机械通气的简介 【儿科专业讨论版】

一、机械通气的基本原理
任何呼吸机工作原理都建立于大气——肺泡压力差
1、胸部加压：将患者胸廓或全身放置在密闭容器中（头部除外），呼吸道开口与大气相通，通过改变容器的压力，被动牵引胸廓和肺扩张及回缩达到呼吸的目的，此类型呼吸机已淘汰。医学教育网
2、经呼吸道直接加压：呼吸机通过管道向呼吸道及肺泡送气，使肺泡膨胀，产生吸气。由于肺泡内压力大于大气压，且管道与大气相通，因此当呼吸机停止送气后，胸廓回缩，被动产生呼气。如在呼气阀门加些限制，则产生呼气末正压 摘自： 医 学教 育网www.med66.com 。
二、呼吸机的功能组成
1、基本功能：（l）产生呼吸机驱动力，如空压机；（2）调节吸气时间及吸入气量；（3）完成吸气向呼气的转化；（4）呼气时间，气流和压力的调节，新生儿的呼吸机要求能精确测定气道压力，惯性要小。
2、次级功能：（1）调节氧浓度；（2）加温加湿；（3）压力安全阀。
3、通气方式的调节和实施医学教育网
4、附属功能：（1）报警系统，对低压高压，呼吸次数，时限均能报警；（2）监测系统，监测气道压力，呼吸频率及潮气量，流量；（3）记录系统。
三、呼吸机的分类
1、呼吸机的种类很多，下列几种类型呼吸机在临床最为常见摘自： 医 学教 育网www.med66.com
按吸气向呼气转化的方式分类可分为：定压型呼吸机，定容型吸收机；定时型呼吸机和流速控制型呼吸机。
按驱动方式分类可分为气动型呼吸机和电动型呼吸机。
按通气频率的高低分类可分为常频呼吸机和高频呼吸机
2、新生儿呼吸机的类型及要求：新生儿多用定压型呼吸机。由于新生儿肺容量小，不能一次输入较大的潮气量。另外新生儿肺发育不成熟，肺泡及小气道易破裂，出现气压伤，而定容型呼吸机压力不恒定，因此对于新生儿，以持续气流，时间切换，限压型呼吸机最为适宜。
四、呼吸机的治疗作用
1、改善通气功能：正确应用呼吸机可有效保证通气量，解除二氧化碳贮留和因通气障碍所致的缺氧，在纠正呼吸性酸中毒和降低PaCO2方面有不可替代的优越性。
2、改善换气功能：应用呼吸机纠正肺内气体分布不均，提高氧浓度。特别是呼气末正压的应用，使通气／血流比例失调和肺内分流得到改善。能纠正严重的低氧血症。
3、减少呼吸功：平静呼吸时氧耗量占总氧耗量5％以下，而严重呼吸困难时氧耗量可以超过30％，使用呼吸机可全部或部分代替呼吸肌的工作，减少了能量消耗，避免了呼吸疲劳，并减轻了循环负担
五、应用呼吸机的适应证
1、严重通气不足，二氧化碳贮留，包括中枢性及周围性呼吸衰竭。如肺炎、脑谈、气道梗阻等。
2、严重换气障碍，低氧血症，如RDS，肺出血，肺水肿等。
3、神经肌肉麻痹所致肺活量减少至正常的1／3，呼吸幅度减少，有缺氧表现。如感染性多发性神经根炎，重症肌无力等。
4、大剂量使用镇静剂时，需要呼吸机支持。如惊厥持续状态，新生儿破伤风。
5、新生儿持续胎儿循环，需要过度通气治疗时。
6、窒息及心肺复苏。
7、心胸气术后。
六、常用的机械通气方式
1、间歇正压通气（intermittent positive pressure ventilation IPPV）：
为呼吸机最基本通气方式。吸气相呼吸机将气体压力体内，气道内产生正压，呼气相管道与大气相通，胸肺组织弹性回缩将气体排出，直到压力与大气相等。
优点：结构简单，容易操作，使用方便。主要用于无自主呼吸或自主呼吸很微弱的病人。
缺点：若有自主呼吸，可发生人机对抗，若调节不当可发生通气不足或过度，尤其是定压IPPV不利于自主呼吸的锻炼。
