机械通气及其临床应用 .doc
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机械通气及其临床应用基础
广东省人民医院ICU 蒋文新
机械通气(亦称呼吸机、通气机)已广泛用于临床治疗和重危病人的救治。因病或术后肺功能障碍，常需及时给予正确的呼吸支持。而要取得良好的效果，则既要了解通气机性能，又要结合病人病情并选用合适的通气参数和通气模式。我们通常需要了解呼吸机的基本构造与种类、机械通气的生理学效应、机械通气应用指征、呼吸机的具体操作方法等系统知识，为此就机械通气及其临床应用作简要的综合介绍。
1.通气机的基本原理和功能
绝大多数通气机采用双环气路进行，较常见的由气囊(或折叠风箱)、内外双环气路进行工作。内环气路与病人气道相通；外环气路与驱动气相通，用以挤压气囊(或折叠风箱)，将其内的新鲜气体(O2)压向病人肺泡内。
人体自主呼吸时，吸气期膈肌收缩、胸廓扩大、胸内负压增大，使气道口与肺泡之间产生压力差，气体进入肺泡内；而机械通气则系利用正压形成压差，将新鲜气体压入肺泡，产生气体交换，停止正压后籍胸肺组织弹性回缩，产生与大气压的压差将肺泡气排向体外。
通气机因而应具备四个基本功能：向肺内充气(吸气相)、吸气相切换为呼气相、排出肺泡气以及呼气相向吸气相切换。依此循环反复。因此必须有：
(1) 能输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作。
(2) 能产生一定的呼吸节律，包括呼吸频率和吸呼比，以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能。
(3) 能按要求提供合适的潮气量(VT)或分钟通气量(MV)以满足机体代谢的需要。
(4) 供给的气体最好经加温和湿化，代替人体鼻腔功能，并能供给高于大气中所含氧气量，改善病人氧合。
动力源可用压缩气体(气动)或以电动机作为动力(电动)。呼吸频率及吸呼比亦可用气控或电控元件和微机控制。因而通气机有分为：气动气控、电动电控、气动电控等类型。但习惯上多以呼吸气时相的切换方式分为气压型或气容型。前者吸气时于呼吸回路内达到预定压力后即切换为呼气，后者则在吸气达到预定容量后切换为呼气。现代通气机都兼有以上两种形式。
2.触发启动
机械通气可以通气机触发启动(控制呼吸)或由病人触发启动(辅助呼吸)。控制呼吸时，呼吸频率、吸呼比、潮气量(VT)由通气机预先设定；而辅助呼吸，由病人吸气时产生的气道负压(通常为-2cmH2O)所启动，目前最常用是流量触发和压力触发。通气频率依赖病人呼吸频率而定。
3.设定参数
通常决定通气模式后，首先设定所需VT或气道压，选定达到所需VT的型式。如用上述所谓定容型，其气道峰压变化不定；如限定所需气道压，即所谓定压型，则其VT变化不定，可受管道阻力及胸、肺顺应性的影响。
4.机械通气不同模式的选用
临床上可以通气机进行为病情所需的种种通气模式。到目前为止，已见诸报道的通气模式有：
(1)容量控制通气(VCV)，通常称控制性机械通气(CMV)。临床常用的仍为间歇正压通气(IPPV)模式，通气机间歇产生正压，按定容或定压型式将气体送入肺内；停止送气后，呼气靠胸肺弹性回缩，将肺泡气体排出体外，气道压恢复至正常值，定压型注意VT是否足够，定容型注意气道压过高的影响。IPPV可改善病人通气和氧合，促进C02排出，无须病人呼吸做功，仅用于麻醉、重度镇静或呼吸肌麻痹的病人。
