呼吸机机械通气方式与临床应用.doc

呼吸机机械通气方式与临床应用 呼吸机治疗的目的是帮助病人完成有效的肺泡通气和交换。在应用呼吸机时必然考虑两个主要问题：一是病人自主呼吸的目前情况，需要让呼吸机完成哪些功能？若自主呼吸完全停止，毫无疑问需要呼吸机完成替代功能；若尚有自主呼吸，则需要呼吸机辅助自主呼吸；若有肺泡气体交换障碍，需用呼吸机提高功能残气量。二是呼吸机本身的功能是否满足病人的需要？怎样调节呼吸机才能保证既能解决病人的通气不足，又能减少对病人的生理干扰?这些都涉及到呼吸机的通气方式（mode of ventilation）问题。目前就呼吸机在临床应用的通气方式做一下简述。一、 间歇正压通气（Intermittent Positive Pressure Ventilation , IPPV）IPPV间歇正压通气也称机械控制通气（CMV）。此方式时，呼吸机不管病人自主呼吸的情况如何，均按预调的通气参数为病人间歇正压通气，主要用于无自主呼吸的病人。IPPV的压力和流速图如图1-3-1所示。图1-3-1 IPPV的气道压力和流速图Ti吸气时间；Te呼气时间；Tp平台时间（一）分类和参数调节1.定容IPPV特点：吸入潮气量恒定。预定IPPV频率。一般都需预定吸气时间和吸气平台时间。呼气向吸气的转换常采用时间切换。在IPPV期间若病人的胸肺顺应性或气道阻力改变，也能保证通气量的供给，但气道压力和气流速度发生相应的变化。易产生高气道压，有气压伤的危险。有漏气时，可产生通气不足。2.定压IPPV特点：预调IPPV频率，呼气向吸气的转换常采用时间切换。预调IPPV吸气峰压，当吸气使气道压达到该预调值时即转向呼气。一般无吸气平台。一般需要预调吸气流速（常用恒流）。流速越快，吸气时间越短。在IPPV期间，若气道阻力增加或胸肺顺应性下降可发生通气量不足。所以定压IPPV通气，需要有潮气量监测和报警，以防发生通气量不足。由于压力控制通气（PCV）方式的出现，定压IPPV临床已较少应用。（二）IPPV的优缺点1.优点：呼吸机构造简单、容易操作、使用方便。主要用于无自主呼吸或自主呼吸很微弱的病人及手术麻醉期间应用肌肉松弛剂者。2.缺点：若有自主呼吸，可发生人机对抗。若调节不当可发生通气不足或过度，尤其是定压IPPV。不利于自主呼吸的锻炼。（三）吸气平台的应用吸气平台又称吸气末停顿（End-inspiratory pause）或吸气末屏气，其含义为：在IPPV时，于吸气末呼气前，呼气活瓣通过吸气机的控制装置再继续停留一个间期（0.33秒），在此期间不再供给气流，但肺内的气体可能发生再分布，使不易扩张的肺泡充气，气道压从峰压有所下降，形成一个平台压。意义和用途为：1.吸气平台的时间为吸气时间的一部分。2.吸气平台利于气体在肺内的再分布。3.吸气平台利于吸入雾化药物在肺内的弥散。4.利用平台压可计算静态肺胸顺应性。静态肺胸顺应性=潮气量/（平台压-PEEP）动态肺胸顺应性=潮气量/（峰压-PEEP）5.吸气平台对静脉回流、颅内压等有一定影响，尤其是平台时间延长时，一般不要超过吸气时间的15%。6.主要用于肺泡萎缩或肺顺应性较差的病人。（四）叹息（sigh）的应用在IPPV期间，每隔一定的IPPV或时间，供给一个1.52倍的潮气量。目的在于预防长期IPPV时肺泡凹陷性肺不张。实际上是模仿人体在正常安静呼吸一段时间后有13次深吸气设计的。1.实施方法：（1）定容呼吸机，设计时已定每间隔50或100次IPPV或每间隔13分给一个预调IPPV的2倍或1.5倍潮气量。（2）在恒流驱动、定时呼吸机，每间隔一定的时间或IPPV次数给一次2倍或1.5倍的吸气时间，实际上也是TV的增加。（3）有的呼吸机，叹息的量和次数需要操作者调节。2.用途和注意事项：（1）叹息仅用于长时间IPPV通气时。对于有肺大泡的病人应慎用，以免引起肺泡破裂。二、同步间歇正压通气（SIPPV）同步间歇正压通气也称辅助/控制通气（A/C-Assist Control），SIPPV和IPPV的区别在于由病人自主吸气触发呼吸机供给IPPV通气(图1-3-2)。其特点为：1. 预调触发敏感度（吸气负压、流速或容量大小）。2. 病人自主吸气只要达到触发敏感度，即触发呼吸机供给一个预调的IPPV通气。所以总呼吸频率不恒定，节律也不稳定。3. 预调IPPV的量（定容式）或压力（定压式）。4. 为防止自主呼吸停止或吸气微弱不能触发呼吸机，一般都设有安全保险装置，即预调IPPV频率。若在IPPV所定的呼吸周期内无自主呼吸或吸气微弱不能触发，在周期结束时呼吸机自动供给一个IPPV。