机械通气与呼吸生理
2013-08-21
李岩

副主任医师锦州市中心医院

机械通气方式符合患者的呼吸生理,才能有良好的人机关系,并顺利配合面罩通气。 1.压力-容积(P-V)曲线根据P-V曲线,正常肺从功能残气位(FRC)开始,压力和容积呈线性关系,是机械通气的适宜部位。超过高位拐点(UIP),轻微的容积增大,将导致压力显著升高。正常肺从FRC至UIP,肺容积的变化超过2400ml,因此可用小潮气量,也可使用较大潮气量通气。通常情况下,由于重力作用,上肺区含气多,下肺区血流量多,上肺区毛细血管和下肺区肺泡有陷闭倾向,但自主呼吸时,通过神经的调节作用和膈肌收缩的代偿作用,上肺区血流增加,下肺区通气增加,从而防止血管和肺泡的陷闭。机械通气时,由于自主呼吸被部分或全部取代,自主呼吸的代偿作用减弱或消失,因此机械通气本身有加重肺泡陷闭和降低肺顺应性的作用,而用较大潮气量通气时,不仅气体进入上肺区,也能较多的进入下肺区,防止肺泡陷闭和微小肺不张,因此在神经-肌肉疾病导致的呼吸衰竭,必须使用较大潮气量进行面罩通气。COPD呼吸衰竭存在气道的动态陷闭和呼气末正压(PEEPi),FRC增大至67% 以上,从FRC至UIP的肺容积在1000ml以下,甚至仅300~400ml,此时若采取传统的深慢呼吸方式,用常规潮气量,将会超过UIP,产生过高的通气压力, 使气路动态死腔显著增加、气体压缩增加、面罩漏气和胃涨气,导致面罩通气失败;而较高PEEPi 又可使患者和呼吸机吸呼气时相不一致,导致人机对抗。因此初始面罩通气时应选择小潮气量,并在通气稳定后选择合适的PEEP(PEEPi的50%~85%,不增大气道峰压)。待病情好转,FRC下降后再逐渐增加潮气量和减慢呼吸频率,这样患者就比较容易接受面罩通气,并随着通气时间的延长逐渐发挥机械通气的治疗作用。危重支气管哮喘的呼吸力学变化和COPD相似,但其陡直段的肺容积常更小,PEEPi更高,且PEEPi主要是气道粘膜的水肿和平滑肌痉挛造成,用PEEP不能使气道明显扩张,反而使气道压力升高,因此哮喘患者比较难以接受面罩通气,必须经简易呼吸器治疗好转后,再过渡至呼吸机面罩通气或人工气道机械通气。ARDS为双肺弥漫性渗出性病变,且有重力依赖性,其中约40%的肺组织完全实变,不能通气;30%~40%基本正常;20%~30%为陷闭肺区,并导致低位拐点(LIP)出现。位于LIP的PEEP(8~12cmH2O)可使呼气末含气肺容积增加至60%以上,而气道峰压增加有限。从LIP至UIP的肺容积可达1200ml左右,故机械通气时潮气量不应过小(除非晚期),面罩通气能比较容易地满足上述通气特点。 2.流速-容积(υ-V)关系根据υ-V关系,在气道阻塞性疾病,一般需用较大潮气量和较低吸气流速,否则将不符合呼气阻力增加的特点;而在肺实质疾病,应采用较小潮气量和较大吸气流速,因此选择定容型通气,用流速较低的方形流量波和较大潮气量可较好的满足COPD患者的通气需求;而在ARDS患者,若选择方型流量波,尽管潮气量较大,但因峰值流速不足,也可导致吸气不足和人机对抗,因此选择定容型模式时,必须用递减型流量波,或选择时间转换的定压型模式,但最好是PSV、PAV自主性等模式或由此发展的PRVCV或VSV等模式。 3.