呼吸机启用的特殊问题 白春学 在使用呼吸机前，除了决定机械通气模式和最初的参数(如潮气量和呼吸频率)外，还应考虑很多与机械通气的相关问题。这些因素包括影响呼出气流的因素，湿化氧气的选择以及机械通气前病人的准备。本章将讨论这些问题以及病人有特殊病理生理问题的处理方法，如COPD和ARDS。 一、影响呼出气流的因素 正常自主呼气时，由肺泡弹性回缩力(＋2 cm H2O)和胸弹性回缩力(＋3 cm H2O)作用于肺泡，提供迫使肺内气体呼出的能量(F1A)，使肺泡内气体压力高于口腔压力(5 cm H2O)形成驱动压，将肺内气体呼出体外。但在呼出气体通过气道时，驱动压可因气道阻力(Raw)而降低(约1 cm H2O)。在支气管和肺正常时，驱动压丢失较少，因为作用于肺泡的内压也作用于传导气道。结果，在正常气道，在大多数肺区呼吸周期的大部分时期中，气道内的压力与气道的回缩力相互作用，防止气道陷闭。肺泡内压气体通过气道时降低的压力(＋5 cm H2O－1 cm H2O=4 cm H2O)相等于气道内压。 在年龄增长或发生肺气肿后，可引起结缔组织丢失和气道薄弱，进而影响病人的呼吸类型。图1B即是由于疾病引起肺泡弹性回缩力下降(仅为1 cm H2O)后的结果。虽然胸内压(＋3 cm H2O)没有变化，但是迫使肺内气体呼出的总压力(＋4 cm H2O)降低了。当气体沿着传导气道呼出时，会较正常的气道丢失更多压力(－2 cm H2O)。结果降低了气道内压力(＋4 cm H2O－２ cm H2O=＋2 cm H2O)，并因为胸内压力＞气道内压引起病变诱发的薄弱小气道陷闭。缩唇呼气可帮助保持较高的气道内压力、有利于防止气道陷闭。 已建立人工气道的COPD病人，不可能采取缩唇呼气，结果常见气道陷闭并产生内源性呼气未正压(auto PEEP或PEEPi)。为避免这一问题，可通过呼吸机提供呼气阻滞，将阻力应用到呼出气流降低呼气流量，增加气道内压力、防止小气道陷闭。较新的微处理器呼吸机不提供呼气阻滞选择、但可使用较低水平外源呼气未正压(PEEPE)(≤5 cm H2O)达到类似效果。 二、周期性过度充气或叹气 1963年，Bendixen等人研究表明，给麻醉的术后病人机械通气，可发生分流增加，PaO2降低和肺顺应性下降。推测其原因为长时间恒定潮气量通气引起的微不张。给病人周期性深呼吸后(叹气)，可逆转这些变化。现在认识到，术后病人的肺顺应性降低和PaO2下降实际上可能由于FRC减少，仰卧和麻醉，肌松剂和类似药物对膈肌和肋间肌的不利作用所致，可用低水平PEEPE改善。 因此，在196Os，很多呼吸机都没有吸气装置，机械通气时也广泛采用叹气或深吸气模式。由呼吸机每十分钟提供一次(或3～4次/小时)相当于常规VT 1、5～2倍深呼吸。近年研究发现，虽然大VT(10～15 mL/kg)可减少麻醉病人的肺不张，减少急性呼吸衰竭病人的肺内分流，但可引起肺泡过度膨胀。因此，不再推荐在大VT机械通气时应用叹气特别在肺泡压＞35 cm H2O时，是否可应用于小VT(4～6 mL/kg)或PSV通气的低氧血症病人也值得探讨。因为对于接受PEEP治疗的自主呼吸低氧血症病人，叹气呼吸可能是有害的，也有可能诱发肺损伤。 三、设定敏感性 辅助机械通气时，需常规设定敏感性，使病人能够容易地用流量或压力触发机械呼吸。