也就是说，实际SIPPV频率必然大于或等于预调的IPPV频率。图1-3-2 SIPPV 的气道压力和流速图A自主吸气达不到触发水平,不能触发IPPV;B达到预置IPPV周期, 非同步给予IPPV。5. 当自主呼吸强而快时，SIPPV频率明显增加，可发生过度通气。应监测MV、呼吸频率等，及时调整潮气量和触发敏感度。6. SIPPV时也可使用吸气平台和叹息。7. 由于SIMV和MMV通气方式的临床应用，SIPPV已渐被弃用。三、间歇指令性通气（Intermittent Mandatory Ventilation ,IMV）IMV的含义为在病人自主呼吸的同时，间断给予IPPV通气，即自主呼吸IPPV。自主呼吸的气流由呼吸机的持续大流量恒流供给（7090L/min）。IPPV由呼吸机按预调的频率、潮气量、吸气时间等供给。总分钟通气量等于机械MV自主呼吸MV。IPPV可是定容（常用），也可是定压或定时。（一） 分类1.单纯IMV(图1-3-3)：图1-3-3 IMV和SIMV的气道压力和流速图自主呼吸的频率（f）和TV由病人自己控制，间隔一定的时间（可调）给予IPPV。由于不同步可能出现人机对抗，所以单纯IMV不常应用。2.同步IMV（Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation ,SIMV）：自主呼吸的f和TV由病人控制，间隔一定的时间（可调）行同步IPPV。若在等待触发时期（称同步触发窗）内无自主呼吸，在触发窗结束时呼吸机自行给予IPPV，这样无人机对抗产生。触发窗一般为IPPV呼吸周期的25，位于IPPV前。例如，预调IPPV为10次/分，其呼吸周期为6秒,触发窗为1.5秒。若在6秒的后1.5秒内有自主呼吸触发呼吸机，即给予一次IPPV通气；若在此期间无自主呼吸或较弱不能触发，在6秒钟结束时即给予一次IPPV。（二） SIMV的优点1. 由于自主呼吸和IPPV有机结合，可保证病人的有效通气。2. 临床上根据病人的自主TV、f和MV变化，适当调节SIMV的频率和TV，利于呼吸肌的锻炼。SIMV已成为撤离呼吸机前的必用手段。3. 在缺乏血气监测的情况下，当PaCO2过高或过低时，病人可以通过自主呼吸加以调整，这样减少了发生通气不足或过度的机会。（三） SIMV的用途1. 呼吸衰竭早期：病人易于接受SIMV，无人机对抗。2. 和CPAP同用，治疗ARDS。3. 撤离呼吸机前使用，适当减少SIMV的频率和量，利于锻炼呼吸肌功能。（四） SIMV的缺点1. 若病情恶化，自主呼吸突然停止时可能发生通气不足或缺氧。所以，在用IMV时最好将分钟通气量报警下限调在IMV分钟通气量之上能维持病人需要之处，以便及早发现通气不足，及时处理。2. 由于自主呼吸存在，在一定程度上增加了呼吸功消耗。若应用不适当，会导致呼吸肌疲劳。四、分钟指令性通气（Minute Mandatory Ventilation ,MMV） 1997年，A.M Hewlett等首先提出MMV通气。设计MMV的初衷，是来解决传统的IMV在撤机时所遇到的困难。在撤机过程中，自主呼吸不稳定的患者，IMV并不能保证其获得恒定的通气，故设想研制一个每分钟通气量恒定的系统，以保证通气不稳定的患者在撤机过程中的安全。当患者自主呼吸降低时，该系统会自动增加机械通气水平；相反，恢复自主能力的患者，在没有改变呼吸机参数的情况下会自动将通气水平越降越低。(一)MMV原理 根据性别、年龄、体重、体位和代谢情况等，预调分钟通气量(MMV)。呼吸机能自动监测自主分钟通气量（MVs）、机械分钟通气量（MVm），或自主潮气量（TVs）、自主呼吸频率（fs）、机械TV（TVm）和机械f（fm）。MMV=MVs+MVm=TVsfs+TVmfm 若在单位时间内自主通气量小于应该达到的通气量时，呼吸机自动机械辅助一个预调的潮气量或预定压力或吸气时间的机械通气。这样不论病人自主呼吸如何变化，总能获得大于或等于预调分钟通气量的通气。也就是说，若自主MV小于预调MV，呼吸机同步地供给其差额；若自主MV大于等于预调MV，呼吸机不作正压通气，只提供持续气流供自主呼吸用；若自主呼吸停止，呼吸机以IPPV形式供给预调MV。（二）MMV的优点 1. MMV与单用IMV相比，它能使某些患者的PaCO2得到更大控制。 2. 应用MMV的患者，发生急性通气不足或呼吸暂停时不会导致突然的高碳酸血症和急性缺氧。 3. 对接受MMV的患者，不必顾虑因疼痛、焦虑或激动而服用镇静剂、止痛剂或安定药所引起的急性通气不足。 4.对于从药物过量或麻醉状态中恢复的患者，MMV保证从机械通气平稳过渡到自主呼吸。 