呼吸机的临床应用

呼吸机的临床应用呼吸机是进行机械通气的一种手段，它能维持呼吸道通畅、改善通气、纠正缺氧、防止二氧化碳在体内蓄积，为抢救提供有力的生命支持，使机体有可能度过基础疾病所致的呼吸功能衰竭，创造条件从疾病过程中恢复。目前由于呼吸机的应用日益广泛，使心脏停搏、呼吸衰竭等危重病人的预后大为改善，是呼吸医学的重大进展之一。呼吸机的基本原理从50年至今未有重大改变。呼吸机能否发挥作用，一方面与机器的性能、质量有关；另一方面也与医务人员对呼吸机的熟练掌握，对具体患者的呼吸病理生理改变的了解，以及正确的治疗和护理均有很大关系。使用不当，反而会加重病情的发展。－、呼吸机的治疗作用、指征和禁忌证（一）呼吸机的治疗作用1、改善通气功能、维持呼吸道内气体的流动常频通气时，由于正压产生对流，可达到是足够的潮气量；高频通气时则利用高频率的振动，促进对流及气体扩散、弥散过程。2、改善换气功能由于气道内正压可使部分萎陷肺泡扩张，增加气体交换面积，改善通气；同时运用一些特殊的通气方式，如呼气末延长、呼气末屏气、呼气末正压通气（PEEP）等，改变通气与血流灌注比值，减少分流。3、减少呼吸功呼吸机替代呼吸肌做功，减少了呼吸肌的负荷，使氧耗量降低，有利于呼吸肌疲劳的恢复。（二）呼吸机的临床应用指征1、由于呼吸停止或通气不足所致的急性缺氧和二氧化碳气体交换障碍。2、肺内巨大分流所造成的严重低氧血症，外来供氧无法达到足够的吸入氧浓度。3、在重大外科手术后（如心、胸或上腹部手术），为预防术后呼吸功能紊乱，需进行预防性短暂呼吸机支持。4、在某些情况下，可暂时人为过度通气，以降低颅内压或在严重代谢性酸中毒时增加呼吸代偿。5、在某些神经、肌肉疾病中，由于肺活量受限，无法产生有效自发呼吸，可应用机械呼吸，增加通气，以避免肺不张和分泌物滞留。6、下述指标可作为呼吸机应用的标准。即呼吸频率＞30次/min，肺活量＜10～15ml/kg，最大吸气压＜－2.45kPa（－25cmH2O），氧分压＜7.98kPa（60托）（面罩纯氧吸入时），二氧化碳分压＞7.32kPa（55托）（急性呼吸衰竭时）。可根据I型及Ⅱ型呼吸衰竭的病理生理特点，适当参考上述标准。有支气管胸膜瘘时可用高频通气。（三）禁忌证有大量咯血、肺大泡、张力性气胸（未进行适当引流时）或在重症结核易出现播散等情况下，则应慎重应用。二、呼吸机的工作原理和分类机械辅助呼吸是应用人工或机械装置产生通气，用以替代控制或改变自主呼吸运动，达到增加通气量、改善换气功能、减轻呼吸肌做功等目的。（一）常频呼吸机呼吸过程中，肺泡通气的动力是来自肺泡内压与口腔开口压之间的压差。常频呼吸机的工作原理即在于重建此压差。呼吸机分类的目的是说明其设计特点，以便在使用前可以了解其功能、操作特点，以及其对病人的适应性及可能出现的情况。目前常用的分类方法是按呼吸时相分类。呼吸周期可分为4相，即吸气开始、吸气、吸气终止、呼气。其中吸气终止方式最常用，即由吸气相转向呼气相，又称为切换。按吸气终止切换方式可分为以下3类。1、压力转换型通气机以气道压力作为切换参数。呼吸机可产生气流，经呼吸道使肺泡扩张，胸、肺被动扩大，气道内压不断升高，达到预定压力值后气流中止，开始呼气；此时气道内压不断下降，达到另一预定值，气流再次发生。吸气时间和气道内压的上升速率随气道阻力和肺顺应性而改变，由于它是以压力作为吸气终止的切换指标，因而当支气管痉挛、咳嗽、分泌物积聚，即增加吸气阻抗、压力升高时，可造成吸气过程的停止，不能保证足够的潮气量。以往此型呼吸机多以压缩气体为动力，结构简单，易同步。一般认为对有严重肺实质病变者不适用，多用于新生儿通气或间歇正压通气治疗。近年来，压力控制型的应用范围有所扩大。2、容积转换型通气机以容量作为切换参数。呼吸机将预定的潮气量送入呼吸道，并保证在预定的压力范围内（有压力安全阀门调控），潮气量不受胸肺顺应性及气道阻力变化的影响。目前临床应用较多，多数以电力为动力，工作性能稳定，体积较大。