呼吸機波形解析

1、推薦呼吸機波形分析入門汪均陶教授著彩圖（連載完畢）引 言近10年來因微理器和有關軟件的發(fā)展, 現代呼吸機除提供各種有關監(jiān)測參數外, 同時能提供機械通氣時壓力、流速和容積的變化曲線以及各種呼吸環(huán). 目的是根據各種不同呼吸波形曲線特征, 來指導調節(jié)呼吸機的通氣參數, 如通氣模式是否合適、人機對抗、氣道阻塞、呼吸回路有無漏氣、評估機械通氣時效果、使用支氣管擴張劑的療效和呼吸機與患者在通氣過程中各自所作之功等. 有效的機械通氣支持或通氣治療是在通氣過程中的壓力、流速和容積相互的作用而達到以下目的:a. 能維持動脈血氣/血pH的基本要求(即PaCO2和pH正常, PaO2達到基本期望值如至少 50-60

2、 mmHg)b. 無氣壓傷、容積傷或肺泡傷.c. 患者呼吸不同步情況減低到最少,減少鎮(zhèn)靜劑、肌松弛劑的應用.d. 患者呼吸肌得到適當的休息和康復.1呼吸機工作過程:上圖中，氣源部份（Gas Source）是呼吸機的工作驅動力, 通過調節(jié)高壓空氣和氧氣流量大小的閥門來供應混合氧氣體. 氣體流量經流速傳感器在毫秒級時間內測定流量, 調整氣體流量閥門(Flow Valve)的直徑以控制流量。測定在流速曲線的吸氣流速面積下的積分, 計算出潮氣量. Vt= 流速(升/秒)Ti(流速恒定).圖中控制器（Control Unit）是呼吸機用于控制吸氣閥和呼氣閥的切換,它受控于肺呼吸力學改變而引起的呼吸機動作

3、.吸氣控制有 :a. 時間控制: 通過預設的吸氣時間使吸氣終止, 如PCV的設置Ti或I:E.b. 壓力控制: 上呼吸道達到設置壓力時使吸氣終止,現巳少用, 如PCV的設置高壓報警值.c. 流速控制: 當吸氣流速降至預設的峰流速%以下(即Esens), 吸氣終止.d. 容量控制: 吸氣達到預設潮氣量時,吸氣終止.呼氣控制有:a. 時間控制: 通過設置時間長短引起呼氣終止(控制通氣) 代表呼氣流速(吸氣閥關閉, 呼氣閥打開以便呼出氣體), 呼氣流速的波形均為同一形態(tài).b. 病人觸發(fā): 呼吸機撿測到吸氣流速到吸氣終止標準時即切換呼氣(Esens).圖中氣體流量定量閥(Dosing Flow-Val

4、ve)是控制呼吸機輸送的氣體流量, 由流量傳感器監(jiān)測并控制, 如此氣體流量經Y形管進入病人氣道以克服氣道粘性阻力， 再進入肺泡的容積以克服肺泡彈性阻力. 通過打開和關閉呼氣閥, 即控制了吸氣相和呼氣相. 在吸氣時呼氣閥是關閉的. 若壓力,容量或吸氣時間達到設置值, 呼氣閥即打開, 排出呼出氣體.呼氣閥后的PEEP閥是為了維持呼氣末氣道壓力為正壓(即0 cmH2O以上), 目的是克服內源性(PEEPi);維持肺泡的張開. 由于各廠圖形處理軟件不一, 故顯示的波形和環(huán)稍有差別,但對波形的判斷並無影響.為便識別吸、呼氣相,本波形分析一律以綠色代表吸氣,以蘭色代表呼氣. 2. 流量-時間曲線(F-T

5、curve)流速定義:呼吸機在單位時間內在兩點之間輸送出氣體的速度, 單位為cm/s或m/s.流量:是指每單位時間內通過某一點的氣體容量. 單位L/min或L/sec目前在臨床上流速、流量均混用! 本文遵守習稱.流量-時間曲線的橫座標代表時間(sec), 縱座標代表流速(Flow=), 流速(量)的單位通常是升/分(L/min或LPM). 在橫座標的上部代表吸氣(綠色), 吸氣流量(呼吸機吸氣閥打開, 呼氣閥關閉, 氣體輸送至肺),曾有八種波形(見下圖).目前多使用方波和遞減波. 橫座標的下部代表呼氣(蘭色)(呼吸機吸氣閥關閉, 呼氣閥打開以便病人呼出氣體). 呼氣流量波形均為同一形態(tài), 只有

6、呼氣流量的振幅大小和呼氣流量回復到零時間上差異. 圖. 各種吸、呼氣流量波形 A.指數遞減波 B.方波 C.線性遞增波 D.線性遞減波 E.正弦波 F.50%遞減波 G.50%遞增波 H.調整正弦波2.1. 吸氣流量波形(Fig.1) 恒定的吸氣流速是指在整個吸氣時間內呼吸機輸送的氣體流量恒定不變, 故流速波形呈方形,( 而PCV時吸氣流量均采用遞減形-即流量遞減), 橫軸下虛線部分代表呼氣流速(在呼氣流量波形另行討論)Fig.1吸氣流量恒定的曲線形態(tài)1: 代表呼吸機輸送氣體的開始:取決于a)預設呼吸周期的時間巳達到, 呼氣轉換為吸氣(時間切換)如控制呼吸(CMV). b)患者吸氣努力達到了觸

7、發(fā)閥,呼吸機開始輸送氣體,如輔助呼吸(AMV).2: 吸氣峰流量(PIF或PF): 在容量控制通氣(VCV)時PIF是預設的, 直接決定了Ti或I:E. 在PCV和PSV時,PIF的大小決定了潮氣量大小、吸氣時間長短和壓力上升時間快慢.3: 代表吸氣結束, 呼吸機停止輸送氣體.此時巳完成預設的潮氣量(VCV)或壓力巳達標(PCV),輸送的流量巳完成(流速切換),或吸氣時間已達標(時間切換).45: 代表整個呼氣時間:包括從呼氣開始到下一次吸氣開始前這一段時間.6: 14為吸氣時間: 在VCV中其長短由預設的潮氣量,峰流速和流速波型所決定, 它尚包含了吸氣后摒氣時間(VCV時摒氣時間內無氣體流量