如果存在内源性呼气未正压(表1) 表1 呼气未天上压定义和缩写 PEEP=呼气未正压 外源性呼气未正压(PEEPE)=由使用者设定的由呼吸机产生的压力值 内源性呼气未正压(PEEPi)或autoPEEP=出现于呼气不完全(呼气流量仍在继续)和无PEEPE存在的时呼气未肺内压力 总呼气未正压(PEEPt)=PEEPE＋PEEPi或陷闭的气体，病人可能必需采取主动深吸气去克服PEEPi和设定的敏感性(通常为－1～－２ cm H2O)压力水平去触发呼吸。在不知道PEEPi时，将很难调节敏感性，可出现触发呼吸功增加病人为呼吸机不配的现象。如果PEEPi发生在自主呼吸伴气道阻塞的机械通气病人，设定接近于病人的PEEPi水平PEEPE后，可减少病人触发机械呼吸需做的呼吸功。 这如同通过吸管从低于口腔水平10 cm的必需产生至少10 cm H2O负压才能将玻璃杯中的水吸入口腔内。类似的情况也发生在有气体陷闭的机械通气病人线图触发机械呼吸时。他们必须努力吸气产生肺泡和口腔之间的压力梯度，降低肺泡压(Palv)到零或更低，使口腔压(PM)＞Palv，外环境气体才能顺着压力差流入肺内。例如，当PEEPi为10 cm H2O时，必需努力吸气产生10 cm H2O负压，才能Palv等于PM。为触发机械呼吸，这些夹必需另外再产生－1或－2 cm H2O压力。在吸水时，通过将装水玻璃杯端高接近口腔水平即不需用力产生口腔负压，而很容易地将玻璃杯中水吸入口腔内，同样，机械通气时，也可以应用PEEPE增加口腔压力到与Palv相近的水平，即减少PM-Palv压力差，进而降低触发机械呼吸需要的负压。在实践中测定PPi可帮助PEEPE未达到这一目的。如果无法测定PEEPi即可使用一个简便的方法，逐渐增加PEEPE直到吸气峰压(PIP)开始升高为止。在此之前的PEEPE与PEEPi类似，PIP升高提出有更多的压力和气体被送到了肺内。另一个估计PEEPi的简单方法是观察有无呼吸辅肌工作(如胸锁乳突肌)。呼吸辅肌工作时往往提示PEEPi较高，病人必需用力吸气才能克服PM-Palv之间压力差，启动机械呼吸。反之，在应用PEEPE过程中，呼吸辅肌工作逐渐减少常提示PEEPi正被抵消。但这工种估计PEEPi的简单方法均有其局限性，为实测数值有一定差别，此外PEEPE的增加幅度也不宜过大，以防胸内压过高产生其他副作用。 四、设定吸氧浓度 机械通气时，应调整吸氧浓度(FIO2)保证PaO2在60～100 mmHg，这一理想范围。机械通气前病人的动脉血压(ABG)报告可供设定FIO2时参考。如果病人的PaO2在理想范围内，在机械通气时可采用相同的FIO2。否则，可采用下面公式调整FIO2： `FIO2(调整)=PaO2(理想)×FIO2(已知)/PaO2(已知) 使用这一公式时应考虑到它的局限性，要求从测定ABG到重新高FIO2这段时间内，病人的心肺功能没有本质变化。从低通气突然转变为正常通气，或增用PEEPE均可影响病人的心肺功能状态。只要不改变其它的呼吸机设定，病人心脏功能也没明显变化时，采用这一公式可很方便地帮助设定FIO2，而且可应用于最初启用呼吸机时。 如果没有可应用的基础ABG，可首先选择高的FIO2或纯氧(0、5～1、0)。同时有利于迅速恢复正常氧合、补充氧贮备纠正氧债和乳酸中毒。在15～30分钟后则定ABG，可根据上述正式调整FIO2。 