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关于呼吸机模式的调节方法及注意事项

2018-02-24 15:28:16      点击:

这一讲开始,我们来讨论机械通气的模式。
    前面我们说过,呼吸方式是通过模式modes, or breath patterns来实现的。模式反映了呼吸机对病人的控制或支持程度,是呼吸方式的组合,确切地说,是呼吸方式与触发机制的组合。
    我们从最基本的模式讲起。切实地理解基础模式才能理解目前一些所谓的“新模式”,才不会被各种宣传所误导。
    控制通气模式 controlled ventilation:此模式不管病人本身自主呼吸如何,呼吸机通过一定的机制,有规律、强制性为病人通气,完全替代病人的自主呼吸。其呼吸频率的快慢,只由呼吸机的设定频率或呼吸周期时间决定。病人无法自行切换。无需设置吸气触发灵敏度。控制通气模式完全是强制通气,而且全是VIMB,因此病人一旦恢复自主呼吸,就可能发生人机对抗。
    辅助通气模式assisted ventilation:呼吸机送气是强制性的,但需要病人吸气触发,也就是说辅助通气的呼吸频率是由病人吸气触发的频率和程度决定的,不受其他任何机械因素的影响。但病人必须有自主呼吸(触发),否则呼吸机无法送气。由于病人的自主呼吸往往是不稳定的,因此呼吸频率及每次间隔的时间都不时发生变化。需要设置吸气触发灵敏度,但不需要设置呼吸频率。辅助通气模式也完全是强制通气,而且全是PIMB。
    辅助-控制通气模式assist-control ventilation,A/C:目前大多数呼吸机上都是A/C模式,而不再有单纯的控制或辅助通气模式。A/C模式结合了控制和辅助通气的特点,需要设置吸气触发灵敏度和呼吸频率。当病人呼吸频率超过呼吸机设置频率时即切换为辅助通气,低于设置频率时即为控制通气。呼吸机设置频率是病人通气的最低保障。由于设置了最低呼吸频率也就是设置了最大呼吸周期(频率越快,呼吸周期越短;频率越慢,呼吸周期越长),在达到最大呼吸周期时仍无自主呼吸触发时,呼吸机就会给一次VIMB,而病人的自主呼吸频率超过设置的最低呼吸频率时,也就是病人自主的呼吸周期要短于设置的最大周期,因此总是在达到最大呼吸周期前发生PIMB。这就是说,病人在没有自主呼吸的时候呼吸机按呼吸周期(时间)启动VIMB,只要病人有自主呼吸触发,即发生PIMB。
    这三种模式都是强制通气方式。可能各个品牌的呼吸机上名字不太一样,从A/C、CMV到IPPV,实际通气的内容都是相似的。
无论CV、AV还是A/C模式,都是既可以选择定压也可以选择定容的。从严格意义上来讲,所谓压力控制通气(pressure control ventilation, PCV)是指通气方式为定压型的控制通气模式,容量控制通气(volume control ventilation, VCV)是指通气方式为定容型的控制通气模式。但在临床应用中,PCV和VCV实际上分别指定压型和定容型的A/C模式。
    VCV的特点是:①不管气道阻力或呼吸系统顺应性如何,潮气量保持恒定。但在呼吸系统顺应性下降或气道阻力升高时,吸气峰压也升高。②不管病人呼吸能力如何,吸气峰流速保持恒定。根据临床需要可以选择流速波型,包括方波、减速波、正弦波等。但在病人呼吸需求增加时,可能会造成病人与呼吸机的不同步。③VCV的吸气时间取决于吸气流速、流速波型和潮气量以及是否设定吸气平台时间。 PCV的特点是:①不管气道阻力或呼吸系统顺应性如何,气道压力恒定。而潮气量是不恒定的,影响潮气量的因素包括呼吸系统顺应性、气道阻力和压力设定。②吸气流速是可以变化的,流速的大小主要取决于设定压力、气道阻力和呼吸系统的顺应性。病人需求增加时,呼吸机会增加输送的流速和潮气量,因此可以改善病人与呼吸机的同步性。PCV的流速波型始终为减速波。③吸气时间可在呼吸机上设定。

