机械通气的技术与护理(上)

机械通气的技术与护理（上）

中日友好医院 许春娟

写在课前的话

现代呼吸机可选择机械通气模式，通气模式可决定呼吸机如何开始吸气和如何对患者的自主呼吸作

出反应，包括呼吸机的性能、适应范围及其管道系统等。各种通气模式均有其有利的一面，又有其局限性。通过此课件的学习，使学员充分掌握机械通气的常用模式及功能，使医护人员能够针对不同情况进行个性化的处理。

1、呼吸系统的解剖

呼吸系统是由气道、肺与肺泡组成。气道分为上呼吸道和下呼吸道，上呼吸道和下呼吸道是由环状软骨分界的。呼吸系统离不开辅助呼吸的肌肉，即呼吸肌。在机械通气时，即要避免加重呼吸肌的功耗，同时还要防止废用性萎缩，导致脱机困难。

2、呼吸功能

广义的呼吸功能分为外呼吸、气体在血液中的运输和内呼吸。平常我们说的呼吸功能一般是指外呼吸，也就是肺的呼吸功能，包括肺通气和肺换气，肺通气指外界气体和肺泡气体之间的交换，肺换气指肺泡气体和血液之间的交换。气体和血液之间进行交换以后，静脉血变成了富含氧的动脉血，经过在血液中的运输，运送到全身的组织和器官。组织和器官通过内呼吸来进行吸取氧气，同时将代谢产生的二氧化碳排到血液中去，使动脉血又变成静脉血回到心脏，这是广义的一个整体的呼吸的功能。

（1）与机械通气相关的概念

在肺通气过程中，与机械通气最相关的几个概念如下：

潮气量（Tidal Volume, VT）：是指平静呼吸时吸入或者呼出的气量。

功能残气量( Functional Residual capacity，FRC )是指平静呼吸时每次呼气末肺内残留的气量。

肺活量（Vital capacity, VC）是指最大吸气后能够呼出的最大气量。

并不是所有的通气量都可以进行有效的体积交换，终末细支气管以上的气道仅起到气体传输作用而不参与气体交换，这部分就叫做解剖死腔，一般成人大约是120—150ml 。并不是所有到达肺泡的气体都能够进行气体交换。肺泡内气体因通气、血流不均等原因不参加气体交换称为肺泡死腔。解剖死腔+肺泡死腔=生理死腔。如果病人运用机械通气，因为机械通气是通过管路和病人的呼吸道连接的，所以说呼吸机管道这一部分也只起到气体传输，并不能达到气体交换的目的。所以呼吸机管道这一部分叫管道死腔。真正的肺泡通气量也就是能够起到肺泡交换功能的这一部分的肺泡通气量，应该是：肺泡通气量=（潮气量—死腔）。

（2）顺应性（Compliance, C

就是单位压力改变时容积的变化，它的单位是L/cmH2O，受气管、支气管的阻力，肺组织的弹性，胸廓弹性阻力的影响。顺应性在机械通气过程中是一项有价值的脱机指标，正常值呢是60-100ml/cmH2O，而如果达到了正常值就说明患者可以试着脱机了。

导致肺顺应性下降的原因：

√ 肺实质改变：ARDS, (支气管) 肺炎, 肺水肿, 肺纤维化等这些病变都可以引起肺实质的改变，从而导致肺顺应性的下降。

√ 表面活性物质功能障碍：ARDS 、肺泡肺水肿、肺不张和误吸等原因都可能导致肺泡表面活性物质功能障碍。

√ 肺容量减少：气胸,

这样就会导致肺顺应性的下降。

（3这样的患者多采用慢而深的呼吸。 √ 阻塞性障碍：指气道口径变化引起通气阻力增高。常见病症：支气管炎，哮喘，慢性阻塞性肺病COPD 。

√ 限制性障碍：指肺容积减小，顺应性下降，呼吸肌病变导致的通气障碍。引起限制性障碍的病症：肺纤

维化，急性呼吸窘迫综合症。这样的患者多采用浅而快的呼吸。

√ 混合性型障碍：指的就是阻塞性通气障碍和限制性通气障碍都存在，如肺气肿晚期。

（4）导致气道阻力增加的因素

√ 分泌物过多 — 分泌物潴留

√ 粘膜水肿(哮喘，气管炎，肺水肿)

