1、机械通气模式及应用,空军总医院呼吸科 张 波,定义和概念（一）,通气模式控制变量时相变量条件变量种类繁多、命名不统一新模式不断出现,定义和概念（二）,IPPV（间歇气道正压通气）CMV（常规指令通气）PCV（压力控制通气）VCV（容量控制通气）（P）IMV/（P）SIMV（间歇指令通气/同步间歇指令通气）PSV（压力支持通气）CPAP/PEEP、autoPEEP/PEEPiSighAPRV、BiPAP、BIPAP、Bi-Level、PRVC、VSV、VAPS、PAV,定义和概念（三）,指令呼吸与自主呼吸（Mandatory/Spontaneous）辅助/控制（Assist/Control）支持
2、（supported）“open-loop control” and “closed-loop control” Dual control,常用呼吸机的分类及原理,动力和控制部分电动（马达、涡轮、活塞等）气动（空气压缩机、医用高压气体）输出控制阀（各种电磁阀、气动阀、比例阀等）电动电控、气动电控、电动气控控制程序（流程）管路控制（通过机械、气体、电或电子原理控制呼吸管路）控制变量和波形（压力、容量或流量中的一项）时相变量（触发、限制、切换及基础变量）通气模式输出部分以不同的波形输出压力、容量、流速等变量报警系统动力报警、控制管理系统报警、输出变量报警、吸入气体报警,条件变量 P、VT、Flow
3、、MVV 控制变量 压力 容量 流速 时相变量 触发变量 吸气开始 限制变量 吸气维持 切换变量 呼气开始 基础变量 维持FRC,控制部分,切换部分,Control variables,Volume Ventilation,Pressure Ventilation,Pressure,Flow,time,Pressure,Flow,time,Phase Variables in Mechanical Ventilation,Pressure,Time,Trigger,Limit,Cycle,Baseline,Phase Variables,A/ Trigger:Patient (assisted
4、)Machine (controlled)B/ Limit:FlowPressureC/ Cycle:VolumeTime,A,B,C,不同通气模式的时相 分类,模式 触发 限制 切换Mandatory CMV Time Flow Volume PCV Time Pressure Time IMV Time Flow VolumeAssisted ACV Patient Flow Volume PACV Patient Pressure TimeSupported PSV Patient Pressure Flow Spontaneous CPAP Patient Pressure Press
5、ure,通气模式的分类,按是否需要病人的触发 完全控制和辅助/控制通气按患者和呼吸机承担呼吸功的多少 完全或部分通气支持,完全通气支持CMVSIMV（设定呼吸频率接近正常呼吸频率时）压力调节容量控制通气（PRVC）部分通气支持低频率的SIMV 或SIMV+PSVPSV、VSV、APRV、CPAP,CMV, SIMV, PSV, PAV, ASV, BIPAP, APRV, CPAP,100%MV,100%SB,自主呼吸触发的辅助通气模式优于控制通气模式,通气模式选择的原则,高碳酸血症性呼吸衰竭初期多选择完全通气支持模式及时改为部分通气支持低氧性呼吸衰竭自主通气功能良好，多采用部分通气支持加PE
6、EP,间歇正压通气（CMV ,IPPV ）,容量为目标（Volume-targeted）以压力为目标（Pressure-targeted）,Volume Controlled Ventilation,Pressure Controlled Ventilation,容量目标通气调节参数,潮气量吸气流速吸气流速呼吸频率吸气时间呼气时间吸呼比,压力目标通气调节参数,吸气时间吸气压力设置压力与PEEP差决定潮气量呼吸频率,辅助/控制通气（A/C）,A/C的调节方法,当选择容量目标通气时需设定VT（810ml/kg，ARDS时58ml/kg）、吸气流速（6080L/min）I：E（1：2）流速波形触发灵