8、輸送到肺,PCV時無吸氣后摒氣時間).7: 代表一個呼吸周期的時間(TCT): TCT=60秒/頻率.2.1.1 吸氣流量的波型(類型)(Fig.2)根據吸氣流量的形態(tài)有方波, 遞減波, 遞增波, 和正弦波, 在定容型通氣(VCV)中需預設頻率, 潮氣量和峰流量, 并選擇不同形態(tài)的吸氣流量波.!(見Fig.2以方波作為對比) 正弦波是自主呼吸的波形，其在呼吸機上的療效無從證明(指在選擇流速波形時),巳少用. 霧化吸入或欲使吸氣時間相對短時多數用方波.Fig.2 吸氣流速波型圖2中流速以方波作為對比(以虛線表示), 在流速,頻率和潮氣量均不變情況下, 方波由于流速恒定不變,故吸氣時間最短, 其他

9、波形因的遞減, 遞增或正弦狀, 因它們的流速均非恒定不變, 故吸氣時間相應延長.方波: 是呼吸機在整個吸氣時間內所輸送的氣體流量均按設置值恒定不變, 故吸氣開始即達到峰流速, 且恒定不變持續(xù)到吸氣結束才降為0. 故形態(tài)呈方形遞減波: 是呼吸機在整個吸氣時間內, 起始時輸送的氣體流量立即達到峰流速(設置值), 然后逐漸遞減至0 (吸氣結束), 以壓力為目標的如定壓型通氣(PCV)和壓力支持(PSV=ASB)均采用遞減波. 遞增波: 與遞增波相反, 目前基本不用.正弦波: 是自主呼吸的波形. 吸氣時吸氣流速逐漸達到峰流速而吸氣末遞減至0,(比方波稍緩慢而比遞減波稍快).呼氣流速波除流速振幅大小和流

10、速回至基線(即0流速)的時間有所不同外,在形態(tài)上無差別.2.1.2 AutoFlow(自動變流) (見Fig.3)AutoFlow并非流速的波形, 而是呼吸機在VCV中一種功能. 呼吸機根據當前呼吸系統(tǒng)的順應性和阻力及設置的潮氣量, 計算出下一次通氣時所需的最低氣道峰壓, 自動控制吸氣流量, 由起始方波改變?yōu)闇p速波,在預設的吸氣時間內完成潮氣量的輸送.Fig.3 AutoFlow吸氣流速示意圖圖3左側為控制呼吸，由原方波改變?yōu)闇p速波形(非遞減波), 流速曲線下的面積=Vt. 圖右側當阻力或順應性發(fā)生改變時, 每次供氣時的最高氣道壓力變化幅度在+3 - -3 cmH2O之間, 不超過報警壓力上限

11、5cm H2O. 在平臺期內允許自主呼吸, 適用于各種VCV所衍生的各種通氣模式.2.1.3 吸氣流量波形(F-T curve)的臨床應用2.1.3.1 吸氣流速曲線分析-鑒別通氣類型(Fig.4)Fig.4 根據吸氣流速波形型鑒別通氣類型 圖4左側和右側可為VCV的強制通氣時, 由操作者預選吸氣流速的波形，方波或遞減波. 中圖為自主呼吸的正弦波. 吸氣、呼氣峰流速比機械通氣的正弦波均小得多.右側圖若是壓力支持流速波, 形態(tài)是遞減波, 但吸氣流速可未遞減至0, 而突然下降至0, 這是由于在吸氣過程中吸氣流速遞減至呼氣靈敏度(Esens)的閾值, 使吸氣切換為呼氣所致, 壓力支持(PS) 只能在

12、自主呼吸基礎上才有作用. 這三種呼吸類型的呼氣流速形態(tài)相似, 差別僅是呼氣流速大小和持續(xù)時間長短不一.2.1.3.2 判斷指令通氣在吸氣過程中有無自主呼吸(Fig.5)0Fig.5 指令通氣過程中有自主呼吸圖5中A為指令通氣吸氣流速波, B、C為在指令吸氣過程中在吸氣流速波出現切跡,提示有自主呼吸.人機不同步, 在吸氣流速前有微小呼氣流速且在指令吸氣近結束時又出現切跡, (自主呼吸)使呼氣流速減少.x2.1.3.2評估吸氣時間(Fig.6)ppFig.6 評估吸氣時間圖6是VCV采用遞減波的吸氣時間:A:是吸氣末流速巳降至0說明吸氣時間合適且稍長, 在VCV中設置了”摒氣時間”.( 注意在PC

13、V無吸氣后摒氣時間). B:的吸氣末流速突然降至0說明吸氣時間不足或是由于自主呼吸的呼氣靈敏度(Esens)巳達標(下述), 切換為呼氣. 只有相應增加吸氣時間才能不增加吸氣壓力情況下使潮氣量增加.2.1.3.4從吸氣流速檢查有泄漏(Fig.7)Fig.7 呼吸回路有泄漏當呼吸回路存在較大泄漏,(如氣管插管氣囊泄漏,NIV面罩漏氣,回路連接有泄漏)而流量觸發(fā)值又小于泄漏速度,使吸氣流速曲線基線(即0升/分)向上移位(即圖中淺綠色部分)為實際泄漏速度, 使下一次吸氣間隔期延長, 此時宜適當加大流量觸發(fā)值以補償泄漏量，在CMV或NIV中,因回路連接, 面罩或插管氣囊漏氣可見及.2.1.3.5 根據

14、吸氣流速調節(jié)呼氣靈敏度(Esens)(Fig.8) Fig.8 根據吸氣峰流速調節(jié)呼氣靈敏度 左圖為自主呼吸時, 當吸氣流速降至原峰流速1025%或實際吸氣流速降至10升/分時, 呼氣閥門打開呼吸機切換為呼氣. 此時的吸氣流速即為呼氣靈敏度(即Esens). 現代的呼吸機呼氣靈敏度可供用戶調節(jié)(Fig.8右側). 右側圖A因回路存在泄漏或預設的Esens過低, 以致呼吸機持續(xù)送氣, 使吸氣時間過長. B適當地將Esens調高及時切換為呼氣, 但過高的Esens使切換呼氣過早, 無法滿足吸氣的需要. 故在PSV中Esens需和壓力上升時間一起來調節(jié), 根據F-T,和P-T波形來調節(jié)更理想.2.1

