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机械通气诊断手册-有创通气(简单、重要、紧贴临床的机械通气知识点)


不能错过的前言


我自己看书都不喜欢看前言,但这个前言建议大家看一看,对于如何使用本手册有帮助。


呼吸机的初学者最爱问一个问题:能否推荐一本适合初学者的呼吸机参考书。笔者的答案是:任何一本参考书都可以,但一定要在呼吸机上找到书本上的知识点。这样才能对书和呼吸机能有个直观的感性认识。


现有的机械通气参考书给人的感觉总是很难。主要问题在于书本并不是按照从简单到复杂的顺序编排。从开篇的呼吸生理、呼吸机通气原理这些“基础知识”开始,参考书就能讲得非常全面、系统、深入,但也会非常复杂。即便读者吃力的看得似懂非懂时,却发现实际运用中用不上这些知识点,更无法解决实际问题。于是迷惑,呼吸机该怎么学?这本书是不是不适合我?


因此,笔者写了这么一本机械通气诊断手册,专门写简单、重要、紧贴临床的机械通气知识点。复杂的知识点因为笔者用的不多,理解的不够深入,也就一笔带过,或者粗浅的谈谈一些自己的看法。本手册的目的不在于教会读者如何使用呼吸机,而是如何观察呼吸机,如何发现机械通气中的问题,并解决问题。所以有了“机械通气诊断学”这个概念。


使用本手册的方法有两种:1、从第一页开始,在呼吸机上寻找手册上提到的知识点,看看呼吸机和书本有什么一样和不一样的地方;2、本手册有Word版本,可以在Word中搜索你想知道的知识点,比如想了解流速饥渴的相关信息,可以使用Ctrl+F,在搜索栏中输入流速饥渴,快速找到有用的信息。如有疑问欢迎读者在呼吸机看图答疑微信群中进行讨论。用有道云笔记收藏可全文下载至手机和电脑上,也可以加微信linda68744022提出需要帮助。


手册中某些病例来源于网络,由于疏忽没有留下作者联系方式。如果其中有哪位朋友的病例,望同畅呼吸客服联系,予以一定的报酬。


在本书撰写过程中由迈瑞呼吸机和飞利浦伟康呼吸机提供演示呼吸机和操作场地,在此表示由衷的感谢。

 

第一节 学不会呼吸机的原因


很多高年资医生在基本的、重要的呼吸机参数上理解错误,用错了却还不知道,因此同样的错误一错再错。究其原因只有两点——不是书看得不够多、不够细。


1不用模肺:不用模肺就无法对呼吸机每个参数有正确、直观的认识。由于专利等商业原因,不同的呼吸机的参数存在同名不同意、同意不同名的现象,任何一本参考书都很难全面的将各种呼吸机参数逐一讲解,因此使用模肺是非常必要的。并且模肺是快速排除呼吸机故障的必备工具;


2不看呼吸波形:几乎所有的呼吸机相关的不良事件总能从呼吸波形上体现出来,而且会在呼吸机、监护仪开始报警之前就能体现出来。不看呼吸波形就无法及时发现机械通气的问题所在。呼吸波形是贯穿整个机械通气的永恒主题,但现有的参考书对于呼吸波形并没有刻意的去强调。


跟做手术不一样,会用呼吸机不是说管理过多少例使用呼吸机的患者就算是学会了呼吸机,而是在于发现过、解决过多少例呼吸机相关的不良事件。再进一步,机械通气是一个持续的团队工作,包括医生、护士、呼吸治疗师,甚至护工、患者家属,任何一个环节出问题都会“功亏一篑”,“木桶效应”非常明显。因此学会对自己所在的机械通气团队进行培训,也应该是“学会”呼吸机的重要评价标准。


第二节 如何使用模肺


选择一个夹板模肺。如果带有模拟气道狭窄的阻力阀学习效果会更好。不带夹板的模肺无法模拟患者自主呼吸,因此是不可取的。

 

将模肺连接在呼吸机上,如果不动模肺,这就是模拟没有自主呼吸的患者。通过这种方式来学习呼吸机的控制通气模式。如果手拉模肺,就是模拟的有自主呼吸的患者。以此来学习呼吸机的自主通气模式以及触发的相关知识。


下图是在夹板模肺上放上重物,模拟肺顺应性变差的病理生理状况。


 下图是通过调节助力阀或者压扁管道模拟气道狭窄的病理生理改变。


在后续的章节中涉及到的呼吸波形绝大多数都是由模肺模拟出来的,学会这种简单的技巧,既便于自己理解,也便于教会别人。

    

   模肺对于判断呼吸机是否故障作用很大。当怀疑呼吸机故障时,先使用模肺模拟没有自主呼吸的患者,观察呼吸机动力(提供的气道压)是否足够,潮气量监测是否准确,有没有漏气,有没有误触发;然后再用手拉模肺模拟自主呼吸,观察呼吸机的吸气触发和呼气触发是否正常。整个过程时间不超过半分钟。


第三节 如何观察呼吸波形


先从最简单、最重要的两个呼吸波形开始学习。分别是压力时间曲线、容量时间曲线。如下图所示。

 

这个图片代表随着时间的变化,呼吸机使得气道压力产生周期性的变化,肺的容积也随之产生周期性的变化。压力升高代表呼吸机送气,患者开始吸气;压力降低代表呼吸机停止送气,患者开始呼气。频率不快不慢最好,15-20/分,呼气时间要比吸气时间长。压力不能太高,否则会把肺“吹爆”造成气压伤,一般不超过30cmH2O。潮气量不能太低,否则会因为通气不足造成呼吸衰竭,潮气量一般不低于6ml/kg。整个波形要规律、整齐。一定要牢记这个波形,凡是与此不同的呼吸波形,往往提示存在呼吸机异常或患者病情变化,需要及时查找原因调整参数。


如果你是一个对呼吸机不感兴趣却又不得不面对呼吸机的呼吸科或者ICU医生、护士,或者你要教一个不会用呼吸机的夜班护士观察呼吸机,那么学到这里就已经足够日常使用了。发现波形不规律,及时通知上级医生调整。万万不能等到呼吸机、监护仪开始报警才想到叫人。


