常用呼吸机的设置与调节

1常用呼吸机的设置调节1．呼吸力学参数基本概念和临床意义1.1.通气量与通气流量1.1.1.潮气量(tidalvolume,VT):每次呼吸进入肺的通气量，平均在5-7mL/kg体重（必须注意呼吸机显示是未经体重修正），儿童与成人很接近。过高可能导致通气过度，容积使肺泡和小气道上皮过牵张损害，并引起循环二氧化碳分压迅速变化；过低则有效肺泡通气量下降。1.1.2.死腔(deadspace(VD)：解剖死腔，为声门以下导气段气道容量(非气体交换部分)，2mL/kg；生理死腔，解剖死腔加未获得有效血流灌注的通气肺泡容量之和,2mL/kg；其与VT比值(VD/VT)间接反映通气-灌流协调程度，或与肺内分流程度呈正相关。1.1.3.分钟通气量(minuteventilationvolume,MV)：MV=VT×频率,mL/kg/min，为单位时间内的肺通气量，适宜于个体间比较；消去体重后(×kg体重)，为呼吸机实际分钟通气流量，适合个体在不同时间点比较。临床意义：长时间通气中针对具体情况改变呼吸机参数应维持MV相对稳定。1.1.4.分钟肺泡通气量(minutealveolarvolume,MVa):MVa=(VT-VD)×频率,mL/min，为实际进行气体交换的通气容量。临床意义：肺内分流增加时，生理死腔(VD)增加，通过增加频率，可以补偿MVa;但增加频率使通气时间(呼吸周期)缩短，也会影响实际通气和换气效率。作为长期机械通气效率的相对稳定的通气量水平判断。1.1.5.功能余气量(functionalresidualcapacity,FRC):平静(潮式)通气呼气末肺残余气量，FRC=25-35mL/kg体重，相当于妊娠后期胎儿肺液量，可以维持肺泡气二氧化碳水平相对稳定。临床意义：设置PEEP、CPAP、给予肺表面活性物质均直接影响FRC水平的变化，以获得比较高的Cdyn，并可以改善肺通气-灌流。1.2.通气节律1.2.1.通气(呼吸)频率(respiratoryfrequency，f)：每分钟通气次数，n/min。1.2.2.吸气时间(供气时间，inspirationtime,Ti):每次通气时气体进入肺需要的时间，s。1.2.3.呼气时间(排气时间，expirationtime,Te):每次通气时气体排出肺需要的时间，s。1.2.4.通气时间与呼吸周期(ventilationtime,respiratorycycle):完成一次通气需要的时间=Ti+Te,s，与通气(呼吸)频率呈倒数关系。1.3.通气压力1.3.1.气道峰压(peakinsufflationpressure,PIP):单位cmH2O，在一次通气中气道压力相对基线压力(大气压时等于0cmH2O，PEEP时0cmH2O)的最高水平，包含压力上升时间段(其从基线压力到最高压力的时间)，最大压力维持时间段(平台期)，供气停顿段(pausepressure，指供气阀们关闭、排气阀们未打开，出现峰压略下降，反映肺泡继续扩张时峰压变化)。1.3.2.呼气末正压(positiveend-expiratorypressure,PEEP):单位cmH2O，指在呼气阶段气道压力由高向低变化，在呼气末段仍然高于基线压力的水平。21.3.3.平均气道压(meanairwaypressure,MAP):单位cmH2O，通气时间或呼吸周期中持续作用在气道和肺泡的平均压力，为PIP和PEEP时间变化的积分，按照以下公式：MAP=k[(PIP-PEEP)хTi/(Ti+Te)]+PEEP，其中k为供气上升时间系数(1)。1.4.呼吸系统肺顺应性(compliance,Crs)，Crs=VT/(PIP-PEEP),单位mL/cmH2O/kg，反映肺在特定压力范围内的容量变化难易程度。正常水平在0.8-1.2之间。1.5.气道阻力(airwayresistance,Raw),Raw=P/Q,单位cmH2O/L/s，反映气道通畅程度。