常用呼吸机的设置与调节

常用呼吸机的设置调节1呼吸力学参数基本概念和临床意义1.1.通气量与通气流量1.1.1. 潮气量（tidalvolume,VT）:每次呼吸进入肺的通气量，平均在5-7mL/kg体重（必须注意呼吸机显示是未经体重修正），儿童与成人很接近。过高可能导致通气过度，容积使肺泡和小气道上皮过牵张损害，并引起循环二氧化碳分压迅速变化；过低则有效肺泡通气量下降。1.12死腔（deadspace（VD）：解剖死腔，为声门以下导气段气道容量（非气体交换部分），2mL/kg；生理死腔，解剖死腔加未获得有效血流灌注的通气肺泡容量之和,2mL/kg；其与VT比值（VD/VT）间接反映通气-灌流协调程度，或与肺内分流程度呈正相关。1.1.3. 分钟通气量（minuteventilationvolume,MV）：MV=VTX频率,mL/kg/min，为单位时间内的肺通气量，适宜于个体间比较；消去体重后（Xkg体重），为呼吸机实际分钟通气流量，适合个体在不同时间点比较。临床意义：长时间通气中针对具体情况改变呼吸机参数应维持MV相对稳定。1.1.4. 分钟肺泡通气量（minutealveolarvolume,MVa）:MVa=（VT-VD）X频率,mL/min，为实际进行气体交换的通气容量。临床意义：肺内分流增加时，生理死腔（VD）增加，通过增加频率，可以补偿MVa;但增加频率使通气时间（呼吸周期）缩短，也会影响实际通气和换气效率。作为长期机械通气效率的相对稳定的通气量水平判断。1.1.5. 功能余气量（functionalresidualcapacity,FRC）:平静（潮式）通气呼气末肺残余气量，FRC=25-35mL/kg体重，相当于妊娠后期胎儿肺液量，可以维持肺泡气二氧化碳水平相对稳定。临床意义：设置PEEP、CPAP、给予肺表面活性物质均直接影响FRC水平的变化，以获得比较高的Cdyn,并可以改善肺通气-灌流。1.2. 通气节律1.2.1. 通气（呼吸）频率（respiratoryfrequency，f）：每分钟通气次数，n/min。1.2.2. 吸气时间（供气时间，inspirationtime,Ti）:每次通气时气体进入肺需要的时间，s。1.2.3. 呼气时间（排气时间，expirationtime,Te）:每次通气时气体排出肺需要的时间，s。1.2.4. 通气时间与呼吸周期（ventilationtime,respiratorycycle）:完成一次通气需要的时间=Ti+Te,s,与通气（呼吸）频率呈倒数关系。1.3. 通气压力1.3.1. 气道峰压（peakinsufflationpressure,PIP）:单位cmH2O，在一次通气中气道压力相对基线压力（大气压时等于0cmH2O,PEEP时0cmH2O）的最高水平，包含压力上升时间段（其从基线压力到最高压力的时间），最大压力维持时间段（平台期），供气停顿段（pausepressure，指供气阀们关闭、排气阀们未打开，出现峰压略下降，反映肺泡继续扩张时峰压变化）。1.3.2. 呼气末正压（positiveend-expiratorypressure,PEEP）:单位cmH2O，指在呼气阶段气道压力由高向低变化，在呼气末段仍然高于基线压力的水平。1.3.3. 平均气道压(meanairwaypressure,MAP):单位cmH2O,通气时间或呼吸周期中持续作用在气道和肺泡的平均压力，为PIP和PEEP时间变化的积分，按照以下公式：MAP=k(PIP-PEEP)xTi/(Ti+Te)+PEEP,其中k为供气上升时间系数(1)。1.4.呼吸系统肺顺应性(compliance,Crs)，Crs=VT/(PIP-PEEP),单位mL/cmH2O/kg，反映肺在特定压力范围内的容量变化难易程度。正常水平在0.8-1.2之间。1.5. 