至于高FIO2是否可引起吸收后肺不张，只要吸纯氧时间限制在15～30分钟之间，而且保持适当通气，通常不会引起这一问题。如果需FIO2＞0、65来满足理想的PaO2，应考虑结合调整PEEP来满足氧合，而不是单纯调整FIO2，因为长时间吸FIO2＞0、65会加重或引起肺损伤。 五、湿化和雾化 为达到理想的湿化效果在机械通气要求湿化系统可对20～30L/min通气量保证温度30～35 ℃和绝对湿度为30 mg H2O/L。它也要求湿化器有温度显示和温度报警，以保证病人安全。温度报警最高为37 ℃，最低为30 ℃。加温湿化器(HMEs)可给大部分病人充分湿化，但禁用于下列情况时:1、有粘稠血性分泌物的病人;2、呼出VT＜70%吸入VT(如支气管胸膜瘘或应用无气囊导管)；3、病人温度＜32 ℃；4、自主呼吸VE＞10L；5、需应用雾化吸入药物。 目前使用的大多数呼吸机均附有机械呼吸或自主呼吸启动的雾化系统。理想的雾化装置不应影响VT、氧释放或报警功能，但应提供充分的工作压力来适当雾化药物。如果呼吸机不附有雾化装置，可在吸气管道中串连外源雾化器，但应调整呼吸机设定并监测PIP和通气保证病人的通气和氧给不受到影响。 六、报警 为保证机械通气的安全性，现在的市售呼吸机均设有不同水平的报警功能(表2)。初级水平报警是必需的，提供立即危胁病人的警报，应立即处理。中级水平报警可允许使用者仔细检查报警原因，但也必须去除报警诱因，否则会给病人留下潜在的危胁。高级报警不提示病人生命威胁功能主要为呼吸机调整提供参考意见。 表2 机械通气的警报水平 初级水平：1、电源停供，2、呼吸机给病人送气失败，3、呼气瓣故障，4、送给病人气体过多，5、时控故障 中级水平：1、环路漏气，2、部分环路阻塞，3、加热器/湿化器功能失常，4、I∶E比值不当，5、氧合水平不当(空/氧混合器故障)6、自动周期(autcycling)，7、不适当的PEEP/CPAP水平(太低/太高) 高级水平：1、肺力学(顺应性/阻力)变化，2、PEEPi(气体陷闭)，3通气驱动变化(P01) 低压报警通常设定在＜PIP 10 cm H2O左右，可用于检测无意脱机和环路漏气。高压报警可设在＞PIP 10 观H2O左右，高于这一段定时将中止呼气。病人咳嗽、分泌物增多、顺应性降低或管道扭曲使PIP高于设定值时，均启动报警。低PEEP/CPAP警报通常设定在低于PEEP水平5 cm H2O左右，通常提示漏气，影响PEEP或CPAP水平。 呼吸暂停警报通常用于监测指令和/或自主呼吸。最大设定应该不超过20秒，以便保证病人不丢失2次连续的机械呼吸。(Apnea时间＞总呼吸周期时间〔TCT〕和＜〔TCT〕×2) 当吸气时间(TI)＞设定的TCT一半时，大多数呼吸机可显示I∶E比值报警。某些呼吸机如Bird8400，在呼气时间(TE)变湿到病人没有充分的时间呼气时，将自动中止吸气。低气源警报对依赖高压气体工作的新型微处理器呼吸机是非常关键的。使用过程中应保持在工作状态，而不关闭。 其它的呼吸机警报包括低VT、低高VE，低高呼吸频率(f)和低高FIO2。对这些敬报没有统一的规定，因为病人的基础病理生理改变不一样、机械通气各参数达标水平也不同。原则上应针对不同病人的病生理改变，灵活处理，而且不应将敬报阈设定得太低或太高，太低容易形成频繁触发、太高则起不到警报的安全作用。 尽管设定了足够的安全警报，但也应时刻密切监测病人病情变化和呼吸机的工作状态。