5. 由于呼吸机自动补给，减少了人工监测和调节呼吸机的次数，大大节省人工劳动。 6. 使用MMV，利于呼吸肌的锻炼和呼吸机的撤离。（三）MMV的潜在危险 MMV时可能发生两种特殊情形： 1. 自主呼吸浅而频：由于胸肺顺应性降低（见于肺充血、肺水肿、肺纤维化、肺不张、肺炎、腹胀等）或呼吸肌力量不足，出现自主呼吸浅而频的患者，因为TVs太小，仅能满足死腔通气。而MMV方式时呼吸机将这部分死腔量算在总MV内，因而患者的肺泡通气量严重不足。对于这种危险情况，应对自主呼吸辅助以适当水平的压力支持才能够解决。 2. 呼吸暂停：患者自主呼吸波动很大，有可能出现这样的情形：当前患者的自主呼吸特别旺盛，其实际分钟通气量大大超过设定的MMV水平，但如果突然发生呼吸暂停，记录的分钟通气量在此相当长的一段时间内维持在设定的MMV水平之上，强制通气无法启动，患者发生窒息，出现肺泡萎缩气体交换不足。因此对窒息间隔时间也应严密监测。 另外，MMV虽可避免SIMV的缺点，但要求呼吸机带有微电脑，有分析功能，同时病人自主MV的测量要准确，否则将不能保证MMV量的供给。(四)不同呼吸机的MMV特点 目前，许多呼吸机都具有MMV通气功能，如Ohmeda CPU-1、Bear 5、Drager EVITA、Engstrom Erica和Elvira，以及Hamiton Veolar等。由于各种呼吸机的气路结构及控制方法等不同，其MMV各有独特之处。1. Engstrom Erica和Elvira的MMV称为EMMV，它是一个逻辑上可扩展的系统，呼吸机保证传送给病人预置的分钟通气量。另外，EMMV还可提供超出设定MMV水平之上的自主呼吸容量。在撤机过程中，如果设置的MMV水平较低，它鼓励病人增加自主呼吸。为了防止深大自主呼吸与强制通气之间的时间间隔过长、出现呼吸暂停情况，呼吸机内部建立了一个时间受限函数，保证这个时间间隔通常处于310秒之间。对于自主呼吸浅而频的情形，设有频率过快报警。2. Drager呼吸机的MMV称为DMMV，它与EMMV的区别在于，EMMV对强制潮气量的控制取决于本次分钟通气周期内已经发生的通气量，而DMMV则取决于本次强制通气之前一分钟内的分钟通气量。如果病人自主呼吸非常旺盛，超过设定的MMV水平1/2MMV以上时，微机只记录1/2MMV,这样病人可以尽情呼吸，而一旦呼吸中止时，通过采样平均，能在较短时间内（最长为25秒）使MV监测值降至MMV水平以下，从而触发机器提供强制通气，确保病人安全。3. Hamiton Veolar呼吸机为维持一个恒定的MMV水平所采取的方法是独特的，它不是增加或减少机械通气的次数，而是应用压力支持通气（PSV）来达到理想的每分钟通气量。以此方法，每分钟附加的通气量，借吸气压力支持水平的变化传送。呼吸机调整压力支持水平的升降，以保证自主呼吸患者维持最小的每分钟通气量。如果呼吸暂停，Veolar则提供可编程序的替代频率和容量。Hamilton系统是一种较好的自动PSV，其维持患者通气水平的优点是随着PSV水平的增加，患者用相同的功可进行越来越大的自主呼吸。 由于MMV能减少可能发生的急性通气不足，所以比传统的IMV更安全。MMV能保障某些患者从机械通气平静地过渡到自主呼吸，它比传统IMV有效。五、呼吸末正压（PEEP）(一)PEEP的概念 吸气由病人自发或呼吸机产生，而呼气终末借助于装在呼气端的限制气流活瓣等装置，使气道压力高于大气压。(二)PEEP的主要作用1. 呼气末正压的顶托作用呼气末小气道开放利于CO2排出。2. 呼气末肺泡膨胀功能残气量（FRC）升高利于氧合。(三)PEEP的临床主要适应症1. 低氧血症，尤其是ARDS者，单靠提高FiO2氧合改善不大，加用PEEP可以提高氧合量。2.肺炎、肺水肿，加用PEEP除增加氧合外，还利于水肿和炎症的消退。3.大手术后预防、治疗肺不张。4.COPD患者，加用适当的PEEP可支撑小气道，防止呼气时在小气道形成“活瓣”作用，利于CO2排出。（四）PEEP的不利影响 主要是PEEP使胸腔内压升高、压迫心脏和神经体液反射造成的对血流动力影响，但还取决于以下因素：1.平均气道压：机械通气对心脏管的影响与平均气道压高低呈正比。平均气道压除与PEEP有关外，还与气道峰压、平台压及吸气时间有关。合理调节这些因素，可以避免平均气道压过高。2.肺胸顺应性：若肺的顺应性不好，PEEP的压力主要消耗在肺上，而对胸腔压力影响不大。3.右心前负荷：适当地抬高下肢和输液，可以代偿PEEP对回心血量的影响。4.