气道阻力(airwayresistance,Raw),Raw=P/Q,单位cmH2O/L/s，反映气道通畅程度。正常水平：新生儿100-150，婴儿50-100，小儿50，成人10-20，主要因为小气道截面积依年龄变大。1.6. 流量(Flow,Q)1.6.1. 主供气气流。一些呼吸机上作为各种通气模式的主气流源，远远大于MV，以保证通气压力和容量的恒定。设置水平应保证特定通气模式下可以达到用Ti和VT精确设置，用PIP限制。1.6.2. 偏流(Biasflow)，为呼气相给出的供气管道气流，以清除管道CO2残余气,为下次通气管道内预充，并为流量触发提供背景气流。2呼吸机参数的设置与意义2.1.压力2.1.1. PIP:作为将气道和肺泡扩张的主要力量，其设置水平的高低分别取决于cmH2O；重度肺炎，呼吸衰竭20-25cmH2O；严重肺实变，25cmH2O；极其Raw和Crs，以获得正常或接近正常生理需要的VT，MV，PaO2,PaCO2水平。正常情况下，Raw和Crs良好，只要10-15cmH2O；呼吸功能不全，肺炎15-20maneuvre，见下文)。严重肺实变，35cmH2O,可以结合高PEEP进行肺复张开放式通气法(openlungPIP波形意义：从PIP随时间变化特点看，包括压力上升段及上升时间、最高水平及维持段、终止点及压力释放模式(对PEEP依赖)，分别反映将小气道和肺泡打开的时间、肺泡扩张后维持时间、肺泡关闭时间。相对应的临床上，如果肺泡不成熟(如早产儿肺极不成熟伴呼吸窘迫)，PIP设置上应由低向高、压力上升时间由慢向快，逐渐调节。理由：气道和肺泡中充满肺液且缺乏肺表面活性物质，Raw和肺泡表面张力均高。如果此时PIP从一开始设置就很高(25cmH2O)且上升时间短(上升速度快)，会因终末细小支气管过度扩张，导致上皮细胞脱落，出现不可逆性组织损伤，进一步累及肺泡上皮细胞。如果将PIP从20-25cmH2O开始逐渐调高，且上升时间由慢向快，可以使一部分肺泡先扩张并趋于稳定，然后再逐渐使多数肺泡扩张，可以避免因PIP设置过高导致气道上皮的损伤。在有肺表面活性物质制剂治疗时，可以达到良好的肺保护效果，但在缺乏肺表面活性物质时，主要依靠对肺损伤机制的生理和病理知识，通过这种缓进式加强通气参数的调节方式，也可以获得相对安全的保护性通气效果，只是时间上要更长，以换得内源性肺表面活性物质的有效生成，间接达到肺保护通气目的。2.1.2. 呼气末正压PEEPcmH2O为低水平，4-7cmH2O为中等水平，8-15cmH2O为高水平。多数情况下为维持肺泡及小气道在呼气相适度扩张、不至于完全关闭，一般采用2-3用中、低水平，特殊情况下用高水平。如果在低浓度氧(25cmH2O。因此选择辅助通气模式可能在保证MV和通气效率不变条件下，可以用相对比较低的MAP通气。如调压定容(PRVC),同步间歇指令通气(SIMV),压力支持(PSV),容量支持(VSV)等模式下可以比单纯压力控制(PCV)和容量控制(VCV)模式，使MAP下降1-2cmH2O。2.2.频率对新生儿可以先从35-40次/min开始(通气周期1.5s,设置Ti0.3-0.5s);对婴幼儿可以先从20-30次/min开始(通气周期2.0s,设置Ti0.4-0.7s)；对大儿童从15-20次/min开始(通气周期3.0s,设置Ti0.5-1.0s)。由于呼吸周期与频率呈反比关系，随频率加快，呼吸周期缩短，相应的Ti及Te也应调节。如果Ti不变,随频率上调，Te缩短，吸/呼比变大。如欲维持吸/呼比不变，则Ti应调短。由于VD是固定的，VT的偏低，则MVa下降，为维持气体交换效率，则必须增加频率，以达到满足生理需要量的MV和MVa。因此临床上婴幼儿常因气道狭窄、肺泡不张、肺血管痉挛血流减少，出现气体交换障碍，而表现为呼吸急促，以代偿通气-灌流失调。2.2.1. 