再进一步,学习流速时间曲线。流速时间曲线相对比较抽象,因为它纵坐标有正负两个值,没有绝对正常高限和低限,主要是通过形态进行观察。


正常人呼吸——没有使用呼吸机的人——吸气时流速先较快,随后逐渐降低至0——这叫递减波,然后开始呼气,呼气流速也是从快到慢。呼气和吸气时气体的流动方向相反,因此就有了正负之分。如下图所示:


如上图所示,绝大多数呼吸机的通气方式是按照递减波进行,这更符合生理状态,舒适性相对较好。但呼吸机还可以按照恒定的流速送气——这叫方波,如下图所示。


虽然这样的送气方式不符合生理,但加上吸气暂停,可用于测量患者肺部的呼吸力学指标。比如肺顺应性、气道阻力,这会在后面的呼吸力学相关章节讲解。


上面的呼吸波形反应的是10秒钟左右的患者呼吸参数变化,对呼吸波形熟悉以后,可以学习观察趋势图。趋势图反映的是患者在半小时-72小时之内的呼吸参数变化。它可以用来评估当你不在病房的那段时间,患者病情的变化。比如夜间护士有没有及时吸痰,本次病情突然加重之前呼吸参数是否就出现了某些先兆。以下图呼出潮气量和吸入潮气量的24小时变化趋势为例:

 

A区间提示夜间患者潮气量降低,这可能是患者诉夜间不适的原因,可能是夜间吸痰不及时气道阻力增加,导致的潮气量降低。如箭头所示,高尖的波形提示短时间内吸入潮气量突然大幅度波动,这可能与短暂大量漏气有关,考虑为吸痰时断开呼吸机所致。


观察趋势图,可以为后续的方案调整提供一个尽可能准确、全面的数据支持。


再接下来就是呼吸环,常用的是压力容量环、流速容量环,这是呼吸波形的难点。根据笔者的理解,呼吸环是根据简单的压力时间曲线、容量时间曲线、流速时间曲线三种基本呼吸波形推导而来,呼吸环上的变化绝大多数可以在三种基本呼吸波形上找到相应的变化。更重要的是,三种基本呼吸波形反应的是若干个呼吸周期呼吸参数的动态变化。但呼吸环反应的仅仅是一个呼吸周期、静态的呼吸参数。因此呼吸环相对于三种基本呼吸波形,提供的信息量是较少的。呼吸环的主要作用在于计算呼吸机做功,还有在ARDS时某些呼吸生理学指标的测定(如肺顺应性的高位拐点和低位拐点测定),实际运用有限。对于学有余力的读者可以去学习呼吸环,刚开始学习呼吸机时不要过多深究呼吸环,因为还有更重要的基本呼吸波形和趋势图需要学习。


最后强调一点,呼吸波形观察的是动态的呼吸参数变化。在记录呼吸机相关的病历或者护理记录时,最重要的不是记录设定何种模式、参数,因为这些设定参数是静态,不会变化。更需要记录的应该是呼吸机实测参数。如下图所示。


无论设置参数如何改变,实测参数才是能够直接反应病情变化的动态参数。为机械通气异常情况“诊断”提供更多信息。


第四节 常见异常呼吸波形


首先再次熟悉一下最为“喜闻乐见”的正常呼吸波形,注意适当的呼吸频率、潮气量、气道压、吸呼比。


下图是呼吸管路漏气的波形,其特点是观察容量时间曲线的呼气支,连续多个呼吸周期曲线总是不能回到基线水平,呼出潮气量低于吸入潮气量。这代表漏气,如果仅有一个呼吸周期曲线不能回到基线,不能说明一定有漏气。


下图的波形代表管道脱落,看不到呼出潮气量的曲线,提示呼出潮气量为0。漏气量过多,即便管道没有脱落,也会有这样的波形表现。

 

下图是容量控制通气模式下气道压力过高的波形。容量控制通气是以设定潮气量为目标进行通气。这个波形中虽然潮气量是正常的,但是气道压力明显升高至35cmH2O,有可能造成气压伤。


下图是压力控制通气模式下潮气量过低的波形。压力控制通气是以设定压力为目标进行通气。这个波形中虽然气道压力不高,但潮气量是明显降低至160ml,有可能因为通气不足造成呼吸衰竭。


下图是气道梗阻时的波形。当看到这种压力波形高尖、潮气量极低的情况时,需要立即检查呼吸管路有无存在阻塞的情况。


下图是来源于丁香园网友的流速饥渴的波形。当患者自主呼吸较强,呼吸机选择的是容量控制通气模式时,设定潮气量低于患者实际潮气量。此时呼吸机提供的潮气量并不能满足患者的通气的需求,因此呼吸机是没有做功的。流速饥渴的波形主要见于容量控制通气模式。

 

希望读者能够使用模肺模拟出上述异常的呼吸波形,这样对于呼吸机的理解会更加深刻。


第四节 控制通气与自主通气


控制通气与自主通气的区别不在于患者有没有自主呼吸,而在于本次通气的吸气时间是由机器设定的,还是由患者自行决定的。在一个病例中,所有的控制通气吸气时间都是一样的——呼吸机设定的吸气时间,所有的自主通气吸气时间都可能不一样——由患者自行决定吸气时间长短。如下图所示。

这是用模肺模拟出的自主通气,每一次的吸气时间都不是相同的。


控制通气模式下,所有呼吸的吸气时间都是一样的,为吸气时间设置的1.6秒。

 

控制通气又分为以潮气量为目标的容量控制通气(定容通气)和以压力为目标的压力控制通气(定压通气,需要设定PSV的自主通气模式也是定压通气)。


压力控制通气设定吸气时间的方式为直接设定吸气时间长短或者直接设定吸呼比,通气过程中压力固定,但潮气量会随着阻力的升高和降低变化。如下图所示。

 

容量控制通气在通气中潮气量固定,但压力不固定,会随着阻力的升高和降低发生变化。如下图所示。


容量控制通气与压力控制通气在疗效上没有区别,但容量控制通气对于初学者来说不够友好,因为其设定吸气时间的方式相对较为抽象,通过设定流速和吸气暂停间接设定吸气时间。这个内容将在下一章节讲解。


