對于呼吸機模式的學習,大多數朋友都是從教科書開始。但可能大家都有這種感覺,看了很多書,聽了很多課,真的有一臺呼吸機在面前卻無從下手,換一臺呼吸機又完全不會了。每次聽課總希望能夠聽到什么病用什么模式怎么設置的內容。學完后發現,好像依然是白學了。如何真正把握機械通氣的模式的內在規律呢?先從每一次通氣開始講。
呼吸機采用的是正壓通氣的原理,呼吸機提高了肺內壓力,肺的容積增加,產生吸氣,呼吸機壓力降低,肺的彈性回縮力使得肺容積減小,產生呼氣。一個吸氣,一個呼氣構成了一個呼吸周期。對于吸氣,需要關注的3個要點:1. 吸氣是如何開始的;2. 吸氣是如何進行的;3. 吸氣是如何結束的。
第一種,患者有自主呼吸,呼吸機通過壓力傳感器、流速傳感器感知到患者吸氣時管道內的壓力、流速的變化,在患者吸氣同時開始給予一次正壓通氣。其中涉及一個參數“觸發靈敏度”決定了呼吸機反應的快慢。觸發靈敏度分為壓力觸發、流速觸發。于是呼吸機就有了壓力觸發、流速觸發兩個設置按鈕。
第二種,患者長時間沒有自主呼吸,在一定時間后,呼吸機開始給予患者一次正壓通氣,吸氣開始。“一定時間”是多長?大多取決于呼吸頻率的設置,如果設置的是20次/分鐘,則在60秒/20 = 3秒以后,呼吸機沒有感知到患者吸氣的話,呼吸機就給予患者一次強制正壓通氣。
圖1:第一個呼吸波形,從第2秒開始,此時壓力時間曲線的黃色方框處,由于患者的主動吸氣造成了氣道內壓力的輕度降低,呼吸機感知到了患者的吸氣,開始了一次通氣。但是在隨后的4秒鐘內,即第6秒,呼吸機沒有感知到患者的吸氣,紅色方框處沒有壓力的波動,呼吸機強制給予一次控制通氣,即第二個呼吸波形。為什么會是4秒,因為呼吸頻率設置的是15次,一次呼吸周期是4秒。
第一種方式,定容通氣。設定500 mL潮氣量,呼吸機會為患者提供不少于500 mL 的潮氣量。注意:如果患者有強烈的自主呼吸,潮氣量可以達到600 mL,那么呼吸機是不會“阻止”患者多吸100 mL的。于是,呼吸機就有了潮氣量這個參數設置。
如何完成500 mL的送氣,又有兩種方式,一個是按照流速方波,一個是按照流速遞減波進行。前者使用較少,但便于監測呼吸力學參數,后者使用較多,因為更符合正常人呼吸生理——吸氣初始時的高流速逐漸下降到吸氣結束呼氣開始前的0流速。于是呼吸機在定容通氣的前提下,就有了流速方波、流速遞減波的按鈕了。
圖2為是定容通氣下的呼吸波形。在第二行的流速時間曲線,分別標示了方波和遞減波的形態區別,方波通氣時,紅色方框所標示的壓力時間曲線波形是經典的呼吸力學監測波形,可以看到峰壓和平臺壓。而在遞減波模式下,壓力幾乎是平穩沒有波動的,看不到峰壓和平臺壓的區別。
第二種方式,定壓通氣。設定用20cmH2O的壓力為患者提供通氣。呼吸機就在患者吸氣時給予正壓通氣,將壓力水平由基線水平提高到20cmH2O。但這是多少潮氣量呢?在本次通氣結束前是誰都不會知道的,這一點不同于定容通氣。于是,呼吸機就有了壓力設置的按鈕,分為兩種,控制壓力、支持壓力。
那么問題來了,從0cmH2O的基線水平到20cmH2O的預計水平,要花多少時間:1秒,2秒還是3秒?于是呼吸機就有了壓力上升時間按鈕。下圖為定壓通氣模式的波形。
圖3:在第三行的壓力時間曲線上,不同的壓力上升時間決定了氣道壓力從基線水平上升到預設水平的快慢。黃色方框中設置為0.25秒,而在紅色方框中設置的是2秒,波形的形態出現了明顯的變化——雖然壓力都達到了預設水平。