√ 肺气肿(气道压迫)

√ 异物

√ 肿瘤所致狭窄

（5）肺内气体交换

肺内气体交换有赖于肺泡各部位通气与血流比率的均衡，也有赖于肺弥散功能的良好。通气血流比值和弥散是肺气体交换的两项主要的概念。

√ 通气/血流（V/Q）：正常的气体交换要求吸入气体和相应的血液循环均匀地分布到每个肺泡。静息状态下成人每分钟通气量约4L ，肺循环血量约5L ，即通气/血流为0.8。V/Q=0.8，正常肺泡中静脉血可充分进行气体交换。V/Q>0.8，通气量大于血流量，死腔通气。V/Q

√ 弥散：是氧和二氧化碳在肺泡内通过呼吸膜进行气体交换的过程。

（6）机械通气的定义和目的

机械通气指的是当呼吸器官不能维持正常的气体交换而发生呼吸衰竭时，以机械装置代替或辅助呼吸肌工作，此过程称为机械通气。

机械通气的目的主要为：

√ 维持适当的通气量；

√ 改善气体交换功能；

√ 减少呼吸肌作功；

√ 维持胸壁的稳定性；

√ 预防和治疗肺不张；

√ 为肌松剂或镇静剂的使用提供呼吸保障；

√ 实施肺内雾化吸入治疗等。

（7）机械通气的适应证与禁忌证

机械通气的适应证：

√ 阻塞性通气功能障碍：COPD 急性加重、哮喘急性发作等；

√ 限制性通气功能障碍：神经肌肉疾病、间质性肺疾病、胸廓畸形等；

√ 肺实质病变：急性呼吸窘迫综合（ARDS ）、肺炎、心源性肺水肿

机械通气的禁忌证：

√ 无绝对禁忌证

√ 相对禁忌证：气胸及纵隔气肿未行引流者、肺大泡、误吸导致的呼吸衰竭

机械通气根据实施机械通气时是否经人工气道（气管插管或气管切开）将其分为有创通气与无创通气。根据所用通气机的类型不同，机械通气可分为正压通气，负压通气和高频通气。通气模式和功能是两个不完全相同的概念。通气模式是一种独立的通气方式，借此可完成呼吸动作。如CV 、SIMV 。功能是指呼吸机辅带的某些特殊功能，而不是一种独立的通气模式，依靠这些功能，可以更好地改善病人某种类型的功能不全。如PEEP, 但有时通气模式，既可以单独使用，也可以作为功能与其它通气模式合用，如PSV 。

（一）机械通气的模式

机械通气的模式，从调节参数来分可分为定压和定容两种模式。如果从是不是完全控制病人的呼吸来分可分为：控制呼吸、控制支持呼吸、支持呼吸、完全支持呼吸四种模式。一般而言，控制通气条件下呼吸机作功为主，完全支持通气条件下则以患者作功为主，部分支持（或部分控制）通气条件下呼吸机和患者都完成一部分的呼吸功。但是，从理论上讲，在任何一种模式下，患者均可以处于完全休息（或接近完全休息）的状态，也可以出现大量的体力消耗。因此，呼吸模式的选择即需要医生根据患者情况，在呼吸机作功和患者作功之间进行权衡。在进行机械通气时，选择不同模式的目的在于改善气体交换，增加患者舒适性，并加速患者自主呼吸的恢复。