第六节 五种基本机械通气模式


压力控制通气、容量控制通气、自主通气的不同组合形成了五种基本的通气模式。包括容量控制通气模式、压力控制通气模式、容量控制通气+自主通气模式、压力控制通气+自主通气模式、自主通气模式。


容量控制通气模式(V-A/C):每一次的呼吸潮气量、吸气时间都是固定的。其需要设定的主要参数有:潮气量(Vt)、吸气时间或流速(flow)、吸气暂停(plat time)、呼吸频率(F)。如下图所示


    容量控制通气模式的吸气时间由两部分组成:1、从0到设定潮气量的时间;2、到达设定潮气量后的屏气时间(也叫吸气暂停、吸气保持、平台时间)时间。不同的呼吸机容量控制通气模式下吸气时间设定有所不同,以这台迈瑞SV800呼吸机为例,其需要设定总吸气时间和流速,但不能直接设定吸气暂停时间。其流速设定为47L/分,即0.64秒可将500ml气体送入肺内,吸气暂停时间就是设定的吸气时间1.15-0.64=0.51秒。这台呼吸机表面上看设定的是流速,实际设定的是吸气暂停时间,在调节流速高低时,呼吸机会在流速调节按钮上方的对话框里提示当前流速设定前提下对应的吸气暂停时间。


下图这台呼吸机则是通过流速设定吸气时间,而不是设定呼吸暂停时间。在设定流速时,操作界面会提示当前流速对应的吸呼比。


 容量控制通气模式不同的吸气时间设定方式使得容控模式变得很不友好,成了学习过程中的难点,尤其是流速设定的范围。其实容控模式下的流速设定就是设定吸呼比,潮气量一定前提下,流速越快吸气时间越短。把流速设定到你想要的吸呼比这就可以了。


压力控制通气模式(P-A/C):每一次呼吸的气道压、吸气时间都是固定的。其需要设定的主要参数有:控制压力(PC)、吸气时间(Ti)、呼吸频率。如下图所示:

 

P-A/C模式的吸气时间设定较V-A/C模式吸气时间设定简单很多,直接设定时间长短,呼吸机会提示当前吸气时间设定对应的吸呼比。P-A/C模式不需要设定吸气暂停时间,也不需要通过流速设定间接设定吸气时间。


自主通气模式(CPAP/PSV):自主通气模式是以压力为目标的定压通气方式,不是以潮气量为目标。当患者开始吸气时,呼吸机给予患者设定压力的支持。当患者吸气停止时,呼吸机停止送气。因此自主通气模式需要设定的参数只有支持压力(PSV)。如下图所示。


容量控制通气+自主通气模式(V-SIMV):部分通气以潮气量为目标送气,吸气时间固定;部分通气以支持压力为目标送气,没有吸气时间限定。需要设定的参数有:潮气量、吸气时间(流速)、吸气暂停、呼吸频率、支持压力。其中吸气时间设定同容量控制通气模式,需要设定吸气暂停时间,不同的呼吸机设定方式也不同。如下图所示。


 其中吸气时间设定同容量控制通气模式,需要设定吸气暂停时间,不同的呼吸机设定方式也不同。这台呼吸机V-SIMV模式吸气暂停是在扩展菜单中。


压力控制通气+自主通气模式(P-SIMV):部分通气以控制压力为目标送气,吸气时间固定;部分通气以支持压力为目标送气,吸气时间不固定。其需要设定的参数有:控制压力、吸气时间、呼吸频率、支持压力。如下图所示:


 当患者没有自主呼吸时,无论选择控制通气模式,还是选择控制通气+自主通气模式,在相同的潮气量、控制压力、吸气时间设定前提下,两种模式呼吸波形是完全一样的。


五种模式都需要设定的参数是呼气末正压(PEEP)和氧浓度(FiO2)。呼气末正压可以理解为呼吸机的基线水平压力,也就是呼气时的压力高低。

不同的呼吸机上同一个模式其名称不同。如下表所示。

 

容量控制通气模式

VCV、V-A/CIPPVVCMV……

压力控制通气模式

PCV、P-A/CT……

自主通气模式

CPAP、SPONTSPSVBiPAP……

容量控制通气+自主通气模式

SIMV、V-SIMV……

压力控制通气+自主通气模式

P-SIMV、BIPAPS/T……

上表中的重点在于控制通气与自主通气的不同组合方式的规律,而不在于不同呼吸机上的英文缩写。一般来说,“压力”用P表示,“容量”用V表示,“机械通气”这个名词用MV表示,“控制通气”用C表示,“辅助通气”用A表示,“双”水平用BiBI表示,“持续”用C表示,“同步”用S表示,“自主”和“支持”用S表示,无创呼吸机上的T代表触发方式是时间切换。同一个字母在不同的模式、不同的呼吸机上意义不同,因此学习呼吸模式要从原理上去理解,死记硬背每个英文单词和字母会造成非常严重的混淆。


近年来的有创呼吸机绝大多数都包含这五种基本通气模式。五种基本通气模式相对于其他模式,疗效不会更好,也不会更差。其足以应对几乎所有的机械通气临床问题。


附:

辅助通气:患者的自主呼吸可以触发呼吸机没有吸气时间限定的自主通气,也同样可以触发有吸气时间限定的控制通气。这种由自主呼吸触发的有吸气时间限定的通气叫“辅助通气”,如下图所示。


在控制通气模式下,每一次呼吸的吸气时间都是相等的,为1.15秒。但观察压力时间曲线,有些呼吸吸气前有个小的凹陷,如图中标示,其代表患者自主呼吸造成了气道内压力微小的变化,这些微小的变化被呼吸机感知,随后给予一次有吸气时间限定的通气。


目前绝大多数呼吸机都有辅助通气功能,却没有单纯的辅助通气模式,辅助通气均包含在控制通气模式中。


第七节 呼吸频率


呼吸频率包括实测呼吸频率和设置呼吸频率。设置的呼吸频率在不同的模式中其意义不同。


在使用控制通气模式(A/C)和控制通气+自主通气模式(SIMV)时需要设置呼吸频率。在使用自主通气模式(SPONT)时,需要设置窒息通气频率,窒息通气会在呼吸机报警章节讲解。在使用无创呼吸机的S/T模式时也要设置呼吸频率,这会在无创通气相关章节讲解。本章主要讲解A/CSIMV模式下的设置呼吸频率。


