呼吸机模式.docx

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呼吸机模式

呼吸机模式之宇文皓月创作

我们知道，正常吸气时肺内压是低于大气压的，是负压通气；而机械通气的原理是正压通气。

患者、呼吸机、管路（吸气管路中有吸气阀门，呼气管路中有呼气阀门，二者通过Y型管与患者相连）构成一个无缝的封闭管路系统。

在吸气相（也即呼吸机送气）吸气阀门打开，呼气阀门关闭，气体在高于肺内压的压力驱动下进入肺内，这个过程由呼吸机做功完成；在呼气相吸气阀门关闭，呼气阀门打开，靠患者肺和胸廓的弹性回缩力呼出气体，这是个主动的过程，不必耗呼吸功。

在整个呼吸过程中，呼吸机真正的作用是把气体送达患者肺内，这只是外呼吸的一部分，尤其是肺通气的一部分，而对肺泡与肺毛细血管之间的气体交换影响相对较小，所以说呼吸机的英语ventilator（通气机）应该更准确。

既然呼吸机主要是对患者吸气过程的替代或支持，整个吸气过程（也即呼吸机的送气过程）是我们关注的重点。

呼吸机是通过怎样一种方式把气体送到肺内的，这就是呼吸模式（modes，orbreathpatterns）的问题。

确切地说，呼吸模式是呼吸方式与触发机制的组合。

呼吸模式有很多，新的模式不竭涌现，往往让初学者眼花缭乱，一头雾水，最后却发现在自己的呼吸机上根本就找不着这些模式。

有位专家说得很好，之所以出现分歧模式，都有是为了更好地解决实际问题，新模式多是些马甲，都是在一些基础模式上小改而成。

从实质上理解了基础模式的原理，新的模式其实不难。

本文主要讨论各种呼吸机都会提供的四个基本模式：

A/C模式、PSV模式、SIMV模式和CPAP模式。

一、触发和切换

既然吸气过程是我们关注的重点，那么吸气过程中以下几个问题是我们最关心的：

①吸气如何开始？

也即呼吸机何时送气？

也就是触发的问题。

②吸气是如何进行的？

换句话说，吸气过程中几个指标（气道压力、潮气量、气体流速）是如何化的？

③吸气如何停止？

也即吸气如何向呼气转换？

也就是切换的问题。

回答以上三个问题之前必须先弄明白触发和切换这两个概念。

1、触发（Trigger）：

可以理解为呼吸机获取指令并启动送气的过程。

就如同射击时一旦扣动扳机，就会射出子弹，呼机机一旦触发，就会开始送气的过程。

分两种情况来看：

（1）时间触发：

当患者没有自主呼吸的时候，呼吸机必须根据设置的呼吸频率定期地启动送气。

举例来说，如果设置机器呼吸频率为20次/分，那就意味着呼吸机每3秒钟（60s/20=3s）开放吸气阀、启动送气1次，即触发1次。

由于患者完全没有自主呼吸，送气由呼吸机完全依照时间指令来启动，因此称为时间触发。

（2）同步触发：

当患者有自主呼吸的时候，如果吸气力量足够，吸气时就会引起气道内（或者说管路内）压力或流量的变更，呼吸机会主动探测这些信号。

一旦发现这种信号，呼吸机立即开放吸气阀，开始送气，以达到与患者吸气动作相同步，因此称为同步触发。

这些信号的变更达到什么强度或程度呼吸机就开始送气呢？

这就是触发灵敏度（triggersensitivity）。

也即患者自主吸气努力引起气道压力下降或流量达到或流量差达到的临界值。

每达到或超出一次该值，呼吸机就会启动一次送气过程。

触发灵敏度是呼吸机维持与患者自主呼吸同步的一项重要功能。

呼吸机在同步触发时所探测的触发信号有两种，一种是压力信号，称为压力触发（PressureTrigger）；二是流量信号，称为流量触发（FlowTrigger）。

首先看压力触发。

机械通气时吸气管路中有吸气阀门，呼气管路中有呼气阀门，二者通过Y型管与患者相连，形成一个无缝连接的封闭管路。

呼气末时吸气阀和呼气阀都处于关闭状态，如果患者做吸气动作，呼吸机管路内压力就会降低，当这种压力降低到触发灵敏度设定的阈值时，就会触发呼吸机，开放吸气阀，开始送气。