1

2（1呼吸。

（2）控制通气的特点：

√ 是由呼吸机触发通气，完全替代了自主呼吸。 是指呼吸机完全代替病人的自主呼吸，由呼吸机提供全部的呼吸功，也就是完全是由呼吸机来控制患者的

√ 如果是容量控制通气（定容型通气，VCV ），应预设潮气量（TV ），呼吸频率（RR ），吸气流速，流速波形吸呼时比（I ：E ）

√ 如果是压力控制通气（定压型通气，PCV ），应预定吸气压力，吸气时间，呼吸频率（RR ）。 √ 患者的呼吸用力应是有效抑制的。因为是控制通气，所以患者没有呼吸用力。

（3）CV 主要适用于：

√ 严重呼吸抑制或并有呼吸暂停，如全麻、中枢性呼吸衰竭，神经肌肉疾患等；

√ 呼吸肌极度疲劳或衰竭的情况下；

√ 为心肺功能储备差的病人提供最大呼吸支持，以减少呼吸功耗，减低氧耗；

√ 实施“非生理性”特殊通气方式，如反比通气、分侧肺通气、低频通气等；

√ 进行呼吸力学监测时，如呼吸阻力、顺应性、内源性PEEP 、呼吸功、呼气末CO2浓度等。

（4）采用CV 模式缺点：

√ 若有自主呼吸，可发生人机对抗：

√ 如参数调节不当可发生通气过度或不足。

√ 应用CV 时间过长，不利于呼吸肌锻炼，可致呼吸肌萎缩和呼吸机依赖。

控制通气是因患者无自主呼吸或自主呼吸极弱，由呼吸机控制呼吸的频率、潮气量和吸气时间。

这种通气模式用于自主呼吸较强的患者有可能发生什么情况？

3、辅助通气（AV

（1）定义： 是指依靠病人的自主呼吸来触发，呼吸机按预设的参数提供患者呼吸。

（2）辅助通气的特点

√ AV靠患者吸气用力触发（流量触发或压力触发），只要患者触发成功，呼吸机即给予预设条件的通气支持。

√ 定容型AV ：预设TV 、吸气流速、流速波型、触发敏感度。

√ 定压型AV ：预设吸气压力、Ti 、触发敏感度

√ 若自主呼吸频率过快可致通气过度，若自主呼吸不稳定，AV 提供的通气支持也不稳定，故不能用于自主呼吸停止或中枢驱动不稳定者。

（3）辅助通气的主要优点：

√ 靠患者吸气用力触发，故有利于人机同步；

√ 有利于呼吸肌的锻炼，避免呼吸肌萎缩；

√ 可减少镇静剂和肌松剂的使用；

√ 减轻机械通气对血流动力学的不利影响；

√ 有利于撤机过程。

（4）辅助通气的常见模式

① 压力支持通气

是定压通气模式的一种，患者自主吸气触发呼吸机后呼吸机开始送气并使气道压迅速上升到预设置，并维持这一水平，当自主呼吸流速降到峰流速的25％（可调）时，送气停止，患者开始呼气。压力支持的特点是患

者有完全的自主呼吸。他的呼吸频率、流速方式和吸呼比是由病人决定的。VT 的多少取决于PSV 压力的高低和自主呼吸的强度，通常调节PS 使潮气量达6-10ml/kg ，RR15-25次／分。

压力支持通气能有效的克服通气管道产生的阻力，减少病人呼吸做功，自觉舒服，有利呼吸肌疲劳的恢复。PSV 可以作为撤机技术或长期的通气模式；PSV 也可以与其他的呼吸模式同时应用，如SIMV+PSV；同时PSV 也可以进行无创通气，就是患者在不插管、不气管切开的情况下，用无创通气也可以应用这个模式。一般认为当压力支持（PS ）为5cmH2O 的时候，所提供的通气支持仅够用于克服呼吸机回流阻力与吸气活瓣开放所需要的额外作功；合理的PSV 可以最大限度地减少病人自主呼吸作功，减少呼吸肌的疲劳。

