[推荐]呼吸机的结构和机械通气模式5

 

以公式表示即：Pvent+Pmus=R×V+1/c×V (1)

Paw：即呼吸机提供的压力

Pmus：即患者自主呼吸时肌肉收缩力

R：气道阻力 V：气流速度 C：肺顺应性 V：潮气量

而在PAV时，压力支持会根据吸气压力而改变。

改变公式(1)为：Pmus= R×V+1/c×V (2)

若呼吸机能控制病人的气流速度和所需潮气量，则Pvent=K1×V+K2×V (3)

将(3)代入(2)，则为：Pmus= R×V+1/c×V -K1×V-K2×V (4)

根据(4)式，很显然，只要合适的设定常数K1和K2，患者的自主呼吸功可得到最大程度的补偿。在PAV中，K1即为流量辅助，K2即为容量辅助。

PAV时呼吸机持续测量和计算患者的流量和潮气量。利用预设的流量辅助和容量辅助，在呼吸周期中的每一点呼吸机均持续计算。

如图76-10所示：当患者吸气用力改变后，PSV时压力支持恒定，而PAV时压力支持是成比例的，与病人所做的呼吸功也是成比例的，潮气量、吸气 和呼气的持续时间、气体流量等呼吸参数都完全由病人自己控制，病人的吸气努力越大，机器所提供的辅助也越多。因为流量辅助和容量辅助可能相对于实际的气道 阻力或肺顺应性被过高设定，因此，气道阻力和肺顺应性的测定就非常重要。

PAV时，VT有着更高的可变性。即使病人的通气需求增加，RR也可保持相对恒定，避免了PSV时RR变快所致的内源性PEEP(PEEPi)增 加。且吸气时，气道峰压较低，可以经面罩使用而避免气管插管，主观感觉较舒适，不仅可以降低病人总的呼吸功，容量和流量辅助还可选择性地用以降低弹性附加 功和阻力附加功[9]；对于脱机困难的COPD患者，PAV除改善通气外，还降低口腔关闭压(P0.1)，减轻呼吸肌负荷，便于呼吸机撤离。

图76-10

(四)自动导管补偿(automatic tube compensation, ATC)

气管插管病人在自主呼吸时，需克服人工气道阻力而做功。因此，与不插管病人相比，呼吸更加费力。以前所有的辅助通气模式(PSV等)，由于其本身的 设计缺陷，只能进行固定的呼吸补偿。呼吸机参数一经设定，就不会改变，除非再次人工设定。ATC就是对这些通气模式的一种新的补充。它可以对人工气道阻力 进行精确的补偿，从而减少病人的呼吸附加功，使病人感觉更加舒适。

气流通过气管导管时在导管两端形成一个压力差(?Ptube)。自主呼吸时，病人呼吸肌在肺内产生额外负压，用以代偿此压力差。实际上，呼吸机可以 通过在导管顶端精确地产生这一?Ptube来消除病人这一部分额外的附加功(图76-11)。但由于?Ptube随着通过导管的气体流量的改变而相应的发 生变化，意味着机器产生的补偿压力必须根据气体流量持续地进行调节才能准确地进行补偿。在PSV模式下，当呼吸机检测到病人的吸气努力后，就按照预设的压 力水平产生一固定的通气压力(Paw)，可对导管进行补偿，但它不会随着病人自主呼吸情况和气体流量的改变而自动调节。如果病人的吸气努力增强，通过气管 导管的流量也大，?Ptube就会高于预设的压力支撑水平，导致补偿不足。相反，则会过度补偿发生。图76-12显示，当气管导管内径7.5mm 时，PSV5cmH2O对?Ptube所提供的补偿仅在气体流量为45L/min时最合适。因而，随着病人自主呼吸情况的变化，PSV的水平必须经常手动 调节。而在ATC模式下，呼吸机通过持续测量导管内的气体流量，计算?Ptube并自动调节起到精确的调节作用。ATC的参数设置仅有两个，即气管导管内 径和补偿程度。

图76-11

图76-12

使用ATC可使病人主观感觉舒适，通过导管阻力作足够的补偿，避免了过度补偿或补偿不足的发生或所致的不适，病人呼吸做功减少；也可以用于鉴别急性 呼吸功能不全的原因，是由于气管内插管或真正的呼吸力学机制障碍所致。补偿程度的设置(1-100%)还可以用来锻炼呼吸肌，为病人的顺利脱机作准备。 ATC与PAV一起应用时，能有选择性地对病人的呼吸进行补偿，如图76-13所示。