再看流量触发。

在呼气末，吸气阀和呼气阀并不是完全关闭，而是由一股连续气流从吸气阀送出，经过呼吸管路后，从呼气阀排出。

这股持续气流就叫做基础气流（baseflow）。

如果患者吸气，呼气阀排出的气流就会比吸气阀送出的气流有所降低，减少的幅度达到触发阈值时，呼吸机被触发，在完全开放吸气阀的同时关闭呼气阀，送气开始。

一般来说，基础气流的值至少要比流量触发值高0.5升/分，否则在患者触发呼吸机时会掺杂压力触发的成分在内。

大多数呼吸机提供压力触发和流量触发供选择。

灵敏度过高时呼吸机活瓣的反应时间短，可减少患者的呼吸功，但灵敏度设置过高易起误触发和自动切换（autocycling）；若触发灵敏度过低，则增加患者的呼吸功，甚至不克不及同步触发。

恰当的吸气触发灵敏度为-2～-3cmH2O，或2～5L/min。

基础气流的形成过程：

吸气开始，呼气阀关闭，吸气阀口径会变大以输出足够的流量，气体送达患者肺内；转入呼气相时，呼气阀打开，吸气阀会改变口径，由于呼气阀端阻力远远小于吸气阀端，所以呼出气从呼气阀排出，此时吸气阀没有完全关闭，吸气端流量会一直降到基础气流值为止。

因此，在整个呼吸周期，吸气阀没有完全关闭过，只要有基础流量存在，吸气阀就一直开放。

如果患者不吸气，吸气阀送出的气流量就等于从呼气阀排出的气流量，都等于基础气流量。

有时在呼吸机上看到的流量降到0，其实此时其实不是真的没有流量，只是呼吸机将基础流量值设为基线值，暗示为0，就如同我们在呼吸机上看到压力降到0的时候，那是把大气压作为基线值一样。

2、切换（Cycle）

呼吸机送气不成能无休无止，当送气达到一定程度或满足要求时就会转至呼气过程。

切换就是由吸气相转换为呼气相的过程。

我的理解是：

呼吸机获取指令，调整管路阀门，终止送气，允许患者呼气的过程。

吸呼切换的依据包含时间、容量、流量以及压力。

（1）时间切换：

设定吸气时间，呼吸机送气达到设定的吸气时间就会发生切换。

如设定吸气时间为1秒，则吸气阀打开送气，持续至1秒钟时终止送气，转入呼气相（允许患者呼气）。

（2）容量切换：

通过设定送气容量（吸气潮气量）来实现，呼吸机送气达到设定的容量就会发生切换。

早期的容量控制型呼吸机以及现代呼吸机的容量控制送气方式均采取容量切换方式。

（3）压力切换：

实际上是一种呵护性的切换方式。

预先设置一定的气道压力限值，一旦气路内压力达到该预设值，即会发生切换，不管是否达到设定的吸气时间或送气容量。

如高压报警设置，一旦监测的气道压力值达到报警线，即强制发生切换，中止送气，同时呼吸阀开放，以包管患者平安。

（4）流量切换（或流速切换）：

呼吸机以预设压力的方式送气时，起始流量很高（峰流量），管路内压力达到预设压力时，为了包管管路压力不会超出设定压力，流量必定逐渐降低。

当流量降低到某一数值时，即关闭吸气阀、开放呼气阀，完成切换，即称为流量切换。

通常以峰流量的某个百分比值作为流量切换的量化指标。

一般情况下，多采取峰流量的5%-25%，作为流量切换的指标。

二、通气模式--A/C模式

现在回到呼吸模式的讨论。

首先看第一个模式：

辅助控制通气模式（AssistControlVentilation，A/C）。

这是最最基本的模式。

A/C模式包含A/C-VolumeControl（定容A/C）和A/C-PressureControl（定压A/C）两种。

1、定容A/C

顾名思义，定容，即是固定潮气量，每次通气时呼吸机都会依照预先设定的潮气量送气。

比方，预设潮气量为500ml，呼吸机就会将500ml作为送气的目标，达到目标后，转换为呼气。

定容A/C下，一旦启动送气，则送气过程完全由呼吸机控制，患者只能主动的接受，直到将预定的潮气量送到患者肺内，所以这是一个完全由呼吸机控制的强制通气的过程（MandatoryBreath），除了设定潮气量以外还要告诉呼吸机每分钟给几次通气，每次送气的时间是多少，以什么样的流速送气。