右心后负荷：PEEP过高，肺过渡膨胀压迫肺血管可增加肺血管阻力和右心后负荷。若PEEPICP升高；门静脉系回流障碍消化系充血。一般情况下，PEEP成人大于等于1520cmH2O，儿童大于等于12cmH2O可造成不良影响。（五）最佳PEEP的选择 最佳PEEP值为对循环无不良影响而达到最大的肺顺应性、最小的肺内分流、最高的氧运输、最低的FiO2时的最小PEEP值。选择时应从2.5cmH2O开始，逐步增加至有效改善血气状态（FiO20.50.6，PaO270mmHg），而动脉压、心排量无明显减少，中心静脉压（CVP）稍上升为止。一般在10cmH2O左右，多数病人使用46cmH2O即可。（六）应用PEEP的禁忌症1.严重循环功能衰竭。2.低血容量。3.肺气肿。4.气胸和支气管胸膜瘘等。六、持续气道正压（Continuous Positive Airway Pressure,CPAP）(一)定义 病人通过按需活瓣或快速、持续正压气流系统进行自主呼吸，正压气流大于吸气气流，呼气活瓣系统对呼出气流给予一定的阻力（多用对射气流或/和球囊活瓣）使吸气期和呼气期气道压均高于大气压。呼吸机内装有灵敏的气道压测量和调节系统，随时调整正压气流的流速，维持气道压基本恒定在预调的CPAP水平，波动较小(二)CPAP的功能1. 吸气期由于恒定正压气流大于吸气气流TV升高，吸气省力，自觉舒服。2. 呼气期气道内正压，起到PEEP的作用：防止和逆转小气道闭合和肺萎陷增加FRC，降低分流量PaO2增高。同时胸内压增加。(三)CPAP和SPEEP的区别 （表64）(四)使用CPAP注意事项1. 只能用于呼吸中枢功能正常、有自主呼吸的病人。作为辅助呼吸，可锻炼呼吸肌功能。凡是主要因肺内分流量增加引起的低氧血症都可应用CPAP，但同时有呼吸道梗阻、通气不足者效果较差。图1-3-4 SPEEP和CPAP气道压力和流速图2. 插管病人可从25cmH2O开始，根据需要可增加到1015cmH2O，最高不超过25cmH2O。未插管的病人可用面罩或鼻塞间断使用CPAP，一般用210cmH2O，最高不超过15cmH2O，若超过2天呼吸功能仍没恢复者应行气管插管。3. 未插管的病人使用CPAP，应防止胃扩展、呕吐、恶心、腮腺炎、鼻腔炎、泪囊炎等。4. CPAP可和SIMV、MMV、PSV等方式合用。七、压力支持通气（Pressure Support Ventilation, PSV）（一）概念 自主呼吸期间，病人吸气相一开始，呼吸机即开始送气并使气道压迅速上升到预置的压力值，并维持气道压在这一水平。当自主吸气流速降低到最高吸气流速的25时，送气停止，病人开始呼气。Engstrom Erica 和Elvita呼吸机的PSV开始送气和停止送气都是以自主触发气流敏感度来启动。即自主吸气流速达到预调触发值，呼气机立即开始PSV送气，维持一定压力；当病人停止吸气，气流速度下降达到触发值时，停止PSV供气。图1-3-5 PSV 的气道压力和流速图（二）PSV的特点 1. 病人完全自主呼吸，f和吸/呼比由病人决定。2. TV的多少，取决于PSV压力高低和自主吸气的强度：压力30 cmH2O时，TV多由呼吸机提供，相当于同步定压IPPV。病人可以根据PaCO2的高低自行调节自主呼吸频率、吸气力量大小和时间长短来调整通气量的多少。3.吸气压力辅助，能有效地克服通气管道产生的阻力，病人呼吸做功减少，自觉舒服。有利于呼吸肌疲劳的恢复。（三）临床用途1.用于呼吸肌功能减弱者，可减少病人呼吸做功；合理使用PSV，可使呼吸频率减慢。2.作为撤离呼吸机的一种手段。3.可与CPAP.SIMV.MMV合用，以保证病人通气量和氧合。4.对于有人机对抗者，应用PSV易于使呼吸机协调，可以减少镇静剂和肌松剂的用量。（四）PSV的不足 PSV为一辅助通气方式，预置压力水平较困难，TV依病人吸气力量而变化，MV依TV和自主呼吸频率而定。若病人自主呼吸的频率、力量和吸气时间改变，有可能发生通气不足或过度。呼吸中枢、呼吸运动或肺功能不稳定者不宜单独使用，可和SIMV、MMV和用。八、高频通气（High Frequency Ventilation,HFV）通气频率超过正常呼吸频率4倍的机械通气，称为HFV。在成人60次/分者称之。（一） 分类和特点 高频通气可分为四类：高频正压通气、高频喷射通气、高频震荡通气和双向高频通气。1.高频正压通气（High Frequency Positive Pressure Ventilation,HFPPV）用常规呼吸机将通气频率提高到60次/分以上。