因为偶可发生呼吸机警报失灵这一问题。所以应有另外一套监护系统、监护病人的心电图呼吸和无创伤血氧饱和度。同样也应设定报警的上下限，以便在呼吸机警报失灵后起到后援补救作用。 七、启用呼吸机的最后考虑因素 在给病人正式应用呼吸机前，还应进一步核对呼吸机的性能和做好使用前准备(表3)： 表3 机械通气前的一般准备工作 1、核对呼吸机功能、包括VT、f，有无环境漏气 2、在湿化器内免入蒸馏水，设定湿化温度，保证到达气道的温度在30～35 ℃之间或用在线HME 3、核对FIO2 4、调整和核对警报 5、保证EKG监护与病人连接 6、备有应急气道托盘，防止病人气道脱离或损坏 7、备有气道吸引设备 8、在呼吸机旁备有简易复苏器 一旦决定应用机械通气后，即应考虑病人准备，建立人工气道，过渡通气、稳定心血管系统功能、满足通气要求和治疗呼吸衰竭原因等问题，人工气道建立和治疗呼吸衰竭原因有专题讨论，故这里是介绍其它几个问题。 对于清醒病人，应告诉将发生的事件，呼吸机怎样工作，机械通气的意义，机械通气对语言交流的影响，以及怎样应用手势和文字进行交流。对于不清醒病人，苏醒后也应立即告知通气的必要性、目的、交流方法，并鼓励他们配合治疗，树立战胜疾病的信心。以防止他们苏醒后焦虑不安，影响治疗，必要时可应用镇静药剂。 建立人工气道后，最好先用简易复苏器给病人过渡呼吸支持一段时间(15～30 min)。有经验的医生可通过手动简易复苏器迅速改善病人的通气状态，因其允许操作者密切监测病人的呼吸努力，并适应病人的Raw和CL变化，改变给病人送气的流量和送气、呼气时间。但经简单复苏器手动呼吸很难给纯氧或高浓度氧(需另外改造)，所以，不适合过长时间应用于低氧血症病人。在这种情况下，最好经呼吸机手动机械通气。 刚开始机械通气时，病人容易发生心血管并发症。原因为CO2潴留和或低氧血症、气管插管应激和心负压呼吸突然转为正压呼吸有关。病人可能因心肌缺氧，发生心律失常，任何用来帮助插管的药物，包括局部麻醉药、镇静剂和肌松剂均易诱发低血压和低血容量，正在呼吸还可减少静脉回心血量，进一步影响心脏功能。所以经常见则刚开始的机械通气病人低血压，甚至出现发生休克，需要给予适当补液和应用血管活性药物。 八、选择呼吸机 选择呼吸机不仅仅是出于理论上的考虑，而且有实践意义。因为很多疾病有不同的病理生理特点，选择能迅速纠正这些病生理改变的通气模式往往可收到事半功倍的治疗效果。但在一些基层医院中，可供选择的设备不多，限制了有效的治疗战略的充分发挥，此外，对设备的熟悉程度也是限制呼吸机选择的另一因素。因此，临床应用中，还应根据具体条件，择情而定。为了满足常见疾病机械通气的目的，成人呼吸机应有如下功能。选择容量通气(VV)时，所需V范围为100～2000 mL，呼吸频率为1～60 b/min，压力为0～100 cm H2O。驱动压必需高到足以使气流流量复盖全部吸气，PEEP/CPAP范围为0～30 cm H2O，气流流量应在10～180 L/min之间。流量波形应包括恒定的正弦和减速波形，因其可能比其它波形更适合临床上病人需要。 对反应时间、病人环路、呼气、PEEP活瓣和按需活瓣功能的要求为尽可能减少病人触发呼吸功能和降低呼吸阻力。氧调节范围为21～100%，增幅为1～2%。 可应用的通气模式包括辅助/控制(AIC)、间歇强制通气(IMV/SIMV)和自主呼吸CPAP/PSV，可经VV或PV通气使用这些模式。 