肺泡通气量和动脉血二氧化碳分压(VA-PaCO2)关系根据VA-PaCO2关系,吸空气时PaCO2 不会超过150mmHg,因此单纯呼吸性酸中毒,pH不会低于6.8的生存极限,考虑代偿因素,pH会更高,如我们统计11例COPD伴PaCO2大于100mmHg的患者,10例pH大于7.1,是比较安全的。当PaCO2大于80mmHg时,VA与PaCO2呈陡直的线性关系,VA或VT轻微增大,PaCO2即迅速降至80mmHg以下,即使没有代偿,pH也大于7.1。当PaCO2 小于70mmHg时,pH将很安全,此时VA与PaCO2的关系曲线比较平坦,需较大VA或VT,才能使PaCO2下降,但气道压力也将明显升高;若VT适当增加,尽管PaCO2可能暂时改善有限,但随着呼吸肌疲劳的恢复,PaCO2将稳步下降。 因此对轻度、中度或重度呼吸性酸中毒患者,首选小潮气量是合适的,面罩通气也容易满足上述要求。二、呼吸机性能和功能 呼吸机的同步性能影响面罩通气的依从性。同步过程包括吸气触发、吸气维持、吸呼气转换和呼气过程4个阶段,其中吸气触发最重要。吸气触发的同步性主要取决于呼吸机的反应时间和触发水平。反应时间越短,同步性越好。目前BiPAP呼吸机和大部分高档呼吸机的反应时间仅数十毫秒,可适合绝大部分患者。而中低档呼吸机,如Bird 6400的反应时间超过100毫秒,对高通气频率的ARDS或肺间质病变患者是不合适的。触发灵敏度可人为调节,越高越不敏感;越接近于零,越敏感,但也容易导致伪触发和人机配合不良,因此触发灵敏度必须维持在适当水平,才能保持稳定的面罩通气。流量触发较压力触发稳定,且近端触发优于远端触发,应首选。近来又出现新的触发方式,如Auto-trak稳定性更好。通气容量和通气压力也影响疗效,如BiPAP20型呼吸机对高通气量的ARDS和高气道阻力的哮喘患者也不合适。与常规高档呼吸机相比,用BiPAP呼吸机进行面罩通气有以下特点①优点:双气流通气,呼吸机送气过程中允许患者发生自主呼吸,可有充足的气流供应;通过漏气孔隙呼气,吸气过程中发生呼气,气流可通过漏气孔呼出,避免人机对抗;漏气补偿;体积小,应用方便;②相似点:反应时间短,流量触发或Auto-trak触发;③缺点:通气动力小,因此气道-肺组织无病变,或仅有轻中度病变的患者应首选BiPAP通气。随着BiPAP呼吸机驱动装置的改进和通气压力的升高,其应用范围显著扩大,特别是Vision呼吸机的推广。新式BiPAP呼吸机可应用于大部分呼吸衰竭患者。三、通气模式呼吸机应包括二类基本通气模式,控制性模式(如PAV/PCV或VAV/VCV)用于呼吸能力较差的患者,自主行模式(如PSV)用于有一定自主呼吸能力的患者。其它模式也可选择,如成比例通气(PAV)理论上有最好的人机关系。其它如双向气道正压(BIPAP)和自适应支持通气(ASP)等也有各自的自主呼吸特色。我们用A/C模式和PSV完成了绝大部分面罩通气,其中PSV为主。 用C模式或A/C模式时,输出气流速多为方波,对面部冲击较大;患者又处于被动吸气状态,易形成喘流,致吸气阻力增加;气体完全或绝大部分靠被动通气进入肺泡,故气道峰压升高,漏气增多,所需固定带的拉力也相应增加。用PSV时, 除一般优点外,还有以下特点:患者吸气期始终处于主动吸气状态,致肺组织和气道扩张,阻力减少,气流以相对较多的“层流”成分进入呼吸道,最终靠胸廓主动扩张和正压通气双重作用进入肺泡,故产生同等大小潮气量所需通气压力较低,不仅可减轻气流对面部的冲击,也使面罩及面颈部的扩张程度减轻,动态死腔减小,有效通气量增加。