如果是一个没有自主呼吸的患者,可以使用A/C模式,也可以使用SIMV模式。呼吸机会按照设定的呼吸频率送气。两者的呼吸波形一模一样,如下图所示。


如果是一个有自主呼吸的患者,自主呼吸频率15次/分,设置频率10/分。使用A/C模式和SIMV模式波形会有显著差别。


在A/C模式下,呼吸机会至少给予患者10次有吸气时间限定的控制通气(或者叫控制/辅助通气),超过10次的那5次呼吸,均同样给予有吸气时间限定的控制通气。


在SIMV模式下,呼吸机仅给予患者10次控制通气,另外5次呼吸给予的是没有吸气时间限定的自主通气。如下图所示。


 下面讲实测呼吸频率。呼吸机会提示患者总呼吸频率和自主呼吸频率。


假如在SIMV模式下患者实际呼吸频率13/分,设置呼吸频率10/分,呼吸机会提示自主呼吸频率3/分。如下图所示:


 而在A/C模式下,实际呼吸频率14/分,设置呼吸频率10/分,呼吸机则提示自主呼吸频率为0。如下图所示


其实呼吸机提示的“自主呼吸频率”指的是没有吸气时间限定的自主通气频率,而不是真实的“自主呼吸频率”。大多数情况下在患者没有呼吸节律紊乱,有自主呼吸的前提下(压力或流速时间曲线吸气开始前的小凹陷提示自主呼吸),呼吸机的总呼吸频率就是自主呼吸频率。病历中记录患者自主呼吸频率时,不能直接照抄呼吸机上的“自主呼吸频率”。


如果吸呼比(或吸气时间)设定过长,患者存在自主呼吸,那么呼吸机提示的总呼吸频率会低于患者的实际自主呼吸频率。如果想测定真实的自主呼吸频率,可以短时间将呼吸机模式切换为自主通气模式,在没有触发异常的前提下,此时呼吸机显示的总呼吸频率就是真实的自主呼吸频率。如下面模肺模拟的例子,自主呼吸频率就是48次/分。

上图提示自主通气模式下测得患者自主呼吸频率就是48次/分。切换为A/C模式,吸气时间设定为1.5秒。呼吸波形如下:


 在A/C模式下吸气时间设定过长,呼吸机提示的总呼吸频率仅有30/分,这是不真实的。


第八节 吸呼比


吸呼比是呼吸机使用最大的坑,人机对抗大多数与不恰当的吸呼比(或吸气时间)设定有关。


在设定吸气时间(包括吸呼比、流速)时,绝大多数呼吸机会提示在相应吸气时间设定时对应的吸呼比是多少,如下图所示。


 此时的吸呼比显示的是没有自主呼吸时的吸呼比,如果患者存在自主呼吸,且自主呼吸较强,频率高于设置呼吸频率时,实际吸呼比会不同,呼气时间缩短。如下图所示,根据设定的呼吸频率和吸气时间计算出预设的吸呼比是1:3,但实际吸呼比是1.8:1


 不恰当的吸呼比设置最常见的问题是造成呼吸机送气时间过长,阻碍了患者的主动呼气。造成人机对抗,在呼吸波形上表现为压力时间曲线的吸气后期、呼气初期出现高尖的峰压,如下图所示:


在自主通气模式下(SPONT)呼吸机无法直接设定吸气时间,也就无法设定吸呼比。但可以通过呼气触发灵敏度间接设定吸气时间长短。这会在后面的次要参数章节进行讲解。


无创呼吸机虽然有吸气时间设定,但实际中却无法直接决定吸气时间长短和吸呼比,这会在后面的无创通气章节进行讲解。


第九节 呼吸力学 内源性PEEP


在前面的内容中讲解了基本的通气模式和涉及的主要参数。现在以此为基础讲解呼吸力学和内源性PEEP的相关知识。由于两者测量条件相似,故一并讲解。


学习呼吸力学最重要的两个作用是评估气道阻力和肺顺应性。气道阻力最关键的两个决定因素是气道狭窄程度和呼吸机流速设定的高低,比如COPD的患者气道阻力增高。肺顺应性反映了肺膨胀的难易程度,其中包括了胸廓顺应性,不正常的胸廓也会影响肺膨胀,比如ARDS和肥胖的患者肺顺应性都会较差。肺顺应性=容量的变化/压力的变化。肺弹性反映了肺回缩的能力,肺弹性=肺顺应性的倒数。正常的气道阻力和肺顺应性参考值在临床工作中与教科书上是不一样的,死记正常参考值不如动态观察参数的变化。


测量呼吸力学指标前提条件是患者处于肌松镇静的前提下,选择容量控制通气模式(V-A/C或V-SIMV)。流速设定为方波,设定约0.5秒的吸气暂停(或叫吸气保持)。此时呼吸波形(压力时间曲线)会呈现如下形态。


 吸气暂停的状态下会形成一个平台压。平台压高低与(肺胸廓)顺应性有关。平台压-PEEP=(肺胸廓)弹性阻力,顺应性=潮气量/弹性阻力,单位是ml/cmH2O。吸气过程中会形成一个峰压,其与气道阻力有关,气道阻力=峰压—平台压。如下图所示:


气道阻力单位是cmH2O,由于流速设定越高,阻力越大,为了排除人为设定的流速影响,评估病情变化时可以用阻力/流速得到单位流速的阻力大小,单位是cmH2O//秒。顺应性和单位阻力都会在呼吸机的高级参数监测界面提示,如下图所示。这样的参数应该记录在医疗文书中,便于回顾分析、预测病情走向。


 下图为模肺垫了一本书,顺应性变差,平台压升高。但峰压与平台压的差值没变,提示气道阻力没有变化。


下图为模肺使用阻力阀造成气道狭窄,表现为峰压升高,平台压不变,提示气道阻力增加,但顺应性没有变化。


 在压力控制通气模式下,观察流速时间曲线,流速是递减波,如下图所示。因此不能用于测量气道阻力。


 但通过按住“吸气保持”按钮可以测得肺顺应性。如下图所示。


 呼吸机上关于顺应性有两种参数,一种是静态顺应性,一种是动态顺应性,如下图所示。

 