图1 间歇正压通气（IPPV）定压型
2、间歇指令通气（intermittent mandatory ventilation IMV）：
属于一种辅助通气方式，呼吸机管道里有持续气流，允许患儿在呼吸机通气间歇自主通气。在患儿若干次自主呼吸后给一次正压通气，保证每分通气量。IMV的呼吸频率成人＜10次／分，儿童＜20次／分，若呼吸机增加触发敏感装置，使IMV通气发生在吸气相，称为同步IMV。
图2 间歇指令通气（IMV）
优点：①用于呼衰早期，病人易于接受，无人机对抗。②撤机前使用，能够锻炼病人呼吸肌功能。缺点：①病情恶化，自主呼吸突然停止时，可发生通气不足和缺氧。②由于自由呼吸存在，在一定程度上增加了呼吸功能。
3、呼气末正压通气（positive end expiratory pressure PEEP）：
吸气由病人自发或呼吸机产生，而呼气末借助于在呼气端的限制气流活瓣，使气道压力高于大气压，避免肺泡早期团合，使一部分因渗出，肺不张等原因失去功能的肺泡扩张使减少的功能残气量增加达到提高氧的目的。优点：可以减少呼气末肺泡萎陷，增加功能残气量，减少肺内分流，改善氧合状态。缺点：PEEP过高可增加死腔量，造成CO2贮留。
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图3 IPPV十呼气终未正压（PEEP）
4、气道持续正压（contine positive airway pressure CPAP）：
在病人完全自主呼吸的情况下，呼吸机使呼气末气道内保持一定压力。与PEEP不同点在于，PEEP是在IPPV或IMV通气下应用，而CPAP则归导在自主呼吸，通气功能良好可前提下应用。CPAP不能改善通气障碍。
图4 自主呼吸时CPAP
5、压力支持通气（pressure supported ventilation PSV）：
在自主呼吸的基础上，当吸气流速达到预调值时，呼吸机开始送气，使之上升到预定的峰压值，但当吸气流速下降到最高流速25％时，呼吸机停止送气，转为呼气。特点：①呼吸频率，吸呼比由病人决定。②潮气量的多少取决于PSV压力和自主呼吸强度。③有助于克服气道阻力，减少呼吸功，病人自觉舒服。
图5 压力支持通气（PSV）
6、反比通气（inverse ratio ventilation，IRV）：
应用呼吸机时通常吸力呼时间比在1：2至1：l范围，反比通气时吸／呼时间比＞1，可达2：1，甚至3：1。其作用是由于吸气时间延长，在较低吸气峰压时能保持较高的平均气道压，增加功能残气，防止肺泡萎陷，有利于氧合。IRV开始应用于新生儿RDS取得较好效果，亦可用于肺顺应性差、低氧血症难于纠正的肺损伤，但要注意吸气峰压不要太高，以免影响循环，增加气胸机会。
进行IRV时吸气相常采取限压形式，以定时方式控制吸气时间。由于吸气时间长于呼气时间是非生理的通气方式，有时需应用镇静剂解决自主呼吸不协调的问题。
图6 反比通气（IRV）
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七、呼吸机参数的设定与调节
1、氧浓度（FiO2）：
氧浓度与氧分压（PaO2）直接有关，通常患儿在吸入50～60％氧时，PaO2＜6．67KPa方用呼吸机治疗，所以机械通气开始时所选择氧浓度应与用呼吸机前的吸入氧浓度相等或稍高。一般初调值有呼吸道病变者在60～70％之间，无呼吸道病变者在40％左右即可。新生儿FiO2＞90％不能超过12小时。一般不用纯氧，因为若肺内无氮气，在氧气吸收后，肺泡不易扩张。对新生儿尤其早产儿用氧浓度过高，可产生氧中毒，出现支气管肺发育不良和早产儿视网膜病，选用氧浓度的原则是用最低的氧浓度，维持氧分压在8．0～12．0KP（60～90mmHg）
