高频震荡通气技术研究现状分析与展望

以低平均气道压和小潮气量为主要特征的高频震荡通气(HFOV),自出现以来备受医务、科研人员的关注。本文就HFOV通气技术方面的研究现状与发展趋势进行了分析和展望,重点介绍与分析了有关HFOV的通气模型、通气机制和通气模式方面的研究现状。并藉此提出,在未来一段时期内,对HFOV通气技术的研究将主要集中在三个方面:建立多级、高阶、非线性的黏性阻力、惯性阻力和顺应性(RIC)通气模型;更为充分地揭示HFOV之所以能够有效通气的机制;研究实现低风险的无创HFOV。对HFOV通气技术的研究与发展,将为呼吸系统疾病患者提供一种不同于常频通气的通气方式。     

正压通气下呼吸道气阻与顺应性在线测算方法改进

:目的 采用气道正压对患者进行通气治疗,实现对通气患者呼吸道气阻(resistance, R)和顺应性(compliance, C)在线测算。 方法 当呼气末气流为 0 时,在呼气支持压(expiratory positive airway pressure, EPAP)之上叠加 1 个负 脉冲气压,使肺内气压在该脉冲期间高于体外气压,从而向外泄放气流,并对该泄放气流进行处理来测算 R 和 C。 然 后以正常成人、典型急性呼吸窘迫综合征( acute respiratory distress syndrome, ARDS) 患者和慢性阻塞性肺疾病 (chronic obstructive pulmonary disease, COPD)患者为实验对象,建立仿真实验平台,进行仿真实验来测算 R 和 C。 结 果 所测算的正常成人 R 和 C 误差分别为 3. 398% 和-3. 288% ,COPD 患者 R 和 C 误差分别为 1. 265% 和-1. 348% , ARDS 患者 R 和 C 误差分别为 3. 400% 和-3. 286% 。 结论 气道正压通气下,采用呼气末叠加 1 个负脉冲气压在 EPAP 上来测算 R 和 C 的方法具有良好的可行性,研究结果为智能调控通气、精准通气等技术打下坚实基础。     

高流量经鼻氧疗影响呼吸窘迫综合征患者呼吸力学参数的实验研究

目的 基于通气实验，分析高流量经鼻氧疗（high flow nasal cannula，HFNC）流量对呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrom，ARDS）患者呼吸力学参数的影响，探讨HFNC对ARDS患者的通气效果和副作用。方法 分别设计基于Matlab的HFNC通气系统模型和基于主动模拟肺ASL5000的物理实验平台，模拟不同肺顺应的ARDS患者呼吸运动，进行HFNC通气实验，并将两者实验结果进行比较分析。结果 基于Matlab模型的仿真实验和基于物理平台的物理实验结果一致表明，增大HFNC的通气流量，将减小患者的呼吸气流流量、潮气量，提高患者肺内压、功能残气量等。在实验中，HFNC所提供的气流有时低于患者呼吸道内的吸气气流，从而需要得到一定的吸气补偿气流来满足患者吸气需求。结论 充分的吸气补偿气流来填补HFNC所提供气流不足是通气安全的保障措施之一。明确HFNC下ARDS患者呼吸力学参数的变化将有助于采取通气措施，提高通气疗效，降低通气风险。     

基于Matlab无创正压通气下呼吸道气阻与顺应性的在线测算方法研究

目的 在无创正压通气下,避免对呼吸道内部进行操作以及自主呼吸和漏气的干扰等,研究有效在线动态测算呼吸道气阻（resistance, R）和顺应性（compliance, C）的方法。方法 在呼气末气流为0时,控制呼气支持压（expiration positive airway pressure,EPAP）跃降1个幅度为Δp和时间宽度为Δt的负脉冲气压;在该负脉冲气压作用下,呼吸道出现短暂释放气流;通过获得Δt时间段的释放气流计算R和C。另外,基于Matlab建立通气模型,模拟正常成人、急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS)患者和慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease, COPD）患者的呼吸,进行仿真实验,获取仿真数据并计算验证。结果 根据仿真数据计算得到正常成人、ARDS患者、COPD患者R和C与实践赋值的误差分别为1.6%和-1.6%、1.21%和-1.19%、-12.53%和14.32%。结论 该算法测算呼吸道R和C具有可行性和适应性。仿真研究结果有助于智能通气、比例辅助通气模式的研究与实现。     

