（一）上呼吸道正常的生理功能
正常情况下，人的上呼吸道对吸入气体具有加温、湿化、过滤清洁和保湿作用。鼻、咽部黏膜有丰富的血流，并有黏液腺分泌黏液，所以吸入气体在到达气管时已被水蒸气饱和，变为温暖而湿润的空气进入肺泡（图15－1）。
如果外界气体温度高于体温，则通过鼻、咽部血流的作用，也可使吸入气体的温度下降到体温水平。呼出的气体在经过咽部和鼻部时，其中的一部分水分在黏膜处得到重吸收，从而减少呼吸道失水（图15－2）。
（二）人工呼吸道的建立对呼吸道生理功能的影响
人工呼吸道是一种通过口、鼻或直接经气管置入导管而建立的气体通道，病人行气管插管和切开术后，气管对吸入气体的过滤加温及湿化作用降低甚至消失，长时间吸入干燥的气体可使肺泡表面活性物质遭到破坏，导致肺顺应性下降、缺氧加重肺部炎症。实验证明，肺部感染随气体湿化程度的降低而升高。另外还可使支气管黏膜上皮细胞的纤毛运动减弱或消失，使分泌物黏稠结痂不易排出，影响通气功能，甚至形成痰栓阻塞呼吸道，诱发支气管痉挛导致窒息；因此人工呼吸道必须充分湿化保持湿润，维持分泌物的适当黏度，才能维持呼吸道黏液－纤毛系统正常的生理功能和防御功能，防止相关并发症的发生。
（三）呼吸道湿化的目的
1.保持呼吸道的温度和湿度，保持呼吸道的生理功能。
2.稀释呼吸道内分泌物，易于咳出或吸引。
（四）呼吸道湿化的方法及装置
1.加热湿化器［图15－3（A～D）］
（1）工作原理：将无菌蒸馏水或灭菌注射用水加热，产生饱和水蒸气的大气压，吸入气体通过加温水的表面，从而达到对吸入气体加温、加湿的目的。它的湿化效率受到吸入气的量、气水接触面积和接触时间、水温等因素的影响。此方法可使吸入气体中的水蒸气达到100%饱和，易于控制吸入气体的温度和湿化量，带呼吸机病人与不带呼吸机病人都可使用，是现今最受推崇的一种湿化方法。为保证温化、湿化效果，则应提高加热蒸发器的温度或在吸气管道中置入加热导丝以保持吸入气温度。
（2）注意事项：①吸入气体温度以32～37℃为宜。②吸入气体温度不应超过40℃，否则影响纤毛活动，出现体温升高、出汗，严重者出现呼吸道灼伤。③吸入温低于30℃，则失去湿化、温化效果，导致支气管纤毛活动减弱，呼吸道高反应性者可诱发哮喘发作。④保持加湿器中的适当水位，及时添加湿化液防止烧干。⑤避免加入湿化液过多，导致多余的液体吸入呼吸道内。
2.雾化加湿
原理：利用射流原理将水滴撞击成微小颗粒，悬浮在吸入气流中一起进入呼吸道而达湿化呼吸道的目的。
与加热蒸气湿化相比，雾化产生的雾滴不同于水蒸气，水蒸气受到温度的限制，而雾滴则与温度无关，颗粒越多，密度越大。气体中的含水量越多，湿化效率越高。在同样的气流条件下，雾化器产生雾滴的量和平均直径的大小，随雾化器种类不同。相同种类的雾化器，雾化气流速度越高，微粒直径越小。2～10μm直径的雾滴沉积在较小呼吸道内，产生较强的湿化作用。但由于雾化器以压缩气体为动力，喷出的气体由于减压和蒸发效应，其温度明显降低，起不到呼吸道加温的作用。现今临床上开始使用一种加热蒸气湿化与雾化湿化两用的湿化装置，可根据需要自由切换，临床应用效果较好。
3.呼吸道内直接滴注加湿 通过直接向呼吸道内持续或间断滴入湿化液进行呼吸道湿化，滴入量根据病人情况确定，一般每日不少于200～250ml。但此方法可能导致细菌移行，建议慎用。
4.温湿交换器（heat and moisture exchanger HME） 温湿交换器又称“人工鼻”［图15－4 （A、B）］，其中的氯化锂海绵具有结合水和储热作用，呼出气中的水分及热可部分进行循环吸入，从而减少呼吸道失水及对吸入气体进行适当加温。通过呼出气体中的热量和水分，对吸入气体进行加热和加湿，因此在一定程度上能对吸入气体进行加温和湿化，减少呼吸道失水。但它不额外提供热量和水分，并且不同的“人工鼻”对呼吸道的保水程度不同，对脱水、呼吸道分泌物黏稠病人来说不是理想的湿化装置，同时呼吸道高阻力病人也不宜使用。