时间切换一般强制通气模式采用时间切换(timecycled),辅助通气模式(如压力支持模式，pressuresupport)采用流量切换(flowcycled,见下文)2.2.2. 流量切换时间切换模式时，在供气相，管道流量由低到高再到零(供气末)；而流量切换则在流量由高向低(肺泡已经扩张)时，达到峰流量5%-25%时，供气停止，排气开始。这种模式可以保证肺泡扩张并完成通气换气，而MAP则比较低。2.3.流量一些呼吸机设置系统流量控制(mainflow,L/min),以满足不同通气模式需要。如果系统流量偏低，在特定模式供气时出现PIP和/或VT不能达到预定水平，MV显著降低。在容量控制模式通气时，VT主要由Ti和流量控制。3针对疾病特点的设置与调节方法3.1.早产新生儿呼吸窘迫综合征(RDS)。疾病特点：肺泡不成熟，肺顺应性低，FRC低，呼吸动力差，尤其出生体重小于1500g超低体重早产儿。在行气道插管机械通气后，首先设置FiO2=0.5,呼出气VT在5-6mL/kg,保持MV在0.25-0.3L/min/kg。通气1-2h内测定血气后,根据PaO2,PaCO2水平，调节PIP,FiO2,Ti和f以在随后3-6h使血气值进PIP=20cmH2O,PEEP4-5cmH2O,Ti0.3-0.4s,f=40-50/min,设定VT保证测定的改善，以后可以间隔6-12h测血气，进一步调节呼吸机参数，使病儿进入稳定通气阶段。呼吸机参数调节特点：PIP由低至高，以呼出气VT达到生理需要量，Ti由短渐长，一般最长0.5s，在调节中观察MAP变化，原则上在达到有效通气时以较低MAP为宜。3.2. 足月儿胎粪吸入综合征(MAS)和持续肺动脉高压(PPHN)疾病特点：肺泡和小气道发育已成熟，肺顺应性高，FRC高，呼吸动力强，胎粪颗粒可以完全或部分堵塞小气道，使部分肺段不张或气储留；伴有窒息或严重低氧血症者，有肺血管阻力增加、血流下降、通气-灌流失调等持续肺动脉高压表现。在行气道插管机械通气后，首先设置FiO2=0.5,PIP=20cmH2O,PEEP2-3cmH2O,Ti0.3-0.4s,f=30-40/min,设定VT保证测定的呼出气VT在5-6mL/kg，保持MV在0.25-0.3L/min/kg。通气1-2h内测定血气后，根据PaO2,PaCO2水平,调节PIP，FiO2,Ti和f以在随后3-6h使血气值进一步改善，以后可以间隔6-12h测血气，进一步调节呼吸机参数，使病儿进入稳定通气阶段。呼吸机参数调节特点：PIP由低至高，以呼出气VT达到生理需要量，Ti宜短，一般最长0.5s，尤针对肺泡气陷者；有肺泡气陷者PEEP宜低，无肺泡气陷者PEEP可提高；在调节中观察MAP变化，原则上在达到有效通气时以较低MAP为宜。FiO20.8持续应用12-24h，并估计在24-48h不会显著改善者，应做为PPHN治疗，如吸入一氧化氮(NO)5-10ppm。当出现X-线胸片为“实变影伴支气管充气征”应考虑用肺表面活性物质制剂气道滴入治疗，50-100mg/kg。以往单纯呼吸机治疗PPHN采用的大潮气量、快速频率(70/min)过度通气，因会导致肺泡过度牵张损害，及因PaCO2快速下降导致脑血流急剧波动，已经不再推荐。如果机械通气发展为肺炎，一般为胎粪化学性刺激、过氧化损伤、白细胞集聚等多因素作用下所致。其治疗处理见“3.4.新生儿肺炎”部分。3.3. 窒息后呼吸衰竭疾病特点：产前、产时或出生后有窒息史，羊水污染，Apgar评分低，呼吸发动显著延迟等。如果接近足月且没有羊水胎粪吸入，自主呼吸强，可以先用CPAP治疗12-24h；若无改善，应该用气道插管机械通气治疗。如果自主呼吸弱，或为早产儿，则按照RDS治疗。当出现PPHN用高氧治疗不能缓解，可以用吸入NO。没有NO时，可以用肺开放通气方式(见下述)。呼吸机治疗特点：利用呼吸机上同步化通气功能可以显示自主呼吸次数，如果随机械通气自主呼吸不断加强，则表明窒息对于脑干呼吸中枢的抑制作用正在减弱。