无创双水平气道正压通气治疗系统建模及通气仿真

无需经口鼻腔或气道切口插管建立人工气道的无创双水平气道正压通气（Bi-PAP）广泛应用于各种呼吸病患者的通气治疗。为研究无创Bi-PAP通气下呼吸病患者的通气治疗状况及需要采取的通气措施,本文建立无创Bi-PAP通气治疗系统模型,进行仿真通气。所建系统模型包括无创Bi-PAP呼吸机模型、呼吸管路及面罩模型和呼吸病患者的呼吸模型。并在Matlab Simulink仿真环境设计系统仿真实验平台,模拟对无自主呼吸患者、慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者和呼吸窘迫综合征（ARDS）患者进行仿真通气。运用SPSS统计分析,将仿真所得通气流量、通气压力和潮气量等数据与基于主动模拟肺实验平台的物理实验所得数据进行比较分析。结果表明：源自仿真实验和物理实验的数据未见明显差异（P> 0.1）,具有良好的相关性（R> 0.7）。所设计的无创BiPAP通气系统模型,能有效模拟实际通气系统进行通气实验,将有助于对无创Bi-PAP通气技术的研究,有助于临床医师对无创Bi-PAP通气技术的学习和了解。     

左右肺间相互通气的高频通气机制研究

传统观念认为充足潮气量是满足呼吸的必要条件,但低气潮气量的高频通气仍能满足呼吸病患者的通气需求。为探究其通气机制,本文提出了高频通气下左右肺间存在相互通气这一观点,并开发设计了基于新鲜绵羊肺的高频通气实验平台,以测验高频通气下左右肺间的通气气流。同时,还建立了基于呼吸道对气流的黏性阻力(R)、惯性阻力(I)和肺顺应性(C)的肺通气模型,并进行通气仿真分析,进一步从理论上探讨进入左右肺内的通气气流特征。本文实验与仿真结果均表明,在一定频率的高频震荡通气条件下,进入左右肺内的气流存在相位差,因而可以引起相互通气;即使进入肺部的总气流为0,左右肺间仍存在彼此气流交换现象。本文研究证实了高频通气下左右肺间相互通气气流的存在,这一现象将有利于肺部通气更为均匀,并提高肺内氧气的利用率。     

现代医疗器械电子技术与医疗服务

针对目前医疗电子设备蓬勃发展的势头,从机电技术的发展及其应用的角度,综合考虑了目前一些前沿的关键技术,系统阐述了医疗器械电子技术的发展在医疗服务方面所提供的便利和特点,指出了发展医疗器械电子技术是充分有效地利用有限的医疗资源来提高国内医疗技术与服务质量和改善老百姓看病难等问题的有效措施之一。     

压力控制通气时不同呼吸力学特性对吸气流量指数的影响

目的：观察不同肺力学模型在压力控制通气(pressure controlled ventilation,PCV)时潮气量变化对吸气流量指数的影响。方法：使用ASL 5000机械模拟肺模拟健康成年人、轻度和重度慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases,COPD)及急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS)患者,构建4种呼吸力学模型。系统顺应性(C_rs)为30.0和60.0 mL/cmH₂O,气道阻力(R_aw)分别为5.0、10.0和20.0 cmH₂O/(L·s)。呼吸机以PCV模式运行,输出潮气量(V_T)达到5.0、7.0和10.0 mL/kg,呼气末正压(PEEP)设置为5.0 cmH₂O,通气频率为10次/min,吸气时间为3.0 s。收集不同肺力学模型通气参数的变化,并计算流量指数和呼气时间常数(RC_exp)。结果：...     

人体肺通气的主动机械模拟装置研究与设计

目前,包括夹板肺在内的被动模拟肺是医院和厂家检测呼吸机性能的重要装置。但该类模拟肺所模拟的人体呼吸情况与实际情况相差较大,不能模拟人体主动呼吸的功能。为此,该研究设计了一款包括“模拟呼吸肌肉做功装置”“模拟胸腔”和“模拟呼吸道”在内的、能模拟人体肺通气功能的机械主动模拟装置：3D打印所设计的人体气道,并在气道末端连接左右气囊替代人体左右肺;控制电机驱动曲柄连杆机构带动活塞反复运动并输出交替变化的压力到“模拟胸腔”,产生自主呼吸气流流经“模拟呼吸道”。以模拟正常成人的呼吸为目标,设计实验平台测试验证了所设计的主动机械模拟装置产生的呼吸气流、气压与目标气流、气压一致。所设计的主动机械模拟装置将有利于呼吸机性能的检测。