呼吸机使用常见问题

-1-一、理论篇（一）气体在气管里流动根据流体动力学原理，气体从高压处向低压处流动，其流动不仅与压力差有关，而且与气体的容积、密度、黏度、流速和气流阻力等有关。气体在管道中的流动特性符合Hagen-Poiseuille定理，可表示为：式中：——气体流速，气体在两点间的运动速度，通常用厘米每秒（cm/s）表示；——管道两端压力差；——管道半径；——管道长度；——气体的粘滞系数；式子表明，若管道长度增加一倍，气体阻力增大一倍；管径增大一倍，阻力将下降至原来的1/16。（二）肺通气的阻力肺通气的阻力分为弹性阻力和非弹性阻力。弹性阻力包括肺和胸廓的弹性阻力。非弹性阻力主要包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力。（三）肺通气的弹性阻力与顺应性的关系肺和胸廓属于弹性组织，在外力作用下可以改变状态，弹性组织也具有对抗形变并回到初始位置的倾向，称为弹性阻力。通常以顺应性（）作为衡量弹性阻力的指标，定义为单位压力变化所引起的容积变化（），在呼吸力学中的单位多用L/cmH2O。弹性阻力和顺应性互为倒数，弹性阻力大，不容易扩展，顺应性小；反之，弹性阻力小，容易拓展，顺应性大。肺和胸廓就像两个并联在一起的弹性组织，其总弹性阻力应等于两者的弹性阻力之和。由于弹性阻力和顺应性呈倒数关系，因此可表示为：肺和胸廓总顺应性肺顺应性胸廓顺应性正常人胸廓和肺组织顺应性接近，约为0.2L/cmH2O，呼吸器官的总顺应性约为0.1L/cmH2O。机械通气时，胸肺静态顺应性可应用简便的计算公式推算：静态顺应性=呼出潮气量/（平台压–PEEP）PEEP（PositiveEndExpiratoryPressure）为呼气末正压，单位为cmH2O。例如，呼出潮气量为550mL，气道平台压为10cmH2O，PEEP为0cmH2O，则静态顺应性为55mL/cmH2O。在测定静态顺应性，应尽量延长吸气平台的持续时间，使气体流速趋向于0。同时，可应用镇静和肌松弛剂消除呼吸肌肉的动作。正常人在气管插管时测定的静态顺应性为（50-70）mL/cmH2O。当应用无吸气平台的机械通气方式时，也就是气道的气流未达到静止时，也可计算动态顺应性：动态顺应性=呼出潮气量/（气道峰压–PEEP）-2-由于动态顺应性包含了气道阻力的成分，压力很大时，呼出潮气量很小，一般动态顺应性都比实际顺应性小，其临床意义不大。（五）肺通气的非弹性阻力与气道阻力的关系肺通气的非弹性阻力主要包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力。正常平静呼吸时，惯性阻力和粘滞阻力较小，气道阻力是非弹性阻力的主要成分，约占80%-90%。气道阻力可用维持气体流量所需的压力差表示，即：气道阻力=推动气流的压力差/气体流量正常成年人的气道阻力为（1-3）cmH2O/(L·s-1)，主要发生于直径在2mm的细支气管以上部位。对于建立人工气道的肺功能正常的患者，吸气阻力约为（4-6）cmH2O/(L·s-1)，约一半阻力发生于气管插管和呼吸机管路。临床中科应用下式估算气道阻力：气道阻力=（最大吸气压–平台压）/气体流量例如最大吸气压为22cmH2O，平台压为20cmH2O，吸气流量为15L/min（0.25L·s-1），气道阻力位（22-20）cmH2O/0.25（L·s-1）=8cmH2O/(L·s-1)。（六）时间常数将肺脏视作一整体腔隙，在通气过程中，气体入肺和出肺叶符合指数变化规律。影响肺脏的力学参数包括顺应性（）和阻力（），通气过程的则等于这两者的乘积：气道阻力对呼气的影响更明显，经过1,2,3和7个后，气体在肺中排除63%，96.5%，95%和99.9%。例如，COPD患者，呼气相阻力明显增加，可达15cmH2O/(L·s-1)，顺应性略降低0.06L/cmH2O，其将延长至0.9s，按3个计算，呼气时间至少要达到2.7s才能将95%的潮气量呼出。