图76-13

(五)压力调节容量控制

压力调节容量控制(pressure regulated volume control, PRVC)为Servo300特有的通气方式，PRVC设预置潮气量，先给第一次控制呼吸(吸气压为5cmH2O),后根据呼吸机自动连续测定胸肺顺应性 和容量/压力关系，调节第二次呼吸的潮气量和通气压力(为上述计算机值的75%)，依次类推，直至第四次呼吸后，通气压力峰值达到100%(图 76-14)，使实际潮气量与预置潮气量相同。吸气峰压在预置下5 cmH2O时，可自动调节，两个相邻吸气峰压超过预置压力50%时，可自动转换为呼气，以防发生气肺气压伤。PRVC主要用于无自主呼吸的病人，如支气管 哮喘病人的呼吸支持，可加用PEEP。

图76-14

(六)容量支持

容量支持(volume support ventilation, VSV)是Servo300特有的通气方式，工作原理与PRVC基本相同，即不同的是VSV仅用于自主呼吸的病人，需调节吸气负压灵敏度才能启动。呼吸频 率和吸/呼比率也由病人自主呼吸控制，当吸气减慢至流速50% 吸气时间超过预置呼吸周期80%时，吸气停止，转换为呼气。吸气压力支持也可随自主呼吸增强而自动降低，而且当呼吸暂停时间成人超过20s，儿童超过 15s，新生儿超达10s时呼吸机可自动将VSV转换为PRVC。VSV主要用于存在自主呼吸而尚不完善的病人，麻醉和手术后呼吸支持、COPD伴呼吸功 能不全及撤离呼吸机时，并可与其他通气方式联合使用。

(七)气道压力释放通气

气道压力释放通气(Airway Pressure Release Ventilation，APRV)于1987年由Stock和Downs介绍。它是一种时间切换或病人触发、压力调节的通气模式。它采用将气道压力从预 置(高)CPAP压力值瞬变到较低的CPAP值的方法来达到让自主呼吸的病人更多的呼气(图76-15)。APRV允许病人在整个呼吸周期自主呼吸。由于 从CPAP的较高压力降低到较低压力，也方便了气体交换，且无需病人自主努力。预置的CPAP值决不会被任何峰压值超过。APRV被认为是一种比目前所用 大多数通气方法损伤性小的通气模式。

图76-15

Downs采用的方法是：尽可能保留病人的自主呼吸，CPAP 20~25cmH2O，维持2~3s。压力降低到0(维持0.5s)，减压时间短使肺泡不会萎陷，使CO2容易排出。众多科研机构对APRV进行了研究。 一组包括50例病人的研究表明：使用APRV后，均保持了相似的血气状态、血流动力学状态和分钟通气量，但气道压力较低。气道压力平均降低 28±12cmH2O。另一个研究报道与传统通气模式相比，使用APRV平均气道压降低25 cmH2O。Rosnanen、Stock和Downs等指出APRV能纠正呼吸性酸中毒，但对氧合、静脉回流、心脏指数或组织氧合影响不显著。而传统通 气模式会导致血压、每搏输出量降低，组织氧供受损。

(八)双气道正压通气

双气道正压通气(Bi-phasic positive airway pressure, BiPAP)于1994年由Horman等介绍。它可看作是一种压力控制型通气，该系统允许在通气周期的任何时间进行不受限制的自主呼吸。也可将它看作是 一种对CPAP采用时间切换的连续CPAP系统。如同在压力控制、时间切换方式中一样，每一相的持续时间(Thigh和Tlow)，以及相应的压力 (Phigh和Plow)均可分别进行调整。

按照自主呼吸情况，BIPAP可分为：

1. 非自主呼吸：CMV-BIPAP(连续指令通气BIPAP)

2. 在低压(CPAP)上自主呼吸：SIMV-BIPAP(同步间隙指令通气BIPAP)

3. 在高压(CPAP)上自主呼吸：APRV-BIPAP

4. 在两种CPAP上自主呼吸：真正的BIPAP

由此可见BIPAP是一种适合于整个机械通气期的方式。它甚至能使大多数通气状况受到损伤的病人自由地呼吸。APRV始终是反比通气，BIPAP对 吸呼比的调整不受限制。BIPAP的气道压力按下述进行调整：Plow按照容量控制通气时的PEEP调整，Phigh按先前所用IPPV的平台压调节。 Thigh和Tlow分别与容量控制通气时的吸气时间和呼气时间相符(图76-16)。

图76-16