如何设置常用通气参数?

呼吸机常规参数所包括的内容见表2-12。不分患者的基础病理生理状况和呼吸力学,机械地规定一套呼吸机参数让初学者套用是不可取的,两位患者即便年龄和身材相仿,一位患ARDS,一位患COPD,就不应该设置相同的参数为患者通气。一般说来,开始通气时预设呼吸机参数,依据患者身材(身高体重)、疾病和病情,通气需要;以后呼吸机参数的调整依据通气疗效,动脉血气值、心肺监测结果及临床病情的进展。现代呼吸机有以下参数可供选择。

潮气量(VT)和通气频率(f)

成人预设的VT一般为5~15ml/kg,f 15~25次/分,将VT和f一起考虑是合理的,因VT×f=Vmin,Vmin为每分通气量。预设Vmin需考虑患者的通气需要和PaCO2的目标水平。VT的设置要根据患者的气道阻力,顺应性以及个体的病理生理学。具有正常肺(如药物过量、手术后)的患者可以设置较大的VT和较慢的f,而慢性或急性限制性肺病的患者可能需要设置较小的潮气量和较快的频率(表2-13)。此外还要考虑呼吸机的类型。当应用对管路的可压缩容量能自动代偿的呼吸机时,比应用不能自动代偿的呼吸机VT要减小,因为此时设置的VT就是实际输送给患者的VT。VT过大,可导致气道压过高(平台压通常不应超过30cmH2O,除非胸壁顺应性降低)和肺泡过度扩张,诱发呼吸机相关肺损伤,这在急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者尤易发生。VT过小,易引起通气不足af过快,易致呼气时间不足而诱发气体陷闭和内源性PEEP(PEEPi)。此外,在固定Vmin的情况下,f过快,必然使VT减小,有效VT和有有效Vmin随之减小而致通气不足。从气体交换的效率考虑,有效Vmin,是比Vmin更重要的。

预设VT和f时,还要考虑所用的通气模式,如用辅助一控制通气(A-CV)模式时,预设f与触发的频率不要相差太大,否则可导致呼气时间不足和反比通气。因为此时预设的f是备用f,而实际上f是由患者触发的。例如,预设Vmin=8L/min,f=20次/分,吸/呼(I/E)时比=1:2;那么此时VT =0.4L,每个呼吸周期是3秒,吸气时间(T1)1秒,呼气时间(TE)2秒。如果患者触发的f是30次/分,那么实际Vmin[即每分呼出气量(VE)]是VTxf=0.4x30=12L,T11秒,TE1秒,I/E时比为1:1。这不仅导致VE过大,也使I/E时比近于反比通气了。所以设置了VT和f以后,还要看监测显示的VE实际f和PEEPi结果。应用同步间歇指令通气(SIMV)时,设置的VT和f是指令通气的VT和f,自主呼吸的VT和f则取决于患者的呼吸能力。有些呼吸机可分别自动显示指令通气和自主呼吸的每分气量。设置的VT和f是否恰当,还要考虑到人-机协调的问题,不恰当的VT和f会引起人-机对抗和患者的不适感。定压型通气通过设置吸气压力来预设VT,并与气道阻力、顺应性和自主呼吸用力相关。

吸气流速

只有定容型通气模式才需要和可以设置吸气流速,临床上常用的吸气流速,成人40~100L/min,平均约60L/min,婴儿4~10L/min,吸气流速取决于VT、患者的吸气用力和通气驱动。有些呼吸机通过选择流速波型(如方波、减速波或正弦波)来设置吸气流速。吸气流速可影响:①气体在肺内的分布;②CO2排出量;③VD/VT和Qs/QT,因此也影响PaO2;④与吸气峰压和T1相关。峰流速的设置应能保证吸气时间≤1秒,如果呼吸机是由患者触发的,这尤为重要,因为吸气流速和时间应与自主呼吸的吸气需要相一致,主动呼吸的患者的吸气时间罕有需要超过1秒的,大多仅需要0.7~1秒。近年提倡应用较高的吸气流速或减速波形以增加人一机协调。定压型通气时,其流速均呈成指数的减速波形以便迅速达到预设压力并维持吸气期压力的恒定。近年有些呼吸机建立了“压力上升时间”可调的功能,以控制定压通气吸气初期的过快流速。

吸气时间(或吸呼气时比)

正常的呼吸方式均是吸气时间(T1)短,呼气时间(TE)长,故吸呼(I:E)比通常设置为1:(1.5~2.5),平均1:2。延长T1即会增加平均气道压,改善动脉血氧合,但在f不变情况下,必然减少TE,可能引起气体陷闭和内源性呼气末正压( PEEPi)。当I:E时比≥1时,称为反比通气,应用延长吸气时间策略或反比通气时,虽可改善氧合,但会导致人一机对抗和血流动力学的损害,并需监测PEEPi。

触发敏感度

应用辅助或支持通气时,呼吸机送气要靠患者触发,不敏感或无反应的触发系统可显著增加患者的吸气负荷,消耗额外呼吸功。现代呼吸机有压力触发和流量触发两种系统。压力触发是对气道内压力降低所发生的反应。理想的情况,压力触发的延迟时间(从患者吸气用力到呼吸机输送气体的时间)是110~120毫秒,但实际上有些呼吸机的触发延迟时间要长得多(>200ms),这取决于呼吸机系统和设置的触发压力。

