作为抢救呼吸衰竭的新生儿呼吸机是NICU必不可少的设备之一。既然新生儿呼吸机和儿童/成人呼吸机的工作原理是一样的，两者是否可以通用呢？答案是否定的。那么为什么又要投资几十万元去购置新生儿专用呼吸机呢？两者之间具体有什么区别？主要原因是：新生儿呼吸系统的各个器官尚未发育成熟，其呼吸生理及其解剖结构与儿童/成人有很大的差异。体现在新生儿的胸廓顺应性大而肺顺应性小, 气道阻力大而肺总量小, 呼吸调节机制不全, 呼吸肌力量薄弱, 气道阻力变化大, 吸气流速慢, 呼吸频率快, 功能残气量低, 呼气末肺泡弹性差。膈肌是新生儿呼吸运动中最主要的呼吸肌，易受腹胀等因素的影响；膈肌呈横位，耐疲劳纤维仅占25%，很易发生CO₂潴留；解剖死腔大，新生儿呼吸肌容易疲劳等都是引起新生儿易发生呼吸衰竭的重要原因^[1]，故对新生儿呼吸机的部件相应提出了小而精的特殊要求。

新生儿呼吸机的工作原理和儿童/成人是一样的。都是先将氧气和空气通过混氧装置把氧气和空气按需比例混合后成新鲜比例氧，然后经呼吸机的流量阀、送气阀、加温湿化器、呼吸管路，药物雾化器, 经鼻塞(无创)或气管插管(有创)，将混合新鲜氧送入肺泡，在患者的肺泡和周围的血液经血气交换后，变成CO₂排出。常频呼吸机是通过膈肌上抬将CO₂被动排出体外；高频呼吸机则是由呼吸机内的附加如鼓膜、活塞等装置代替膈肌的运动主动拉出CO₂ ^[2]，如此往复循环, 完成一次次的血液/气体交换。鉴于新生儿和儿童/成人的肺泡发育情况不同，为有效的血气交换和安全起见，新生儿呼吸机和儿童/成人呼吸机部件的结构大有不同。以下就几个关键组件对比如下：

1 新生儿呼吸机传感器原理、材质和安装位置特殊

传感器^[3]顾名思义就是将患者的吸气信号传递给电脑，触发并打开呼吸机的送气阀，把按需比例混合后的新鲜气体根据设定的压力、容量、流速、频率、吸呼时间比等预定参数送肺泡进行血气交换；交换完毕后，患者的呼气信号再通过传感器同步打开呼气阀，把CO₂排向大气，完成一次人-机同步的吸与呼。同时，传感器还把人-机交换前后的相关信息传递给电脑，换算成数字或波形，并显示在屏幕上帮助医生了解病情的变化和机器的工作状态。因此，传感器就是为了完成人-机同步呼吸和监测病情变化两大任务的核心元件。鉴于新生儿本身呼吸的触发能力远比儿童/成人要弱小得多，故对传感器的触发灵敏度和精准度的要求就比儿童/成人高很多。目前临床上使用的高级别新生儿呼吸机多为热敏传感器，材质多选用对温差特别敏感的热敏铂金丝，长1.8 mm，直径5 μm，死腔仅0.9 mL。无气流流经时，前后两组热敏铂金丝温度被预加热到400 ℃，电流是一致的，电桥处于平衡状态(图 3)。当人体的触发气流流经时，前端的热敏丝温度迅速被患者的吸气流下降到37℃左右，电阻变小，电桥的平衡被打破，电流的变化与患者的吸呼信号的温度高低、节拍的快慢密切相关，静态时触发门的电阻平衡被打破，不平衡电流使吸气阀打开、呼气阀关闭，对应的阀门孔径开闭的大小与流量成正比，将新鲜氧气送给患者。呼气与吸气原理相同，只是打开了呼气阀，把交换后的CO₂排向大气。如此循环完成一次次的呼吸。

当前市场上新生儿呼吸机的传感器有以德国LeoniPlus；Greger VN-500；英国SLE-5000和瑞士(Fabian)的双铂金丝的温度传感器和德国Stephen的流量传感器两大类。热敏传感器是把吸呼时的气流温度变化转换成电流变化，触发灵敏度为0.12~2.4 mL/min，死腔小。需要注意的是同样名称的产品有一次性和重复使用两种。其外观和工作原理是一样的，但热敏关键材料铂金丝的材质有长期和一次性两种，其寿命比约10:1，使用时用户需关注包装上是否标注有“Use Only One”，如有则为一次性使用的；德国(Stephen)新生儿呼吸机的传感器是利用患者在吸呼气时的触发气量流经在腔体内(图 2)孔径的前后端的流量方向与大小的改变，把压力差梯度通过电脑转换为电压差。所以，该产品应是流量传感器。它的测量范围为：± 10~25 L/min；死腔为0.7~1.1 mL；阻力为0.75~0.65 kPa/L；误差：± 5%。(注：这些参数都没有把传感器与主机连结的气流连接管的延迟误差计算在内，而中间连接管内部的洁净度、长短、扭曲等都是直接影响触发灵敏度和监测参数精度的重要因素)。瑞士Hamilton传感器是利用腔体内一片三角薄膜在吸呼时的方向和偏移的方向、角度等换算出吸、呼和流量的变化。建议传感器一次性使用。重复使用的结果是在应用和消毒过程中使薄膜位置的偏移，失去了薄膜在中间零位标准参考值，致触发时的人机对抗和监测参数不准确。

为了减少呼吸管路的死腔影响，提高触发灵敏度，新生儿传感器安装位置必须靠近患者端插管入口的近端处。而儿童/成人呼吸机为避免呼吸管路中冷凝水对传感器寿命的影响，大多都安装在管路的远端呼气阀附近。