② 持续气道正压

CAPA 就是在患者自主呼吸的条件，整个呼吸周期给予一定的气道正压，也可以理解为自主呼吸下的PEEP 。 CPAP 的特点：

√ 自主呼吸，整个呼吸周期均保持气道正压。

√ 吸气时，正压气流大于吸气气流，病人感觉舒服，呼气期气道内正压则起到PEEP 的作用。

√ 适用于呼吸中枢驱动力正常，自主呼吸较稳定的病人。

√ 可通过面罩无创通气或插管有创通气来实施，CPAP 压力一般在0-15cmH2O 调节，插管病人可从

2-5cmH2O 开始，未插管者可从2-10cmH2O 开始。未插管病人使用此方式时应防止胃扩张、恶心、呕吐、腮腺炎、鼻腔炎、泪囊炎等。

CPAP 适用于：

√ 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（OSAS ）及中枢性睡眠呼吸暂停；

√ 支气管哮喘：其机械性扩张作用为主要机制；

√ COPD所致的呼吸衰竭：COPD 病人往往存在内源性PEEP （auto-peep,peepi ）和气体陷闭（air trapping），加用75％PEEPi 的CPAP 可减少COPD 病人的呼吸功耗，同时有利于萎陷的肺泡作为撤机技术：CPAP 可作为有创通气的撤机技术，一般认为当CPAP 减至3-5cmH2O 以下，患者仍可耐受，即可脱机。

√ 防治术后肺不张：有报导经面罩无创性CPAP 可有效防治术后肺不张。

③ 双水平气道正压通气（双相气道正压通气，BiPAP ）

BiPAP 指的是在两个不同的压力水平上进行CPAP 通气。高压力水平（Phi ）相当于吸气压力，低压力水平（Plo ）相当于呼气压力，高压力相的时间（Tphi ）和低压力相的时间（Tplo ）之比为相时比（PhTR ）相当于I:E。两个压力水平上均允许有自主呼吸存在，人机协调性好，病人感觉舒适. 有研究表明，应用BiPAP 模式较应用CPAP 对增加氧合具有更明显作用。

当Phi ＝吸气压力，Tphi ＝吸气时间，Plo ＝0或PEEP 值，Tplo ＝呼气时间时，双向气道正压通气就相当于压力控制通气。当Phi=peep, Tphi=无穷大，Plo ＝0，Tplo ＝0时，双向气道正压通气就相当于CPAP 。BiPAP 模式可进行有创或无创通气，可用于撤机过程中及疾病的各个阶段。

4、辅助/控制通气（A/C）

辅助－控制通气将AV 与CV 有机结合，患者吸气用力触发呼吸机后即得到预设条件的通气支持，而CV 的预设为备用频率，由此可保证自主呼吸不稳定患者的通气需要。A －CV 的最低通气频率即为呼吸机预设的频率。

（1）同步间歇指令通气（SIMV ）

是辅助控制通气的一种。同步间歇指令通气，就是指指令呼吸与病人自主呼吸动作同步，但又是间歇的，就是说在自主呼吸中间，间歇几次控制通气。

SIMV

√ 有利于呼吸肌的锻炼，避免呼吸肌萎缩；

√ 与CV 比较可降低气道压；

√ SIMV时自主呼吸易与呼吸机协调，增加病人的舒适感，减少镇静剂的应用；

√ 可提供不同水平的通气辅助功，利于脱机过程；

√ 有自主呼吸调节，可较好地维持酸碱平衡；

√ 可改善V/Q比；

√ 可设定PC-SIMV 。

SIMV 的缺点：

√ 指令通气以外的自主呼吸也是通过呼吸机来进行，需额外克服按需阀开放和呼吸机管道回路而作功，可能加重呼吸肌疲劳, 不过这可通过加用压力支持（PS ）来克服（一般认为5cmH2O 的PS 可克服额外作功）；