如容量以气流量和时间的乘积决定，则又称为流量型。3、时间转换型通气机以时间作为切换参数。即按预设吸气及呼气时间进行切换，潮气量则由吸气流速加以控制，故基本上和容积转换型通气机相仿。但由于吸气流速除由呼吸机工作压力决定外，还受气流阻力（包括摩擦阻力及弹性阻力）的影响，因而气道阻力及胸肺顺应性对潮气量仍有一定影响。目前常用的呼吸机除具有容积转换型通气机的特点外，尚可同时具有其他类型的功能，可根据病情选行选择。此外，尚有许多分类方法。如按产生吸气压力的控制方式分为正压通气机和负压通气机；按吸气开始方式分为流量触发型、容量触发型、时间触发型（即按预定呼吸频率）及压力触发型（按设置的吸气敏感度）。（二）高频呼吸机上述的常频呼吸机的频率范围在5～60次/min，潮气量范围在100～2000ml。由于在常频呼吸机使用过程中，有时会给机体带来一定的不良影响。为了减少机械呼吸所带来的气压伤及血流动力学影响，近年来主张用较小的潮气量和较高的通气频率，既可提供一定的通气量，又能维持较低的气道内压和胸腔内压，因此产生了高频通气。它通过高频率的振动，大大加速了气体的弥散过程，同时气体在支气管内来回运动时产生偏流，肺组织非同步扩张，也形成了部分对流。实验结果表明，高频通气时对心血管的不良影响小，对呼吸道和肺无损伤，肺内气体分布均匀。高频通气的呼吸频率＞60次/min，潮气量＜150ml，吸气时间约在0.001～0.1s。根据频率的不同，可分为以下3种型。1、高频正压通气（HFPPV）频率为60～100次/min，吸气时间百分率＜30％，潮气量小于正常。2、高频喷射通气（HFJV）频率在100～500次/mln，潮气量为1～3倍的生理无效腔。3、高频振荡通气（HFOV）频率为900次/min以上，可达3000次/min，一般认为1000次以下已足够应用。潮气量＜1倍的生理无效腔。也可使用高频振荡，产生呼吸道内震荡拍击，有利于排痰。三、呼吸机的调节呼吸机治疗是非生理性的，为了减少它对呼吸及循环的不良影响，需要根据不同病理状态所致的呼吸动力学改变，合理选择备项参数。1、每分通气量通常以呼出气量表示，每平方米一般为3.5～4.5L/min。但要注意呼吸无效腔，以了解实际肺泡通气量。无效腔除体内的解剖无效腔和生理无效腔外，由于呼吸机的参与，还应包括呼吸无效腔，即静态无效腔和动态无效腔。前者是指呼吸机本身和连接患者管道中参与重复呼吸的部分；后者是指正压通气时，气体受压，橡皮气囊、通气管扩张延伸，部分潮气量未进入呼吸道。动态无效腔与通气压力成正比。故一般通气量需较生理需要量高出20％～50％，通气量的调整最后需依据血二氧化碳水平。通气量应该逐渐增大，使血二氧化碳水平逐步下降，避免通气过度。2、潮气量和频率通气量是由潮气量和呼吸频率的乘积所决定。通常潮气量为10～L2ml/kg，频率在12～16次/min。为达到一定的通气量而又适合病人的实际生理需要，应根据病人的力学性质，选择不同的组合。如顺应性降低的患者，可选择频率稍快、潮气量较小的方式，避免通气压力增加过多。反之，对慢性阻塞性肺疾病患者则应选择潮气量大、频率慢的呼吸方式，避免气流进出过多、呼吸道内产生涡流较多而阻力更大，加重肺内通气分布不均。3、吸气时间与呼气时间比值频率决定后，每次呼吸周期的时间也相应确定，此时需安排吸气时间与呼气时间比值。考虑两者的关系，需兼顾呼吸及循环两方面的影响。原则是吸气时在肺内能均匀分布，又能充分排出，不增加心脏负荷。一般将吸气时间定为1，肺气肿时以1：2～1：2.5为宜，限制性疾病时则为1：1或1：1.5，心功能不全时1：1.5，ARDS时则以（1.5～2）：1为宜（此时为反比呼吸，将呼气时间定为1）。吸气时间与呼气时间比值的计算方法为：（1）确定呼吸频率。（2）60除以每分钟呼吸次数。（3）决定吸气时间（Tl）。（4）呼吸时间减去吸气时间得出呼气时间（TE）。（5）吸气时间/呼气时间＝T1/TE。4、通气压力它是近端呼吸道开口压，由潮气量、气道阻力和胸肺顺应性决定，不能反映肺泡内压。