呼吸机的触发敏感度应设置于最灵敏但又不致引起与患者用力无关的自发切换。因为患者呼气末气道压通常为零,故触发敏感度常设于-2~-0.5ccmH2O。气管插管管径过小或狭窄、气道阻塞、肺实质僵硬等均可增加触发系统的不敏感性。近年来,有些呼吸机已应用流量触发系统,应用流量触发时,呼吸机是对吸气流量而不是气道内压力减低发生反应。如有些系统,将呼吸速度测定器放置于呼吸机回路和患者之间来测定吸气流量。而在另一些系统,则设置基础流量(base flow)和流量触发敏感性,当呼气管路内流量减少到流量触发敏感性阈值时,则触发呼吸机。例如,如果基础流量被设定为10L/min,流量触发敏感性被设定为3L/min,当呼吸机呼气管路内流量降至7L/min(假定患者吸气3L/min),呼吸机则被触发。Bench对流量触发的研究发现,用这种系统的延迟时间<100ms,研究还表明流量触发可减少应用CPAP时的呼吸功。然而,应用压力支持通气,SIMV指令呼吸,或A/CV时,流量触发并没有优于压力触发。除CPAP以外,-1.0~-O.5cmH2O的压力触发可能等于流量触发。流量触发敏感度一般设置于最敏感水平:1~3L/min。

如果存在内源性PEEP (PEEPi),那么无论压力或流量触发,其设置的触发敏感度都将减低,在存在PEEPi的情况下,患者的吸气用力在压力或流量改变在气道内被发现之前,必须先抵消PEEPi的影响(克服PEEPi的水平)。为克服PEEPi引起的触发灵敏度降低问题,可加用适当水平的外源性PEEP(所加PEEP通常为PEEPi的70%~80%,例如,PEEPi为10cmH2O,那么加7~8cmH2O的PEEP)。但如果PEEPi是由于高分钟通气量或呼气时间不足引起的,那么采用这种技术是无效的。如果不能测定PEEPi,也可以采用一些简单的方法来估计需加用的PEEP值o(勤丕渐增加PEEP,直至吸气峰压(PIP)开始增加o PIP的增加表明已有更多的压力和容量添加于肺。②另一估计需加PEEP值的方法是,随着PEEP的增加,辅助呼吸肌(如胸锁乳突肌)的活动是否减低;③还有一种方法是比较触发呼吸的次数与患者吸气用力的次数,随着所加PEEP的增加,触发呼吸的次数应逐渐接近直至等于患者吸气用力的次数。

触发灵敏度也受湿化系统类型的影响,如果湿化器是安装在患者和呼吸机触发检测装置两者之间的,患者必须做更多触发功才能触发呼吸,但若触发检测装置靠近患者气道,那么触发就容易。

吸氧浓度(Fi02)

选择FiO2需考虑患者的氧合状况、PaO2目标值,PEEP水平、平均气道压和血流动力学状态。机械通气初始阶段,可给高Fi02以迅速纠正严重缺氧,使Pa02达60~100mmHg,以后酌情降低Fi02至0.6以下并设法维持Sa02>90%(约等于PaO260mmHg)o若氧合十分困难,0.6的FiO2不能维持SaO2>90%,即可加用PEEP,增加平均气道压,应用镇静或肌肉松弛剂,在保证适当心排出量情况下也可适当降低Sa02目标值<90%,但不能低于85%。高于0.6的FiO2是有氧毒性的,时间过长可引起氧中毒,应尽量避免。但如果病情严重,那么在吸痰前,纤维支气管镜操作过程中可给予短时间的高浓度氧。

呼气末正压(PEEP)

应用PEEP的好处是:①增加肺泡内压和功能残气量,使肺泡一动脉氧分压差减少,改善V/Q比例,有利于氧向血液内弥散,增加氧合;②对容量和血管外肺水的肺内分布产生有利影响;③使萎陷的肺泡复张,并在呼气末保持肺泡的开放;④增加肺顺应性,减少呼吸功。应用PEEP的不利影响有:减少回心血量和心排出量,因而减少重要脏器的血流灌注。增加中心静脉压和颅内压。

