呼吸机是一种专为呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持(Respirotory Support),以达到治疗目的的气、机、电一体化医疗装置。或者说是为了治疗呼吸障碍(衰竭)目的,而将新鲜空气压入肺泡进行血气交换的人工通气(Artificial Ventilation)装置。
呼吸机主要由气路和电子控制电路两大部分组成。气路是一个气体传送系统,包括气体供应(气体储存、压力支持)、气体运输、压力流量监测与校正等,压缩空气和氧气按设置所需的比例混合后,经湿化器加湿,通过管道及相关伺服阀门,以设置的气压、流速送至患者端。流量传感器将气体流量实测值馈送至电子控制电路,与仪器面板上的流量设置值进行比较,利用两者的差值(误差)控制伺服阀门来调节吸入和呼出的气体流量。电子控制部分的主要功能是控制呼吸机以一定的频率、潮气量(TV)进行通气,同时监测相应的从氧和流量传感器送来的反馈数据,超限时进行报警提示。目前,呼吸机已采用微型计算机控制,可很方便地完成呼气、吸气转换(切换);使通气功能和模式多样化;使患者在通气过程中的不适感降低,减少患者的呼吸功,提高触发灵敏度等;并很容易实现呼吸机主要参数的监测、报警与记录;使呼吸机具有自检功能、自我快速实现故障诊断;实现人机对话,以及不断完善换气功能等目标。
呼吸机最基本的呼吸模式通常分为控制呼吸和辅助呼吸两类:当患者无自主呼吸或虽有自主呼吸,但呼吸频率、幅度和节律不规则,或呼吸的无效动作占优势时,采用呼吸机来进行呼吸控制的模式称为控制呼吸;当患者的自主呼吸仍然存在、但比较微弱,不能靠肌体本身的调节达到理想的呼吸效果,此时可在患者吸气时,呼吸机给以一定的气压,以完成正常的通气,这种人工呼吸模式通常称为辅助呼吸或同步呼吸。呼吸机在使用时应正确地设置相关功能和选择合适的工作模式。呼吸机的功能设置包括通气气压或通气容积调节,呼吸频率(或呼吸周期)调节,吸气/呼气时间比值调节,辅助通气的灵敏度调节,吸入气体中的氧浓度调节,对吸入气体进行加湿和加温,对呼吸机进行监测,超限报警和记录等。呼吸机可提供多种工作模式给使用者选择,包括自主呼吸模式(S)、时间控制模式(T)、S/T自动切换模式、压力支持通气(PSV)、压力控制通气(PCV)、持续气道正压通气(CPAP)、双水平气道正压通气(BIPAP)、间歇强制通气(IMV)、呼气未正压通气(PEEP)、分钟指令性通气(MMV)、比例辅助通气模式(PAV)、呼吸机代替通气(BUV)、分隔肺通气(DLV,ILV)、叹息功能(SIGH)、安全活瓣打开(SVO)等,这些工作模式的选择通常视患者病情,以及患者在接受呼吸治疗时的舒适程度来定,各类呼吸机的工作模式也不尽相同。
呼吸机按原理、功能、用途等分类,有多种分类方法:包括可按压力方式及作用分、按动力源分、按吸气向呼气的切换方式分、按通气频率分、按使用对象分、按呼气向吸气转化的方式分、按驱动气体回路分、按呼吸机的复杂程度分以及按治疗时有无创伤分等。