其特点为：（1） 通气频率快（60120次/分），TV小（50100ml），I:E小于0.3。（2） 气道压、胸内压低，对循环干扰小。（3） 需要气道密封，不能漏气，否则会造成肺泡通气量不足。（4） 需要减少机械死腔和解剖死腔，以便增加肺泡通气量。（5） 可产生一定的机源性PEEP：由于呼吸周期短，尤其使呼气时间缩短，呼出气排出有一定的受阻，在肺内积蓄，使功能残气量（FRC）升高，利于气体交换。（6） 可反射性抑制自主呼吸，使自主呼吸频率减慢。（7） HFPPV适用于循环功能较差、肺大泡的病人。（8） 应用过程中需要监测血气，防止CO2潴留。2.高频喷射通气（High Frequency Jet Ventilation,HFJV）：高频喷射呼吸机通过高频电磁阀、气流控制阀、压力调节阀和喷嘴，喷射出高频率、低潮气量快速气流进入病人气道和肺内。其特点为：（1） 喷射频率由电磁阀控制，100400次/分，常用100150次/分。（2） 喷射气量和流速由工作压力和喷嘴大小决定，常用0.83kg/cm2。（3） 喷嘴与气道连接不能封闭，可联于气管插管接头、环甲膜穿刺接头（急救用）、插入气管的细导管等。允许高速喷射气流从开口四周吸进空气。（4） 喷射气体常用氧气，与吸进的空气混合后氧浓度降低。（5） HFJV通气的TV小（死腔量）且气道开放，气道压高时可以外泄，所以胸内压和肺内压低，对循环干扰轻。HFJV对自主呼吸的影响也较小。病人易接受，镇静剂用量下降。用HFJV的同时可吸痰，不易发生低氧血症。（6） HFJV的主要用途：气管插管困难时，可边插管边从导管内行HFJV，减少病人缺氧。支气管镜检查时，应用HFJV,不影响操作和通气。支气管胸膜瘘和气胸病人，应用IPPV较为困难，而用HFJV可取得较好得治疗效果。人工气道严重漏气如无套囊或套囊破裂时，应用IPPV常不能保证通气量，可以采用HFJV。肺叶切除后，为减少IPPV通气对支气管残端的影响，可应用HFJV通气。在其他机械通气的病人，均可选用HFJV。但应从各方面全盘考虑。有人提出ARDS应用HFJV的最佳调节为频率100次/分，I:E1：23，喷射管直径1.52mm，喷射驱动压力为11.5kg/cm2.（7） HFJV存在的主要问题：由于气道开放，从开口吸进空气，准确测定TV、MV和气道压较困难。气道的温化和湿化不易控制。可从喷射口持续滴入加热的液体进行湿化、温化，但不易准确控制。噪音较大。CO2潴留：若喷射频率过高，气道太细，呼出气的排出受阻，可发生CO2潴留。应查血气，及时调整通气参数。由于湿化不好和高速气流对气道的刺激，气道分泌较多，加上高频通气，不易排出，常发生痰阻。应经常吸痰，防止肺不张。对于支气管痉挛、小气道阻塞等病人，由于气道阻力大，HFJV可发生通气不足。3.双向HFJV：双向HFJV是针对HFJV的易发CO2潴留设计制造的。有两个高频气流，一个向肺内行HFJV，另一个在HFJV的呼气期，从气道开口处或更深处反向向大气给予高频喷射气流，促进呼出气的排出，利于降低PaCO2。两个气流的压力和频率均可调。双向HFJV为新的通气方式，已利用临床，适应症同HFJV。它比HFJV优越，但消耗氧量较大。图1-3-6 高频震荡通气示意图4.高频震荡通气（High Fregency Oscilating Ventilation,HFOV）:以5003000次/分的高频活塞泵运动，将少量气体（2080解剖死腔量）送入和抽出气道，可以满足肺气体交换的需要。这种方法可以加速气体的运动，完成机体的氧供应无多大问题，但CO2的排出有一定困难，常采用侧枝气流促进呼出的排出，也可用钠石灰来吸收CO2。有人认为HFOV最佳频率为600900次/分。（二）高频通气的机理 按经典的看法，小于生理死腔量的通气是不能进行气体的交换的。但高频通气的临床应用已证实小于死腔量的高频机械通气能够维持血气正常。这说明传统的呼吸生理学对气体交换的认识尚不够全面。那么高频通气的机理是什么?目前尚不清楚。主要原因是在高频状态，准确的气量和压力测定较困难。曾有以下学说供参考。1.团块运动（Bulk movement）：气体在管道内快速流动时，中央的部分流速快，向前移动多，而附壁的部分由于阻力大，不前进甚至后退。在呼吸频率不是很快、TV稍大于死腔量时，间断快速气流的中央部分可以达到肺泡进行气体交换，而附壁的部分在呼气期（气流间断期）沿侧壁排出。2.强化弥散（Augmented diffusion）:高频快速气流在气道内的运动呈紊流状，分子的运动不规则。这些不规则活动的气体分子运动时可以激动邻区的气体分子也活动起来，使气道内气体分子运动增速，加强气体的弥散，利于氧向肺泡传递和CO2向气道的传递。