，改善氧合。动力源：可用压缩气体作动力（气动）或电机作为动力（电动）呼吸频率及吸呼比亦可利用气动气控、电动电控、气动电控等类型，呼气与吸气时相的切换，常于吸气时于呼吸环路内达到预定压力后切换为呼气（定压型）或吸气时达到预定容量后切换为呼气（定容型），不过现代呼吸机都兼有以上两种形式。

通气模式

机械通气时，通气模式是主要的需要预设的呼吸机参数之一，只有预先选定通气模式，呼吸机参数才能随之选择。通气模式的选择基于医生对患者病情的评估，也通常基于医生的经验和应用习惯。机械通气模式可分为4类：指令（控制）通气、辅助通气、支持通气和自主呼吸。

控制参数

医生对机械通气患者进行的呼吸支持和呼吸管理，是通过呼吸机参数的设置和调整来实施的，因此，呼吸机的参数设置和调整体现了医生为患者制订的通气目标和策略。而准确的通气目标和策略的制订，有赖于医生对患者的基础疾病、呼吸力学变化、各脏器功能、动脉血气监测结果等的全面了解，以及对患者的氧合状态、通气能力和通气进行的准确评估。

监测参数

从测定呼吸生理功能的性质，呼吸机的监测可分为肺容量、通气功能、换气功能、呼吸动力功能、小气道功能监测等。肺容量代表呼吸在某一阶段内的气量或容积；通气功能监测反映了肺的动态呼吸生理；换气功能反映了肺进行气体交换的量；呼吸动力功能监测对于COPD的诊断和治疗有重要意义。

报警类型

呼吸机报警主要分为两部分：技术报警和生理报警。技术报警主要是由于呼吸机内部技术故障导致的报警，此类报警一般为高级报警。对于生理报警，用户可提前设置对应生理参数的报警上下限,如果在通气过程超出设置的报警上下限，呼吸机将会出现生理报警，用于提醒医务人员关注患者呼吸状态的变化。常规呼吸机具有三类报警类型，分别是声音提示报警、文字提示报警和灯光提示报警。

撤机参数

撤机时机的掌握很重要，过早易导致撤机失败。通过对撤机参数的监测可评估当前患者是否达到撤机标准。撤机参数包括RSBI（浅快呼吸指数）、NIF（最大吸气负压）和P0.1（气道闭合压）等。逐渐降低吸氧浓度，PEEP（呼气末正压）逐渐降至3～4cmH2O，将IPPV（间歇正压通气）改为IMV（间歇指令通气），或SIMV（同步间歇指令通气），或压力支持，逐渐减小IMV或支持压力，最后过渡到CPAP（持续气道正压）或完全撤离呼吸机，整个过程需严密观察呼吸、血气分析情况。拔管指征：自主呼吸与咳嗽有力，吞咽功能良好，血气分析结果基本正常，无喉梗阻，可考虑拔管。气管插管可一次拔出，气管切开者可经过换细管、半堵管、全堵管顺序，逐渐拔出。

高级呼吸力学参数监测

高级呼吸力学参数包括食道压、跨肺压、呼吸功、PTP（压力-时间积）、RC时间常数、P0．1、RSBI（浅快呼吸指数）等。监测高级呼吸力学参数可帮助医生了解不同通气阶段患者肺功能的变化情况，从而根据需要调整通气策略。

P-V工具

可通过绘制静态压力-容积曲线（静态P-V环图）来计算静态P-V环图曲线上的特征点，从而确定可设置的最佳PEEP（呼气末正压）值，可帮助患者改善氧合，减轻肺损伤。

经鼻高流量湿化氧疗（HFNC）

是一种呼吸支持技术，该治疗设备主要包括空氧混合装置，湿化治疗仪，高流量鼻塞以及连接呼吸管路，主要给患者提供相对恒定的吸氧浓度（21%～100%），温度（29～37℃）和湿度的高流量（2～90L/min）气体，并通过鼻塞进行氧疗，具有很好的舒适性。三种控制模式；高流量模式（主要用于成人患者），低流量模式（主要用于3kg以上儿童患者）以及CPAP模式，产生一定水平的呼气末正压，冲刷上呼吸道生理死腔，恒温恒湿的气体维持黏液纤毛清除系统功能以及降低患者上气道阻力和呼吸功能等作用改善患者的换气和部分通气功能。报警信息一般包括：技术报警，如电源断电报警、内部故障报警、呼吸管路检测报警、漏气报警、阻塞报警、氧源压力报警、检查水量、无法达到目标流量、无法达到目标温度、检查工作条件（环境温度）提示；生理报警，如气体温度报警、氧气浓度报警、治疗使用时间提示等。

鉴于以上呼吸机的结构原理和功能，其主要应用于术后恢复或呼吸系统相关疾病的患者、临床上部分疾病如急性呼吸窘迫综合征、雾化吸入疗法、用户呼吸衰竭预防性治疗等。另外还应用于中枢性呼吸衰竭者、急性呼吸衰竭者、呼吸驱动力不足者，但也有呼吸治疗的相对禁忌症如伴有肺大疱的呼吸衰竭者等，所以要求相关从业人员对呼吸机使用风险有一定的分析与评估能力。