综上分析，新生儿与儿童/成人呼吸机的传感器无论从原理、材质、触发方式、触发灵敏度、安装位置等比较大不相同，这也是新生儿呼吸机与儿童/成人呼吸机不能相互代用的重要因素之一。

2 新生儿呼吸机与儿童/成人呼吸机的加温湿化器和管路不能通用

胎儿出生后, 呼吸系统会发生一系列变化。首先是肺泡发育不成熟^[4]，表现为两个方面：第一是解剖结构上, 新生儿肺泡的发育比较晚, 新生儿肺泡仅1 700~2 000万个, 18个月后才达到1.3亿个, 也仅为成人的40%左右, 新生儿的肺血管完全扩张要数月之后才渐趋完善；其次新生儿的免疫系统和气道黏液纤毛转运系统发育不完善, 呼吸道很容易受到损伤, 影响气体交换效果。所以呼吸机支持对于新生儿和早产儿显得十分重要。同时，新生儿的代谢很快, 对于氧的需求很高, 需要足够数量的肺泡去维持良好的气体交换，如果提供的气体温度、湿度不足，将导致气管插管内的分泌物增加，因水分的丧失而干结成痰，如果黏稠的痰难以吸出，致管腔狭窄气道不畅^[5]。阻力的定义为1 s内为该胸肺扩充1 L气体需要外加多少压力。新生儿的正常吸气阻力约为5~15 cmH₂O/(L·S), [呼气阻力约为3~12 cmH₂O/(L·S)]。顺应性定义为呼吸机送一个一厘米水柱的压力给该肺泡能发生多少毫升肺容积的变化，是反映肺部弹性的参数。儿童/成人的顺应性约为50~80 mL/ cmH₂O；而新生儿顺应性的正常值仅3~5 mL/cmH₂O；很明显新生儿的阻力远较儿童/成人大，而顺应性却远小于儿童/成人。黏液的淤积导致气流阻力增大，黏液纤毛转运系统又把从下呼吸道推移上来的分泌物都积聚在气管插管的出气口顶端，堵塞气流流通，使气流通过气管能力大为下降，分泌物又导致细菌繁殖而引发气管内膜的细菌性感染。所以如果气道内湿度不足，将造成分泌物的黏稠干结，在较小支气管分支形成痰栓，从而进一步造成肺泡或肺小叶不张，导致肺顺应性下降及分流样效应，甚至发展成支气管哮喘、支气管痉挛、肺炎、肺不张、肺气肿和肺后下部坠积性淤血等新生儿一系列的呼吸系统疾病。新生儿在出生后第1天气管黏膜在干燥、低温的环境中可能直接被刺激而形成充血和炎症反应，显著增加新生儿的发病率和病死率。中华医学会重症医学分会在《机械通气指南》中提出严格要求，新生儿呼吸机进入气道内的气体温度必须达到37 ℃，相对湿度必须达到100%、44 mg/L的要求，远比儿童/成人严格得多。

新生儿的外置专用加温湿化器，目前以新西兰Fisher Parker MR850型湿化加热装置较为理想，除自动控温控湿外，吸气呼气的连接吸气管路为双加热湿化管道；管路内设置为有双螺旋型分布的加热丝，确保气体在通过呼吸管道时被均匀加热，最大限度地减少冷凝水，实现吸气呼气的最小阻力。

3 新生儿呼吸机鼻塞和儿童/成人鼻塞不同

轻度缺氧的呼吸衰竭新生儿当然首选无创CPAP或高流量的BIPAP模式，无创模式的疗效与鼻塞有很大关系。但常用的一字型鼻塞，太松有漏气、脱落等问题；拉得太紧又不舒服，甚至可能发生鼻孔变形或压伤。鼻塞除对外形有要求外更希望使用时能：①气流稳定；②减少患者呼吸做功；③血气指标恢复快；④易固定；⑤能具有帮助排出CO₂的功能。

目前临时使用较好的为德国(LeoniPlus)和瑞士(fabian)呼吸机所配套的鼻塞。这两种鼻塞结构的特点是：在呼气时，氧气送气气流的方向不再单是被吸入到患者鼻孔里去的单纯一个直行方向，而是在呼气时，结构内设计了有能被CO₂呼气气流合力折向大口径的排气口，迅速带动CO₂排出体外的一个合理的弯度，该弯度能使患者呼气时带动氧气变向，氧气不再是流向鼻孔，而是折向排气孔，合力实现主动帮助患者排出CO₂的效果，叫“科恩达效应”。LeoniPlus鼻塞也具有类似的主动帮助排出CO₂的效果。这两种鼻塞除外形结构比一字型鼻塞不易脱落、移位和堵塞外，更具有能有效帮助排出CO₂的效果，这其被临床广受欢迎的关键。

新生儿呼吸机和儿童/成人呼吸机在部分硬件结构上的区别要素，足以说明两种呼吸机是不可通用的。近年来新生儿呼吸机整体技术的进展主要体现在高频呼吸机上，它是应用高频率、高PEEP、小平均气道压的原理，大大提高了对新生儿常见呼吸疾病的治疗效果，在主动排除CO₂这点上最为明显。近年来，随着硬件如高强度磁场的缸体材质等新品涌现、软件技术的成熟(如高频最小容量保证VG模式；肺复张技术的应用)和对高频震荡通气的无创、持续监测技术的推广，相信高频通气技术在新生儿临床应用一定会出现一个新的时代。

综上所述，新生儿呼吸机与儿童/成人呼吸机鉴于两者之间的生理病理上的很多区别，所以呼吸机的大部分结构部件和软件都不能代用，代用的结果轻则造成人机不同步，延长脱机时间，重则造成肺损伤，甚至新生儿死亡。希望本文能引起临床工作人员的注意和重视。