15、.3.6 Esens的作用(Fig.9)Fig.9 Esens的作用圖9為自主呼吸+PS, 原PS設置15 cmH2O, Esens為10%. 中圖因呼吸頻率過快、壓力上升時間太短, 而Esens設置太低, 吸氣峰流速過高以致PS過沖超過目標壓,呼吸機持續(xù)送氣,TI延長,人機易對抗. 經將Esens調高至30%, 減少TI,解決了壓力過沖, 此Esens符合病人實際情況.2.2 呼氣流速波形和臨床意義呼氣流速波形其形態(tài)基本是相似的,其差別在呼氣波形的振幅和呼氣流速持續(xù)時間時的長短, 它取決于肺順應性,氣道阻力(由病變情況而定)和病人是主動或被動地呼氣.(見Fig.10)1:代表呼氣開始.2:為

16、呼氣峰流速:正壓呼氣峰流速比自主呼吸的稍大一點.3:代表呼氣的結束時間(即流速回復到0), 4:即1 3的呼氣時間5:包含有效呼氣時間4, 至下一次吸氣流速的開始即為整個呼氣時間,結合吸氣時間可算出I:E.TCT:代表一個呼吸周期 = 吸氣時間+呼氣時間2.2.1 初步判斷支氣管情況和主動或被動呼氣(Fig.11) 圖11左側圖虛線反映氣道阻力正常, 呼氣峰流速大,呼氣時間稍短, 實線反映呼氣阻力增加, 呼氣峰流速稍小,呼氣時延長. 右側圖虛線反映是病人的自然被動呼氣, 而實線反映了是患者主動用力呼氣, 單純從本圖較難判斷它們之間差別和性質. 尚需結合壓力-時間曲線一起判斷即可了解其性質.2.

17、2.2 判斷有無內源性呼氣末正壓(Auto-PEEP/PEEPi)的存在(Fig.12)Fig.12 為三種不同的Auto-PEEP呼氣流速波形 圖12吸氣流速選用方波,呼氣流速波形在下一個吸氣相開始之前呼氣流速突然回到0, 這是由于小氣道在呼氣時過早地關閉, 以致吸入的潮氣量未完全呼出,使部分氣體阻滯在肺泡內產生正壓而引起Auto-PEEP( PEEPi). 注意圖中的A,B和C, 其突然降至0時呼氣流速高低不一, B最高,依次為A, C. 實測Auto-PEEP壓力大小也與波形相符合.Auto-PEEP在新生兒, 幼嬰兒和45歲以上正常人平臥位時為3.0 cmH2O. 呼氣時間設置不適當,

18、 反比通氣，肺部疾病(COPD)或肥胖者均可引起PEEPi. 臨床上醫(yī)源性PEEP= 所測PEEPi 0.8. 如此即打開過早關閉的小氣道而又不增加肺容積.2.2.3 評估支氣管擴張劑的療效(Fig.13)Fig.13 呼氣流速波形對支氣擴大劑療效評估圖13中支氣管擴張劑治療前后在呼氣流速波上的變化, A: 呼出氣的峰流速, B: 從峰流速逐漸降至0的時間. 圖右側治療后呼氣峰流速A增加, B有效呼出時間縮短, 說明用藥后支氣管情況改善. 另尚可監(jiān)測Auto-PEEP有無改善作為佐證.3.壓力-時間曲線3.1 VCV的壓力-時間曲線(P-T curve)(Fig.14)呼吸周期由吸氣相和呼氣相

19、所組成. 在VCV中吸氣相尚有無流速期是無氣體進入肺內(即吸氣后摒氣期-吸氣后平臺), PCV的吸氣相是始終為有流速期(無吸氣后摒氣). 在呼氣時均有呼氣流速. 在壓力-時間曲線上吸氣相和呼氣相的基線壓力為0或0以上(即PEEP).壓力-時間曲線反映了氣道壓力(Paw)的逐步變化(Fig.14), 縱軸為氣道壓力,單位是cmH2O (1 cmH2O=0.981 mbar), 橫軸是時間以秒(sec)為單位, 基線壓力為0 cmH2O. 橫軸上正壓, 橫軸下為負壓. Fig.14 VCV的壓力-時間曲線示意圖圖14為VCV,流速恒定(方波)時氣道壓力-時間曲線, 氣道壓力等于肺泡壓和所有氣道阻力

20、的總和, 并受呼吸機和肺的阻力及順應性的影響. 當呼吸機阻力和順應性恒定不變時, 壓力-時間曲線卻反映了肺部情況的變化.A至B點反映了吸氣起始時所需克服通氣機和呼吸系統(tǒng)的所有阻力,A至B的壓力差(P)等于氣道粘性阻力和流速之乘積(P=R), 阻力越高或選擇的流速越大, 則從A上升至B點的壓力也越大,反之亦然.B點后呈直線狀增加至C點為氣道峰壓(PIP),是氣體流量打開肺泡時的壓力, 在C點時通氣機輸送預設潮氣量的氣道峰壓. A至C點的吸氣時間(Ti)是有流速期, D至E點為吸氣相內”吸氣后摒氣”為無流速期.與B至C點壓力曲線的平行的斜率線(即A-D), 其∆P=VtErs(肺彈性阻

21、力), Ers=1/C即靜態(tài)順應性的倒數, Ers=VT/Cstat).C點后壓力快速下降至D點, 其下降速度與從A上升至B點速度相等. C至D點的壓力差主要是由氣管插管的內徑所決定, 內徑越小C-D壓差越大. D至E點即平臺壓是肺泡擴張進行氣體交換時的壓力, 取決于順應性和潮氣量的大小. D-E的壓力若輕微下降可能是吸入氣體在不同時間常數的肺泡區(qū)再分佈過程, 或整個系統(tǒng)(指通氣機和呼吸系統(tǒng))有泄漏. 通過靜態(tài)平臺壓測定, 即可計算出氣道阻力(R)和順應性(C), PCV時只能計算順應性而無阻力計算.E點開始是呼氣開始, 依靠胸廓、肺彈性回縮力使肺內氣體排出體外(被動呼氣), 呼氣結束氣道壓力

22、回復到基線壓力的水平(0或PEEP). PEEP是呼氣結束維持肺泡開放避免萎陷的壓力.3.1.1平均氣道壓(mean Paw 或Pmean)( Fig.15)平均氣道壓(MAP)在正壓通氣時與肺泡充盈效果和心臟灌注效果相關(即氣體交換),在一定的時間間隔內計算N個壓力曲線下的區(qū)域面積而得, 直接受吸氣時間影響. 氣道峰壓, PEEP, 吸/呼比和 肺含水量均影響它的升降. 圖中A-B為吸氣時間, B-C為呼氣時間, PIP=吸氣峰壓,呼吸基線=0或PEEP. 一般平均氣道壓=10-15cmH2O, 不大于30cmH2O.3.1.2 在VCV中根據壓力曲線調節(jié)峰流速(即調整吸/呼比) (Fig.