对于这类患者进行机械通气时，应适当延长呼气时间，否则极易造成或加重肺的动态过度膨胀。（七）使用呼吸机的主要目的1.呼吸支持：肺部本身无任何疾病，使用呼吸机目的仅是维持如肺部正常通气，不增加原有疾病的治疔难度。2.呼吸治疗：肺部本身有疾病（包括COPD），或原有的肺部外疾病在治疗过程中累及肺脏产生了并发症ARDS等，呼吸机作为一种治疗工具使肺的通气尽量恢复基本正常。使用呼吸机是否达标或更改各有关参数后是否符合主观期望，只有血气分析是唯一的考核标准。二、操作设置（一）呼吸机与患者的连接1.鼻/面罩用于无创通气。选择适合于每个患者的鼻/面罩对保证顺利实施机械通气十分重要。2.气管插管经口插管比经鼻插管容易进行，在大部分急救中，都采用经口方式，经鼻插管不通过咽后三角区，不刺激吞咽反射，患者易于耐受，插管时间保持较长。-3-3.气管切开适应症如下：（1）长期行机械通气患者；（2）已行气管插管，但仍不能顺利吸除气管内分泌物；（3）头部外伤、上呼吸道狭窄或阻塞的患者；（4）解剖死腔占潮气量比例较大的患者，如单侧肺。（二）通气方式的选择需考虑的方面主要需要考虑四个方面：吸气相关方式、吸-呼切换方式、呼气末状态调定和双相状态调定。Ⅰ吸气相关方式1.控制通气（ControlledMechanicalVentilation，CMV）呼吸机完全替代自主呼吸的通气方式。包括容积控制通气和压力控制通气。（1）容积控制通气（VolumeControlledVentilation，VCV）①概念：潮气量（VT）、呼吸频率（RR）、吸呼比（I/E）和吸气流速完全由呼吸机来控制。②调节参数：吸氧浓度（FiO2），VT，RR，I/E.③特点：能保证潮气量的供给，完全替代自主呼吸，有利于呼吸肌休息；易发生人机对抗、通气不足或通气过度，不利于呼吸肌锻练。④应用：a.中枢或外周驱动能力很差者。b.对心肺功能贮备较差者，可提供最大的呼吸支持，以减少氧耗量。如：躁动不安的ARDS患者、休克、急性肺水肿患者。c.需过度通气者：如闭合性颅脑损伤。（2）压力控制通气（PressureControlledVentilation，PCV）①概念：预置压力控制水平和吸气时间。吸气开始后，呼吸机提供的气流很快气道压达到预置水平，之后送气速度减慢以维持预置压力到吸气结束，呼气开始。②调节参数：FiO2，压力控制水平，RR，I/E。③特点：吸气流速特点使峰压较低，能改善气体分布和V/Q，有利于气体交换。VT与预置压力水平和胸肺顺应性及气道阻力有关，需不断调节压力控制水平，以保证适当水平的VT。-4-④应用：通气功能差，气道压较高的患者；用于ARDS有利于改善换气；新生儿，婴幼儿；补偿漏气。2.同步（辅助）控制通气（AssistedCMV，ACMV）（1）概念：自主呼吸触发呼吸机送气后，呼吸机按预置参数（VT，RR，I/E）送气；患者无力触发或自主呼吸频率低于预置频率，呼吸机则以预置参数通气。与CMV相比，唯一不同的是需要设置触发灵敏度，其实际RR可大于预置RR。（2）调节参数：FiO2，触发灵敏度VT，RR，I/E。（3）特点：具有CMV的优点，并提高了人机协调性；可出现通气过度。（4）应用：同CMV。3.间歇强制通气（IntermittentMandatoryVentilation，IMV）/同步间歇强制通气（SynchronizedIMV，SIMV）（1）概念：IMV：按预置频率给予CMV，实际IMV的频率与预置相同，间隙期间允许自主呼吸存在；SIMV：IMV的每一次送气在同步触发窗内由自主呼吸触发，若在同步触发窗内无触发，呼吸机按预置参数送气，间隙期间允许自主呼吸存在。（2）调节参数：FiO2，VT，RR，I/E。SIMV还需设置触发灵敏度。（3）特点：支持水平可调范围大（0～100％），能保证一定的通气量，同时在一定程度上允许自主呼吸参与，防止呼吸肌萎缩，对心血管系统影响较小；自主呼吸时不提供通气辅助，需克服呼吸机回路的阻力。（4）应用：具有一定自主呼吸，逐渐下调IMV辅助频率，向撤机过渡；若自主呼吸频率过快，采用此种方式可降低自主呼吸频率和呼吸功耗。