自首次倡用PEEP至今,虽然有关PEEP应用的英文文章就有2000多篇,但对于最佳PEEP的选择仍意见不一。目前临床上较常用的选择PEEP的方法有以下几种:①对于COPD或肺感染导致呼吸衰竭的患者,如果吸氧浓度(Fi02)<0.5,能保留SaO2>90%的目标值,可不加或仅加3~5cmH2O的PEEP;近年来主张,如果没有明显的心血管不稳定,应常规加用3~5cmH20的PEEP来维持必要的功能残气量和防止肺不张。若不能达氧合目标值,可加PEEP,先加2~3cmH2O,以后逐渐增加,每次增加2~3cmH20,直至SaO2达目标值或达PEEP10~15cmH2O,每次增加PEEP,要看患者的血压和气道平台压的改变,若血压无变化,气道平台压的增加少于PEEP的增加,则可继续增加PEEP;若血压降低,或气道平台压的增加大于PEEP的增加,则不宜再增加PEEP。一般情况下,很少需要PEEP>15cmH20。②因气流阻塞产生PEEPi,可加用约75% PEEPi的PEEP以减轻吸气负荷。③急性心源性肺水肿时,为改善氧合和减少肺水肿,可逐渐加用PEEP,一般达5~10cmH2O。④ARDS患者机械通气时均需加用中等水平以上的PEEP,但选择最佳PEEP的方法比较困难。ARDS时加用PEEP主要有两个目的:一是为了达到最大的组织氧输送;二是为了保持肺的复张,避免呼气末肺泡的萎陷,以避免呼吸机相关肺损伤。因加用PEEP在增加PaO2的同时可减少心排出量(也因此减少组织的血流),因此可根据以下公式计算加用PEEP后是增加或实际减少了组织氧输送(DO2):DO2=1.39Hb×SaO2×Qt+0.003×PaO2(公式中Hb为血红蛋白,SaO2为血氧饱和度,Qt为心排出量,需通过Swin-Gas导管计算)。根据大多数临床研究结果,ARDS患者在加用<10~15cmH20 PEEP时,DO2通常是增加的。但若进一步增加PEEP水平,即应监测DO2以判断其利弊。

因为ARDS患者的末梢气道和肺在呼气末有萎陷趋势,吸气时的肺泡开放和呼气时的关闭反复进行会引起“剪切力”所致的呼吸机相关肺损伤(VALI),故近年主张应用恰当的PEEP来保持肺开放。曾有些学者提倡描绘ARDS患者的静态(或近似静态)压力一容量(P-V)曲线,加用略高于P-V曲线低拐点的PEEP值。另有些学者主张以P-V曲线呼气支上的拐点(闭合压)来定PEEP值,加用PEEP略高于闭合压。还有学者主张以胸部X线或CT,P-V曲线以及PEEP试验来选择最佳PEEP值。也可单独用PEEP试验的方法来设置。

通气模式

可供选择的通气模式很多,建立机械通气的初始阶段,大多数人选择常用的传统通气模式。常用通气模式有容量控制、压力控制通气、辅助控制通气(A/CV)、同步间歇指令通气(SIMV)、压力支持通气(PSV),或SIMV+PSV。新通气模式有:双重控制模式(dual control modes),如容量保障压力支持通气(VAPSV)、压力调节容量控制通气(PRVCV)、容量支持通气(VSV)等,闭合环通气(closed loop ventiation,CLV),如适应性肺通气( adaptive lung ventilation,ALV)、指令频率通气(madatory rate ventilation,MRV)和可变吸气辅助通气(variabe inspiratory aids ventilation,VAIV)等。还没有科学证据来指导通气模式的选择。需要考虑的重要问题有:①为患者提供什么水平的通气支持?初始时也许应提供完全或几乎完全的通气支持,随后再提供适合患者自主呼吸能力的部分通气支持;②是否保留患者的自主呼吸,如果保留,如何达到人一机协调;③不同的通气模式,需要预设和调整不同的呼吸机参数。

湿化器

当经人工气道(气管插管或气管切开)进行机械通气时,必须进行吸入气体的湿化。常用湿化器有热湿交换器( HME)或称“人工鼻”和加热湿化器两种。应用HME的禁忌证有:患者气道有大量分泌物、且黏稠或为血性。呼出气量少于输送VT的70%(例如存在漏气量大的支气管胸膜瘘,气管套囊漏气),体温低于32℃。自主每分通气量>10L/min。当需要雾化治疗,在患者管路内安置雾化器时,应从通气管路中卸下HME。短期机械通气(≤96小时)或在患者运输时较多应用HMEo而需要长期机械通气(>96小时)或应用HME有禁忌证时应该用加热湿化器。加用湿化器后应观察患者的气管分泌物,如果仍黏稠结痂,说明湿化不足,如痰液稀薄量多,需要频繁吸引,即提示湿化过度。

加热湿化器的温度设置应根据环境温度、患者所需湿化量而定,一般应设置于使输入气体的温度达(33+2)℃,应提供至少30mg/L水蒸气的绝对湿度,即使VE达20~30L/min也能达到此湿度,成人的湿化量约每日500ml为宜。有些治疗师喜欢输送的温度范围为35~37℃。应用HME时,如果分泌物变多或黏稠度增加,应改用加热湿化器来代替HME。或增加加热湿化器的温度。可以根据分泌物的情况(表2-14)来调整加热湿化器的温度。

报警

呼吸机上所有的报警都应该正确予以设置。最重要的报警是管道脱节报警,敏感的报警不仅应该发现管道脱节,而且也应该发现通气系统和管路的漏气。发现漏气的能力取决于测定容量的部位。呼吸机上的其他报警设置还有高压报警、I:E比例报警、PEEP丧失报警,温度过高报警。在定容型通气时,气道峰压报警是重要的,以便能及时发现阻力和顺应性的改变。在压力限制通气时,低呼出气量报警是重要的。

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