23、16) VCV通氣時, 調節(jié)吸氣峰流速即調正吸氣時間(Ti)或I/E比. 圖16中A處因吸氣流速設置太低, 吸氣時間稍長, 故吸氣峰壓也稍低. 在B處設置的吸氣流速較大, 吸氣時間也短, 以致壓力也稍高, 故在VCV時調節(jié)峰流速既要考慮Ti, I/E比和Vt, 也要考慮壓力上限. 結合流速,壓力曲線調節(jié)峰流速即可達到預置的目的.3.2 PCV的壓力-時間曲線(Fig.17) Fig.17 PCV的壓力-時間曲線虛線為VCV, 實線為PCV的壓力曲線. 與VCV壓力-時間曲線不同, PCV的氣道壓力在吸氣開始時從基線壓力(0或PEEP) 增至預設水平呈平臺樣並保持恒定, 是受預設壓力上升時間控制

24、. PCV的氣體流量在預設吸氣時間內均呈遞減形. 在呼氣相, 壓力下降和VCV一樣回復至基線壓力水平, 本圖提示了在相同頻率、吸氣時間、和潮氣量情況下PCV的平臺樣壓力比VCV吸氣末平臺壓稍低. 呼吸回路有泄漏時氣道壓將無法達到預置水平. 3.2.1 壓力上升時間(壓力上升斜率或梯度)(Fig.18)以壓力為目標的通氣(如PCV, PSV), 壓力上升時間是在吸氣時間內使預設的氣道壓力達到目標壓力所需的時間, 事實上是呼吸機通過調節(jié)吸氣流速的大小, 使達到預設壓力的時間縮短或延長.Fig.18 PCV和PSV壓力上升時間與吸氣流速的關系圖18是PCV或PSV(ASB)壓力上升時間在壓力,流速曲

25、線上的表現. a,b,c分別代表三種不同的壓力上升時間, 快慢不一. 調節(jié)上升時間即是調節(jié)呼吸機吸氣流速的增加或減少, a,b,c流速高低不一, 導致壓力上升時間快慢也不一. 吸氣流速越大, 壓力達標時間越短(上圖)， 相應的潮氣量亦增加. 反之亦然. 流速圖a有短小的呼氣流速波是由于達到目標壓有壓力過沖, 主動呼氣閥釋放壓力過沖所致, 壓力上升時間的名稱和所用單位各廠設置不一.如Evita 設定的是時間0.05-2.0s(4), PB-840是流速加速%FAP50-100%, 而Servo-i為占吸氣時間的%.3.3 臨床意義3.3.1 評估吸氣觸發(fā)閾和吸氣作功大小(Fig.19)Fig.1

26、9 評估吸氣作功大小圖19為CPAP模式, 根據吸氣負壓高低和吸氣相內負壓觸發(fā)面積(PTP=壓力時間乘積), 可初步對患者吸氣用力是否達到預置觸發(fā)閾和作功大小作定性判斷. 負壓幅度越大,引起觸發(fā)時間越長,PTP越大,病人吸氣作功越大. 圖中a. 吸氣負壓小, 吸氣時間短, 吸氣相面積小, 吸氣作功也小. b. c. 吸氣負壓大, 吸氣時間長, 吸氣相面積大, 吸氣作功也大.是否達到觸發(fā)閾在壓力曲線上,可見及觸發(fā)是否引起吸氣同步.3.3.2 評估平臺壓(Fig.20) Fig.20 評估平臺壓在PCV或PSV時, 若壓力曲線顯示無平臺樣壓力, 如圖20 A所示, PCV的吸氣時間巳消逝, 但壓力

27、曲線始終未出現平臺樣壓力. 應先排除壓力上升時間是否設置太長, 呼吸回路有無漏氣. 如為VCV時,設置的吸氣流速是否符合病人需要或未設置吸氣后摒氣(需同時檢查流速曲線和呼出潮氣量是否達標以查明原因). 此外有的呼吸機因吸氣流速不穩(wěn)定, 也會出現這種情況3.3.3 呼吸機持續(xù)氣流對呼吸作功的影響 (Fig.21)Fig.21 持續(xù)氣流對呼吸作功的影響圖21中, 呼吸機提供的持續(xù)氣流增加時, Paw在自主呼吸中基線壓力下是降低的, 同時呼氣壓力增加(因呼氣時持續(xù)氣流使阻力增加). 正確使用持續(xù)流速使吸氣作功最小, 而在呼氣壓力并無過份增加, 在本病例中,當持續(xù)氣流為10-20 L/min時, 在吸

28、氣作功最小, 呼氣壓力稍有增加.但持續(xù)氣流增至30 L/min則呼氣作功明顯增加. 本圖是患者自主呼吸(CPAP=5cmH2O), 流速波形為正弦波, 圖中的病人呼吸流速和潮氣量均無變化.3.3.4 識別通氣模式通過壓力-時間曲線可識別通氣模式, 如CMV/AMV, SIMV, SPONT(CPAP), BIPAP等.3.3.4.1自主呼吸(SPONT/CPAP)的吸氣用力和壓力支持通氣(PSV/ASB) (Fig.22)Fig.22 自主呼吸和壓力支持通氣的壓力-時間曲線圖22均為自主呼吸使用了PEEP, 在A處曲線在基線處向下折返代表吸氣, 而B處曲線向上折返代表呼氣, 此即是自主呼吸,

29、若基線壓力大于0的自主呼吸稱之為CPAP. 右側圖吸氣開始時有向下折返波以后壓力上升, 第一個為PCV-AMV, 第二個為自主呼吸+PSV, PS一般無平臺樣波形出現(除非呼吸頻率較慢且壓力上升較快), 注意壓力支持通氣是必需在患者自主呼吸基礎上才可有壓力支持, 而自主呼吸的吸氣時間并非恒定不變, 因此根據吸氣時間和肺部情況同時需調節(jié)壓力上升時間和呼氣靈敏度.3.3.4.2 控制機械通氣(CMV)和輔助機械通氣(AMV)的壓力-時間曲線, Fig.23 Fig.23 CMV(左側)和AMV(右側)的壓力-時間曲線圖中基線壓力未回復到0, 是由于使用了PEEP. 且患者觸發(fā)呼吸機是使用了壓力觸發(fā)