(2)正负压通气(NPV)，为促进静脉回心血流，利于排出肺内气体，呼气末由通气机产生负压(-5cmH2O以内)以加速和增加肺内气体排出。但可引起小气道过早关闭，而发生肺不张或气体隔闭；左心衰时，徒使部分肺区充血和肺泡滞留。现已甚少使用。
(3)间歇指令通气(IMV)，即在机械通气期间，允许病人继续存在自主呼吸，是自主呼吸和控制呼吸的结合。其优点为：
A. 可避免过度应用镇静剂
B. 均胸内压较低，有利于提高心排血量和肾血流
C. 保留呼吸肌的力量，便于通气机的撤除
D. 可调整COPD和CO2滞留病人的分钟通气量
IMV的频率应逐步降低(10、8、6、4次/分)，结合其他指标的改善，即可停用IMV。
缺点为：因须有启动按需的力量，不仅增加呼吸作功，增加氧耗，增加CO2产量，还因这种指令通气可落后在呼吸周期中任一时相，万一病人呼吸与IMV产生对抗，反而增加呼吸功及胸内压暂时升高。)
(4)同步间歇指令通气(SIMV)，即指令通气尽力做到IMV与病人自主呼吸同步，减少病人自主呼吸与机械通气之间产生对抗的危险。其潮气量指令，在病人吸气相一定范围内由病人触发，因而能保持自主呼吸，气道峰压较低，肺和循环生理影响更小。缺点是病人呼吸越快，其同步效能越差，不能随病情变化而随时自动调节，容易导致通气不足和CO2蓄积。
(5)分钟指令通气(MMV)，设定应有的VT，由微机持续监测自动调节，随病人自主呼吸通气量变化而自动补偿送气量从而维持预定的分钟通气量。保持血气在正常范围。同时不干扰病人的自主呼吸，病人更容易从被动呼吸过渡到自主呼吸，是目前撤除通气机所用的较好通气模式。
(6)机械辅助通气(AMV)，通常为容量辅助通气(VAV)方式。病人有微弱的自主呼吸，吸气时气道内压降低至负压时，依靠通气机的出发装置产生同步吸气，输给预定的VT。优点是可增强自主呼吸的不足，因为仅在吸气相予以呼吸支持，故呼出阻力必须很小。分钟通气量决定于通气机发出的VT和病人呼吸频率的乘积，病人呼吸做功比控制呼吸大，但大部分仍由通气机提供。缺点是病人快速呼吸时，其效果欠佳。当病人极度衰弱无力触发呼吸时禁用。
(7)压力支持呼吸(PSV)，为部分机械通气的主要形式。属病人触发、压力限制、气流切换型。依据病人自主呼吸时的吸气流速、吸气时间及频率，由通气机产生预定的正压。其与AMA的不同点在于AMA输出的VT是固定的，而PSV的VT是可变的。故PSV模式既保留自主呼吸，同时不增加呼吸功，病人可以控制呼吸的节律，而呼吸功由通气机通过在吸气过程中提供的压力支持而承担。支持压力的大小可预调。为了产生10ml/Kg的VT和提供95%的呼吸作功，需要20-30cmH20压力之间的PSV。而通常PSV15-20 cmH20压力水平可使VT达7ml/Kg。一般吸气压力支持开始至吸气流速降低到峰值的25%时，停止并切换为呼气。这种模式也适用于撤除通气机的过渡时期，即在8-24小时内，每次减压2-3 cmH20直至脱离通气机。许多病人觉得PSV比IMV更为舒适。
(8)压力控制通气(PCV)与反比通气(IRV)，PCV其压力是控制通气的参数，预先设置的时间作为吸气末的信号，流速按实际情况而定。流速先快后慢，压力很快达到预置水平，并在整个吸气相维持这一水平。压力波形的上升较陡而平台时间较长。吸气峰压较低，使气体分布均匀。氧合与通气良好。由于V/Q比值适当，PaO2升高，故适用于治疗ARDS和COPD引起的呼衰。预置的压力务使VT达到一定水平，防止通气不足。
IRV其吸气时间比呼气时间长，一般为1.1:1-1.7:1,甚至可高达4：1 ......