这样有助于气体的交换。3.迪斯科舞肺（Disco lung）：在进行HFOV通气时，用特殊的摄影技术从肺表面观察到肺的各部分胀缩在时相上不同，此起彼伏，似跳摇摆舞样，因而称为Disco肺。据此认为HFOV时气体交换不只在肺泡进行，在各肺段之间以及肺段内也在进行。这样进入A肺泡的气体退出后可再进入B肺泡进行气体交换，结果小容量的气体可进行2倍于其体积的气体交换，使气体的分布更趋一致，减少了肺内分流。总之，尽管HFV在机理上不清，可确定解决了临床上的一些问题。对于HFV临床应用价值有待于深入广泛研究。九、低频通气（Low Frequency Ventilation,LFV）1.LFV的概念：维持分钟通气量（MV）不变，减慢呼吸频率f（24次/分），延长吸气时间（620秒），增大潮气量（15002500ml），行IPPV。图1-3-7 静脉-静脉体外循环CO2排出装置插管位置示意图2.LFV的原理：肺活量TV（0.5L）+补气量（1.52L）补呼气量（11.5L）。LFV时，利用TV补吸气量，共约22.5L。若f3时，MV22.5367.5L/min。延长吸气时间，缓慢吸气，使气道压力渐升至2530cmH2O，然后缓慢呼气，使气体排出。3.LFV的适应症：(1).气道狭窄病例。(2).插入细长管时，应用LFV可以在解除狭窄前维持气体交换。吸气时间和潮气量根据病人需要和导管的粗细调节。(3).开胸手术关胸时可用LFV进行膨肺。4.LFV存在的问题：主要是CO2排出量减少，可能引起PaCO2升高，应注意监测。国外曾将LFV与体外循环CO2排除装置膜肺合用。近年来国外已渐不用静脉膜肺动脉的转流方式，而更多采用静脉膜肺静脉的模式。如可经双侧大隐静脉或股静脉之间建立通路进行体外氧合排出CO2。十、气道压力释放（Airway Pressure Release,APR）APR相当于反比低频通气（LFV）自主呼吸。预调LFV的吸气压力和吸气时间。在吸气期，气道压力渐升高，达到预调的吸气压力并维持吸气时间后，气道压降至零。然后开始下一个LFV。在LFV的吸气相和呼气相病人均可进行自主呼吸。一些呼吸机的LFV的吸气压力和吸气时间是由呼气限压活瓣调节的，即调节PEEP压力和维持时间。吸入气由持续气流或按需气流提供。所以APR有类似CAPA的作用，不过压力呈周期性波动。在吸气期，肺活量增加，且由于自主呼吸的存在，有呼出气排出，自主TV也较大。在呼气期，肺活量减少，利于CO2的排除。图1-3-8 APR 气道压力和流速图 APR是CAPA和IPPV的中间形式。与IPPV比较，Paw和胸内压明显降低、FRC升高、TV升高、PaO2升高、PaCO2降低。主要用于急性限制性肺部患病人的呼吸机支持及撤离。与CAPA比较，其压力值是变化的，从零升到所调压力，然后下降至零，再从新开始。十一、反比通气（Inversed Ratio Ventilation,IRV）IRV的吸气时间长于呼气时间。I：E14：1。由于吸气时间延长气体在肺内停留时间长类似PEEP作用，同时平均气道压升高对心血管抑制增强，气压伤增加。由于呼气时间短 CO2的排出可受影响，适用于肺硬化或肺纤维化病人。也有报道用于ARDS者。十二、间歇正负压通气间歇正负压通气（Intermittent Positive Negative Pressure Ventilation）吸气期为正压，呼气末为负压。其优点为利于肺呼气的排出，可使PaCO2下降。呼气末呈负压，利于静脉回流。间歇正负压通气的缺点为功能残气量下降，不利于气体交换。可造成肺泡萎缩。因此，临床上已渐弃用该方式。十三、压力控制通气（Pressure Controlled Ventilation,PCV）（一）概念 预先设置气道压和吸气时间。吸气开始，气流速图1-3-9 PCV 的气道压力和流速图A 达到PC压力,流速减慢,维持至Ti结束B 气道阻力降低,没有达到PC压力即完成定容输出C 气道阻力过高,没有完成预定TV输出即停止气流度很快进入肺，达到预置压力水平后，通过反馈系统使气流速度减慢，维持预置压力水平至吸气末，然后呼气。表现为吸气压力波上升支较陡，平台时间较长，没有尖峰。它和吸气末停顿有区别，后者吸气平台期无气流供给，而PCV只是气流速度减慢。（二）临床特点和用途1. 气道压较低，没有峰压，出现气压伤少。2. 吸气流速依胸肺的顺应性和气道阻力大小而变化。TV的供给比定压IPPV多，也随肺胸顺应性和气道阻力而变化，但变化幅度较小。3. 利于不易充盈的肺泡充气，改善通气/血流比值气体交换良好。