30、, 左側圖在基線壓力均無向下折返小波(A), 呼吸機完全控制患者呼吸, 為CMV模式. 右側在吸氣開始均有向下折返的壓力小波, 這是患者吸氣努力達到觸發(fā)閾使呼吸機進行了一次輔助通氣, 為AMV模式. 若使用了流速觸發(fā), 則不論是CMV或AMV, 在基線壓力可能無向下折返小波, 這需視設置的流量觸發(fā)值而定.3.3.4.3 同步間歇指令通氣(SIMV) Fig.24.Fig.24 SIMV的壓力波形示意圖SIMV在一個呼吸周期有強制通氣期和自主呼吸期. 觸發(fā)窗有在自主呼吸末端(呼吸周期末端), 也有觸發(fā)窗位于強制通氣起始端(呼吸周期起始端).若病人的呼吸努力在觸發(fā)窗達到觸發(fā)閾, 呼吸機即同步強制通

31、氣. 在隨后的自主呼吸的吸氣用力即使達到觸發(fā)閾也僅給于PS(需預設). 若在觸發(fā)窗無同步觸發(fā)且強制呼吸頻率的周期巳逝過, 則在下一個呼吸周期自動給于一次強制通氣. 因觸發(fā)窗縮短了有效的SIMV時間, 即圖中所示∆T, 由此可避免SIMV的頻率增加. 圖24的觸發(fā)窗是在呼吸周期末端!觸發(fā)窗在強制通氣期或在自主呼吸期末, 各廠設計不一, 觸發(fā)窗時限也不一. 圖24a是觸發(fā)窗在強制通氣期(即呼吸周期起始端）Fig.24a 同步間歇指令通氣(SIMV)圖24a中方框部分是SIMV的觸發(fā)窗位于呼吸周期的起始段強制通氣期, 在觸發(fā)窗期間內自主呼吸達到觸發(fā)閾, 呼吸機即同步輸送一次指令(強制)通

32、氣(即設置的潮氣量或吸氣峰壓), 若無自主呼吸或自主呼吸較弱不能觸發(fā)時, 在自主呼吸期結束時(即一個呼吸周期結束)呼吸機自動給一次指令通氣. 此后在自主呼吸期的剩余時間內允許患者自主呼吸, 即使自主呼吸力達到觸發(fā)閾,呼吸機也不給指令通氣, 但可給予一次PS(需預設). 圖中笫二、五個方框說明觸發(fā)窗期巳消逝, 呼吸機給于一次強制通氣. 第一、三、四、六均為在觸發(fā)窗期內自主呼吸力達到觸發(fā)閾, 呼吸機給予一次同步指令通氣. 3.3.4.4 雙水平正壓通氣(BIPAP) Fig.25 Fig.25 BIPAP的壓力-時間曲線BIPAP屬于PCV所衍生的模式, 即在兩個不同壓力水平上患者進行自主呼吸見圖

33、25上圖. 高壓(Phigh)相當于VCV中的平臺壓, 低壓(Plow)相當于PEEP, Thigh相當于呼吸機的吸氣時間(Ti), Tlow相當于呼吸機的呼氣時間(Te), 呼吸機的頻率=60/Thigh+Tlow.下圖左側起始是PCV吸氣峰壓呈平臺狀無自主呼吸. 隨后的高壓或低壓水平上均有自主呼吸+壓力支持. PH和PL的PS最大值不大于Phigh +2 cmH2O.3.3.4.5 BIPAP和VCV在壓力-時間曲線上差別Fig.26VCV可選用不同流速波, 在壓力曲線上有峰壓, 而BIPAP采用遞減波流速, 無峰壓只有平臺樣壓力波, 且壓力上升呈直線狀(其差別見圖26). BIPAP的高

34、, 低壓力等于VCV的平臺壓和PEEP. BIPAP的高低壓的差數大小即反映了潮氣量的大小. Fig.26 VCV 與BIPAP在壓力曲線的差別和關系 3.3.4.6 BIPAP衍生的其他形式BIPAP(Fig.27)通過調節(jié)BIPAP四個參數如Phigh, Plow, Thigh, Tlow可衍生出多種形式BIPAP:Fig.27 BIPAP所衍生的四種模式a. PhighPlow且ThighTlow, 即是CMV/AMV-BIPAP(也稱IPPV-BIPAP)b. PhighPlow, Phigh上無自主呼吸, 即IMV-BIPAPc. 為真正的BIPAP:PhighPlow, 且Thig

35、hTlow, Phigh和Plow均有自主呼吸d. Phigh=Plow時即為CPAP 3.3.4.7 氣道壓力釋放通氣(APRV)的通氣波形(Fig.28)APRV事實上也屬于PCV中的BIPAP, 主要是當ThighTlow或Tlow小于1.0 0.5秒即是IRV-BIPAP或APRV見Fig.28. 常用于ARDS主要目的除在Phigh期提高PO2外, 通過定時的氣道壓力下降以便排出CO2, 使用時應密切注意氣壓傷.Fig.28.APRV:BIPAP衍生模式, Tlow小于0.5 1.0秒4 容積-時間曲線4.1 容積-時間曲線的分析(Fig.29)Fig.29 容積-時間曲線容積是氣體

36、流速通過單位時間內積分而測定的, 以單位為升/分, 上升肢為吸入潮氣量,下降肢為呼出潮氣量. 吸氣:為吸氣開始到呼氣開始這段時間,呼氣時間是從呼氣開始到下一個吸氣開始時這段時間. 一般說容積-時間曲線需與其他曲線結合一起分析才有意義.在VCV時, 吸氣期的有流速相期是容積持續(xù)增加, 而吸氣后摒氣的平臺期是無流速相期，無氣體進入肺內, 但吸入氣體在肺內重新分布(即吸氣后摒氣), 故容積保持恒定. 在PCV時整個吸氣期均為有流速期, 潮氣量大小決定于吸入氣峰壓和吸氣時間這兩個因素.4.2 臨床意義: 方波,遞減波而在容積、壓力曲線上的差別(Fig.30)在恒定流速(方波)的容積是呈線性增加, 而以