因此PSV可首选。新型自主性通气模式,如PAV理论上较PSV 有更好的人机关系,也可选用。 PSV或PAV需以一定的中枢敏感性及呼吸肌力量为基础,故在中枢性睡眠呼吸暂停或昏迷以及有严重呼吸肌疲劳的患者,经短时机械通气后,因呼吸中枢刺激因素减弱,呼吸中枢驱动水平下降,出现自主呼吸频率缓慢,每分通气量不足,甚至不能触发呼吸机送气。此时控制/辅助通气模式是必要的。四、通气参数的调节通气参数的适当调节是影响疗效的重要因素。初始应用面罩通气时,患者常较难适应,易发生不自主吞咽活动及胃胀气。首选PSV,从低压力起始,根据潮气量监测值,逐渐增加压力,可使患者比较容易过渡至面罩加压通气。而后随着FRC的减小和通气相对稳定后,使RR调节至合适水平,则符合符合患者呼吸生理的特点。同样用PAV模式,应首选较低的辅助强度;用A/C模式时,应首选较低潮气量。五、基本要求初始面罩通气,患者突然从自然呼吸过渡至密闭的正压通气,多数会有不同程度的不适感,因此通气前应做好解释工作,取得患者的配合;昏迷患者清醒后的配合对维持疗效也很重要,一旦清醒必须做好解释工作;在模式和参数的选择上应掌握有更好的人机关系和符合呼吸生理,不能强求动脉血气是否正常,或改善的速度是否足够快。必要时用简易呼吸器过渡,先随患者呼吸做小潮气量通气,待患者适应后,逐渐增大潮气量,随着缺氧改善和pH回升,呼吸频率减慢,患者自然会接受面罩通气。 六、BiPAP呼吸机面罩通气时需注意的几点问题①准备:检查呼吸机是否能正常运转。更换滤网,一旦滤网变黑,即弃之不用,否则会导致呼吸机供气不足。检查联接管,避免漏气,轻微破损也会导致严重漏气和呼吸机不能充分补偿。呼吸机应用时间过长,特别是较少使用滤网时,呼吸机可能不能正常运转,导致供气不足,应对机器的内部结构进行清洗保养。与大型呼吸机相比,临床上较少对BiPAP呼吸机进行保养,这是完全错误的。②调整呼吸机:初始通气的患者,应将通气键设定在S(PSV)或S/T(PSV/PCV)键,EPAP在最低位置(一般为2~3cmH2O),IPAP在5~6 cmH2O。RR 10~16次/分,吸气时间占总呼吸周期的比例30%左右。③联接氧气:将氧流量调节在5L/min左右,并与面罩接头联接。氧流量较高,可迅速改善低氧血症,但太高,将影响呼吸机的正常工作。④固定面罩:将面罩固定在面部,并使患者感觉舒适。⑤联接将呼吸机:将联接管路与面罩联接。⑥参数调节:使呼吸形式符合呼吸生理。逐渐增加IPAP,每次增加1~3 cmH2O,2~5分钟增加1次,初始可较快,然后逐渐减慢,直至呼吸平稳。因为通气模式是PSV模式,参数调节后5~6分钟即达稳定状态,无需更长时间。若需增加EPAP,则需IPAP随EPAP同步增加,以保持通气压力的稳定,因为通气压力等于IPAP-EPAP,否则会导致通气压力和通气量不足。⑦氧流量调节:根据监测SaO2或PaO2调节,达90%以上或60mmHg以上即可,氧流量不宜过大,否则会影响呼吸机的正常工作。⑧若需FiO2过高(>60%)、通气量过大或通气阻力过大应改用Vision或其他大型呼吸机。

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