√ 呼吸突然减慢或停止时有发生通气不足的可能，故应设通气量报警下限。

（2）无创正压通气（NPPV ）

通过面罩、鼻面罩/接口器等非侵袭性连接装置进行的正压通气。

优点：

√ 非创伤性，方便患者讲话、进食咳痰；

√ 避免气管内置管，吞咽和咳嗽反射得以保留；

√ 上呼吸道加温加湿功能保留；

√ 避免人工气道的严重并发症。

缺点：

√ 气道引流不充分，误吸危险性增高、面部压疮；

√ 较难持续维持气路的密闭性；

√ 有些无创呼吸机缺少完整的监测设备，吸入氧浓度的调节不精确。

（3）自动适应性支持通气（ASV ）

ASV 是一种智能化通气新模式，它利用微机处理控制系统、综合监测病人的实际情况，自动调整通气参数来适应病人的通气需要。当病人无力呼吸或中枢性呼吸停止时，ASV 自动提供控制通气，当病人自主呼吸功能恢复时，ASV 自动转为支持通气。所以ASV 可能会保持最低的气道压、最佳的呼吸频率。理论上，ASV 能防止气压伤、容量伤、频快呼吸和auto-PEEP 的产生。所以说ASV 是一种理想化的支持通气模式。

如果病人恢复了自主呼吸的能力，ASV 可自动引导病人进入撤机过程，可避免病人呼吸肌的萎缩和对呼吸机的依赖，有利于早期撤机。ASV 需要设定的参数为每分钟通气百分数（%MV）、气道压力报警上限（cmH2O ）、病人体重（kg ）。ASV 作为一种全新的模式，适用范围较广泛，但目前仅见于瑞士夏美顿呼吸机，其成熟经验有待于进一步总结。

（二）机械通气的功能

1、吸气末正压：

吸气末正压为吸气相的一部分，一般不超过呼吸周期的15％。又称为吸气平台或吸气末停顿。吸气末正压有利于气体在肺内的分布与弥散，定容通气时借此可进行气道阻力及静态顺应性等参数的监测。但若时间过长，可能使平均气道压增加，对血流动力学产生不良影响。

2、呼气末正压

√ 呼气末正压（PEEP ）是指在机械通气时，于呼气末气道压力仍保持在一定的正压水平。

应用PEEP 的好处是：

√ 增加肺泡内压和功能残气量（FRC ），有利于氧合；

√ 使萎陷的肺泡复张，改善V/Q比；

√ 对血管外肺水的肺内分布具有有利影响；

√ 增加肺顺应性，降低气道阻力，减少呼吸功。

PEEP 的主要负面作用为：

√ 减少回心血量，降低心排出量，降低血压，减少肝肾等重要脏器血流量，增加静脉压和颅内压；

√ 增加气道峰压和平均气道压，增加气压伤的危险。故严重低血容量、脑水肿、气胸和支气管胸膜瘘等情况下慎用PEEP 。

PEEP 的选择：

许多学者推荐依据压力－容积（P －V ）曲线来选择ARDS 患者的最佳PEEP ，一般情况下这一曲线是“S”型，“S”型曲线的上下段各有一曲折点，称为上下拐点（inflection point, upper and lower），如右图。

最佳PEEP 即较低拐点高2-3cmH2O 的压力水平，这种情况下，可以有效的防止肺泡的萎陷。临床上PEEP 的选择可以从低值开始，一边观察一边调整直至最佳PEEP 。如果随PEEP 的增加，其增加幅度＞平台压的增加幅度，氧合改善，说明随PEEP 的增加肺的顺应性增加。反之，若PEEP 的增加幅度＜平台压的增加幅度，说明随PEEP 的增加肺的顺应性反减低，

一般10cmH2O 以下的PEEP ，很少引起气压伤；当PEEP 达到20cmH2O 时，PEEP 的有益的生理效应不再增加，当PEEP ＞25cmH2O ，其负面作用和并发症增加。当治疗达到预期效果后，可逐渐减低PEEP ，当PEEP 减至5cmH2O 时可考虑停机。

