XXXX年重症医学专科资质培训教材2-中华医学会

第九章机械通气目的要求1．机械通气的作用原理；2．有创与无创机械通气的适应症与禁忌症3．机械通气模式原理及特点；4．机械通气参数设定原则；5．不同疾病机机械通气6．机械通气时合并症7．机械通气时的肺外表现8．呼吸机的撤离第一节概述机械通气从仅作为肺脏通气功能的支持治疗开始，经过多年来医学理论的发展及呼吸机技术的进步，已经成为涉及气体交换、呼吸做功、肺损伤、胸腔内器官压力及容积环境、循环功能等，可产生多方面影响的重要干预措施，并主要通过提高氧输送、肺脏保护、改善内环境等途径成为治疗多器官功能不全综合征的重要治疗手段。机械通气技术的发展促进了机械通气持续发展和被广泛的应用。当前，对机械通气的指征；经鼻，经口，气管切开等不同方法建立人工气道都有比较一致的看法。对在机械通气中的诸多环节，如：气道的湿化，呼吸机的调节，脱机参数直至脱机过程国内外学者都有共识。对机械通气基础理论与实践的研究促进了临床应用水平的提高；有关肺复张即保护性肺通气策略的研究，人机协调，通气机引起的肺损伤（VILI），机械通气与心肺的相互作用的研究，呼吸力学的研究等明显改善了机械通气的监护水平；促进临床对ARDS，ACPE，COPD及困难脱机的理解和救治方法，缩短了带机时间，减少了VAP的发生，提高了机械通气抢救成功率。机械通气支持业已成为危重症患者及MODS不可分割的重要组成部分。然而，在应用机械通气治疗方面至今仍存在很多争议；机械通气的应用与脱机仍带有一定程度的经验性，其科学性仍需进一步完善。当今，机械通气的治疗效果仍具有双刃剑；国际上一些新的脱机模式如：SmartCare；NAVA（NeurallyAdjustedVentilatoryAssist），刚刚问世，尽管并非完美，但却开创了机械通气应用的新领域。机械通气应用的新问题还将不断出现，临床医师必须充分了解呼吸机及模式的作用原理，认识机械通气治疗的复杂性，临床效果及其局限性；关注机械通气的发展趋势妥善掌握机械通气应用有创，无创的指征，昀大限度的减小机械通气的负面影响，提高抢救的成功率。第二节机械通气的基本原理[知识点]了解机械通气基本原理：（一）人机相互作用：压力控制与容量控制通气、辅助通气与人机协调；（二）机械通气参数测定原理及影响因素近20年来，随着呼吸病理生理学的发展，促进了呼吸机应用水平的提高。呼吸机一改过去简单的打气筒功能，而是在诸多方面有了长足的发展，使之更适合患者肺脏的病理生理特点。呼吸机的微机化是当代昀明显的特征。一、人机相互作用根据分析呼吸系统的定性或定量机械信号研究机械通气患者呼吸参数。机械通气如何工作的？通气模式如何反映呼吸系统机械参数及被动呼吸与辅助通气的差别？（一）容量控制与压力控制通气机械通气可借助控制瞬间气流（引起呼吸系统容量变化）或气道压力变化。呼吸机不能同时控制两者；患者主动呼吸可改变呼吸系统压力或容量。所有通气模式在呼气期间根据设定PEEP水平只能控制气道压力，同时也可以反应气流和容量变化时的呼吸系统机械特征。在吸气相机械通气可依据选择模式控制流速或压力，分别定义为容控和压控。吸气时的流速和压力变化反映不同模式下呼吸系统机械参数的变化。控制通气与患者呼吸系统反应间的特征对分析呼吸系统机械信号是重要的；1．呼吸频率，控制通气结合患者的反应（呼吸系统测定参数）；如CMV时的阻力、顺应性的变化决定频率（同时也决定VT与静态压力）；2．控制通气条件下可定量或定性观察信息；如，设定PEEPe观察是否存在动态肺过度膨胀等。（二）被动和主动呼吸对肌松或麻痹患者实行被动机械通气，可采用压控和容控两种模式。被动通气昀易测定气道阻力、呼吸系统顺应性、内源性PEEP，并可通过测定曲线与环观察机械参数的变化；而食管压的测定是为特殊目的（如研究肺的动态内源性PEEP等呼吸力学变化）。ICU危重患者在整个机械通气期间，其中大部分时间应是辅助通气，该种通气的基础是设定人机同步。