4.压力支持通气（PressureSupportVentilation，PSV）（1）概念：吸气努力达到触发标准后，呼吸机提供高速气流，使气道压很快达到预置辅助压力水平以克服吸气阻力和扩张肺脏，并维持此压力到吸气流速降低至吸气峰流速的一定百分比时，吸气转为呼气。该模式由自主呼吸触发，并决定RR和I/E，因而有较好的人机协调。而VT与预置的压力支持水平、胸肺呼吸力学特性（气道阻力和胸肺顺应性）及吸气努力的大小有关。当吸气努力大，而气道阻力较小和胸肺顺应性较大时，相同的压力支持水平送入的VT较大。（2）调节参数：FiO2、触发灵敏度和压力支持水平。某些呼吸机还可对压力递增时间和呼气触发标准进行调节。前者指通过对送气的初始流速进行调节而改变压力波形从起始部分到达峰压的“坡度”（“垂直”或“渐升”），初始流速过大或过小都会导致人机不协调；后者指对压力支持终止的流速标准进行调节。对COPD患者，提前终止吸气可延长呼气时间，使气体陷闭量减少；对ARDS患者，延迟终止吸气可增加吸气时间，从而增加吸入气体量，并有利于气体的分布。（3）特点：属自主呼吸模式，患者感觉舒服，有利于呼吸肌休息和锻炼；自主呼吸能力较差或呼吸节律不稳定者，易发生触发失败和通气不足；压力支持水平设置不当，可发生通气不足或过度。（4）应用：有一定自主呼吸能力，呼吸中枢驱动稳定者；与IMV等方式合用，可在保证一定通气需求时不致呼吸肌疲劳和萎缩，可用于撤机。-5-5.指令（最小）分钟通气（Mandatory/MinimumMinuteVolumeVentilation，MVV）呼吸机按预置的分钟通气量（MV）通气。自主呼吸的MV若低于预置MV，不足部分由呼吸机提供；若等于或大于预置MV，呼吸机停止送气。临床上应用MVV主要是为了保证从控制通气到自主呼吸的逐渐过渡，避免通气不足发生。这种模式对于呼吸浅快者易发生CO2潴留和低氧，故不宜采用。6.压力调节容量控制通气（PressureRegulatedVolumeControlledVentilation，PRVCV）在使用PCV时，随着气道阻力和胸肺顺应性的改变，必须人为地调整压力控制水平才能保证一定的VT。在使用PRVCV时，呼吸机通过连续监测呼吸力学状况的变化，根据预置VT自动对压力控制水平进行调整，使实际VT与预置VT相等。7.容量支持通气（VolumeSupportVentilation，VSV）可将VSV看作PRVCV与PSV的联合。具有PSV的特点：自主呼吸触发并RR和I/E。同时监测呼吸力学的变化以不断调整压力支持水平，使实际VT与预置VT相等。若两次呼吸间隔超过20秒，则转为PRVCV。8.比例辅助通气（ProportionalAssistedVentilation，PAV）呼吸机通过感知呼吸肌瞬间用力大小（以瞬间吸气流速和容积变化来表示）来判断瞬间吸气要求的大小，并根据当时的吸气气道压提供与之成比例的辅助压力，即吸气用力的大小决定辅助压力的水平，并且自主呼吸始终控制着呼吸形式（吸气流速，VT，RR，I/E），故有人称之为“呼吸肌的扩展”。PAV和PSV一样，只适用于呼吸中枢驱动正常或偏高的患者。我们将PAV与PSV在COPD患者中进行对比研究，表明该模式具有较好的人机协调，患者自觉舒适，在维持基本相同的通气需求时能明显降低气道峰压，有一定的优势。此外，上述通气模式可相互组合，如SIMV+PSV等。Ⅱ吸-呼切换方式吸-呼切换方式依呼吸机的种类不同而不同。常见的方式有压力切换、容量切换、时间切换和流速切换，即吸气达到预置的压力、容量、时间或流速则转为呼气。现代呼吸机可以是两种以上方式的结合，如压力-时间切换。Ⅲ呼气末状态调定1.呼气末正压（PEEP）呼气末正压借助于呼气管路中的阻力阀等装置使气道压高于大气压水平即获得PEEP。它可以产生如下生理学效应：（1）使气道压处于正压水平，平均气道压升高。（2）一定水平的PEEP，通过对小气道和肺泡的机械性扩张作用，使萎缩陷肺泡重新开