    间歇强制通气 intermittent mandatory ventilation,IMV:是指呼吸机以预设的频率进行强制通气,在两次强制通气之间允许病人进行自主呼吸。相当于CV(VIMB)+自主呼吸,也就是说IMV是强制通气方式与自主呼吸方式的组合。与CV相比,IMV允许病人进行自主呼吸。但正是由于病人有了自主呼吸触发,在强制通气时才更容易发生人机对抗。因此单纯的IMV模式已经很难在我们现在使用的呼吸机上看到了。同步间歇强制通气synchronous intermittent mandatory ventilation,SIMV:是在IMV的基础上对呼吸输送方式进行了改进,即呼吸机仍以预设的频率进行正压通气,但强制通气与病人的自主呼吸用力同步,在两次强制通气之间允许病人进行自主呼吸。在病人没有自主呼吸时,SIMV与CV、A/C和IMV一样,病人获得的都是VIMB。病人有自主呼吸时,SIMV相当于PIMB+自主呼吸。
    有很多人不理解A/C和SIMV之间到底有什么区别,现在咱们举个例子来简单说一下。A/C和SIMV都会设定一个最低的呼吸频率,假设这个呼吸频率为12次/分。在病人没有自主呼吸时,A/C和SIMV的表现是一样的,都是给病人12次/分的VIMB。在病人有自主呼吸触发时,A/C模式是只要病人有触发,呼吸机就给一次强制通气,也就是说,如果呼吸机监测显示总呼吸频率为22次/分时,这22次都是强制通气,但都应该是PIMB。而SIMV模式下,如果呼吸机监测显示总呼吸频率为22次/分时,这22次里只有12次(也就是设定的那个最低的呼吸频率,但也是病人自主呼吸触发的,即PIMB)是强制通气,其余10次则是病人的自主呼吸。因此说A/C比SIMV对病人的支持程度要强一些。
说到SIMV,这里还要继续说一下SIMV触发窗的问题。
    SIMV的触发窗根据机型不同,可分为三种:一是位于下一呼吸周期之前,长度为呼吸周期的25%。二是把强制通气的呼吸时间与SIMV的呼吸周期分开设定。比如Servo i就是这样的,设定强制通气的吸气时间(强制通气的吸呼比缺省为1比2,这样,触发窗就是位于SIMV呼吸周期的起始部分,长度是强制通气吸气时间的3倍),或设定强制通气的吸呼比。三是按SIMV呼吸周期的一定比例来设定触发窗,比如PB840就是整个呼吸周期的前60%。
    触发窗结束,病人仍无自主呼吸触发,呼吸机即输送一次强制通气VIMB。
我们要知道,人的呼吸中枢控制着呼吸运动的频率和节律。频率是快慢的问题。而节律是一种节奏,是指每两次呼吸的间隔都差不多相等。因此前一节说的A/C和SIMV病人在有自主呼吸时只要病人的呼吸频率超过设定的最低呼吸频率,在A/C时就都会是PIMB,而在SIMV就都是PIMB+SPONT。还举例说,呼吸机上显示都是20次/分,设定的最低频率都是10次/分。A/C模式这20次都是PIMB,也就是说都是A(Assisted Ventilation),没有C(Controlled ventilation)。因为前面说过的节律,所以20次/分时的呼吸周期是3秒,而最低频率10次/分的周期是6秒,这样,病人每次触发都在VIMB之前发生,因此就都是A了。
    至于有人问“在较高频率下A/C和SIMV差不多”,用上面我说的就比较好理解了。此时无论A/C还是SIMV,由于设定频率较高,其强制通气的设定周期都比较短了,有时甚至可能和病人自主触发的周期十分接近,那么病人获得的基本上就是PIMB,而在SIMV时就根本没什么时间再完成自主呼吸了。所以从表现上看,呼吸频率设定较高的A/C和SIMV是差不太多的。
在临床应用时,选择A/C还是SIMV经常是有些人争论的话题。我们都知道机械通气的目的是为呼吸衰竭病人提供通气支持,即便是换气功能衰竭最终也会合并通气功能衰竭(往往是因为医生觉得病人还没到用呼吸机的时候,最后病人呼吸肌没有力量了),因此机械通气的作用之一就是让呼吸衰竭的病人的呼吸肌得到充分的休息。从这一点来说,刚上呼吸机的病人选择A/C是完全正确的。只要参数设置合理,A/C模式与病人同步是完全没有问题的,并不存在什么“只要病人有自主呼吸就要用SIMV,用A/C就会发生人机对抗”这样荒唐的说法。要是参数设置不对,SIMV模式下也会发生人机对抗。

自主呼吸模式

自主呼吸模式包括CPAP(continuous positive airway pressure,持续气道正压)、PSV(pressure support ventilation,压力支持通气)、VS(volume support,容量支持)、PAV(proportional assist ventilation,成比例辅助通气)等等。最基本的应该是CPAP和PSV。

CPAP和PSV可单独应用,也可与SIMV合用,作用于SIMV模式的自主呼吸部分。自主呼吸模式最重要的特点一就是必须由病人的自主呼吸来触发,如果病人没有自主呼吸或病人的自主呼吸力量不足而无法触发呼吸机,那么自主呼吸模式就无法启动。其次,自主呼吸从吸气向呼气切换首选流量切换,然后是压力切换(这是由病人的肺部力学lung mechanics或由其通气驱力ventilatory drive来决定的),而强制通气都是时间切换。

    提到CPAP就不能不提PEEP(positive end-expiratory pressure,呼气末正压)。PEEP本身并不是一种模式,充其量只能说是一种功能或一种状态。在机械通气过程中,只要在呼气末气道内压高于大气压,也就是说呼气末气道内压保持正压,这样的状态就都属于PEEP。

    持续气道正压(continuous positive airway pressure,CPAP)是指在自主呼吸条件下,在气道开口处施加固定的正压,使整个呼吸周期内(无论吸气或呼气期间)气道均保持正压。CPAP就是自主呼吸下的呼气末正压(PEEP),是PEEP在自主呼吸条件下的特殊技术应用,因此具有PEEP的各种优点和作用,如增加肺泡内压和功能残气量,增加氧合,防止气道和肺泡的萎陷,改善肺顺应性,扩张上气道等。应用CPAP引起的不良作用或并发症也与PEEP基本类似,如增加气道峰压和平均气道压、减少回心血量和肝肾等重要脏器的血流灌注等。

    实施CPAP,既可以采用无创通气,也可以在建立人工气道采用机械通气时进行。应用CPAP的病人,其呼吸中枢驱动应该是正常或偏高的,具有较强的自主呼吸能力。因为在CPAP时,如果病人没有自主呼吸,则完全没有通气辅助。
    压力支持通气(pressure support ventilation,PSV)是一种以压力为目标(pressure targeted)的通气模式,每次通气均由病人触发并由呼吸机给予支持。对于病人的每次呼吸,压力支持通气都能提供与病人吸气用力协调的、由病人启动并由病人来结束的通气支持。因此,压力支持通气属于自主呼吸方式。吸气时,气道压升高到预设水平,即压力支持水平。压力支持一直维持到呼吸机确认病人的吸气用力结束或发现病人的呼气需要,以吸气流量的减少作为从吸气切换至呼气的依据。