37、遞減流速的容積則呈指數增長. 兩者的呼氣時容積均呈指數樣下降至基線, 容積曲線上有無平臺, 在VCV取決于吸氣后摒氣時間. 在PCV中取決于壓力上升時間和整個吸氣時間的長短. Fig.30 因方波,遞減波而在容積、壓力曲線上的差別4.2.1氣體阻滯或泄漏的容積-時間曲線(Fig.31)圖31所示呼氣末曲線不能回復到基線0, 有頓挫是上一次呼氣未呼完, 稍停頓繼續(xù)呼出(較少見). 然后是下一次吸氣的潮氣量. 若是氣體阻滯同時在流速或壓力曲線和測定Auto-PEEP即可知悉. 圖31所示為呼氣阻滯. 若吸、呼氣均有泄漏則整個潮氣量均減少.Fig.31 氣體阻滯或泄漏的容積-時間曲線4.2.2呼氣時

38、間不足導致氣體阻滯(Fig.32)Fig.32 呼氣時間不足在容積-時間曲線上表現圖右側: 呼氣時間不足在容積-時間曲線上表現， 呼氣時間不足在容積曲線上表現為呼氣結束緊跟著為下一次吸氣, 或呼氣尚未結束時即有下一次吸氣. 此現象在快呼吸頻率、有PEEPi或反比通氣較多見.5. 呼吸環(huán)5.1 壓力-容積環(huán)(P-V loop)Fig.33 P-V環(huán)的構戌(指令通氣)圖33 橫軸為壓力有正壓(0點右側為機械通氣)、負壓(0點左側為自主呼吸)之分, 單位為 cmH2O, 縱軸是容積(潮氣量Vt),單位為 升/次. ∆P(氣道)=氣體流量氣道粘性阻力 ∆P(肺泡)=潮氣量肺泡彈

39、性阻力. 環(huán)中間虛線是P-V的斜率反映呼吸系統(tǒng)順應性C=∆V/∆P. 吸氣呼氣互相切換時的流速=0. 本圖PEEP=5 cmH2O, 則以正壓5 cmH2O為起始和回復點(即縱軸右移至5cmH2O). 此環(huán)說明壓力與容積的關系. a=PEEP, b=氣道峰壓, c=平臺壓.機械通氣因是正壓吸氣和呼氣, 故P-V環(huán)按逆時鐘方向描繪, 上升肢代表吸氣過程從0(或PEEP) 起始上升至預設的吸氣峰壓(PCV)或預設的潮氣量(VCV). ab, 在b點時吸氣結束其流速為0, 隨后有短時間的平臺（bc）再切換為呼氣(ca), 返回至a點時呼氣結束流速為0, 下降肢代表呼氣過程壓力

40、降至基礎壓( 0或PEEP ). 吸氣肢和呼氣肢之間距離(寬度)代表吸氣和呼氣的阻力. Paw實線代表呼吸機端(氣管插管頂端)所反映的P-V環(huán),包含了氣管插管所導致的阻力. Ptrach虛線代表總氣管內(氣管插管末端)所反映的P-V環(huán), 排除了氣管插管所引起的阻力因素. 測Ptrach另需用2mm的細導管經氣管插管插至總氣管內, 另呼吸機硬件上另需有”附加壓力”接口和相應的軟件.以下敘述的P-V環(huán)虛線和實線的意義均與此相同通常在機械通氣時所獲得的P-V環(huán)要求(1)要求通氣時各參數具有同一性以便對照. (2)肺充氣越快速則P-V環(huán)斜率反映順應性越好.5.1.1 VCV和PCV在Paw-V環(huán)的差別

41、(Fig.34)Fig.34.VCV與PCV在P-V環(huán)的差異注意本例上、下兩圖的橫座表其長度不同. VCV(Paw和Ptrach)的P-V環(huán)在吸氣末均呈鴨嘴狀; PCV的P-V環(huán)呈方盒形. 但氣管導管在吸氣肢和呼氣肢所引起的壓力差(∆PETT), 在VCV的P-V環(huán)吸氣肢上∆PETT IN遠比呼氣肢的∆PETT Ex要小. 而在PCV的P-V環(huán)上的吸、呼氣肢的∆PETT均較明顯.這是由于VCV時壓力隨容積增加而逐步增加; 呼氣時因要克服氣管插管故PETT EX比吸氣PETT IN時增大. P-V環(huán)似鴨嘴狀, 是由于平臺時間稍長或肺有過度膨脹的跡象

42、.而在PCV(Paw和Ptrach)的P-V環(huán), 吸氣起始壓力迅速增至氣道峰壓并保持恒定, 在呼氣起始時壓力快速下降至吸氣起始點, 均是為了在吸氣和呼氣時需克服氣管插管的阻力所致, 故吸、呼氣肢的∆PETT IN和∆PETT EX比VCV的∆PETT均明顯增加, 故P-V均似方形.注意在Ptrach(氣管內壓)的P-V環(huán)在吸氣起始時壓力有進一步下降折返至最低點, 然后再速增至目標壓, 此是由于PCV起始壓力在導管迅速增加所致.5.1.2自主呼吸(SPONT)的P-V環(huán)(Fig.35P） Fig.35 自主呼吸的P-V環(huán)圖35為自主呼吸, 本例基線壓力=0 c

43、mH2O(即PEEP=0). 正常吸氣時是負壓達到吸入潮氣量時即轉換為呼氣, 呼氣時為正壓直至呼氣完畢壓力回復至0. P-V環(huán)呈順時鐘方向描繪. 在吸氣肢內面積大小即為吸氣作功大小.5.1.3 輔助通氣(AMV)的P-V環(huán)(Fig.36)Fig.36.AMV的P-V環(huán)圖36顯示的是自主呼吸負壓觸發(fā)(縱軸左側為負壓)達到觸發(fā)閾, 然后呼吸機給予一次正壓通氣達到目標后(壓力或潮氣量), 即轉換為呼氣回復至0. 縱軸左側的吸氣啟動這部分面積相當觸發(fā)吸氣所作之功(吸氣面積=0.02), 左小三角區(qū)及上升肢上內區(qū)為吸氣相, 吸氣相面積代表克服氣道阻力之功, 圖中虛線大三角形區(qū)為呼氣相, 呼氣相面積代表克