患者吸气努力应在被动呼气末或被动呼气期间，吸气努力的触发分压力与流速触发。在辅助通气模式下，呼吸机一旦监测到吸气努力，即开始吸气相。吸气相的延迟：是由于吸气肌和呼吸机的共同作用，前者牵拉，后者是推气体到呼吸系统。人机同步可以在呼吸周期的某一时间消失，这与肌肉的收缩时间及呼吸机的设定有关。机械性的辅助呼吸是复杂的；主动呼吸引起两方面问题：1．如何收集呼吸系统的被动特征信息；2．如何获得主动呼吸患者的全部情况（与被动呼吸参数不同）；正常情况下主动呼吸参数决定呼吸肌的活动；因此在主动呼吸或辅助通气研究呼吸参数是更复杂，更困难。主要困难是压力、流速、容量经常变化。（三）呼吸机械参数的测定呼吸系统被动成分的机械参数是：顺应性（C）.阻力（R）.内源性PEEP（autoPEEP）；在限制性疾病，提供静态压力容量曲线很重要，呼吸系统的时间常数对呼吸机的设定亦是重要参数。根据食管压的测定可将肺和胸壁被动呼吸参数区分开，但临床不实用。研究呼吸肌的运动依据两个参数，即MIP，P0.1；较精确的力学测定是呼吸功（WOB），压力时间乘积（PTP）。近代呼吸机有程序可自动监测。不用手工操作呼吸参数测定的信号1．主要信号：昀常用是Paw，gasflow，即流速积分提供容量（VOL）第三信号呼吸描记图（spirogram），即：呼吸系统容量变化（VOl），第四信号是Pes；来自呼吸系统的机械信号通过传感器在屏幕显示曲线可以打印，自动分析。2．气道压力：Paw是机械通气对呼吸系统施加的力，通过传感器测定的；一般位于呼吸机内呼出阀或Y型管。放在吸气端（Paw.insp），呼气端（Paw，exp）不利于研究肺机械参数；气道开口压力（Paw.o）能精确的反应人机相互作用（包括气管内导管）。3．气道流速•在近代呼吸机应用流量传感器测定气道流速，一般放在吸气端和呼气端，然而当应用flow-by后使问题复杂化。flow-by是在呼气期间呼吸机通过管路输送一定量的气流以补偿患者吸气努力，通气机内吸气气流传感器可监测到，尽管不等于患者的吸气气流；通气机内呼气气流传感器也能检测到flow-by，虽然不是患者呼气气流。•图是CMV呼吸周期，恒流吸气，呼气末暂停，在这种情况下患者是被动的，实施flow-by；上图同时记录两个传感器，即吸气端和呼气端的流速；正值在吸气气流，负值在呼气气流；如在肺膨胀期间吸气气流升到800ml/s，吸气末气流暂停降到0，在1/3呼气相期间（此时吸气阀关闭），然后进行性提供165ml/s（10l/m）flow-by，在膨胀相呼气流速停至0，并在吸气末暂停期间（此时呼气阀关闭）；然后，在呼气相降至0以下；在1/3呼气相期间瞬间呼气流速值相当于患者呼气及患者呼气相期间呼气和flow-by部分。理论上两种传感器上的问题很易解决，实际上这种方法需高质量的传感器系统，因为两种传感器需完全一致。图9-1肌松患者在CMV模式下；来自呼吸机吸气端和呼气端的流速信号（V，）测定的患者气道开口气流（V’aw，o），直接测量（Meas），计算值（Calc）上图说明，气道开放计算流速曲线（V’aw，ocalc）与在同一图同时气道开放测定流速曲线（V’aw，oMeas），两者略有差别。肺膨胀期间V’aw，oMeas稍低；在吸气末暂停的第一部分比0稍高，在呼气开始有一较低的峰值，这些差别是由于呼吸机管路的顺应性以及气体的压缩的作用。一旦呼气阀开放，气道压下降，管路被压缩的额外容量去压缩；在呼气开始，除来自患者气流外，呼吸机流量传感器监测到额外气流。（见图9-1）由flow-by，气体压缩这些问题均可通过流速直接测定解决。基于这个目的流速传感器必须放置气道开口处，即：放置靠近气管导管，通气管路Y型管。此处放置使传感器暴露在高湿，分泌物多的环境中，在气道开口处的传感器大多不能长时间测定。4．呼吸系统容量变化呼吸系统容量变化的测定直接使用是肺量计，然而因为容量变化是气流的时间积分，当有气流信号时不必直接记录肺量计信号；瞬间的容量变化可由气道开口流速数字信号变化获得。然而，容量准确性决定流速信号质量。