這是個問題關系到這一次通氣是“自主通氣”,還是“控制通氣”的問題。吸氣結束有兩種方式:第一種,人為設定吸氣時間,吸氣時間結束,本次正壓通氣結束;第二種,由患者自行決定吸氣時間的長短。前者是控制通氣、后者是自主通氣。
先說控制通氣,這并不等于患者沒有自主呼吸,患者的自主呼吸也有可能觸發控制通氣,只是這一次控制通氣的吸氣時間長短有吸氣時間設置來決定,而非患者自己決定。只要本次通氣有吸氣時間限定,這就是一次控制通氣,無亂它是不是患者的自主呼吸。吸氣時間長短可以設置吸氣多少秒決定,也可以是設置吸呼比來決定。
但這個設置的吸呼比并不等于真實的吸呼比,假如設置吸呼比為1:2,實際吸呼比可能是1:1.5、1:2、1:1,但不會是1:3。在定容通氣模式下,吸氣時間包括吸氣保持或吸氣平臺時間。
在某些呼吸機定容通氣模式下,吸氣時間是通過設定流速快慢來實現的,比如500mL 潮氣量的設置條件下,按照30L/分鐘的流速送氣,比按照50L/分鐘的流速送氣時間花得更長。這可能不是很好理解,但很多呼吸機在定容通氣模式下是按照這個方式來間接設置吸氣時間長短的,所以一定要學會。
圖4為控制通氣的呼吸波形。通過前面關于吸氣觸發的知識,可以判斷出第一個波形是強制通氣,后面三個波形均為自主呼吸,但無論如何變化,潮氣量可能不同,但吸氣時間總是固定的預設值0.9秒。
再說自主通氣,這必然是患者的自主呼吸,但自主呼吸不一定是自主通氣,也可能是有吸氣時間限制的控制通氣。在自主通氣的模式下,呼吸機判斷患者吸氣結束的原理是:當管道內流速降低到最高流速(峰流速)的某個百分比時,呼吸機認為患者停止了吸氣,于是停止通氣,轉為呼氣。這個百分比就是呼吸機上的“呼氣觸發靈敏度”按鈕。
假如峰流速為50L/分鐘,呼氣觸發為80%,即當流速降低至40L/分鐘時,呼吸機停止通氣;如果呼氣觸發為 10%,則同樣的自主呼吸,流速需要降低到5L/分鐘時,呼吸機才會停止通氣。顯然,10%的呼氣觸發靈敏度設置,比80%的呼氣觸發靈敏度,具有更長的吸氣時間,但這個時間不由呼吸機決定,由患者決定。下圖為不同呼氣觸發靈敏度設定的波形。
圖5:這是同一個患者自主呼吸良好,給予自主通氣,吸氣時間由患者自己掌握,無固定吸氣時間。但在呼氣觸發靈敏度設置不同時,同樣的自主呼吸卻有不同的吸氣時間。
那么定容通氣是自主通氣還是控制通氣?肯定是控制通氣,因為如果設置500mL的潮氣量,呼吸機必須在一定的流速下、一定的時間內完成500ml通氣。如果由患者自行決定吸氣時間,很有可能因為患者吸氣時間過短而不能完成500 ml潮氣量的“任務”。
定壓通氣則既可以是自主通氣,又可以是控制通氣。因為定壓通氣沒有潮氣量的“額定任務”,所以可以不對患者的吸氣時間做一個強制的要求。當定壓通氣有吸氣時間限定時,這個壓力參數就是“控制壓力”按鈕;如果定壓通氣對吸氣時間沒有限定時,這個壓力參數就是“支持壓力”按鈕。
圖6是定壓通氣時,自主通氣和控制通氣在吸氣時間上的差別。圖中所有通氣均為患者自主呼吸觸發。紅色的代表控制通氣,黃色代表自主通氣。雖然控制通氣潮氣量不同,但吸氣時間是一定的,均為0.9秒。而黃色的自主通氣,吸氣時間則是長短不一的。在控制通氣時按照控制壓力通氣,在自主通氣時,按照支持壓力通氣。
到此為止,上述紅色增粗字體幾乎就是呼吸機需要設置的全部參數。不同的參數設置組合,構成了不同的機械通氣模式。再加上兩個所有模式都要設置的參數呼氣末正壓PEEP(即氣道壓力的基線水平,不一定是0cmH2O,可能是5cmH2O或者其他)和氧濃度。那么對于下圖顯示的一個呼吸模式設置界面,可能你不知道它是什么模式,但你應該知道了每一個參數的作用了。
來源:丁香園