肺内病变较轻时，一般为1.47～1.96kPa（15～20cmH2O），通气压力增大后易产生循环改变。如需加大通气压力来维持适当的通气，则应减少吸气时间。5、触发灵敏度吸气开始一般按预置的频率所决定的时间启动呼吸机送气，如病人有自主呼吸时，则其吸气动作所产生的气道负压将启动吸气开始。触发灵敏度取决于所需的吸气强度。6、吸气流量及形态吸气流量反映每单位时间气体容量的变化，吸气时间取决于吸气流量，后者保证在足够时间内吸入预定的潮气量。通常成人的吸气流量定在40～60L/min，但病人呼吸频数（＞25次/min〉时则需加大。在控制通气时，吸气时间由吸气流量和切换频率所决定。呼吸机送气的形态通常为匀速，但也可根据需要采用不同波形，如递升形、递降形等。7、氧浓度呼吸机采用空气与氧混合装置，通过调节可决定吸入气的氧浓度。但长期高浓度吸氧可致氧中毒，因而当吸入氧浓度超过60％时，即应考虑改变压力进行供氧，而不是继续增加吸入氧浓度。四、机械呼吸工作模式将呼吸机各种工作参数进行不同的组合，根据临床需要组成各种工作模式，以便临床工作者进行选择。1、控制通气采用时间切换方式，呼吸机控制病人的潮气量、频率和吸气时间与呼气时间比值，病人的自主呼吸不能触发送气。适用于呼吸完全停止或呼吸极微弱者。2、辅助通气呼吸频率由病人控制，吸气由病人吸气动作所产生的气道内负压所触发，但输入气量则由机器的预定值提供，采用压力或流量触发形式，适用于有自主呼吸但通气不足者。3、控制/辅助通气同时具有上述两种模式功能，如病人自主呼吸能产生足够负压，则可产生吸气触发；反之，则由机器预定频率送气。当病人呼吸逐渐增强，由控制通气过渡到辅助通气时可采用此种方式。4、间歇指令通气（IMV）和同步间歇指令通气（SIMV）呼吸机按预定频率定时触发或在一定时间内由气道内负压触发。在指令通气的间期，病人则在呼吸回路持续气流中自主呼吸。此法可避免通气过度，帮助病人撤机，且能改善通气与血流灌注比值，增加舒适感。5、压力支持通气（PSV）即病人通过呼吸机在自发吸气时，从呼吸机所设置的按需阀得到一个附加气流，接受气道内的正压支持。（1）特点：病人在自发呼吸状态下，由于呼吸肌无力，无法加大吸气幅度，所以通常采用浅快呼吸，造成频率增加、呼吸功消耗增加。使用压力支持通气需先观察病人需用多少吸气压力支持下才能达到需要容量，医务人员仅需调整支持压力量，当吸气流量降到高峰流量的25%以下时，即出现呼吸切换，呼吸频率可以减慢。由于压力支持通气比容积转换通气使病人能更好地控制吸气流量、吸气时间和潮气量，肌肉作功、肺的牵伸和气体交换都较稳定。因此，目前认为在自主呼吸病人中，压力支持通气比常规通气方式更易与机械感受器的作用取得一致，同步性能更好。此外，在撤机呼吸肌锻炼中，需要对呼吸肌增加适当的工作负荷，以增强肌力或耐力。肌肉耐力的增强取决于肌肉作功（W＝SP×△V）时的压力-容积转换特性（ΔP/△V）。呼吸肌和骨骼肌相仿，当肌肉作功采取高压-低容量转换特性时，可增强肌力的调节（使肌原纤维节增加）；而取低压－高容量转换特性时，则可刺激耐力调节能力（增加线粒体密度和抗疲劳肌纤维）。理想的机械通气是在开始阶段减少疲劳呼吸肌的负荷，同时给予适当的营养支持，然后再调节适当的负荷量，以使肌肉得到最大的恢复。使用压力支持通气时，低水平压力即可减少作功及改变P/ΔV，高水平压力可使P/△V几乎为零。压力支持通气方式能改善膈肌耐力的调节，因膈机是高功率负荷能力的主要耐力来源。常规间歇正压通气及间歇指令通气均不能改变P/ΔV的特性。（2）方法：目前临床使用的压力支持通气可采用以下两种方法。1）低水平压力支持（0.49～0.98kPa），同时使用同步间歇指令通气。其特点为病人感到舒适，减少自主呼吸时由于按需式气流系统装置及气管插管高阻力所致的功耗、氧耗可显着减少。2）单独压力支持，即将压力调整到能达到所需的潮气量及每分通气量时，可调节通气所作功的幅度。这种方