4. 可配合IPPV、SIMV、PSV应用。和定容方式合用，基本保证预调TV的供给。5. 多用于新生儿、婴幼儿及ARDS或COPD引起的呼吸衰竭、严重通气/血流比值失调的病人。管道漏气时也能保证TV的供给，漏气时气流速度升高。气管漏气时可选用。6. 缺点：TV随肺胸顺应性和气道阻力而变化，需要全面完善的监测系统作保障。有先进的呼吸机在PCV时，若期望的TV没有达到，会发出报警，提示操作者调节有关参数。十四、双水平气道正压通气（Bi-level Positive Airway Pressure,BiPAP）（一）概念分别调节两个压力水平和时间。两个压力均为压力控制，气流速度可变。为较新的通气方式，开发的前景较大。（二）特点和用途1. P1相当于吸气压力（090cmH2O可调）；T1相当于吸气时间；P2相当于PEEP（090 cmH2O可调）；T2相当于呼气时间。2. 在自主呼吸和控制呼吸时均可应用。即在两个压力水平上均可有自主呼吸出现。3. 临床用途较广，可根据不同要求灵活调节出多种通气方式。(1) P1吸气压力，T1吸气时间，P20或PEEP值，T2呼气时间，即相当于定时压力控制IPPV。图1-3-10 BiPAP的气道压力和流速图(2). P1PEEP，T1无穷大，P20，T2=0,即相当于CPAP，用于自主呼吸时。(3). P1吸气压力，T1吸气时间，P20或PEEP值，T2期望的控制呼吸周期T1，即相当于IMV或SIMV。(4). 也可通过调节P1、P2、T1和T2调节出IRV和APR等通气方式。十五、间歇正压和高频通气的混合应用在IPPV上叠加低气量的高频通气（可用高频喷射或高频振荡），气道压呈波动状。通过呼吸机的智能调控，高频通气可叠加在整个呼吸周期，也可只叠加在吸气期或呼气期。图1-3-11 间歇正压+高频通气的气道压力图叠加通气的作用：可提高气体在肺泡中的弥散速率，增加气体的混合与交换。并且可促进气管内分泌物的松动，有类似拍打胸部的物理治疗作用，故又称为肺内叩诊通气（Intrapulmonary percussive Ventilation）。十六、压力调节容积控制通气和容积支持通气继压力支持通气成功应用于临床十多年后，西门子公司又开发出两种新的并可能有广泛应用前途的通气模式，即压力调节容积控制通气和容积支持通气，在Servo Ventilator300型呼吸机上使用。(一)压力调节容积控制（Pressure Regulated Volume Control,PRVC）该模式由Andersen等人于1992年首先介绍。它的独特之处是在确保预先设置的潮气量等参数的基础上，呼吸机能够自动连续测定胸廓/肺顺应性和容积/压力关系，并据此反馈调节下一次通气时的吸气压力水平，使气道压力尽可能降低，以减少正压机械通气的气压损伤。1. PRVC工作原理：PRVC的第一次通气为实验性通气，此时，吸气压力为5cmH2O，在吸气过程中微电脑测算出胸/肺顺应性，并计算出下一次通气要达到预设潮气量所需的吸气压力；第二次通气实际吸气压力为上述计算值的75，同时再次测定顺应性，计算出下一次通气要达到预设潮气量所需的吸气压力；第三次通气实际吸气压力仍然为前一次通气测定出吸气压力的75，以后依次类推；通常在第5次通气时已能达到预设的潮气量。此后呼吸机依然每一次通气都测算容积/压力关系，并调节下一次吸气压力水平，以使实际潮气量与预设潮气量相符。如实际潮气量大于预设潮气量，呼吸机将在下一次通气时使吸气压力下调3cmH2O。并依次类推直至实际潮气量与预设潮气量相符；反之亦然，若实际潮气量超过预设值50时，吸气停止，转向呼气。吸气压力水平可在呼气末正压（PEEP）水平至设置的气道压力上限水平以下5 cmH2O范围内自动调节，一般其相邻两次通气间的吸气压力差小于3 cmH2O。若管道脱接（如吸痰）重新接好后，呼吸机自动启动以上所述的试验性通气过程，经过几次呼吸后，即可达到脱接前水平。2. PRVC通气模式与容积控制（VC）通气模式的区别：PRVC与VC的预设通气参数（通气频率、吸气时间、潮气量等）方法相同，通气时潮气量也都基本上保持稳定，但二者也有如下显著的不同：(1) PRVC时潮气量可在胸廓/肺顺应性、气道阻力等发生变化时，出现一定范围的变化，但最终通过微电脑的压力调节使实际潮气量相对稳定在预设水平；VC时除气道压力上限报警出现外，潮气量基本不变。(2) PRVC的吸气流速波形为减速波形；VC的吸气流速波形大多数为恒速波形或变速波形。当无明显气道阻塞时，减速波与恒速波并无大的区别。