呼吸機（Ventilator）又稱通氣機，是代替或輔助人們呼吸的重要機械通氣裝置。主要通過機械的方法建立肺泡和大氣之間的壓力差，并模擬人體的自然呼吸，從而實現強制的人工呼吸過程。呼吸機可以預防和治療呼吸衰竭，幫助患者吸取氧氣和排出二氧化碳，挽救和延長某些危重患者的生命。
呼吸機主要由主機、氣源、供氣驅動裝置、空氧混合器、濕化器和呼吸管路等部件組成。此外還有一些常用的附件，如呼吸閥、安全閥、疏水器、流量傳感器、壓力傳感器、單向器、過濾器和儲氣囊等。呼吸機可按用途、使用對象、驅動方式、呼吸氣轉換方式、與患者的連接方式的不同進行分類。
從羅馬帝國至今，無數發明人為呼吸機的發明和改進做出了貢獻。比如，1864年Alfred Jones（阿爾弗雷德·瓊斯）申請了第一個負壓呼吸機的專利。隨著人類對呼吸生理的深入了解，以及新技術、新材料和新工藝的大量應用，各種類型的新型呼吸機不斷問世，不僅使呼吸機的適用范圍日益擴大和普及，也為人們的生活帶來更多便利。
發展歷史
呼吸原理
呼吸機的基本原理——呼吸機通過機械的方法建立肺泡和大氣之間的壓力差，并模擬人體的自然呼吸，實現強制的人工呼吸過程。呼吸機的主要流程為，呼吸機從口腔、鼻腔或氣管插管、套管等人體呼吸道開口處直接施壓。當大氣壓超過肺泡壓時，空氣便從體外通過管道流向肺泡，產生吸氣；當肺泡壓大于大氣壓時，氣體從肺泡排出，產生呼氣；當肺泡壓降至等于大氣壓時，呼吸停止。
基本結構
呼吸機主要由主機、氣源、供氣驅動裝置、空氧混合器、濕化器和呼吸管路等部件組成。同時，呼吸機還有一些常用的附件，比如呼吸閥、安全閥、疏水器、流量傳感器、壓力傳感器、單向器、過濾器和儲氣囊等。
結構部件
主機
主機是為呼吸機提供呼吸管理的裝置，主要由氣路系統、電子控制系統和監測報警系統等組成。當空氣和氧氣混合后，便會進入主機，按照設定好的參數和通氣方式給患者供氣，并通過傳感器檢測呼吸力學等情況的變化。當微電腦對情況進行分析處理后，主機將發出指令來自動調節參數，比如潮氣量、呼吸比、壓力、流量和容積等。主機的監測和報警系統能實時顯示呼吸參數值、呼吸機當前狀態和參數調整情況。當誤差超過一定范圍時，呼吸機會觸發報警，并通過安全閥等裝置來保證呼吸機處于安全范圍內。
現代呼吸機的主機擁有一個復雜的操作面板和較大的顯示屏幕，面板上一般有參數設置、參數顯示和監測報警三個區域。人們可以通過選擇菜單，設置圖形界面和調節呼吸參數，使主機能動態地顯示通氣參數、波形和報警提示，使機械通氣的治療更加直觀和安全。
氣源
呼吸機的氣源包括氧氣和空氣。氧氣主要來自高壓氧氣瓶或中心供氣管道系統；空氣則來自中心供氣管道系統、醫用空氣壓縮機或環境空氣。
供氣驅動裝置
呼吸機的供氣驅動裝置能為患者提供通氣驅動力，使呼吸機產生吸氣壓力，將氣體壓入患者的肺部。呼吸機有三種供氣驅動方式，分別為氣動型呼吸機、電動型呼吸機和氣動電控型呼吸機。其中，氣動型呼吸機采用壓縮氣體供氣；電動型呼吸機采用電動方式供氣；氣動電控型呼吸機采用壓縮氣體和電動方式供氣。
濕化器
濕化器是現代呼吸機的必備裝置，一般安裝在呼吸機的吸氣回路中，主要對替代人體鼻腔和口腔中吸入的氣體進行加熱濕化。日常生活中常見的濕化器主要包括加熱濕化、霧化濕化、熱濕交換器和多孔纖維管道等。
空氧混合器
空氧混合器是一種將壓縮氧氣和空氣混合，然后按照比例調節成治療所需的安全氧濃度，最后輸出給患者的裝置。該裝置利用射流原理或電磁比例閥來準確控制輸出氧濃度，同時附加輸出氧氣壓力、流量、氧濃度的監護（由氧電池進行監測）及報警功能，能有效控制患者的吸氧濃度。
呼吸管路
呼吸管路是輸送氣體的通道，主要把經過加熱濕化的空氧混合氣體提供給患者，并把患者呼出的氣體通過呼吸活瓣（螺紋管、氣管插管、氣囊套和面罩等）排出。呼吸管路主要由橡膠、塑料和有機玻璃等材料制成，能抗靜電、不易腐蝕、質地軟、有彈性、易于化學或高溫消毒。
常用附件
呼吸閥
呼吸閥分為吸氣單向閥和呼氣單向閥，二者屬于交替一開一閉的工作狀態，為患者提供通暢的呼氣通道。當患者吸氣時，吸氣閥開啟，呼氣閥關閉；當患者呼氣時，呼氣閥開啟，吸氣閥關閉。常用的呼吸閥裝置有三種，分別為活瓣式呼吸閥、電磁比例閥和先導式呼吸閥。