即呼吸频率f，送气时间和流速。

以流速波形方波通气为例，送气流速是恒定的，所以设定了潮气量（Vt）和流速（V峰），送气时间也就固定了。

而设置面板上的吸气时间也是可以设定的，这主要是为了设置吸气末暂停用的。

吸气末暂停时间=设定的吸气时间（Ti）-Vt/V峰。

吸气如何开始？

要分两种情况看：

（1）当患者完全没有自主呼吸时为时间触发，呼吸机必须根据设置的通气频率f定期地启动送气，因此这是一个由呼吸机启动的强制通气（Ventilator-InitiatedMandatoryBreath，VIMB）。

（2）如果患者有自主吸气努力，则由患者触发，也就是同步触发（压力触发和/或流量触发），这是一个由患者启动的强制通气（Patient-InitiatedMandatoryBreath，PIMB）。

压力触发也好，流量触发也好，一旦送气过程开始，整个送气过程完全由呼吸机控制，VIMB和PIMB的送气过程是完全一样的。

吸气如何进行？

流速的变更：

流速波形是可以设定的，如方波或减速波（只有在容量控制通气时才需要设定流速）。

如流速波形为经典的方波时，吸气流速是恒定的，flow=Vt/Ti。

压力的变更：

由于肺和胸廓具有弹性，当气体以恒定的流速（以方波为例）送入肺内时，呼吸机管路和气道压力就不成能固定，也就是说气道压力是变更的，随着吸气的进行，气道压力逐渐升高，到送气结束时达到最高点。

减速波通气时气道压力变更相对缓和一些，相同Vt下气道峰压较方波低，可以减少峰压对肺组织的伤害。

若设置吸气末暂停时间（又称吸气末正压时间），则有平台压（压力平台），它在临床上的实际意义是：

当呼吸机给患者依照预先设定的潮气量进行送气停止后的一段时间内，呼气阀不立即打开，而是继续坚持关闭状态，使吸入的气体在患者肺内停留，同时维持气道内正压的继续存在。

其目的主要是改善气体在肺内的分布，促进肺泡中氧向血液弥散，减少无效腔通气。

如果吸气末正压时间过长，会使平均气道内压增加，加重心脏循环负担。

吸气如何停止？

由于吸气过程（送气过程）完全由呼吸机控制，吸呼转换主要是时间切换，即达到预定的吸气时间，呼气阀开放，允许患者呼气。

如果没有吸气末暂停时间，则吸气时间=送气时间，若设吸气末暂停时间，则吸气时间=送气时间+吸气末暂停时间。

一旦气道峰压超出设定的报警压力限值，则不管是否达到设定的吸气时间，也不管是否送达了设定的潮气量，机器立即打开呼气阀，强制切换（压力切换），以免气道损伤。

2、定压A/C：

A/C-PressureControl

顾名思义，定压，即是固定吸气压力，每次通气时呼吸机都会依照预先设定的吸气压力送气。

呼吸机触发后会提供很高的初始气流，在很短的时间内使气道内压力达到预设水平，为维持压力的恒定，通过反馈系统使输出气流减慢，维持这一压力至吸气时间结束，转换为呼气。

像容控A/C一样，一旦启动送气，则送气过程完全由呼吸机控制，患者只能主动的接受，也是一个完全由呼吸机控制的强制通气的过程（MandatoryBreath）。

当然，除了设定吸气压力Pinsp以外，还要告诉呼吸机每分钟给几次通气（呼吸频率f），多长时间到达预定的压力水平，即压力上升时间。

压力上升时间不等于吸气时间，它只占吸气时间的一部分，通常为100-500ms。

吸气如何开始？

与定容A/C一样，当患者完全没有自主呼吸时为时间触发，当患者有自主吸气努力时由患者同步触发（压力触发和/或流量触发），不再赘述。

吸气如何进行？

压力的变更：

维持恒定的吸气压力至设定的时间（吸气时间Ti）。

因此，定压A/C下吸气峰压与平台压是相等的，都等于预设的吸气压力。

吸气压力的设定：

吸气压力的经常使用范围为15-30cmH2O，但是面对具体患者时，如何确定具体值呢？

a）潮气量观察法：

由设置较低吸气压力（如10~15cmH2O）开始，观察监测到的潮气量水平，调节吸气压力直到满足所要求的潮气量；b）平台压丈量法：

先依照需要的潮气量进行容量控制通气，同时采取吸气末暂停操纵测定平台压，所测得的平台压数值可以作为吸气压力的初始设定值。

流速的变更：

与定容分歧，定压A/C下流速波形无法设定。

吸气开始后，呼吸机会提供很高的初始气流，在很短的时间内使气道内压力达到预设水平。

如果初始流量超出患者的需要