美国呼吸治疗协会（AARC）报告，病人存在以下状况时应禁用HME：①病人的呼吸道分泌物较黏稠且量较多。②病人呼气潮气量小于吸气潮气量的70%（如气管胸膜瘘、气管内导管或气管切开套管气囊未能密闭气管等）。③病人体温低于32℃。④自主呼吸分钟通气量＞10L/min。
5.超声雾化湿化 利用超声波的原理把水滴击散为雾滴，与吸入气体一起进入呼吸道而发挥湿化作用。具有雾滴均匀、无噪声、可调节雾量等特点。临床研究表明建议使用小雾量、短时间、间歇雾化法，每2h雾化10min，可增加黏膜用药浓度，达到局部预防治疗感染的目的。避免了长时间雾化剂进入终末呼吸道导致肺不张，增加肺内分流，引起病人动脉血氧分压（PaO2）的下降。与加热湿化相比，超声雾化具有不受温度影响、雾滴均匀、无噪声等特点，但不提供热量，对吸入气体的温化效果差，因此限制了其在人工呼吸道湿化方面的优势。
6.气泡式湿化器 是临床上常用的湿化装置，氧气通过筛孔后形成小气泡，可增加氧气和水的接触面积，筛孔越多，接触面积越大，湿化效果越好。有研究表明当气流量为2.5L/min时，湿化后的气体的体湿度为38%～48%，当气流量增至10L/min时，气体湿度为26%～34%，说明气流量越大，氧气与水接触时间越短，湿化效果越差。
（五）湿化液的选择、湿化量及间隔时间
1.湿化液选择
（1）灭菌注射用水：系低渗液体，通过湿化吸入，为气管黏膜补充水分，保持黏膜纤毛系统的正常功能，主要用于呼吸道分泌物黏稠、呼吸道失水多及高热、脱水病人。但注射用水对呼吸道的刺激较大，若用量过多，可造成气管黏膜细胞水肿，增加呼吸道阻力。不建议常规使用。
（2）生理盐水：系等渗液体，对呼吸道刺激较小，主要用于维持呼吸道黏膜纤毛系统正常的功能。
（3）0.45%氯化钠溶液：再浓缩后浓度接近生理盐水，对呼吸道的刺激性比生理盐水小。
（4）5%氯化钠溶液：系高渗液体，对呼吸道的刺激性较大。可从黏膜细胞内吸收水分，从而稀释痰液，并使之易于咳出，主要用于排痰。呼吸道反应性高者慎用。
（5）α－糜蛋白酶稀释液：通过溶解痰液中的黏蛋白而溶解痰液，主要用于痰栓、痰液黏稠不易吸引或自行咳出病人。但α－糜蛋白酶可损伤气管黏膜。呼吸道反应性高者慎用。
2.湿化量及间隔时间 正常人每天从呼吸道丢失的水分为200～500ml，建立人工呼吸道后，每天丢失量剧增。因此，必须考虑湿化量，以避免湿化不足或过度。成人以350ml/d为最低量，确切量应视临床情况而定。对于早期机械通气病人而言，宜增加湿化量。湿化量根据痰液的黏稠度、量及病人的生理需要及时调整。
（六）湿化的标准
湿化效果应从病人的自主症状和一些可监测的指标变化来进行判定，同时应把这些自主症状和监测指标的变化与病人病情相结合，防止判断错误延误病人治疗。大多数学者把湿化效果归为以下3种：
1.湿化满意 痰液稀薄，能顺利吸引出或咳出；导管内无痰栓；听诊气管内无干鸣音或大量痰鸣音；呼吸通畅，病人安静。
2.湿化过度 痰液过度稀薄，需不断吸引；听诊呼吸道内痰鸣音多；患者频繁咳嗽，烦躁不安，人机对抗；可出现缺氧性发绀、脉搏氧饱和度下降及心率、血压等改变。
3.湿化不足 痰液黏稠，不易吸引出或咳出；听诊呼吸道内有干鸣音；导管内可形成痰痂；病人可出现突然的吸气性呼吸困难、烦躁、发绀及脉搏氧饱和度下降等。眼结膜充血水肿，血压升高。
呼吸道的湿化对于维持呼吸道的正常功能和防止各种相关并发症的发生尤为重要。呼吸道的湿化问题已成为当今呼吸治疗和危重病治疗中的一个重要课题，特别是对人工呼吸道的湿化以往文献报道了很多，但大多仅侧重于某一方面的内容简介，而未对人工呼吸道的湿化问题进行一个综合的述评，即现今未提出一套完整的湿化参照实行方案。目前临床上使用的湿化方法多种多样，各种方法都有一定的优点和缺点，但比较而言，蒸气加温湿化法是一种国内外公认的效果确切的方法。