呼吸机可记录两种容量信息：一是计算信号（Volcalc）；另一是测定信号（Volmeas）。Volcalc比实际高估（是由于呼吸机外部管路气体压缩）。在吸气期间Volcalc比Volmeas要更高，昀大差别达50ml。短暂呼气后两曲线融合。在呼气期间接受的容量比真正呼吸系统容量变化高些。通常呼吸机使用两个流量传感器以补偿压缩容量效应并可提供患者可靠容量资料；然而，对提供瞬间容量精确资料依然是挑战。来自高质量可变孔流量传感器整合气道开口流速是研究呼吸参数的昀佳选择。小结1．机械通气患者呼吸参数的测定主要依靠瞬间Paw与V’aw，肺活量是由V’aw信号积分而得到的。机械通气传感器产生的信号昀佳选择测定位置是靠近气道开口及靠近压力一端。应用Pes的瞬间信号可研究在肌松时胸壁呼吸参数和主动呼吸呼吸肌的活动。2．容控与压控；辅助与控制通气有其各自原理临床意义；3．主动呼吸参数决定呼吸肌的活动，如MIP、P0.1.获取呼吸系统机械参数的困难在于压力、流速和容量经常变化；4．近代呼吸机的发展，要求临床医师了解通气模式的工作及机械参数设定原理、优缺点，才能更好地应用呼吸机。第三节机械通气的适应症和禁忌症[知识点]论述应用有创、无创机械通气的的主要目的；适应症、禁忌症；有创与无创区别优缺点、相互转换；提出无创通气应用通气模式、基本调节；一、目的机械通气的生理学作用：提供一定水平的分钟通气量以改善肺泡通气；改善氧合；提供吸气末压（平台压）和呼气末正压（PEEP）以增加吸气末肺容积（EILV）和呼气末肺容积（EELV）；对气道阻力较高和顺应性较低者，机械通气可降低呼吸功耗，缓解呼吸肌疲劳。因此，应用机械通气可达到以下临床目的：（一）纠正急性呼吸性酸中毒：通过改善肺泡通气使PaCO2和pH得以改善。通常应使PaCO2和pH维持在正常水平。对于慢性呼吸衰竭急性加重者（如COPD）应达到缓解期水平。对存在气压伤较高风险的患者，应适当控制气道压水平。（二）纠正低氧血症：通过改善肺泡通气、提高吸入氧浓度、增加肺容积和减少呼吸功耗等手段以纠正低氧血症。机械通气改善氧合的基本目标是PaO2＞60mmHg或SaO2＞90%。动脉氧含量（CaO2）与PaO2和血红蛋白（HB）有关，而氧输送量（DO2）不但与CaO2有关，还与心输出量有关。（三）降低呼吸功耗，缓解呼吸肌疲劳：由于气道阻力增加、呼吸系统顺应性降低和内源性呼气末正压（PEEPi）的出现，呼吸功耗显著增加，严重者出现呼吸肌疲劳。对这类患者适时地使用机械通气可以减少呼吸肌做功，达到缓解呼吸肌疲劳的目的。（四）防止肺不张：对于可能出现肺膨胀不全的患者（如术后胸腹活动受限、神经肌肉疾病等），机械通气可通过增加肺容积而预防和治疗肺不张。（五）为安全使用镇静和肌松剂提供通气保障：对于需要抑制或完全消除自主呼吸的患者，如接受手术或某些特殊操作者，呼吸机可为使用镇静和肌松剂提供通气保障。（六）稳定胸壁：在某些情况下（如肺叶切除、连枷胸等），由于胸壁完整性受到破坏，通气功能严重受损，此时机械通气可通过机械性的扩张使胸壁稳定，以保证充分的通气。二、应用指征严重的呼吸功能障碍时，应使用机械通气。如果延迟实施机械通气，患者因严重低氧和CO2潴留而出现多脏器功能受损，机械通气的疗效显著降低。因此，机械通气宜早实施。符合下述条件应实施机械通气：经积极治疗后病情仍继续恶化；意识障碍；呼吸形式严重异常，如呼吸频率＞35～40次/分或＜6～8次/分，呼吸节律异常，自主呼吸微弱或消失；血气分析提示严重通气和/或氧合障碍：PaO2＜50mmHg，尤其是充分氧疗后仍＜50mmHg；PaCO2进行性升高，pH动态下降。相对禁忌症：机械通气时可能使病情加重：如气胸及纵隔气肿未行引流，肺大疱和肺囊肿，低血容量性休克未补充血容量，严重肺出血，气管-食管瘘等。但在出现致命通气障碍时，积极处理原发病（如尽快行胸腔闭式引流，积极补充血容量等）同时不失时机地应用机械通气。无创正压通气（NPPV）NPPV是指无