常规机械通气的应用原则

54常规机械通气的应用原则近年来，由于呼吸生理及通气理论研究的进展，机械通气技术在临床得到了越来越广泛的应用，已成为现代医学不可缺少的重要组成部分。本文拟就机械通气的临床应用原理及机械通气的临床应用原则进行简要的介绍和讨论。第一部分机械通气的临床应用原理一、机械呼吸机的工作原理（一）机械呼吸机的分类：（表1）表1医用呼吸装置的分类─────────────────────────────——————───1.肺通气器4.体外式通气器1）控制型1）铁肺2）辅助型2）胸胄式3）控制—辅助型3）带式2.复苏器样5.摇动器1）手动6.电刺激通气2）气动7.高频通气器3）电动1）高频正压通气（HFPPV）3.吸入治疗用通气器2）高频射流通气（HFJV）3）高频振动（HFO）─────────────────────────────────————─（二）机械呼吸机的动力1、气动机械呼吸机以压缩气体为动力来源，其所有控制系统也靠压缩气体来启动。2、电动机械呼吸机以电力来驱动并控制通气的呼吸机，该类呼吸机也需要应用压缩压缩氧气，但只要为了调节吸入氧浓度。3、电一气动机械呼吸机在压缩气体及电源二者同时提供动力的情况下，才能正常工作与运转，目前较高级的多功能定容呼吸机大多采用这种动力提供方式。（三）机械呼吸机的功能组成（表2）表2机械呼吸机的功能组成───────────────────────————───────────1、基本功能2）呼吸流速限制1）提供可变通气压气或容积3）深呼吸气功能2）调节呼吸频率或呼吸周期4）呼气末正压（PEEP）3）调节吸气流速或吸、呼比5）压力支持（PSV）4）调节辅助通气的敏感度6）自发通气回路：2、次级功能（1）间歇强制呼吸（IMV）1）调节吸入气氧浓度（2）持续气道内压呼吸（CPAP）2）加湿、加温功能4、附属功能3）压力安全阀1）监测系统3、特殊功能2）警报系统1）压力波型选择3）记录系统──────────────────────────————────────55二、基本功能的原理与调节只要具备表2中基本功能的1~3项，即可正常工作。但注意不带触发功能的呼吸机，仅能进行控制通气。（一）通气量或通气压力其原理及调节方式随呼吸机种类而不同。定压型呼吸机优先设定压力，通气量决定于通气压力大小；定容型呼吸机，预先设定通气量，通气压力的大小取决于通气量。（二）通气频率或呼吸周期根据呼吸机种类不同，有的设定通气频率，有的设定呼吸周期时间。呼吸周期是指每一次呼吸所耗的时间，包括吸气，呼气和静止期所耗时间总和。（三）吸气流速或吸、呼时间比吸气流速愈快，则吸气时间愈短，在呼气时间不变的前提下，则吸、呼时间比缩小。（四）触发辅助呼吸的敏感度当患者存在着自主呼吸，仅又不能维持足够的通气量时，可通过机械辅助通气的方式来增加通气量。所谓辅助通气，就是机械呼吸机靠患者的吸气努力来触发。一般是通过回路中的传感器感知吸气回路中压力或流速的变化。除敏感度外，从患者吸气努力开始，到机械通气启动的应答时间也非常重要，通常要求成人小于0.1秒，新生儿应在0.02~0.05秒之间。（五）其它功能的原理与调节1、吸入气氧浓度的调节以电力控制的定容呼吸机，通气空气，氧气混合器可得到比较稳定的任意氧浓度吸气气体。以压缩氧气为动力的定型呼吸机，设计浓度为40%，但常因患者顺应性降低或气道阻增高，为保证通气量而提高吸气压力，使吸入氧浓度达60%-80%。2、压力发全阀为避免压力过高造成气压损伤安装的特殊装置。3、警报系统各种警报系统阀值的设定，应根据不同患者的具体病情进行调整。（表3）表3机械呼吸机中常用报警装置────────────────────────────────1.电源切断2.压力过低（常提示气路脱开或漏气）3.压力过高（常提示气路堵塞或气道阻力升高、顺应性下降）4.氧力或空气源压力不足5.辅助呼吸时自发呼吸停止6.辅助呼吸时自发呼吸与机械呼吸不协调7.