44、服順應性所作之功.5.1.4 插管內徑對P-V環(huán)的影響 (Fig.37)Fig.37 不同內徑的插管所形成的P-V環(huán)圖37 插管(ET)內經8mm的P-V環(huán)小于內徑6.5mm, 是由于插管內徑增大以致阻力減低所致, 作功亦小, 圖中實線的P-V環(huán)是由于使用了呼吸機(CMV)克服所有阻力,故插管內徑大小對P-V環(huán)無影響. 插管內徑大小僅是在自主呼吸時會引起阻力的改變, 使自主呼吸作功增加或減少.5.1.5 吸氣流速大小對P-V環(huán)的影響(Fig.38)圖38吸氣流速對P-V環(huán)的影響吸氣流速增加主要是動態(tài)吸氣時用于克服氣管的粘性阻力所致. 同一容積因氣道阻力的增加, 要求吸氣流速也增加, 以致氣道壓

45、力增加, 吸氣上升肢隨流速增加而右移. 反之亦然. 故吸氣肢的左右移位反映了氣道阻力大小. 標準測定靜態(tài)P-V環(huán)有其特殊的要求. 目前臨床多用吸氣后暫停測得,應注意其他參數的同一性,以便對照.因吸氣流速的增減. 使 P-V環(huán)的上升肢(吸氣肢)的水平左丶右移位反映了氣道阻力的減少或增加(另見圖41).5.1.6 自主呼吸+PS, P-V環(huán)在插管頂端、末端的作用(Fig.39) Fig.39 CPAP用PS在插管頂端、末端的作用在自主呼吸基礎上(CPAP)使用PS即是克服插管阻力減少作功, 假如CPAP的P-V環(huán)其吸氣肢位于設置的CPAP縱軸處, 說明管子的阻力巳完全補償. 若在CPAP虛線的右側

46、(實線所示), 說明壓力支持(PS)的補償除插管內徑所引起的阻力外, 提示氣管尚有病理性阻力, PS補償的尚包括下呼吸道的阻力. 若壓力支持不恰當而病人用力吸氣, 則在氣管插管的末端仍將發(fā)生負壓, 病人吸氣作功增加.5.1.7 PSV時Paw-V環(huán)與Ptrach-V環(huán)的差別(Fig.40) Fig.40 PSV時的P-V環(huán)PSV的基礎是自主呼吸, 吸氣時為負壓;呼氣時為正壓. 因此P-V環(huán)按順時鐘方向描繪. 本例為CPAP 4.0 cmH2O+PS, 不論是呼吸機端的P-V環(huán)(Paw)或氣管內的P-V環(huán)(Ptrach), 在吸氣起始時均小于4.0 cmH2O甚至是- 2 cmH2O. 另由于是

47、CPAP+PS, 吸氣時的∆PETT in稍微大于∆PETT Ex . 在圖中尚可看到氣管內的P-V環(huán)中在吸氣起始時的Ptrach比Paw要小得多, 是因為自主呼吸的吸氣力達到觸發(fā)閾, 呼吸機迅速給于壓力支持, 而在呼氣起始時Ptrach的呼氣壓力較大, 是由于氣管插管的阻力所致.5.1.8阻力改變時的P-V環(huán) (Fig.41)Fig.41 阻力改變的P-V環(huán)流速恒定的通氣在設置不變情況下, 若阻力改變, 而P-V環(huán)的上升肢(吸氣肢)徒直度不變, 呈水平移位, 向右移位即阻力增加, 向左移位即阻力降低.5.1.9 不同阻力P-V環(huán)的影響(Fig.42)呼吸機端的壓力(P

48、aw)因插管內徑大小而增加/減少, 而在插管末端(氣管內Ptrach)壓力因插管內徑小,阻力大反而使氣管內壓力相對地減少, 若氣道病變而阻力增加則氣管內壓力也增加, 以致呼吸機端壓力也增加. 如此使吸氣肢和呼氣肢之間矩離增加Fig.42 不同阻力對P-V環(huán)的影響在圖42中顯示P-V環(huán)在VCV和PCV中有明顯差別, 主要特征PCV的呈方形. 不同阻力的P-V環(huán), 其吸氣肢和呼氣肢之間寬度隨阻力增加而增寬. 因氣道病變而阻力增加則氣管內壓(Ptrach)也增加, 以致呼吸機端壓力(Paw)也增加. 在本圖可見及R=2.6和3.6 cmH2O/L/s時, Paw的P-V環(huán)基本未變, 但Ptrach(

49、虛點線)的P-V環(huán)則有明顯改變, 在R=5.6則兩者P-V環(huán)均顯著增寬5.1.10 順應性改變的P-V環(huán) (Fig.43)Fig.43 順應性變化上升肢的改變吸氣上升肢向橫軸或縱軸傾斜說明順應性的變化, 圖中實線的P-V環(huán)向橫軸傾斜說明順應性降低(呼吸機設置不變), 虛線部分向縱軸偏斜說明順應性增加, 因為容積未變但壓力有所減少. 在VCV中有平坦部分, 也有以P-V環(huán)斜率來表示順應性的情況, 其原理是一樣的. 詳見圖44.5.1.11.不同順應性的P-V環(huán) (Fig.44)Fig.44 VCV/PCV的不同順應性P-V環(huán)P-V環(huán)從吸氣開始至吸氣結速這兩點之間連一直淺即 P-V環(huán)的斜率線（本圖

50、中的蘭色虛點線）, 它偏向縱座標或橫座標的移位反映了呼吸系統(tǒng)的順應性良好或減退. 在本圖中 順應性C= 33 ml/cmH2O時其斜率線偏向橫座標, 說明順應性減退. 當C= 75 ml/cmH2O時, 斜率線即偏向縱座標, 說明順應性巳改善或恢復正常.5.2 P-V環(huán)的臨床應用5.2.1 測定第一拐點(LIP)、二拐點(UIP(Fig.45)Fig.45 VCV時靜態(tài)測定第一、二拐點VCV時靜態(tài)測定第一、二拐點, 以便設置最佳PEEP和設定避免氣壓傷或高容積傷的通氣參數. 方法:a)使用鎮(zhèn)靜劑+肌松劑, b)頻率 6-8次/分,吸/比=1:2, c)潮氣量為0.8-1.0升/次. 發(fā)現a點(