但是当气道阻塞严重时，恒速波易出现涡流，使气道阻力增大，维持相同潮气量所需压力增高；而减速波的应用使层流成分增多，减少了压力消耗，这也是PRVC维持相同潮气量所需压力较VC为低的理由之一。3. PRVC通气模式与压力控制（PC）通气模式的区别：PRVC与PC通气模式的吸气流速波形为减速波形、都设定吸气停顿时间为零、都须设定通气频率等方面有相似之处，但也有明显不同：图1-3-12 PRVC 气道压力和流速图PMax为气道压预置上限(1) PRVC直接设定潮气量；PC的潮气量是通过吸气压力水平来设定的。(2) PRVC可根据胸廓/肺顺应性、容积压力关系自动调节吸气压力水平，使实际潮气量基本稳定在预设潮气量值；PC在病人胸廓/肺顺应性、气道阻力、肺容积等发生变化时，潮气量也相应变化，需靠操作着根据情况调整吸气压力水平来稳定潮气量。试想如果操作者能够根据病情变化在24小时或更长的时间内不停得、每时每刻地根据需要调整吸气压力水平，使实际潮气量与预设潮气量相同，此时的PC就相当于PRVC。由此可见，PRVC是结合VC和PC优点的一种智能化的新型通气模式。4. PRVC的临床应用：PRVC可能更适用于下列患者：（1） 无自主呼吸能力。（2） 肺各部分时间常数明显不等。（3） 需要较高的初始流速才能打开关闭着的部分肺区域。（4） 支气管哮喘病人的机械通气治疗，可加用PEEP。PEEP最高可达18cmH2O。（5） 适于应用压力控制通气又需要潮气量稳定时（如应用表面活性物质治疗，使肺泡开放时）。（6） 患者潮气量接近肺活量时。(二) 容积支持（Volume Support ,VS）通气模式 VS是一种新型的自主呼吸模式，当病人自主呼吸启动呼吸机后，呼吸机能够在每一次通气过程中，自动测定胸/肺顺应性、通气频率，根据自主呼吸能力情况，自动调节下一次通气的支持水平，使自主呼吸时通气量稳定在预设每分钟通气量以上。1. VS的工作原理：VS工作原理基本与PRVC相似，预调最低潮气量/分钟通气量后第一个VS通气为试验性通气，吸气压力为5 cmH2O，测量实际潮气量和顺应性，计算下一次吸气压力，以75计算值通气，再测量计算75计算值通气。反复几次后，使实际分钟通气量与预调值相等。但最大吸气压力限止5 cmH2O。2. VS与PRVC的不同点为：呼吸机必须由自主吸气启动，需调节吸气触发灵敏度。由自主呼吸控制吸/呼比，当吸气流速下降至峰流的5或吸气时间超过预设呼吸周期的80时，吸气停止，转为呼气。由于自主呼吸决定通气频率，当实际通气频率超过预设通气频率，潮气量稳定，分钟通气可能增加。如果实际通气频率低于预设频率，呼吸机将会根据预设每分钟通气量和实际通气频率计算出新的潮气量，并且能够自动提高支持压力水平，使实际分钟通气量达到预设值。不过最大潮气量不超过预设潮气量的1.5倍，最大吸气压力为气道压力上限以下5 cmH2O。吸气支持压力水平可随自主呼吸能力增加而自动降低，如果在无需压力支持即能达到预设潮气量和分钟通气量时，VS可自动转换为自主呼吸。当两次呼吸间隔超过呼吸暂停报警时间（apnea alarm limit）(成人20秒，儿童15秒，新生儿10秒)呼吸机将自动从VS模式转换为PRVC模式并发出声光报警，提示操作者重新调节呼吸机。重新调节后，要将通气方式选择再次放在VS位。若所测的实际潮气量超过预调值75时，呼吸机自动停止吸气，转向呼气。3. VS通气模式与压力支持（PS）通气模式的区别：VS和PS均为特殊的辅助通气模式，均由自主呼吸控制通气频率和吸/呼比。PS是由吸气支持压力水平来辅助自主呼吸，支持压力水平不能自动调节，当病人自主呼吸能力发生变化时，潮气量也随之发生改变。VS则不同，可通过预设分钟通气量和频率来设定潮气量，而吸气压力水平由呼吸机根据胸廓/肺顺应性和自主呼吸能力来自动调节，因此，VS较PS相比优点包括：能够保证有效潮气量和分钟通气量稳定在理想水平。能使自主呼吸能力和支持压力水平的配比处于较理想状态。可自动维持气道压力在较低水平。可减少调节呼吸机的次数。4. VS的临床应用：VS可能适用于如下病人：（1） 自主呼吸能力存在，但不健全。如大手术恢复期；麻醉苏醒期；慢性阻塞型支气管炎合并感染、呼吸衰竭；流产后败血症合并呼吸衰竭；肺损伤等。（2） 撤离呼吸机过程中。VS通气模式可确保病人通气量需求；较控制通气模式较少了镇静剂的用量。当病情好转后，支持压力水平可自动下调，便于呼吸机的撤离。（3） 多种通气模式应用的需要。图1-3-13 容量支持通气气道压力和流速图5. PRVC和VS的共同点 PRVC和VS可能具有如下的优点:保持较低的气道高峰压；减少镇静剂和