肌松镇静、吸气暂停时测得的顺应性是静态顺应性,最为准确。如果上述条件都没有,测得的顺应性就是动态顺应性,其受气道阻力、患者自主呼吸的影响,不如静态顺应性准确,但动态观察一样可以用来评估病情变化的趋势。


气道狭窄后气道阻力增加,如果呼气时间不够的话,上一次吸进肺的气体还没有呼完就开始下一次的吸气。导致肺内残气量越来越高,在模肺上就是如下的改变。


由于呼气不全,经若干次通气以后,呼气末、吸气前的模肺较最初已经明显增大。肺内残存的气体增加,会产生一个持续的压力,这个压力就是内源性PEEP,测定方法就是在肌松、镇静、外源性PEEP设置为0的前提下,按下“呼气保持”按钮。如下图所示:

 

这是模肺模拟出的内源性PEEP。模拟的条件就是在较高的气道阻力前提下,设置较高的潮气量,较高的呼吸频率,较短的呼气时间(也就是较长的吸气时间)。那么对于气道阻力增高的患者,就需要有意识的设置较低的潮气量,较慢的呼吸频率,较长的呼气时间,以避免内源性PEEP的产生。下图是一个重症哮喘患者的内源性PEEP测定:

 

从图中可以看到这么一个规律,流速时间曲线的呼气支,呼气流速从高值迅速降低到低值,波形可以看出明显的转折。这个现象称为“气道陷闭”,是内源性PEEP存在的最显著特征。但是在严重的ARDS患者中,也会出现这样的波形特点。


内源性PEEP——即呼气时肺内过高的正压——会压迫缺乏骨性支撑的小气道,在呼气时造成气道塌陷,加重气道狭窄,进一步影响呼气。如图所示方框处出现的气道狭窄。

 

  

此时在呼气时给予一定的外界压力,撑开小气道,便于患者呼气,这个压力就是呼吸机上设置的外源性PEEP。如下图所示:

 

呼吸机的PEEP主要是两个作用,对于COPD这样气道狭窄的患者,外源性PEEP作用在于撑开小气道对抗内源性PEEP。对于ARDS患者,其没有呼气不全的问题,没有内源性PEEP,外源性PEEP的作用主要在于撑开塌陷不张的肺泡,改善氧合。


对于测量呼吸力学和内源性PEEP最佳时机是气管插管后立即进行。因为此时患者因插管需要镇静、肌松最为充分,且最接近于患者发病时的状态,便于明确病因,评估病情。


第九节 呼吸机的次要设置参数


呼吸机的设置参数分为三种。


1、公共参数:所有呼吸模式都要设定的参数。包括氧浓度和PEEP


2、重要参数:潮气量、控制压力、支持压力、呼吸频率、吸呼比(吸气时间、流速)。重要参数的设定与疗效关系密切,往往处在呼吸机界面的一级界面。


3、次要参数:包括吸气触发灵敏度、呼气触发灵敏度、压力上升时间。某些呼吸机在容量控制通气存在的模式中(V-A/CV-SIMV)还需要设定流速上升时间。本节内容主要讲解相对重要的次要参数。


公共参数和重要参数对于疗效影响明显,次要参数与疗效的关系不会太大,主要与患者舒适性有关,只要设定在一个不高不低的中间值,一般不会出错。所以在有些呼吸机上就不用设定某些次要参数,由呼吸机自动设定了。比如V60无创呼吸机不用设定吸气触发灵敏度和呼气触发灵敏度。


不同呼吸机的同一个重要参数使用的单位都是一样的,比如潮气量使用ml为单位,控制压力使用cmH2O为单位,少数老式呼吸机使用千帕为压力的单位。但是不同的呼吸机,同一个次要参数,使用的单位不一样。有些呼吸机使用的是1,2,3,4,5档(也可以是1,2,3档,数目不一)。有些呼吸机的1是最高档,有些呼吸机的5是最高档。有些呼吸机使用的是百分比,有些呼吸机使用的是某个具体的单位,比如cmH2O、升/秒。尽管不同的呼吸机同一个次要参数单位不同,但意义是一样的,只需要搞清楚哪个是最高,哪个是最低就足够了。


学习呼吸机次要参数的方法是使用夹板模肺连接呼吸机,将参数设为最高和最低,观察两种情况下,呼吸波形的变化情况。


压力上升时间:有些呼吸机将此称为压力斜坡,有些用一个英文缩写标示。压力上升时间指的是呼吸机压力由PEEP——即基线压力水平,上升到设定的控制压力或支持压力用掉的时间。将此设为最高和最低,其波形会有如下不同。


即便你不知道这个参数按钮是什么意思,通过比较上述两种情况下的呼吸波形不同点,就知道这个参数是压力上升了时间了。


压力上升时间参数见于存在定压通气(以压力为目标)的呼吸模式中。包括自主通气模式、压力控制通气模式、压力控制+自主通气模式、容量控制+自主通气模式。如果使用的是上述四种模式,就必然有压力上升时间设定。容量控制通气模式是没有该参数设定的。


呼气触发灵敏度:不同呼吸机叫法不同,有些呼吸机将此叫做吸气终止。当呼吸机进行自主通气时,吸气时间是由患者自行决定的,患者停止吸气时(或者开始呼气时),呼吸机停止送气。那么呼吸机是通过什么指标的变化评估患者吸气停止呢?就是流速。生理状况下,患者吸气时流速是从最高逐渐降低至0,然后开始呼气。呼气触发灵敏度标准的单位是一个百分比,大多默认是25%。意思是,当患者吸气流速降低到最高流速的25%时,呼吸机认为患者要开始呼气了,于是停止送气,转为呼气。最高值一般是80%,最低值一般是5%。这是同一个患者(不是模肺),处于两个极端呼气触发灵敏度前提下的流速时间曲线。

 