7、敏度（12cmH2O）和指令通气的频率（68次/分）当选择压力为目标的ACV时需设定压力水平（一般在2040cmH2O之间）吸气时间指令通气的次数触发灵敏度,应用ACV的注意事项,自主呼吸过强时，容易导致过度通气和呼吸性碱中毒，此时多需给镇静或肌松剂在COPD患者ACV模式有加重气体在肺内陷闭的可能吸气流速和触发灵敏度设置不当在患者呼吸驱动强时可增加病人的呼吸功，应用压力控制通气能减少呼吸功耗设定好备用通气频率则没有必要担心发生窒息。,IMV/SIMV,IMV/SIMV与CMV比较,避免或减少镇静剂或肌松剂的应用减少呼吸性碱中毒的发生预防呼吸肌萎缩加速撤机过程？减少对循环功能的干扰和气压伤的发
8、生率与CPAP/PEEP联合应用时能保持肺开放肺内气体分布更加均匀减少发生对呼吸机精神依赖的可能,IMV/SIMV临床适应证,主要用于呼吸机的撤机过程中急性呼吸衰竭的早期治疗，对此存在较大的争议（特别是COPD患者）可能加重呼吸肌疲劳,IMV/SIMV的调节方法,潮气量设置一般为10ml/kg左右频率的设定原则为在保持病人有一定程度的呼吸做功和动脉血气大致正常的前提下使用最低的支持频率最初IMV/SIMV频率应稍高，在病情相对平稳后810次/分的通气频率病人就很少需要自主呼吸如果病人的自主呼吸频率超过2530次/分，或潮气量降低至250ml左右，提示呼吸功能不良，应增加IMV/SIMV频率或换
9、为辅助/控制模式,应用IMV/SIMV的注意事项,当病人呼吸衰竭严重，自主呼吸功能不良时，IMV/ SIMV很容易使患者发生呼吸肌疲劳和呼吸困难提供IMV的持续气流储存系统和SIMV的按需阀供气有时落后于病人的自主吸气努力，主要是由呼机本身性能所决定，此时也容易增加呼吸功和导致患者疲劳在撤机过程中过快降低IMV/ SIMV频率或不能及时减少机械支持的频率均可延长撤机时间,压力支持通气（PSV）,PSV的优点,PSV能最大限度地发挥患者的自主呼吸功能与呼吸机的同步性好，病人感觉舒适吸气压力支持通过减轻呼吸肌负荷和克服人工气道的阻力降低了呼吸功耗,PSV的适应证,有自主呼吸能力，但需要通气支持的病
10、人当f超过20次/分且分钟通气量需求超过10L/min有自主呼吸的COPD患者或其他呼吸肌疲劳患者需长时间机械通气（大于48小时）治疗已经使用SIMV或CPAP模式进行通气支持时,PSV的设定,低水平PSV压力支持范围在730cmH2O之间，主要用于克服气管插管、呼吸机按需阀及管路的阻力高水平PSV压力支持范围在530cmH2O或能为病人提供1012ml/kg的潮气量给患者提供近乎完全的呼吸支持，使病人得到休息PSV大于40 cmH2O的支持通气主要用于对分钟通气量需求很大的急性呼衰患者的治疗,PSV的调节,反复调节压力支持水平，使呼吸频率保持在1525次/分超过30次/分多提示呼吸肌负荷过重
11、或有呼吸肌疲劳的存在调节气流和压力上升的速度，使气流和压力的上升速度能满足患者的需要呼气灵敏度调节,持续气道正压通气（CPAP/PEEP）,Ventilator or RespiratorInfluence on gas exchangeRequire further research,Continuous Positive Airway PressurePressure Support Ventilation,Paw,CPAP,Paw,PS,Spontaneous Modes,PEEP的生理学分类,least PEEP：指在FiO2 60mmHg的PEEP值best PEEP：是指肺顺应性达
12、最大时的PEEP值optimal PEEP：使肺内分流最小时的PEEPpreferred PEEP：指达到最大组织氧输送的PEEP PEEP水平超过15cmH2O，对循环功能产生干扰,PEEP主要生理效应和不良作用,表：中等水平以上PEEP对机体的主要生理学效应 有利的作用 不利的作用增加功能残气量 心输出量降低使闭陷的肺泡重新开放 右心前负荷降低改善氧合 右心后负荷增加改善肺顺应性 室间隔左移减少分流 左心室功能改变 使肺泡内水重新分布 尿量减少 肺泡腔内液体减少 颅内压增高 肺间质内液体增加 气压伤危险增加,PEEP的临床应用指征,（1）ARDS（2）急性肺水肿（3）重症哮喘时（4）COP