正常水平：新生儿100-150，婴儿50-100，小儿50，成人10-20，主要因为小气道截面积依年龄变大。1.6.流量(Flow,Q)1.6.1.主供气气流。一些呼吸机上作为各种通气模式的主气流源，远远大于MV，以保证通气压力和容量的恒定。设置水平应保证特定通气模式下可以达到用Ti和VT精确设置，用PIP限制。1.6.2.偏流(Biasflow)，为呼气相给出的供气管道气流，以清除管道CO2残余气，为下次通气管道内预充，并为流量触发提供背景气流。2．呼吸机参数的设置与意义2.1.压力2.1.1.PIP:作为将气道和肺泡扩张的主要力量，其设置水平的高低分别取决于Raw和Crs，以获得正常或接近正常生理需要的VT，MV，PaO2,PaCO2水平。正常情况下，Raw和Crs良好，只要10-15cmH2O；呼吸功能不全，肺炎15-20cmH2O；重度肺炎，呼吸衰竭20-25cmH2O；严重肺实变，25cmH2O；极其严重肺实变，35cmH2O，可以结合高PEEP进行肺复张开放式通气法(openlungmaneuvre，见下文)。PIP波形意义：从PIP随时间变化特点看，包括压力上升段及上升时间、最高水平及维持段、终止点及压力释放模式(对PEEP依赖)，分别反映将小气道和肺泡打开的时间、肺泡扩张后维持时间、肺泡关闭时间。相对应的临床上，如果肺泡不成熟(如早产儿肺极不成熟伴呼吸窘迫)，PIP设置上应由低向高、压力上升时间由慢向快，逐渐调节。理由：气道和肺泡中充满肺液且缺乏肺表面活性物质，Raw和肺泡表面张力均高。如果此时PIP从一开始设置就很高(25cmH2O)且上升时间短(上升速度快)，会因终末细小支气管过度扩张，导致上皮细胞脱落，出现不可逆性组织损伤，进一步累及肺泡上皮细胞。如果将PIP从20-25cmH2O开始逐渐调高，且上升时间由慢向快，可以使一部分肺泡先扩张并趋于稳定，然后再逐渐使多数肺泡扩张，可以避免因PIP设置过高导致气道上皮的损伤。在有肺表面活性物质制剂治疗时，可以达到良好的肺保护效果，但在缺乏肺表面活性物质时，主要依靠对肺损伤机制的生理和病理知识，通过这种缓进式加强通气参数的调节方式，也可以获得相对安全的保护性通气效果，只是时间上要更长，以换得内源性肺表面活性物质的有效生成，间接达到肺保护通气目的。2.1.2.呼气末正压PEEP3为维持肺泡及小气道在呼气相适度扩张、不至于完全关闭，一般采用2-3cmH2O为低水平，4-7cmH2O为中等水平，8-15cmH2O为高水平。多数情况下用中、低水平，特殊情况下用高水平。如果在低浓度氧(30%)通气足以维持正常血气，可以不用、或仅用低水平PEEP；新生儿、尤早产儿一般用中等水平PEEP；幼儿及儿童出现严重肺实变(白肺伴严重支气管充气征)，有严重通气-灌流失调，可以作为特殊情况，应用高PEEP(10-20cmH2O)，或者采用肺开放式通气压力组合调节策略，2.1.3.平均气道压(MAP)一般情况下通气MAP为5-10cmH2O，但肺实变，气道阻力增加，随PIP和PEEP提高，MAP可能达到15-20cmH2O，或25cmH2O。因此选择辅助通气模式可能在保证MV和通气效率不变条件下，可以用相对比较低的MAP通气。如调压定容(PRVC)，同步间歇指令通气(SIMV)，压力支持(PSV)，容量支持(VSV)等模式下可以比单纯压力控制(PCV)和容量控制(VCV)模式，使MAP下降1-2cmH2O。2.2.频率对新生儿可以先从35-40次/min开始(通气周期1.5s，设置Ti0.3-0.5s);对婴幼儿可以先从20-30次/min开始(通气周期2.0s，设置Ti0.4-0.7s)；对大儿童从15-20次/min开始(通气周期3.0s，设置Ti0.5-1.0s)。由于呼吸周期与频率呈反比关系，随频率加快，呼吸周期缩短，相应的Ti及Te也应调节。如果Ti不变，随频率上调，Te缩短，吸/呼比变大。如欲维持吸/呼比不变，则Ti应调短。