通过呼气末闭塞动作监测患者-呼吸机的相互作用

辅助机械通气期间的患者-呼吸机相互作用

机械通气（结合镇静剂）可以完全抑制患者的呼吸驱动力和精力。尽管在某些情况下可能需要这样做，但通常首选保持自发呼吸努力，因为它可以减少肺不张，改善氧合作用，降低肺血管阻力并可以防止废用性膈肌萎缩。然而，在辅助通气过程中剧烈的呼吸努力可能会导致患者无意间遭受自发性肺损伤（P-SILI）。大量的呼吸努力会增加潮气量，并增加整体和局部肺部压力，增加婴儿肺部发生容积伤的风险并加剧呼吸衰竭。剧烈的隔膜收缩也可能引起负荷引起的隔膜损伤。因此，自发呼吸不是万能药，其收益和风险在很大程度上取决于呼吸努力的程度。生理原理和观察数据表明，与保持安静呼吸相似的努力水平可能是最佳的。

呼吸驱动力和努力也决定了患者-呼吸机不同步的风险。异步通常是由于呼吸驱动力过低（无效的努力，反向触发），或者是由于呼吸驱动力过高和过度的努力（双重触发，流量不足）引起的。这些异常的诊断和处理可以通过评估呼吸驱动力和努力来获知。

总而言之，评估和管理患者的呼吸努力对于优化患者与呼吸机的相互作用并减轻其潜在的不良影响至关重要。

需要非侵入性技术来监测患者-呼吸机的相互作用和呼吸作用

检测患者与呼吸机之间的不良相互作用以及过度或不足的呼吸努力具有挑战性。呼吸频率是呼吸努力的不可靠指标，因为它对呼吸负荷的变化相对无响应，并且可能受到多种因素的影响。气道压力和流量不提供有关吸气努力的直接信息，尽管可以通过流量或压力波形的改变来说明努力的改变。呼吸道压力是量化呼吸存在时整体肺部压力的不可靠指标，因为它可能低估了由负性胸膜压力波动引起的肺内压力升高，这是由于吸气肌肉的收缩引起的。因此，呼吸机波形的基本检查不够灵敏，无法排除潜在的有害呼吸作用。

食管测压可以通过根据食管压力摆动（∆Pes）评估呼吸作用的存在和强度，并估计呼吸肌（Pmus）产生的压力来监测患者与呼吸机的相互作用。但是，与其他监视工具（即，隔膜电活动）一样，Pes监视需要时间，专用设备和一些专业知识才能正确解释信号。繁忙的临床医生需要简单，可行，无创的技术来评估患者－呼吸机的相互作用和呼吸作用。

使用简短的呼气闭塞动作来检测不良的患者-呼吸机相互作用

当在单次吸气用力期间（或长达5秒）随机应用呼气末气道阻塞时，患者在阻塞期间的自发呼吸努力将在气道压力中产生负压偏移，从而“揭开”呼吸肌肉的作用力（图1a）。在机械辅助呼吸过程中，阻塞期间的负压偏转（Pocc）的大小与Pmus相关，因为单次呼吸间断性应用呼气末阻塞不会改变膈肌的激活程度

Pocc可用于估计Pmus和动态经肺驱动压力（∆PL，dyn），这是吸气期间施加于肺的动态机械应力的量度。Pmus和∆Pes可以通过Pocc通过验证的校正因子来估计，校正因子针对胸壁弹性以及闭塞和非闭塞条件之间的胸壁运动学差异进行调整（图1a）。然后可以通过在辅助呼吸期间从气道正压摆幅中减去估计的∆Pes来估计∆PL，dyn（图1a）。值得注意的是，∆PL，dyn可能比准静态经肺驱动压力更好地反映了峰值区域肺部应力。尽管尚未确定这些参数的最佳值，但估计的Pmus> 15 cm H2O和估计的∆PL，dyn> 20 cm H2O分别表明呼吸努力和动态肺应力可能过大。

使用这种简单的方法，临床医生可以检测到（a）Pmus的估计值中过度的呼吸努力，（b）呼吸暂停期间缺乏呼吸努力（在5 s闭塞期间无压力偏斜），以及（c）自发呼吸期间的过度肺应力从∆PL，dyn的估计值得出。因此，通过测量Pocc可以轻松，可靠地检测出反映膈肌和肺部损伤的潜在风险的关键参数。该策略还可用于监视接受神经肌肉阻滞的患者，以确认没有呼吸作用。如果在5 s的闭塞过程中气道压力没有负偏斜（即Pocc = 0 cm H2O），则可能已达到足够的麻痹状态。尚未将该方法的敏感性与其他常用方法评估神经肌肉阻滞（即周围神经刺激）的充分性进行直接比较。

最后，呼气阻塞可以区分各种不同步。例如，如果阻塞期间患者的固有呼吸率远高于辅助呼吸期间的明显呼吸率，则呼气阻塞可能揭示无效触发。当观察到双循环时，呼气末阻塞将揭示这是由过度和延长的吸气努力还是由反向触发（在这种情况下，患者通常会在暂停期间呼吸暂停）导致的（图 1b）。如果呼吸机似乎由患者触发，但在阻塞期间没有呼吸努力，则很可能自动触发（图 E1，在线补充）。

图 E1.由于回路中存在水而出现明显自动触发的患者的呼吸机屏幕截图。假定呼吸机呼吸由患者触发，因为观察到的呼吸率远高于设定呼吸率。然而，在呼气末保持期间，无呼吸努力。当触发器灵敏度降低时，触发恢复到设定速率。

局限性

该方法存在局限性。首先，尽管 Pocc 可用于准确检测过量 Pmus 和 ∆PL,dyn，但这些参数的估计值不精确，如果需要精密度，不能替代直接测量。其次，阻塞期间无呼吸努力并不能排除反向触发导致的呼吸努力（图 1b）。最后，动态肺过度充气和内源性 PEEP 可能导致这种努力被低估，特别是如果内源性 PEEP 未针对闭塞气道达到平衡。

结论

呼气阻塞策略是评价患者-呼吸机相互作用的一种简单、可行和非侵入性方法。该操作可检测到无呼吸努力或过度呼吸努力或过度动态肺应力，并可用于区分各种形式的患者-呼吸机不同步。该策略可能为未来临床试验中测试的肺和隔膜保护通气（“安全自主呼吸”）提供基本监测途径。