13、D呼衰时 用低水平PEEP （PEEPi的75%）（5）充血性心力衰竭时可试用低水平PEEP/CPAP（7）手术后应用预防术后肺不张（8）严重的双侧弥漫性肺部炎症（9）胸壁多发性骨折,PEEP应用的呼吸生理指标,达到下述标准之一者应采用PEEP治疗FiO2为0.8时 PaO2始终低于60mmHg者FiO2为1.0时P(A-a)O2低于300 mmHg者肺内分流大于30%肺顺应性显著降低者,PEEP的禁忌症,绝对禁忌证未经治疗的气胸或张力性气胸其它各种类型的气压伤支气管胸膜瘘相对禁忌证低血容量状态单侧肺损伤近期内行肺切除术后颅内高压,PEEP的应用和调节,低水平PEEP：15cmH2O，主要适用
14、于（1）存在autoPEEP的COPD患者（2）拔管前(3)预防肺不张中等水平PEEP：520cmH2O，是临床应用最多的治疗水平，主要用于ALI/ARDS患者高水平PEEP：20cmH2O，大约对20%左右的严重ALI/ARDS患者可能有效,调整PEEP的原则和方法,ARDS时应尽量确立最佳PEEP，绝大多数ARDS患者的最佳PEEP值在10-15 cmH2O之间先从低水平开始，每次调节升高2-5cmH2O，稳定15分钟后判断是否合适PEEP值一般不超过20cmH2O，过高其生理效应不再继续增加病情稳定后应逐渐撤消PEEP，每次递减2-5cmH2O，每次间隔1-6小时,autoPEEP or
15、 PEEPi,克服PEEPi所用呼吸功占总呼吸功43%5%COPD缓解期PEEPi平均2.41.6cmH2OCOPD加重期PEEPi平均6.52.5cmH2O哮喘严重发作时PEEPi平均9-11cmH2O,auto PEEP临床迹象,不能解释的心动过速、低血压，特别是机械通气治疗刚开始时（由人工通气过度为机械通气时）患者触发每次呼吸非常费力患者的吸气努力并非每次都能触发呼吸下一次吸气开始时呼气（喘鸣音）仍在进行压力流速图形显示异常,autoPEEP的处理,auto PEEP的处理,改变呼吸机参数增加呼气时间减少通气频率减少潮气量降低病人的通气需要减少碳水化合物的摄取，减少死腔通气，治疗焦虑、寒
16、战、疼痛、发热减低呼吸道阻力（用大口径的气管插管，经常吸痰避免分泌物潴留，应用支气管扩张剂）加用适当的外源性PEEP，一般为PEEPi的75%左右,主要疾病通气模式和参数的选择,病种 模式 VT f I：E PEEP重症哮喘 CMV，A/C，IMV/SIMV 5-10 8-12 1：4 2.5-10 PHC 5-8 6-10 1：4 2.5-10 COPD呼衰 CMV，A/C，IMV/SIMV 5-10 10-12 1：3 2.5-10 PHC 5-8 8-12 1：3 2.5-10ARDS CMV，A/C，IMV，SIMV 6-8 20-25 1：2 2.5-10 PHC，IRV心性肺水肿
17、CMV，A/C，IMV，SIMV 8-10 10-12 1：2 2.5-15药物中毒 CMV，A/C，IMV，SIMV 8-10 10-12 1：2 0-5,Why do we need new modes?,Current modes often:Allow patient-ventilator dissynchronyInappropriately load ventilatory musclesCause hazardous PIP, mean Paw, and COAllow tidal volume to varyDelay liberation from the ventilato
18、rDo not respond to varied effortCannot maintain adequate gas exchange,其他几种新的通气模式,比例辅助通气（PAV）压力增强通气分钟指令通气（MVV）气道压力释放通气（APRV）压力调节容量控制通气（PRVCV）容积支持通气（VSV）Adaptive Support Ventilation (ASV),Then What Is APRV?,APRV is similar but utilizes a very short expiratory time for PRESSURE RELEASEthis short time a