安全閥
安全閥分為壓力安全閥和旁路吸入閥。壓力安全閥用來保障患者的氣道壓在一個安全范圍內。當患者的氣道壓超過安全值時，呼吸機會在發出聲光報警的同時打開安全閥，中斷正壓送氣并改變為較為安全的送氣模式；旁路吸入閥會在呼吸機工作時關閉。當供氣中斷時，旁路吸入閥會隨著患者吸氣造成的管道負壓推動閥門的閥板，使空氣進入管道系統，為患者供氣，避免其窒息。
疏水器（積水杯）
疏水器安裝在呼吸管路上，用來收集呼吸管路中沉積的多余液體。
流量傳感器
流量傳感器把患者吸入和呼出的氣體流量轉換成電信號，然后送給信號處理電路，并將結果反饋給主機，從而完成對潮氣量、每分通氣量和流速的監測和顯示。
壓力傳感器
壓力傳感器通過檢測患者的氣道壓力和呼吸信號來控制呼吸器的動作，使呼吸器與患者的呼吸保持同步。
單向閥
單向閥的作用是保證氣體向同一個方向流動，防止氣體回流。
過濾器
過濾器主要分為細菌過濾器和空氣過濾器。細菌過濾器一般安裝在呼氣閥的后端，用來截留呼吸管路中的雜質、細菌和其他病原體，防止呼吸機內部的致病菌排入室內，造成患者交叉感染；空氣過濾器主要用來凈化過濾掉周圍環境空氣中的雜質和灰塵顆粒等。
儲氣囊
儲氣囊用來儲存純氧氣體。當呼吸機斷電或停止工作時，醫療工作者可以通過手捏儲氣囊給患者供氣，防止患者窒息。
分類
呼吸機采用不同的分類方式，可將之分成不同的種類。
模式
機械通氣把呼吸類型分為指令通氣和自主呼吸。自主呼吸由患者觸發并完成，指令通氣由呼吸機送氣并完成。機械通氣有三種基本的呼吸模式，分別為持續指令通氣（CMV）、間歇指令通氣（IMV）和持續自主通氣（CSV）。其中，間歇指令通氣和持續自主通氣經常聯合應用。呼吸機的其他模式都是由這三種模式派生而來。
持續指令通氣（CMV）
持續指令通氣在自主呼吸患者實際呼吸頻率大于設置值時，設置的后備通氣呼吸頻率為最小值。其主要特點為MV強制作用于患者的每一次呼吸，而自主呼吸僅僅可能影響通氣初期的觸發。所以，持續指令通氣主要適用于自主呼吸消失或比較弱或需鎮靜-肌松藥抑制自主呼吸的患者。
間歇指令通氣（IMV）
在通氣期間，間歇指令通氣允許患者自主呼吸，設置的后備通氣呼吸頻率為最小值。在間歇指令通氣中，因自主呼吸和MV交替發揮作用，所以主要適用于有一定自主呼吸能力或準備撤掉呼吸機的患者。
持續自主通氣（CSV）
在持續自主通氣中，所有呼吸均為患者自主觸發。持續自主通氣的主要特點為自主呼吸對整個通氣過程都有一定程度的影響，主要適用于有一定自主呼吸能力和準備撤掉呼吸機的患者。
醫療用途
呼吸機主要用于臨床工作，可替代或支持患者的呼吸運動，使患者在獲得氧氣的同時排出二氧化碳，更好地延續患者的生命。呼吸機的主要用途有，維持合適的通氣量以滿足患者全身各個器官的生理需求；改善患者的氣體交換功能，以維持有效的氣體交換；減少呼吸肌的做工；進行肺部霧化的吸入治療；治療呼吸衰竭和保護氣道等。
安全風險
注意事項
呼吸機是高風險的臨床醫療設備，它的質量和操作關系到患者的生命健康與安全。在使用前，醫院要加強對工作人員的安全使用培訓，并嚴格要求工作人員按照規定操作；在使用前后，工作人員要對呼吸機進行清潔、消毒或滅菌，避免交叉感染；工作人員要經常檢查呼吸機的呼吸管路、濕化器等裝置，定期更換氧電池、呼吸活瓣和過濾器等易耗品，并對呼吸機進行安全性能測試；如果呼吸機發生故障，需及時聯系專業工程師對呼吸機進行檢測和維修。
使用故障
呼吸機的使用故障主要有，呼吸機運轉不良，主要有三種表現，第一是呼吸機頻率與人體正常呼吸頻率不符合，形成人機對抗。第二是機器無法正常工作，以致患者窒息。第三是壓縮機停止轉動，使患者吸入純氧，造成氧中毒；呼吸機突然斷電，主要表現為呼吸機停電報警且停止運轉；呼吸機環路意外斷開和漏氣及呼吸機的氣源斷開等。
管理類別
發展
隨著人類對呼吸生理的深入了解，以及新技術、新材料和新工藝的大量應用，各種類型的新型呼吸機不斷問世，比如微型化、家庭化、智能化、網絡化、信息化、精確化、多功能和多通氣模式的呼吸機。這種變化不僅使呼吸機的適用范圍日益擴大和普及，也為人們的生活帶來了更多便利。
參考資料 >
醫療器械分類目錄.國家藥品監督管理局.2023-08-13