此阶段可能PaCO2仍然偏高，使患儿处于相对呼吸兴奋状态。一般不宜使用肌松剂和镇静剂，以保持自主呼吸带动呼吸机通气，并可以观察四肢活动情况以判断大脑皮层是否受抑制。3.4. 新生儿肺炎疾病特点：宫内感染主要通过胎盘血行感染、或受感染污染羊水吸入导致肺炎，宫外感染可能经气道或血源感染。这些感染有可能对肺的成熟产生刺激作用，可以表现为肺成熟度相对高，在机械通气时的Cdyn不低或接近正常，但当出现弥漫性渗出水肿时，Cdyn下降伴严重低氧性呼吸衰竭。治疗中设置PIP、PEEP应注意对心脏功能的影响，注意是否存在中毒性心肌损害。呼吸机相关性肺炎(VAP)特点：在呼吸机治疗后2-3天起出现发热，外周血白细胞总数明显升高，气道内分泌物粘稠或脓性，细菌培养可以阳性，多为革兰氏阴性杆菌，一般就细菌耐药与否采用抗感染药物治疗。在呼吸机设置上保持通气量稳定，加强气道分泌物清洗，体位性引流。3.5.支气管肺发育不良(BPD/CLD)疾病特点：多见于早产新生儿，因RDS而行呼吸机治疗1-2周后产生肺部炎症、氧依赖、肺泡慢性纤维化等病变过程。呼吸机治疗特点：FiO20.3-0.6,低PEEP水平。以往多采用全身性糖皮质激素治疗，但经大样本长时间随访发现会导致脑组织损伤，因此目前不再推荐。在没有其它手段可以有效治疗时，可以用最小剂量糖皮质激素(如地塞米松0.1mg/kg/d，分为二次给药)治疗3-5天，无论是否有效，不再延长治疗。最近临床多中心研究发现1000-1500g出生体重早产儿可以连续吸入NO5ppm7-14天，有助于缓解肺部炎症，顺利脱机。4呼吸机治疗效果判断4.1主要指数4.1.1. 氧合扌旨数(oxygenationindex,OI)OI=FiO2x100xMAP(cmH2O)/PaO2(mmHg)。是目前临床最常用指标，判断呼吸机治疗参数设置强度和病儿反应性两方面变化。5为正常，5-10需要辅助通气治疗，10-15为中-重度呼吸困难，15-20为中毒呼吸困难，20-30为严重呼吸衰竭，可以伴肺动脉高压，需要肺表面活性物质、吸入NO、高频振荡通气技术联合治疗，30-40为极度呼吸衰竭，出现急性呼吸窘迫综合征(ARDS)，有50%死亡风险。4.1.2. 动脉/肺泡氧分压比(PaO2/PAO2,a/APO2)PaO2=FiO2x(760-47)-(PaCO2/R),无单位，760为标准大气压，47为水蒸发压，R为呼吸商=0.8。a/A正常值在0.8-1.0，严重呼吸衰竭时小于0.5，严重低氧血症时一般在0.2-0.3。此测定值在儿科文献中经常使用，作为判断氧合改善的旨标。其局限性为没有考虑呼吸机通气参数的影响,或限于假设呼吸机参数设置没有显著改变时。4.1.3. 动脉氧分压/肺泡氧分压(PaO2/FiO2,P/F)P/F正常400mmHg,300mmHg作为判断急性肺损伤(ALI)主要指标之一提示肺泡水平出现严重气体交换功能障碍，200mmHg作为ARDS诊断指标之一，表明必须立刻进行有效机械通气方可能避免严重呼吸衰竭病情恶化。如果将此指标直接应用于正在机械通气患儿，可以与OI联合使用，作为判断外周性呼吸衰竭危重程度及呼吸机治疗效果的主要指标。4.1.4. 呼气末二氧化碳分压(endtidalpartialpressureofcarbondioxide,PetCO2)VD/VT=(PaCO2-PetCO2)/PaCO2临床测定意义：辅助判断PaCO2水平。由于正常情况下PaCO2和PetCO2相临床生理特点：由于FRC比VT大4-5倍，可以缓冲肺泡和血液中PaCO2和PaCO2水平的波动，因此在呼吸周期中，PAO2和PACO2基本上处于稳定水平，可以通过测定PetCO2间接判断肺循环对全身二氧化碳代谢的调节。于新生儿及小婴儿呼吸快(f=30-60/min),而仪器需要获得50-150mL/min气体样差10mmHg,直接读取PetCO2可以了解PaCO2随机械通气的水平变化趋势。