由于VD是固定的，VT的偏低，则MVa下降，为维持气体交换效率，则必须增加频率，以达到满足生理需要量的MV和MVa。因此临床上婴幼儿常因气道狭窄、肺泡不张、肺血管痉挛血流减少，出现气体交换障碍，而表现为呼吸急促，以代偿通气-灌流失调。2.2.1.时间切换一般强制通气模式采用时间切换(timecycled)，辅助通气模式(如压力支持模式，pressuresupport)采用流量切换(flowcycled，见下文)2.2.2.流量切换时间切换模式时，在供气相，管道流量由低到高再到零(供气末)；而流量切换则在流量由高向低(肺泡已经扩张)时，达到峰流量5%-25%时，供气停止，排气开始。这种模式可以保证肺泡扩张并完成通气换气，而MAP则比较低。2.3.流量一些呼吸机设置系统流量控制(mainflow,L/min)，以满足不同通气模式需要。如果系统流量偏低，在特定模式供气时出现PIP和/或VT不能达到预定水平，MV显著降低。在容量控制模式通气时，VT主要由Ti和流量控制。3．针对疾病特点的设置与调节方法3.1.早产新生儿呼吸窘迫综合征(RDS)。疾病特点：肺泡不成熟，肺顺应性低，FRC低，呼吸动力差，尤其出生体重小于1500g超低体重早产儿。在行气道插管机械通气后，首先设置FiO2=0.5,4PIP=20cmH2O,PEEP4-5cmH2O,Ti0.3-0.4s,f=40-50/min,设定VT保证测定的呼出气VT在5-6mL/kg，保持MV在0.25-0.3L/min/kg。通气1-2h内测定血气后，根据PaO2,PaCO2水平，调节PIP，FiO2,Ti和f以在随后3-6h使血气值进一步改善，以后可以间隔6-12h测血气，进一步调节呼吸机参数，使病儿进入稳定通气阶段。呼吸机参数调节特点：PIP由低至高，以呼出气VT达到生理需要量，Ti由短渐长，一般最长0.5s，在调节中观察MAP变化，原则上在达到有效通气时以较低MAP为宜。3.2.足月儿胎粪吸入综合征(MAS)和持续肺动脉高压(PPHN)疾病特点：肺泡和小气道发育已成熟，肺顺应性高，FRC高，呼吸动力强，胎粪颗粒可以完全或部分堵塞小气道，使部分肺段不张或气储留；伴有窒息或严重低氧血症者，有肺血管阻力增加、血流下降、通气-灌流失调等持续肺动脉高压表现。在行气道插管机械通气后，首先设置FiO2=0.5,PIP=20cmH2O,PEEP2-3cmH2O,Ti0.3-0.4s,f=30-40/min,设定VT保证测定的呼出气VT在5-6mL/kg，保持MV在0.25-0.3L/min/kg。通气1-2h内测定血气后，根据PaO2,PaCO2水平，调节PIP，FiO2,Ti和f以在随后3-6h使血气值进一步改善，以后可以间隔6-12h测血气，进一步调节呼吸机参数，使病儿进入稳定通气阶段。呼吸机参数调节特点：PIP由低至高，以呼出气VT达到生理需要量，Ti宜短，一般最长0.5s，尤针对肺泡气陷者；有肺泡气陷者PEEP宜低，无肺泡气陷者PEEP可提高；在调节中观察MAP变化，原则上在达到有效通气时以较低MAP为宜。FiO20.8持续应用12-24h，并估计在24-48h不会显著改善者，应做为PPHN治疗，如吸入一氧化氮(NO)5-10ppm。当出现X-线胸片为“实变影伴支气管充气征”，应考虑用肺表面活性物质制剂气道滴入治疗，50-100mg/kg。以往单纯呼吸机治疗PPHN采用的大潮气量、快速频率(70/min)过度通气，因会导致肺泡过度牵张损害，及因PaCO2快速下降导致脑血流急剧波动，已经不再推荐。如果机械通气发展为肺炎，一般为胎粪化学性刺激、过氧化损伤、白细胞集聚等多因素作用下所致。其治疗处理见“3.4.新生儿肺炎”部分。3.3.窒息后呼吸衰竭疾病特点：产前、产时或出生后有窒息史，羊水污染，Apgar评分低，呼吸发动显著延迟等。如果接近足月且没有羊水胎粪吸入，自主呼吸强，可以先用CPAP治疗12-24h；若无改善，应该用气道插管机械