从这里可以看出在80%时,吸气时间最短的,在5%时吸气时间是最长的。呼气触发设置的太灵敏(80%)会导致患者吸气不足,设置的太不灵敏(5%)会阻碍患者呼气。


呼气触发灵敏度设置见于有自主通气的呼吸模式中。包括自主通气模式、压力控制通气+自主通气模式、容量控制通气+自主通气模式。在容量控制通气模式和压力控制通气模式中,是没有呼气触发灵敏度设置的。


吸气触发灵敏度:吸气触发灵敏度见于所有呼吸模式中,因为其对疗效影响相对较小,所以我把它归为次要参数。


呼吸机是如何感知患者吸气的呢?当患者开始吸气时,会造成管道内压力和流速的微小变化,呼吸机就是通过这种微小的变化来判断患者是否开始吸气了。因此吸气触发灵敏度有两种,一种是压力触发,一种是流速触发。两者虽然原理有所不同,但达到的临床效果一样。一般来说流速触发比压力触发跟灵敏一些,但压力触发容错性比流速触发高一些,因此在漏气较多的无创通气时,一般选择的是压力触发。


使用手拉夹板模肺模拟患者吸气,体会不同吸气触发灵敏度设置对于“手感”会有什么不同。如果吸气触发灵敏度设置的太低,患者触发困难甚至无法触发,如下图所示。

 

如果设置的太高,则容易误触发,患者没有吸气时呼吸机就误判其开始吸气了,然后给予不恰当的通气。如下图所示的真实病例,患者心跳造成波形的轻微波动,如果把触发灵敏度设置的过于灵敏,则会造成误触发。


呼吸机通过流速和压力的变化评估患者是否开始吸气和呼气。因此呼吸机的两个核心零件——压力传感器和流量传感器——出现故障,就会影响患者的触发。下面举两个例子。


很多呼吸机的传感器是外接传感器,为一空心塑料管道,因为监测部位靠近患者,监测更为灵敏。如下图所示。但这个部位的导管传感器导管容易进入痰液和冷凝水,从而造成传感器故障。


下图为流量传感器进水的机械通气患者。


其波形有这么一些特点:1、呼出潮气量高于吸入潮气量;2、流速曲线始终不能归零;3、从压力时间曲线可以看出患者存在无法触发的情况。将触发方式有流速触发切换为压力触发后,患者的触发恢复正常,如下图所示。


下图为使用V60无创呼吸机的患者,外接的压力传感器进水。


其波形有如下特点:1、压力水平始终位于吸气压力和呼气压力(PEEP)设定之间;2、无法看到患者的自主呼吸触发,全是红色的控制通气曲线。


呼吸机的触发原理相对较为复杂,但使用简单,可调节范围不大,按照科室习惯使用基本不容易出问题。学习触发时更应该关注无效触发和误触发的情况,及时发现问题,及时解决问题。


第十节 呼吸机报警的设置


呼吸机报警的设置中,最重要的问题是,不要让重要报警被不重要报警干扰,避免产生“报警麻痹”的现象。


首先讲解氧浓度过高或过低报警,因为这是最容易干扰重要报警的问题。呼吸机监测氧浓度是通过氧电池进行,因为氧电池1年左右就会失效,监测会产生误差,比如设定氧浓度50%,监测氧浓度40%,呼吸机产生报警。还有很多医院的中心供氧的氧浓度无法达到100%,甚至在90%以下,呼吸机也会报警。而这样的报警除了换氧电池或者提高医院中心供氧质量,无法解决,所以氧浓度监测意义不大,氧电池失效以后很多呼吸机可以选择关闭氧浓度监测,以避免频繁的氧浓度不正常报警干扰。


如果呼吸机的氧源或者空气源动力不足,呼吸机会出现相应的报警,并不依赖于氧浓度监测。当呼吸机氧源不足时,呼吸机会默认完全给予空气送气,哪怕氧浓度设置为100%。当呼吸机空气源不足时,呼吸机会默认完全给予纯氧送气,哪怕氧浓度设置为21%


如果将呼吸机氧浓度设置由21%设置为100%,患者氧饱和度始终在一个较低水平无变化,提示呼吸机可能存在氧源故障;此时可以将呼吸机空气源断开,如果呼吸机不再送气,提示氧源故障。


呼吸机报警主要有这么几项,潮气量过高或过低(主要指呼出潮气量,而非吸入潮气量)、分钟通气量过高或过低、呼吸频率过高或过低、气道压力过高或过低。自主通气模式时,窒息报警后启用后备通气,属于呼吸频率过低报警的范畴。因为漏气过多的直接体现就是呼出潮气量降低,所以漏气过多属于呼出潮气量过低报警的范畴。


最特殊的报警是气道压力过高报警,因为此时呼吸机除了报警以外,还要打开排气阀排出气体,避免气道高压造成肺损伤。大多数呼吸机默认的气道高压报警是40cmH2O,甚至还有30cmH2O。其原因在于40cmH2O的跨肺压一般被认为是会造成气压伤的界限。而30cmH2O的平台压则被认为会增加患者的死亡率。然而,40cmH2O的压力对于某些阻力很高的患者来说,是不够的,比如下一章会讲解的正在进行胸外心脏按压的患者,因此在某些特殊患者身上,需要有意识的调高压力过高报警上限。


压力过低报警,常见于容量控制通气时流速饥渴;也见于管道脱落大量漏气,此时呼吸机也会有管道脱落的提示。


潮气量过低、分钟通气量过低、呼吸频率过低往往与通气不足有关。需要及时根据呼吸波形进行判断。


潮气量过高、呼吸频率过快、分钟通气量过高,往往提示患者过度通气。如果排除了氧浓度设置不足、烦躁的原因,呼吸机对于过度通气没有太多的办法,除了加深镇静。这里有个常见误区,患者呼吸频率高达40次/分,医务人员希望通过呼吸机的“呼吸频率”设置降低呼吸频率,这是很难实现的。呼吸机可以把呼吸频率由0升至20/分,但很难由40/分降至20/分。


窒息报警:现实生活中的窒息往往指的是呼吸道阻塞,比如异物窒息、溺水窒息。但呼吸机理解的窒息是呼吸停止,跟现实中的窒息意义是完全不一样的。其设置界面大多是在自主通气模式界面下,如下图所示。