由本流量，若一4kg婴儿在呼吸机供气管道近Y接口端的MV=1.0-1.2L/min时，相当于分流量其1/20-1/10，方不对总MV产生负面影响。在实际测定中，仪器对通气频率产生负依赖，在f30/min时PetCO2实际读数接近PaCO2。4.2.根据血气分析调节正常血气值:pH7.35-7.45(新生儿7.30-7.50),PaO260-80mmHg(8-10.5kPa),4.2.1.PaO2过低：提高FiO2,提高PIP和PEEP，延长Ti。氧合水平应调节FiO2PaCO235-45mmHg(4.5-6kPa)，HCO2-，BE+5mmol。以保证SpO2达到90%-95%,早产新生儿在85%-94%水平，超低体重早产儿(1500g)上下限宜控制在相对偏低的水平，以避免过氧化损伤。4.2.2.PaCO2过高：加快f以提高MV和MVa，提高PIP，延长Te。早产儿治疗中应放慢PaCO2下降速度，以避免脑血流中PaCO2迅速下降带来血管反应性收缩，导致继发性缺血缺氧性脑损害。4.2.3. PaO2过低和PaCO2过高：提高FiO2,提高PIP和PEEP，加快f，延长Te。4.2.4. PaCO2过低:减慢f，降低PIP。4.2.5. pH过低:PaCO2高，BE负值大，混合性酸中毒，加强MV，补充Na2CO3;PaCO2正常，BE负值大，代谢性酸中毒，维持MV，补充Na2CO3;PaCO2高，BE接近正常，呼吸性酸中毒，加强MV，适当补充Na2CO3。严重窒息患儿pHv7.0时，在机械通气进行中，可以快速静脉推注Na2CO3(与生理盐水或林格氏液1:1稀释后)4.3. 利用呼吸机触发与同步机制设置通气参数并判断治疗效果目前多数儿科或婴儿适用呼吸机均有压力和流量触发的同步通气功能。选择压力或流量触发则根据当时患儿情况决定。一般自主呼吸弱者用流量触发，自主呼吸强者用压力触发。同步化程度的判断则利用触发效果灯的闪烁判断每分钟触发次数与实际呼吸/通气次数比，一般应达到50%，理想水平在80%。在应用中将呼吸机通气的目标次数设定为50次/分，呼吸机通气次数设置为35-40次/分。将触发灵敏度设置在一定水平，以保证实际通气次数比设置次数快10-15次/分。观察一段时间，如果实际通气次数比设置次数快20次/分，则将触发灵敏度减弱，反之增强，实际通气频率在40-55次/分变动。以此频率范围设定一安全MV报警上下限。在此工作状态下，如果患儿PaCO2高，呼吸刺激加强，自主呼吸加快，实际通气次数将处于50-60次/分，但受触发灵敏度限制而不会更高，CO2排出效率加强；如果患儿PaCO2降低，呼吸刺激相对减弱，自主呼吸放慢，实际通气次数将接近40次/分，但受设定通气频率限制而不会低于40次/分，维持基本CO2排出效率。在这种通气调节过程中应保证氧合水平基本符合要求。4.4. 肺开放通气技术肺开放技术为近年来临床探索的一种特殊肺泡复张通气方法，已经有在新生儿采用肺开放的报道。其针对病情指严重肺萎陷时的通气-灌流失调，持续低氧性呼吸衰竭，肺动脉高压。治疗时，在保持VT和f(MV)基本不变条件下，将PIP和PEEP逐步提高到超常水平，并保持一段时间(10-30s),待SpO2和PaO2突然上升后，再逐步下调压力，待出现SpO2和PaO2回复到低水平，再次重复压力升高过程，以判断使已关闭肺泡大量张开并保持张开的最低PIP和PEEP水平，通过这种超常规通气方式，可以达到迅速逆转持续低氧血症对患儿的生命威胁，并保持机械通气能够顺利维持。5选择小儿呼吸机的基本要求除了一般呼吸机的通气方式、容量、压力调节等功能外，还可提供低(小于10mL)但精确稳定的VT，有供气和呼出气VT及MV监测，有呼出气持续气流(偏流)和流量触发，有压力调节容量控制工作模式，有可变气道峰压上升时间。这些功能对于小婴儿尤早产新生儿不成熟肺，可以发挥比较理想的通气效果。2007073111