19、t low pressure allows for ventilationAPRV always implies an inverse I:E ratioAll spontaneous breathing is done at upper pressure level,Clinical Advantages To APRV,Results in lower PIP at similar MAP (CPAP w/ release)Spontaneous breathing and synchronized transitions can lead to increased Patient Com
20、fort and SynchronySubstantially more literature than any other new mode,APRV Literature Results,All studies but one showed similar gas exchange and pulmonary mechanicsresulted in lower PIP at similar MAP (CPAP w/ release)Other studies utilized I.T. 2 sec. was used - resultedin deteriorationof gas ex
21、change,Potential Reason Why APRV Is Gaining Clinical Interest,Can result in nearly constant airway pressures, helping to keep alveoli stableVentilation enhanced in the fast compartments due to the short release timeReduced deviation from an optimal lung volume maintains higher MAP at lower peak alve
22、olar pressures,Endpoints,What Does This Mean?,Engineering endpoints are easily demonstrated in the manufacturers laboratoryPhysiologic endpoints are demonstrated in the animal laboratory or hospitalWhat really matters is, how does a new mode effect clinical outcomes and at what price?,Summary,A vari
23、ety of new modes and adjuncts are availableEngineering endpoints support their safetyAdditional studies are needed to demonstrate clinical outcome endpointsAssure your competence in using these innovations,在LPRCT研究结果出来以前，所有机械通气辅助措施及新的通气模式均处于研究阶段,机械通气的辅助措施,一氧化氮/前列腺素吸入气道或胸壁震荡气管内吹气部分液体通气体外膜肺体外二氧化碳清除血管内
24、氧合容许性高碳酸血症俯卧位机械通气,临床病例讨论,重症哮喘的机械通气治疗,病情介绍,患者男性，69岁因阵发性喘息伴咳嗽30余年，加重5天入院既往曾多次住院诊断为支气管哮喘、高血压病、陈旧性肺结核平日自服氨茶碱、强地松等药物治疗5天前受凉后喘憋加重，自服平喘药、抗生素治疗无效，急诊来院入院日期2003年3月5日,体 检,T36.9，P116次/分，R24次/分，BP170/90mmHg，喘憋貌，强迫端坐位，大汗淋漓单音节发音，言语不连贯口唇紫绀，吸气三凹征明显颈静脉充盈怒张桶状胸，叩诊呈过清音，双肺满布哮鸣音心音低钝，心律齐，无杂音双下肢中度凹陷性水肿,化验及辅助检查,化验：血常规正常，血生化正