机械通气及其临床应用基础
广东省人民医院ICU 蒋文新
机械通气(亦称呼吸机、通气机)已广泛用于临床治疗和重危病人的救治。因病或术后肺功能障碍，常需及时给予正确的呼吸支持。而要取得良好的效果，则既要了解通气机性能，又要结合病人病情并选用合适的通气参数和通气模式。我们通常需要了解呼吸机的基本构造与种类、机械通气的生理学效应、机械通气应用指征、呼吸机的具体操作方法等系统知识，为此就机械通气及其临床应用作简要的综合介绍。
1.通气机的基本原理和功能
绝大多数通气机采用双环气路进行，较常见的由气囊(或折叠风箱)、内外双环气路进行工作。内环气路与病人气道相通；外环气路与驱动气相通，用以挤压气囊(或折叠风箱)，将其内的新鲜气体(O2)压向病人肺泡内。
人体自主呼吸时，吸气期膈肌收缩、胸廓扩大、胸内负压增大，使气道口与肺泡之间产生压力差，气体进入肺泡内；而机械通气则系利用正压形成压差，将新鲜气体压入肺泡，产生气体交换，停止正压后籍胸肺组织弹性回缩，产生与大气压的压差将肺泡气排向体外。
通气机因而应具备四个基本功能：向肺内充气(吸气相)、吸气相切换为呼气相、排出肺泡气以及呼气相向吸气相切换。依此循环反复。因此必须有：
(1) 能输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作。
(2) 能产生一定的呼吸节律，包括呼吸频率和吸呼比，以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能。
(3) 能按要求提供合适的潮气量(VT)或分钟通气量(MV)以满足机体代谢的需要。
(4) 供给的气体最好经加温和湿化，代替人体鼻腔功能，并能供给高于大气中所含氧气量，改善病人氧合。
动力源可用压缩气体(气动)或以电动机作为动力(电动)。呼吸频率及吸呼比亦可用气控或电控元件和微机控制。因而通气机有分为：气动气控、电动电控、气动电控等类型。但习惯上多以呼吸气时相的切换方式分为气压型或气容型。前者吸气时于呼吸回路内达到预定压力后即切换为呼气，后者则在吸气达到预定容量后切换为呼气。现代通气机都兼有以上两种形式。
2.触发启动
机械通气可以通气机触发启动(控制呼吸)或由病人触发启动(辅助呼吸)。控制呼吸时，呼吸频率、吸呼比、潮气量(VT)由通气机预先设定；而辅助呼吸，由病人吸气时产生的气道负压(通常为-2cmH2O)所启动，目前最常用是流量触发和压力触发。通气频率依赖病人呼吸频率而定。
3.设定参数
通常决定通气模式后，首先设定所需VT或气道压，选定达到所需VT的型式。如用上述所谓定容型，其气道峰压变化不定；如限定所需气道压，即所谓定压型，则其VT变化不定，可受管道阻力及胸、肺顺应性的影响。
4.机械通气不同模式的选用
临床上可以通气机进行为病情所需的种种通气模式。到目前为止，已见诸报道的通气模式有：
(1)容量控制通气(VCV)，通常称控制性机械通气(CMV)。临床常用的仍为间歇正压通气(IPPV)模式，通气机间歇产生正压，按定容或定压型式将气体送入肺内；停止送气后，呼气靠胸肺弹性回缩，将肺泡气体排出体外，气道压恢复至正常值，定压型注意VT是否足够，定容型注意气道压过高的影响。IPPV可改善病人通气和氧合，促进C02排出，无须病人呼吸做功，仅用于麻醉、重度镇静或呼吸肌麻痹的病人。
(2)正负压通气(NPV)，为促进静脉回心血流，利于排出肺内气体，呼气末由通气机产生负压(-5cmH2O以内)以加速和增加肺内气体排出。但可引起小气道过早关闭，而发生肺不张或气体隔闭；左心衰时，徒使部分肺区充血和肺泡滞留。现已甚少使用。