51、即笫一拐點LIP) 似呈平坦狀, 即壓力增加但潮氣量增加甚少或基本未增加, 此為內源性PEEP(PEEPi), 在A點處壓力再加上2-4 cmH2O為最佳PEEP值. 然后觀察b點(即笫二拐點UIP), 在此點-壓力再增加但潮氣量增加甚少, 即為肺過度擴張點, VCV時UIP呈鴨嘴樣. 故各通氣參數應選擇低于b點(UIP)時的理想氣道壓力和潮氣量等參數.臨床經驗有40%病例無法檢測到第一拐點, 尤其是肺實變的ARDS.5.2.2 P-V環(huán)反映肺過復膨張部分(Fig.46)Fig.46 肺過度膨張的P-V環(huán)VCV, 流速恒定(流速波形為方波)的通氣, P-V環(huán)吸氣肢在上部變?yōu)槠教? 即壓力之增加

52、潮氣量未引起相應的增加(此轉折點即第二拐點UIP), 此即提示肺某些區(qū)域有過度膨張. 因此在臨床設置時, 壓力應低于UIP較為合適.5.2.3 呼吸機流速設置不夠的P-V環(huán)(Fig.47) Fig.47呼吸機流速設置不足病人自主呼吸(在縱軸左側負壓啟動),提示病人在吸氣觸發(fā)時,其吸氣流速大于呼吸機設置的流速,呼吸機未及時提供適當的流量, P-V環(huán)呈8字形.說明患者吸氣有力, 多見于麻醉結束或肌松劑巳無效. 在本例中吸氣負壓達 10cmH2O時呼吸機才輔以正壓吸氣, 且呼氣肢突然下降至零, 也說明病人吸氣用力. 在此時需立即調整呼吸機的吸氣流速. 以免人機對抗. 5.2.4 單肺插管引起P-V環(huán)

53、偏向橫軸(Fig.48)Fig.48 單肺插管的P-V環(huán)1為氣管插管意外地下滑至右總支氣管以致只有右肺單側通氣, P-V環(huán)偏向橫軸. 2經糾正后P-V環(huán)即偏向縱軸.5.2.5 肌肉松弘不足的P-V環(huán)(Fig.49) Fig.49 肌松效果差的P-V環(huán)在鎮(zhèn)靜劑、肌松劑劑量不足或其效果巳消失時, 病人恢復了原有的自主呼吸力. 在P-V環(huán)可見及吸氣肢在上升過程中有短暫氣道壓力回降后再上升呈S型, 而潮氣量仍有所增加.本例P-V環(huán)開始時有負壓折返, 吸氣過程壓力有回降否再上升,提示呼吸機供氣流量不足或病人吸氣有力, 結合臨床即可判斷.5.2.6 Sigh呼吸所引起Paw增加的P-V環(huán)(Fig.50)F

54、ig.50 Sigh引起Paw增加的P-V環(huán)Sigh呼吸通常是Vt2, 容積增加一倍, 如圖所見吸氣肢隨著潮氣量增加, 壓力也增加, 但與潮氣量的增加不成倍數(非線性), 氣道壓力上升呈指數樣增加, 導致高氣道壓力. 另外因疾病所致的阻力增加亦可產生類似的環(huán). 環(huán)的吸氣肢和呼氣肢之間壓力差顯著增加, 說明氣道阻力增加.5.2.7 增加PEEP在P-V環(huán)上的效應(Fig.51)Fig.51 在P-V環(huán)上監(jiān)測PEEP效應圖51左側:虛線圖為PEEP=0時P-V環(huán), 實線圖PEEP=4 cmH2O時P-V環(huán), 在PEEP=4時, Comp=29ml/cmH2O, Raw=16 cmH2O/L/s,

55、潮氣量稍有增加右側圖為同一病例PEEP增至8 cmH2O, 順應性增加為32 ml/cmH2O,阻力減低為13 cmH2O/L/s. 注意與左圖比較P-V環(huán)的第一拐點右移而消失,說明陷閉的小支氣管巳開放, 而笫二拐點也消失說明肺無過度充氣. 潮氣量基本無改變. 在P-V環(huán)上監(jiān)測PEEP效應建議使用CMV模式, 并以順應性作為指標, 在同樣參數下取順應性為最大時的PEEP為最佳PEEP.5.2.8 嚴重肺氣腫和慢性支氣管炎病人的P-V環(huán)(Fig.52)Fig.52 肺氣腫患者的P-V環(huán)肺氣腫患者因彈性纖維的喪失, 肺是高順從性的, 一般PEEP不宜大于6 cmH2O, 而COPD小氣道阻塞導致阻

56、力增加, 使P-V環(huán)類似PCV時的P-V環(huán), 即使在VCV時肺氣腫患者也會出現這種形式的環(huán), 5.2.9 中等氣管痙攣的P-V環(huán)(Fig.53)Fig.53中等氣管痙攣的P-V環(huán)圖53中虛點線P-V環(huán)為治療前氣管痙攣, 環(huán)的斜率偏向橫軸, 實線為治療后痙攣緩解, P-V環(huán)偏向縱軸. 氣管痙攣在不同場所其嚴重程度也不一, 在急診室丶ICU丶手術室均可遇及這類問題, 甚至在插管或拔管過程中也能發(fā)生, 治療前后通過P-V或F-V環(huán)前后對比可立即評估療效. 5.2.10 腹腔鏡手術時P-V和F-V環(huán)(Fig.54)Fig.54 腹腔鏡手術時的P-V環(huán)和F-V環(huán)圖54中虛點線為手術前, 實線為手術時注入CO2后, 左圖為P-V環(huán), 右圖為F-V環(huán). 腹腔鏡手術時由于CO2注入增加了腹腔內壓力, 橫膈上升以致順應性下降, 氣道阻力增加. 輸送相同的潮氣量需要較高的吸氣壓力. 在本例中P-V環(huán)注入CO2后P-V環(huán)明顯偏向橫軸, 而在F-V環(huán)中注入CO2后峰流速增加而潮氣量反而減少.5.2.11 左側臥位所致左上葉肺的P-V環(huán)(Fig.55)Fig.55.單肺通氣的P-V環(huán)圖55中病人在向左側翻身取測臥位時, 不慎氣管插管滑入左總支氣管, 氣囊將左上葉開口堵塞, 虛點線為堵塞后P-V環(huán). 吸氣上升肢向右水平移位. 實線為經纖支鏡檢查糾正了插管位置的P-V環(huán), 吸氣上升肢呈水平左移