25、常心电图示：窦性心动过速、肺型P波胸片示双肺过度充气，严重肺气肿ABG：PH7.41，PaCO238.6mmHg，PaO279.4 mmHg治疗甲基强地松龙80mg，1次/6h，氨茶碱0.5/天，爱喘乐+喘乐宁雾化吸入，肝素50mg，1/日，普米克雾化液雾化吸入，补液、补充电解质、营养支持等治疗病情无好转。持续喘息，强迫坐位，不能进食及言语双肺呼吸音明显减低，静默肺心电图：频发交界性期前收缩，低电压，肺型P波，T波改变,诊断,重症哮喘哮喘持续状态,病情轻重的判断指标,临床指标 以单音节方式说话 因呼吸困难不能说话 低血压 辅助呼吸肌运动 大汗淋漓 紫绀 精神错乱 嗜睡或昏迷 疲劳、衰竭、伴静胸
26、、脱水 皮下气肿、纵隔气肿或气胸 呼吸急促，频率40次/分或呼吸节律异常 心动过速，心率120次/分或伴严重心律失常 奇脉，吸气与呼气时血压差2.4KPa（18mmHg）,3月7日上午10：00,持续喘息，意识模糊、烦躁不安PH7.280，PaCO260.2mmHg，PaO293mmHg,下一步如何处理,NIPPV？,Intubation,处 理,纤维支气管镜引导下气管插管发现大量粘痰痂堵塞气管、主支气管吸出后连接呼吸机辅助呼吸,首选何种通气模式？,PSV？,A/C？,呼吸机调节,PSV模式，人机对抗明显，VT不足改用A/C（VCV）模式后，气道压力为60-70cmH2O，频发高压高呼吸频率报
27、警降低VT至350ml（5ml/kg）仍高压报警，人机同步性差安定30mg静滴，苯巴比妥钠0.2肌注，仙林4mg静滴，实施控制性通气,3月8日,PH7.297，PaCO277.7mmHg，PaO2128.5mmHg，FiO20.45,醒来呈人机对抗，高压报警晚21：00再次经气管插管行支气管肺灌洗，吸出大量痰痂吸痰后呼吸机对抗减轻换用泰能，继续间断应用镇静剂及肌松剂甲基强的松龙320mg/天,3月9日,患者仍燥动，双肺满布哮喘音CMV+PEEP 4 cmH2O模式间断应用镇静、肌松剂PH7.15，PaCO2106.7mmHg，PaO2115.6mmHg加大潮气量（6-8ml/kg）：PH7.3
28、4，PaCO267.8mmHg，PaO2201mmHg,BE7.1,3月10日,患者哮鸣音减轻换用PSV后仍人机对抗，继续VCV模式PH7.404，PaCO241.5mmHg，PaO2156mmHg 甲强龙320mg/天,3月11日,患者喘鸣进一步减轻SIMV+PSV模式 PH7.375，PaCO269.2mmHg，PaO2130.6mmHg 甲强龙320mg/天,3月16日,PSV（16-20cmH2O）+PEEP（4cmH2O）PH7.48，PaCO253.5mmHg，PaO2122.3mmHg甲强龙减至120mg/天,3月17日,PH7.454，PaCO255.3mmHg，PaO2171
29、.9mmHg予甲强龙80mg后拔管、撤机撤机4小时后测血气:PH7.335，PaCO274.4mmHg，PaO281.9mmHg无创通气及呼吸兴奋剂PH7.366，PaCO257.6mmHg，PaO267.8mmHg,3月21日,病情进一步好转PH7.457，PaCO240mmHg，PaO272.9mmHg甲强龙40mg/天4月5日咯血，胸部CT提示结核复发，抗结核治疗,经验体会,重症哮喘患者NIPPV应用有争议，效果不确切当出现呼吸肌疲劳/呼吸泵衰竭迹象时应考虑建立人工气道早期应用控制性低通气策略，合理使用镇静、肌松药物，改善人-机协调性病情稳定后及时换用支持模式，防止呼吸机依赖积极抗炎、抗
30、感染治疗，注意激素的副作用支气管肺灌洗对清除痰拴有一定作用激素副作用问题,撤机问题,上机容易撤机难上机之初和机械通气期间应随时想 到撤机问题撤机是一个过程,平均占通气时间42% 撤机不是拔管撤机就是将呼吸负荷返还病人自主呼吸才是最完美的,撤机的预测指标,临床综合判断优于生理指标的判断主观判断和客观判断相结合呼吸浅速指数对预测撤机的敏感性和特异性较高应努力寻找并祛除撤机失败的因素神经系统因素呼吸系统因素循环系统因素代谢系统因素心理因素,撤机常用的通气模式,自主呼吸试验（SBT）T型管5cmH20 CPAP Fi02 0.4or 5-8cmH20 PSVSBT的敏感性:耐受30-120min,预计 脱机成功77%PSV、PSV+SIMV、ASV、NIPPV,Thank you,