氧浓度过低、过高8.湿化器中水中量不足9.气道口温度过高、过低10.呼吸时间不足，吸、呼气之比达大────────────────────────────────4、记录系统通过记录呼吸力学三要素：容积（V），流速（V）及压力（P）计算各项重要通气参数。565、湿化装置：（略）三、机械呼吸机的通气方式与切换方式（一）控制通气方式（图一）特点：不管患者本身自发呼吸如何，机械呼吸机通过一定的机制，有规律地、强制性为患者通气。所以控制呼吸的呼吸频率的快慢，只决定于呼吸机的设定频率或呼吸周期时间。1、单纯频率调整法2、呼、吸时间分别调整法3、呼气时间固定（二）辅助通气方式呼吸频率只决定于患者吸气努力的频率与程度，而不受其他任何机械因素的影响。通气调节触发敏感度实现辅助通气。（三）辅助-控制通气方式（A/C）将辅助与控制呼吸方式结合在一起，形成了辅助-控制通气方式。这种通气方式的优点是，既允许患者建立起自己的自发呼吸频率，也能在自主呼吸抑制或暂停时，保证必要的通气量。最常用的送气方式是间歇正压呼吸（IPPV），其特点是在预设（控制）的频率或根据患者的呼吸努力触发机械呼吸机送出一定量（定容）或送至预定压力的气体，在全吸气相中，形成气道内的正压。（四）间歇强制通气（IMV）是控制呼吸与自主呼吸的结合。预先设定较低的强制通气频率（常12次/分），在强制呼吸的间时间内，患者可自由进行自主呼吸，通过回路中的按需气阀（demandValve）或恒定气流（constantFlow，70-90L/min），让患者吸到新鲜空气。（五）同步间歇强制通气，都由患者的自主呼吸来触发。所以，SIMV也可看成是自主呼吸与辅助呼吸的结合。该模式与IMV一般只应用于机械通气撤离的过程中。使用该模式可减少镇静剂的用量及碱中毒发生的机会，并可适当维持呼吸肌的功能，降低平均气道内压，减少机械通气对循环的不良影响。（六）压力支持通气（图表）（pressuresupportventilation，PSV）或称吸气压力支持（inspiratorypressuresupport，IPS）患者开始吸气时，通气机提供预定的气道正压，以帮助患者克服吸气阻力和扩张肺脏，减少或避免吸气肌的用力。吸气末预置的气道正压消失，允许患者无妨碍的呼气。根据选择恰当的压力支持水平，患者能得到所需要的呼吸辅助，而患者仍能自由决定自己的呼吸频率。这是一种较新的通气方式，近年来已被广泛采用。辅助通气时，呼吸的大小是由通气机控制的，无论何时，每当患者触发，呼吸即开始，并按预置的潮气置，呼吸时间比或压力由通气机来完成。而PSV时，仅在患者触发后，通气机在患者的吸气期间施加一恒定的压力，患者能自己决定流速方式，呼吸深度，吸气时间和呼气时间，当吸气流速停止时，即终止吸气。和其他通气方式相比，PSV的最重要的生理学方面特点是能较好的与患者的吸气流速需要相配合，从而减少呼吸肌的用力。PSV也可以和IMV，压力释放通气（APRV）等方式联合应用。PSV可用于长期的呼吸支持，也可在撤机前的过渡阶段应用。为了用好PSV方式，需仔细调整两个参数：触发敏感度和压力支持水平。触发敏感度过低，增加患者的呼吸功，过高即可致自动切换周期（self-cycling），故通常触发水平置于－1～2cmH2O,当加用PEEP或患者存在内源性PEEP时，如为0.8kPa（8cmH2O），即置触发水平0.5~0.6kPa（5~6mH2O）。常用的压力支持水平为0.5~3kPa（5~30cmH2O）。选用压力支持水平的高低取决于患者的通气需要、自主呼吸的能力、肺的阻力和顺应性。不同患者因病情不同，或同一患者在疾病的不同阶段，所需压力支持者水平可有很大差异，正常的肺应用1.5kPa57（15cmH2O）选用压力支持也许可至通气过度，而有些ARDS患者应用4kPa（40cmH2O）的压力支持仍不能达理想通气。过高的压力支持水平可导致过高通气和过慢呼吸或呼吸暂停。过低的压力支持水平可致患者呼吸困难和呼吸肌疲劳，因此，如何正确选用压力支持水平是十分重要的。