警报应包括表3中列出的压力(低高压力)、呼吸轶、电源、气源等初级报警功能。 以上所述是成人通气所需要的基本设备，而不是最理想的呼吸机。现在市售的新型微处理器呼吸机多附有更多的功能，包括更多的通气模式，中、高档次的安全警取和更高级的监护功能。 九、呼吸机工作评价 在购买呼吸机前，需全面考虑它的应用目的，包括一般和特殊需要，常需给何种病人通气的时间长短。使用者对其适应的程度和掌握的速度需要何种呼吸护理实践者，以及售后服务质量。 此外，在购买或给病人应用呼吸机前，最好还需进行呼吸机的常规工作评价和体外试验。在试验中可使用模拟肺模伤肺的特点、通过相应仪器测量容量、压力、流量和时间的精确度。 此外也应在模拟肺顺应性和阻力变化以及漏气条件下，核对呼吸机的工作性能、参数范围和 警报系统。有条件时，还可损伤低、高VE，气体陷闭等病理情况，核对VE和PEEPi测定的精确性并核对雾化过程中通气参数和CPAP功能。购买后，应立即使用常规，包括常规核对、保养试验和校正程度，以及呼吸机的使用记录。 十、特殊病人的呼吸机设定 (一)COPD COPD病人与机械通气相关的病生理特点为气道阻力和肺顺应性均增高，伴有明显的气道阻塞，时间常数延长，导致气体陷闭。COPD病人需机械通气时，常合并呼吸道感染。COPD病人机械通气时，常因为腔内感染、气胸、心脏等并发症以及煲吸和停机困难等合并较高死亡率。机械通气的目标为应用呼吸机放大病人的同步呼吸能力，减少呼吸功能和焦臣，以及避免机械通气并发症。 指导方针：1、如可能，使用非创伤通气的避免应用人工气道合并的并发症。如双水平气道正压通气(BiPAP)，可适用于很多COPD患者。2、如果需插管，应选择临床医生最熟悉的机械通气模式(如A/C，SIMV，经VV或PV通气)。目前尚无证据表明哪一种模式有更大的优越性，但美国胸科学会医师建议应避免使用由清醒病人触发的A/CVV，因其可增加肺内过充气、升高肺内压力。然而，A/CVV已成功使用了多年，所以，不应根据这一建议而轻易放弃。3、调整高峰吸气流量，满足病人需要。在VV时，使用＞60L/min递减波形流量可满足大部分病人要求。4、监测和减少动态过度充气(PEEP)，尽可能低地高VE，(产生可接受的气体交换和提供最长的呼气时间(TE)。包括减少TI，延长TE，减少f和/或VT，甚至接受允许性高碳酸血症(VT 8～12 mL/kg, f=6～8 min，TI=08－12 S)。保持病人PaCO2在他们平时正常范围(如PaCO2=50～60 mmHg, pH 7、30～7、40)。如果病人始动吸气费力和存在PEEP，可设置相当于80% PEEP的PEEPE。如果PIP因为PEEE开始升高，提示超过了安全的PEEPE水平，应适当减少。5、应监测平台压(Pplat)并保持其＜35 cm H2O，避免肺泡过度膨胀和发生气压伤。为精确测定Pplat常需要镇静剂和肌松剂。最后治疗病人的方案，通常根据医师编写以及所能动用的医疗条件而定。6、尽可能使FIO2＜0、5保持PaO2在60～100 mmHg之间，除非病人为严重的低氧血症需要高FIO2。 对COPD病人压力控制通气(PCV)，可能是比较理想的通气模式之一。因为PCV可提供病人要求的按需流量，并可与后援频率一同设定TI，仍允许病人触发机械呼吸。