(3)间歇指令通气(IMV)，即在机械通气期间，允许病人继续存在自主呼吸，是自主呼吸和控制呼吸的结合。其优点为：
A. 可避免过度应用镇静剂
B. 均胸内压较低，有利于提高心排血量和肾血流
C. 保留呼吸肌的力量，便于通气机的撤除
D. 可调整COPD和CO2滞留病人的分钟通气量
IMV的频率应逐步降低(10、8、6、4次/分)，结合其他指标的改善，即可停用IMV。
缺点为：因须有启动按需的力量，不仅增加呼吸作功，增加氧耗，增加CO2产量，还因这种指令通气可落后在呼吸周期中任一时相，万一病人呼吸与IMV产生对抗，反而增加呼吸功及胸内压暂时升高。)
(4)同步间歇指令通气(SIMV)，即指令通气尽力做到IMV与病人自主呼吸同步，减少病人自主呼吸与机械通气之间产生对抗的危险。其潮气量指令，在病人吸气相一定范围内由病人触发，因而能保持自主呼吸，气道峰压较低，肺和循环生理影响更小。缺点是病人呼吸越快，其同步效能越差，不能随病情变化而随时自动调节，容易导致通气不足和CO2蓄积。
(5)分钟指令通气(MMV)，设定应有的VT，由微机持续监测自动调节，随病人自主呼吸通气量变化而自动补偿送气量从而维持预定的分钟通气量。保持血气在正常范围。同时不干扰病人的自主呼吸，病人更容易从被动呼吸过渡到自主呼吸，是目前撤除通气机所用的较好通气模式。
(6)机械辅助通气(AMV)，通常为容量辅助通气(VAV)方式。病人有微弱的自主呼吸，吸气时气道内压降低至负压时，依靠通气机的出发装置产生同步吸气，输给预定的VT。优点是可增强自主呼吸的不足，因为仅在吸气相予以呼吸支持，故呼出阻力必须很小。分钟通气量决定于通气机发出的VT和病人呼吸频率的乘积，病人呼吸做功比控制呼吸大，但大部分仍由通气机提供。缺点是病人快速呼吸时，其效果欠佳。当病人极度衰弱无力触发呼吸时禁用。
(7)压力支持呼吸(PSV)，为部分机械通气的主要形式。属病人触发、压力限制、气流切换型。依据病人自主呼吸时的吸气流速、吸气时间及频率，由通气机产生预定的正压。其与AMA的不同点在于AMA输出的VT是固定的，而PSV的VT是可变的。故PSV模式既保留自主呼吸，同时不增加呼吸功，病人可以控制呼吸的节律，而呼吸功由通气机通过在吸气过程中提供的压力支持而承担。支持压力的大小可预调。为了产生10ml/Kg的VT和提供95%的呼吸作功，需要20-30cmH20压力之间的PSV。而通常PSV15-20 cmH20压力水平可使VT达7ml/Kg。一般吸气压力支持开始至吸气流速降低到峰值的25%时，停止并切换为呼气。这种模式也适用于撤除通气机的过渡时期，即在8-24小时内，每次减压2-3 cmH20直至脱离通气机。许多病人觉得PSV比IMV更为舒适。
(8)压力控制通气(PCV)与反比通气(IRV)，PCV其压力是控制通气的参数，预先设置的时间作为吸气末的信号，流速按实际情况而定。流速先快后慢，压力很快达到预置水平，并在整个吸气相维持这一水平。压力波形的上升较陡而平台时间较长。吸气峰压较低，使气体分布均匀。氧合与通气良好。由于V/Q比值适当，PaO2升高，故适用于治疗ARDS和COPD引起的呼衰。预置的压力务使VT达到一定水平，防止通气不足。
IRV其吸气时间比呼气时间长，一般为1.1:1-1.7:1,甚至可高达4：1 ......
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