在选用压力支持者水平时医生必须在床旁边选用边监测，主要监测两个指标；潮气量和呼吸频率，调整压力支持水平后引起的潮气量和呼吸频率的改变十分迅速，常在1~2分钟即可观察到。开始时潮气量达10ml/kg，呼吸频率达15~25次/分通常是可行的。此外，还需观察患者临床上是否有呼吸窘迫的体征，如吸气有无胸锁乳突肌收缩等。随着患者通气需要和呼吸力学的改变，即使应用相同的压力支持、潮气量和通气频率也会改变，因此在通气过程中仍应密切监测潮气量和通气频率，根据需要设置每分通气量和通气频率的报警限。随着患者病情好转和呼吸肌疲劳的恢复，应及时降低压力支持水平，以便让患者的呼吸肌得到锻炼，当压力支持水平降至0.5kPa（5cmH2O）时，一般认为所提供的压力支持仅够用于克服通气活瓣和通气机回路的阻力的需的额外呼吸功（最近有文献报告：COPD行气管插管患者，克服气管插管和通气机回路阻力所需的额外呼吸功较高，几乎是拔管后呼吸功的40%，需以0.8~1.0Kpa（8~10cmH2O）以上的压力支持才能克服。因此，如能以0.5KPa（5cmH2O），慢性肺疾病气管插管者0.8~1.0KPa的压力支持维持理想通气数小时，即可认为患者也许已可撤机和拔管。应用PSV通气方式的患者，其中枢呼吸驱动的兴奋性应该是正常或偏高的。如果有严重的中枢性疾病致使呼吸中枢严重抑制或中枢性呼吸暂停，应避免应用PSV方式。决定吸气流速及潮气量。优点是吸气流速很快，迅速达到吸气暂停压力，可使吸气一直持续到吸气流速减至峰值流速的25%。是目前比较接近生理状态的一种特殊辅助通气模式，即可应用至机过程，也可应用于呼吸衰竭的治疗。（七）呼气末正压（PEEP）（图四）应用PEEP是人为地使呼气末气道及肺泡内压保持在高于大气压的水平。因而有助于防止肺泡陷闭的发生，增加功能残气量（FRC），有利于氧同血液的弥散，可使肺顺应性增加，减少呼吸功。主要用于累及双侧肺的弥散性浸润性病变。PEEP治疗的目的：避免长期高浓度吸氧所致的毒副作用，在低水平上保证组织器官的氧的需求。（八）持续气道内正压呼吸（CPAP）（图四）有人称之为自主呼吸下的呼气末正压。CPAP是在自主呼吸的条件下，在整个呼吸周期内，人为地施以一定程度的气道内正压。因而，与呼气末正压相比能更好地达到防止气道委缩，增加功能残气量，改善肺顺应性及扩张上气道的作用。（九）反比通气（inverseratioventilation，IRV），常规通气照人们平常的呼吸方式，一般预置吸气时间小于呼气时间，吸呼时间之比1，通常为1：1.5~2.5，吸气时间占整个呼吸周期时间的25%~40%。如果通气机的吸气时间大于呼气时间，吸呼时间之比大于1（通常为1.5~4.1）。即称为反比通气。可用各种技术来延长吸气时间，如加用吸气末暂停，吸气峰流速的延迟，或吸气压力的限制。每一种技术可引起不同的临床结果。当前人们对IRV重新发生兴趣，主要是在它和压力控制通气的结合方面，即压力控制反比通气（pressure-controlledIRV，PC-IRV）。压力控制通气基本上提供像压力支持通气那样的流速波型的特点。PE-IRV有以下好处：增加肺的功能残气量使气体在肺内的交换时间延长，有利于肺内的气体交换和氧的弥散；吸气时间延长，使吸气峰压降低，可预防肺气压伤以及使气体在肺内的分布更加均匀；送气时间延长，呼气时间缩短，使肺内产生气体滞留，气道产生PEEP，从而有利于防治肺的微小萎陷，使痉挛的气道开放；增加肺泡的复张，稳定和改善气体的弥散。应用PC-IRV的主要副作用是：反比通气和患者的自主呼吸是不相容的，当通气58机在吸气时，大多数通气机也不允许患者从其回路内获得额外的新鲜空气，因此应用PC-IRV时患者常感不适。必须应用肌肉松弛剂或强安定剂抑制患者的自主呼吸，以避免患者的不适和防止自主呼吸与呼吸机对抗；呼气时间的限制导致气体的陷闭和自动PEEP的发生，以及平均气道压的增加，其对心血管系统