与PSV比较PCV对COPD病人更有利，因为PSV通气时可能会根据病人的主动呼吸类型产生太长或太短的机械呼吸，导致WOB增加和人机同步差，甚至发生PEEPi。 病人护理的一个重要内容是提供适当水化、支气管扩张剂和保持呼吸道卫生。有感染时，需选用适当的抗生素。纠正可能影响通气的问题保证停机成功，如纠正营养不良，水电解质失衡。 (二)ARDS ARDS是最难处理的肺部疾病之一，死亡率高达40～60%，早期病理生理特点主要为肺水肿占优势，引起肺顺应性降低和静动脉分流样效应引起的难以纠正的低氧血症。晚期的病人生理改变则主要为增生和纤维化，肺变小且硬、重叠肺气肿性改变引起顺应性减退和通气血流比值失调，呼吸支持的主要观点为纠正低氧因症时气血平均压升高与肺损伤以及心血管功能的矛盾。 指导方针：1、选择能支持氧合和通气的模式。2、保持SaO2>90%。为改善氧合，需使用PEEPE，以便将FIO2降到安全范围，但应注意避免PEEP引起肺损伤和影响血流动力学。氧合难以改善时，也可采用镇静、肌松和改变病人姿势，同时注意改善病人的心输出量和血流动力学保证单位时间氧运输。3、保持Palv≤35 cm H2O，以避免肺损伤。必要时可通过减少VT到5 mL/kg甚至更低，允许PaCO2高于正常(允许性高碳酸血症)，因为Palv＞35 cm H2O后引起肺损伤的危害性远比允许性高碳酸血症带来的严重。除非病人有高颅内压或禁忌症时，要求正常PaCO2或pH，否则应避免迅速升高PaCO2。 目前尚没有证据表明VV和PV哪个对ARDS病人更优越，均可根据临床医生经验或医院条件选用。如果选择VV，可使用递减流量波形保证早期释放V因其可比恒定流量略提高一些平均气道压(Paw)，有利于改善氧给并减少Ppeak和Palv之间的差别。在ARDS早期肺水肿严重时，大多数病人常需要更高水平的呼吸支持，但也可进行部分自主呼吸。可用A/C或SIMV＋PSV辅助病人的自主呼吸，应用VT5～8 mL/kg通常能唯病人的通气需要。同时保持Pplat≤35 cm H2O，f 12～20 b/min。在VV中使用流量，在PV中使用FI保持足够的吸气时间来改善氧给，但也不应过长以允许适当的TE避免PEEPi。通常并不难避免PEEPi，由于肺顺应性减退，很多肺的时间常数短，甚至允许I∶E为1、5或1、0。 在处理ARDS时，PEEPE是最重要的辅助模式。可重新启用关闭的肺泡，减少肺水肿，同时可保持肺泡在开放状态，避免或减少肺损伤。因为肺泡反复开放和关闭时，可因肺泡间的剪切力引起肺损伤和表面活性物质乳化。早期重要的是保持PEEPE在相当于或超过压力容量(PV)曲线的拐点(PFLEX)。以保持肺泡开放，防止陷闭，减少静-动分流样效应。改善动脉血氧合。在ARDS最初几天中，常可在P-V曲线上看到PFLEX。在这一拐点元上增加PEEPE可明显改善动脉血氧合，但达到一定程度再继续增高后就不能进一步改善PaO2。这两者之间的PEEPE可称为最佳PEEP。临床实践中，最好保持PEEP在这一范围以改善动脉由氧合，避免肺损伤和防止副作用。现在已有市售的高档呼吸机附有监测PV曲线的功能，但临床实践中也可发现有时难以测出这一拐点。为此，有些临床医生通常根据经验或监测应用PEEP后的PaO2变化来选择PEEPE，而且很少应用15n cm H2O以上的PEEP，以不明显增高Palv的PEEP水平为标准，也可取得明显的临床效果。