在一段时间内呼吸机如果感知不到患者呼吸则出现“窒息”或“窒息通气”或“后备通气”报警,自动转为控制通气,上图所示的这台呼吸机控制通气方式是压力控制通气。大多数呼吸机默认的窒息报警时间是20秒,即患者呼吸停止20秒后,呼吸机自动转为后备通气。当呼吸机感知到患者呼吸后,其又自动切换为自主通气模式。需要强调的是:如果患者因为痰栓堵塞气管导管导致窒息时,呼吸机是不会第一时间出现“窒息报警”的。


窒息报警只见于自主通气模式(SPONT)。在控制通气模式(A/C)、控制通气+自主通气模式(SIMV)中因为要设定最低的控制通气呼吸频率,不会出现长时间的呼吸停止,也就不会有窒息报警的。


有些患者对呼吸机产生依赖后,自己的呼吸肌就不再做功,在呼吸机模式切换为自主通气模式后,会出现长时间的呼吸停止,直到呼吸机出现窒息报警转为后备通气。当呼吸机出现窒息报警时医务人员不用紧张,一般不会是气道阻塞,此时需要注意观察患者神志。如果患者神志清楚,没有焦虑的表现,则提示患者可能产生了呼吸机依赖。处理方法是在密切观察的前提下关闭窒息报警(即后备通气),呼吸停止稍长一段时间后,由于二氧化碳分压上升、氧分压下降,患者自主呼吸就会恢复。


有些情况是呼吸机报警无法体现出来的。比如气道湿化不足、触发不良和误触发、吸气时间的不恰当设置。因此不能单靠呼吸机报警评估患者病情是否平稳,频繁的观察呼吸波形和针对患者(包括呼吸机)查体是必须的。


在设置呼吸机报警时一定要对患者的病情进行评估。尽量不要使用呼吸机的默认报警设置。


比如一个刚气管插管的患者,可能由于不耐受产生过高的呼吸频率和分钟通气量,人机对抗可能还会造成气道高压。此时应该将潮气量、呼吸频率、分钟通气量的报警上限上调,避免频繁的无意义的报警干扰。气道高压是对抗产生的,不影响通气,因此压力报警上限不用上调。


经过一段时间的镇静治疗后,患者逐渐耐受机械通气,呼吸平稳,此时需要将之前上调的呼吸频率、潮气量、分钟通气量上限下调。以便通过报警及时发现病情波动。


报警麻痹:不仅仅是呼吸机,监护室中所有仪器设备的频繁无关紧要的报警会干扰医务人员对于重要报警的判断,这称为报警麻痹。因此在设置医疗设备报警时,要注意排除掉不重要的报警,不要遗漏重要报警。


报警麻痹还有一层意思是对于呼吸机报警的消极处理。比如当呼吸机出现气道高压报警后,不去寻找原因,只是提高压力报警上限,或者下调呼吸机压力设定(包括控制压力、支持压力、PEEP)。甚至是单纯的下调呼吸机报警音量或反复点击“关闭报警2分钟”按钮。还有一种情况,当呼吸机出现报警不能正常工作时,不去查找是呼吸机的原因还是患者的原因,而是直接更换呼吸机,或者直接用简易呼吸器替代。这些都是呼吸机报警的消极处理。


第十一节 胸外心脏按压时的呼吸机设置


很多医务人员在抢救胸外心脏按压的患者时,喜欢使用简易呼吸器,因为“感觉”呼吸机“气不够”,“打不进去”,“效果没有简易呼吸器好”。这种“感觉”是怎么来的呢?这还是要从呼吸波形说起。


先使用模肺模拟胸外心脏按压的波形,如下图所示。


该波形有这么些问题,气道高压报警,低潮气量报警。


气道高压报警的原因是呼吸机送气与胸外按压冲突,导致短暂的气道高压,超过压力报警高限,于是出现报警。报警出现后,呼吸机打开排气阀,潮气量没有达到预设值呼吸机就停止了送气。而且吸气时间相当短,不能给予血气交流充足的时间。大多数呼吸机默认的压力报警高限是40cmH2O,胸外按压时的肺内压往往在40 cmH2O-60 cmH2O之间。因此大多数呼吸机的默认压力报警设置并不能满足患者的需求。


为什么感觉这种时候使用简易呼吸器的效果比呼吸机效果好,因为绝大多数简易呼吸器的压力报警上限是60 cmH2O。这个压力是能够满足胸外按压时的通气需求的。在下一章会讲解简易呼吸器使用的一些问题。


由于呼吸机能够比简易呼吸器提供更高浓度的氧和更全面、准确的监测,因此胸外按压时建议尽量使用呼吸机,而不是简易呼吸器。那么此时呼吸机应该如何设置?


1、最重要的一点,压力报警上限设置不低于60 cmH2O


2、选择V-SIMV模式,即容量控制+自主通气模式,潮气量设为400-500ml,呼吸频率不超过15/分,分钟通气量不需太高,能满足需求就行,吸呼比设置为1:2,压力支持设置为0PEEP可以设置为0,氧浓度100%


同样是使用夹板模肺模拟胸外按压时的机械通气,经过上两步的设置,呼吸波形如下所示。


从这个波形可以看出,胸外按压造成的气道高压依然存在,超过40 cmH2O,不到60 cmH2O,但潮气量可以达到预设值,吸气时间也能满足气血交换的需求。

 

 

不建议使用容量控制通气模式,因为在容量控制通气模式下,每一次胸外按压都会被呼吸机误判为一次自主呼吸,随即给予一次辅助通气。如下图所示。


从上图可以看出,这个波形通气量足够,但呼气时间过短,肺内气体可能来不及排出,从而导致肺动态过度充气,产生内源性PEEP。如果非要使用控制通气模式,需要把触发灵敏度设置为“最不灵敏”的档位,以避免胸外按压导致的误触发,如下图所示。


但这种设置方式的问题在于:患者自主呼吸恢复后需要重新设置触发灵敏度,避免自主呼吸不能触发的情况。


第十二节    简易呼吸器的问题


因为简易呼吸器使用“简易”,因此很多医务人员没有仔细的去研究简易呼吸器,临床中产生不少简易呼吸器相关的问题。这里进行一些讲解。


简易呼吸器的特点:“简易”不是简易呼吸器的特点,简易呼吸器的特点是没有传感器。因此在使用的过程中医务人员不知道潮气量和气道压的高低,简易呼吸器也不会有潮气量过低、气道压过高报警,当出现通气不足的问题时,不容易被发现,导致严重的后果。由于简易呼吸器缺乏监测的特点,其可以称为“最难使用的呼吸机”。