PEEP 可增加气道峰压和平均气道压，增加气压伤的危险。既然PEEP 有这样的缺点，那我们在

临床上怎么选择合适的PEEP 呢？

（三）机械通气参数的设置

1、通气频率：

一般成人为12-16次／分；限制性通气障碍者宜选用较高频率（18-24次/分）；阻塞性通气功能障碍者呼吸频率宜适当减慢（10-12次/分）。

2、潮气量（TV ）

定容通气时可预设潮气量（TV ）定压通气通过调节吸气压力来调节TV ，一般TV 选择在6-12ml/kg。如病人有避免高TV 的因素存在，如肺大疱、低容量、血压降低等，应设低TV 水平（6-8ml/kg），如通气量不足，可提高呼吸频率。

3、吸气流速与流速波形

一般只有定容通气才可设置吸气流速，并可由此调节吸呼比。理想的吸气流速应与患者的最大吸气需要相适应。一般应为40-100L/min，婴儿4-10L/min，控制通气时，有时为建立特殊的吸呼比，流速可低于40L/min。

吸气流速越大，气道峰压越高，虽有利于气体交换，但可致气压伤；低流速时，气道峰压和平均压下降，气体分布均匀，气压伤危险性小。定容通气的流速波形可选用方波，减速波和正弦波，而定压通气时一般均呈减速波。有资料表明：上述三种波形对呼吸功和气体交换的影响无明显差别。

4、吸/呼比（I:E）

可直接设置或通过设置吸气时间或通过调节流速来设置I ：E ，多选择I ：E ＝1:1.5-2.0。 阻塞性通气功能障碍者可选择I ：E ＝1：2-2.5，限制性通气功能障碍者可选择I ：E ＝1：1-1.5，另外，应兼顾病人缺氧和二氧化碳储留情况及血流动力学状况。吸气时间延长有利于氧合，呼气时间延长有利于CO2的排除和内源性PEEP 的减低。吸气暂停为吸气时间的一部分。

5、触发灵敏度

部分通气支持时，要由患者吸气来触发呼吸机送气，故应设置一合适的触发敏感度，即最灵敏但又不会自动切换的灵敏度。若为压力触发，则一般为-0.5—-2cmH2O ，若加用PEEP 或存在PEEPi 时，设触发灵敏度为-2.0，则实际触发灵敏度为PEEP （或PEEPi ）-2.0cmH2O 。 流量触发（1-3L/分）较压力触发更敏感，故可减少触发作功。

6、吸氧浓度（FiO2）

FiO2应是在PaO260mmHg 前提下的最低FiO2值。机械通气初期可高浓度给氧（60％-100％），但时间最好在1小时内，随着缺氧的改善，应调FiO2在50％以下，若PaO2不能达到60mmHg ，可加用适当PEEP 。

1、机械通气相关性肺损伤(VALI)

现在提的比较多的一个词是机械通气相关性肺损伤。机械通气不仅可以改善患者的通气，改善患者的换气，它也存在对患者的肺的损伤问题。

引起肺损伤的因素：

√ 大潮气量或高气道压

√ 高剪切力：萎陷肺泡的反复开放和闭合

√ 生物伤：上述机械性因素激发的炎性反应所致的肺损伤

2、允许性高碳酸血症 (PHC)

认识到机械通气会带来这么多肺的损伤，所以目前我们提倡的是低潮气量、限制跨肺压，允许CO2逐步升高(5-10mmHg/h，最好在70-80mmHg) ，PH 适度降低。血气正常不是最重要目标，需避免机械通气副作用VALI 。

3、“开放肺”概念及剪力伤

目前已证实，潮气呼吸时萎陷的肺泡周期性萎缩及复张会对肺组织产生剪力伤。为了避免或减少这种剪力伤，对ARDS 病人萎陷部分的肺组织通过一定的吸气压力(PIP)使其复张，并用“最佳PEEP”使其在呼气相维持复张状态。这就是“开放肺”的概念。