先说简易呼吸器最为重要的一点,安全阀。如图所示。

 

安全阀的作用类似于呼吸机的压力高限报警,其只有一个固定值,大多数为60cmH2O,不能调节高低。当气道压力超过60cmH2O时,安全阀打开,气体由安全阀排出。通过下压、顺时针旋转安全阀可以将其关闭,这样无论气道压力多高,气体都不会从安全阀中排出。


安全阀大多数时候是打开的状态,它的问题在于:当阻力过高,气体从安全阀排出时,简易呼吸器并没有明确的压力过高报警提示,也没有潮气量过低提示。皮球依然可以捏得动,医务人员会以为气体正常进入了肺内,真实情况是肺内的通气是不够的。最终因为长时间的通气不足导致严重后果。


由于缺少监测,医务人员完全凭手感进行送气。在抢救患者的紧急情况下,医务人员常常会因为紧张而给予过高的潮气量和过高的呼吸频率,如果患者是一个COPD的患者,气道狭窄明显,呼气受限,过高的潮气量和呼吸频率会导致肺动态过度充气,产生内源性PEEP,严重时会因为胸内压过高影响回心血量,降低心排,造成有效循环不足。


由于缺少监测,当简易呼吸器出现破损、阻塞的故障时,不易被医务人员察觉。抢救患者时疗效受影响,患者因此死亡还有可能被认为是死于原发病加重不能控制。因此有必要定期对简易呼吸器进行检查。检查的方法如下所示。


1、关闭安全阀,这样气体不会从安全阀排出;


2、用手堵住简易呼吸器的出气口,用劲捏皮球,如下图所示。


如果皮球捏不动,提示简易呼吸器密封性良好。如果皮球捏得动,提示简易呼吸器存在漏气的可能。需要进一步寻找漏气的部位,皮球的橡胶老化产生裂痕是漏气的常见原因。


3、手松开出气口,但贴近出气口,捏皮球,感知气体流出的流速高低,捏皮球的手要感知气道阻力的高低,如下图所示。

 

如果风小,阻力增高,提示简易呼吸器存在故障,动力不足,需要进一步寻找原因。比较容易出现动力不足的情况是简易呼吸器活瓣部位零件的组装错误。如下图所示,在进行简易呼吸器的消毒时,会把其零件拆开。


其正确的组装方式如下图所示。

 

活瓣的安放位置需要注意,安装方式不要反了。

  

正常的活瓣开口类似于一个“二尖瓣”,如果不慎装配错误,比如下图所示“三尖瓣”的情况,会导致简易呼吸器密封不良漏气,气道阻力增加,流速降低,动力不足。


简易呼吸器的阻力和流速多少为正常,这个没有具体的参考值,需要多用手去体会,多检测几个简易呼吸器就知道正常的手感了。


由于简易呼吸器缺少监测,在观察患者的通气量时还需要针对性的对患者进行查体。主要是通过呼吸音听诊,和视诊观察胸廓的起伏。


第十三节 智能通气模式


本节内容和机械通气模式有关,按道理应该放在前面的机械通气模式章节中讲解,但因为智能通气模式并非必不可少的重要内容,因此放在最后讲解。本节以PRVC和ASV两种具有代表性的智能通气模式为例讲解。


定压通气——包括压力控制通气、压力支持通气——最大的问题在于无法直接设定目标潮气量。在使用定压通气时为了能够让患者的潮气量达到预设值,医务人员需要反复调节压力控制或压力支持,使得实际潮气量接近想要的预设潮气量。智能通气模式就是以定压通气为基础,由机器自动完成了反复调节压力的工作,医务人员只需要设定想要的潮气量或分钟通气量即可。


PRVC全称压力调节容量控制通气模式,P代表压力,R代表调节,V代表容量,C代表控制通气。不用牢记这几个字母的意思,因为在不同的呼吸机上同样的模式叫法不一样,有些叫Autoflow,有些叫VC+,有些叫(SCMV,所以无需纠结太多。


除了氧浓度和PEEP以外,PRVC需要设定的主要参数有潮气量、吸气时间、呼吸频率。如下图所示。单看呼吸参数的设定和容量控制通气模式一样,但容量控制通气模式大多是通过流速间接设定吸气时间,而PRVC无法设定流速,只能直接设定吸气时间或吸呼比的长短。这个特点跟定压通气是一样的。


如果再看PRVC需要设定的次要参数,它需要设定压力上升时间,如上图所示,这个次要参数只见于定压通气模式,在容量控制通气模式中是没有压力上升时间设定的。

 

需要同时设定潮气量和压力上升时间,这是PRVC模式最典型的特点。如果在一台陌生的呼吸机上看到这样一种模式需要设定潮气量和压力上升时间,无论它叫Autoflow,还是VC+,它都是跟PRVC一样的。


定容通气特点是潮气量不变,压力要变;定压通气的特点是压力不变,潮气量要变。PRVC模式下潮气量和压力都会变化。如下图所示。


当因为某种原因肺阻力增加,呼吸波形会首先出现潮气量下降的表现,类似于压力控制通气。随后呼吸机逐渐上调压力,若干个呼吸周期后,潮气量“回到”预设值。如果肺阻力降低,则会先出现潮气量增加的表现,随后呼吸机逐渐下调压力,使得潮气量接近预设值。


PRVC可以和自主通气组合构成PRVC-SIMV模式。如下图所示,这种模式需要设定的主要参数包括潮气量、呼吸频率、吸气时间、支持压力、压力上升时间。


PRVC-SIMV模式在控制通气部分,是按照PRVC的工作原理进行通气,需要设定潮气量和压力上升时间,在自主通气部分则是按照之前自主通气的工作原理进行通气,需要设定压力支持、压力上升时间和呼气触发灵敏度。


以上为有创通气篇章,后期会推送无创通气,可以留言给小编进行讨论!

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