2、吸气峰压（PIP）：
定压型呼吸机，PIP是决定潮气量的主要因素。提高PIP可使萎缩肺泡扩张，PaO2上升；可增加每分通气量，使PaO2下降。应用时应根据患儿体重，肺部病变性质、程度来调节，初调值有呼吸道病变者20～25cmH2O，无呼吸道病变者15～20cmH2O。PIP＞30cmH2O称为高PIP。PIP过高易产生气压伤及通气过度。另外高压力易损害支气管粘膜，发生支气管肺发育不良。若PIP过低则产生通气不足，PaO2下降。
3、呼气末正压（PEEP）：
机械通气时PEEP的作用与自主呼吸时用CPAP的意义相同，其目的是在呼气未给予一定的压力，增加功能残气量，稳定肺容量，改善肺顺应性，提高通气／血流比。正常呼气时，声带部分关闭，使肺内有一定的功能残气量。气管插管后这种生理功能受到损坏，而且新生儿正常功能残气量占有比例较成人大，因此在新生儿呼吸机通气时均应有一定的PEEP。初调值：有呼吸道病变时3～5cmH2O，患RDS时PEEP可以升高，因此时肺顺应性较差，PEE＞7crnH2O称为高PEEP。PEEP过高易造成肺气肿及CO2留。无呼吸道病变时2～3cmH2O，有严重肺气肿的病人，PEEP可以设置为0。
4、呼吸频率（RR）：
呼吸频率是决定每分钟通气量的重要因素，在潮气量（即PIP）不变时，增加呼吸频率使能增加通气量，从而降低PaCO2，也有利于提高氧分压。新生儿呼吸频率初调值一般设置在40次／分。呼吸率＜30次／分称为低呼吸率，＞60次／分称为高呼吸率，如肺部病变重，PaCO2超过70mmHg，可用较高呼吸率，无肺部病变的呼吸暂停，呼吸频率降至20次／分即可。
5、吸／呼比值（I／E ratio）：
在应用呼吸机时，通过设定呼吸频率、吸气时间来显示一定的吸／呼比值，正常新生儿呼吸频率40次／分，吸气时间0．5～1．0秒，吸／呼比1：1．5左右。吸气时间延长有利于肺泡扩张，PaCO2升高。但如吸气时间过长，PIP过高，则形成压力平台。造成气压伤。因此吸气时间一般不超过1．3秒。吸气时间若小于0．5秒则不利CO2从肺泡内排出。吸气时间0．3秒时，潮气量减少8％，吸气时间02秒时，潮气量减少22％，故吸／呼比初调值，有呼吸道病变者为1：1到1：1．2之间，无呼吸道病变为1：1．5至1：2．0之间。
6、流速（FR）：
流速是形成吸气峰压和防止CO2潴留的重要因素。新生儿机械通气时，流速一般为4～12L／min。当需要较高PIP和RR时，流速需要也高。流速＞6L／min称为高流量，形成方形压力波，有利于肺泡扩张。缺点是易生产肺气压伤和阻碍静脉回流。流速＜6L／min称为低流量，形成正弦压力波形，比较安全，接近生理状态，但不利于肺泡扩张。
7、平均气道压力（MAP）：
平均气道压力的定义是在一个呼吸周期中，呼吸道内瞬间压力的平均数。它是一个综合
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评定呼吸机参数功能的指标。增加MAP提示氧合功能增加。提高PIP、PEEP和延长吸气时间都可使MAP增加。一般呼吸机上均有MAP数字显示。压力限制型呼吸机可按下列公式计算：
MAP＝K（PIP）（TI／TI＋TE）＋（PEEP）（TE／TI＋TE）
其中K为常数，用方形压力波时（流速＞6L／min）k＝1．0，用正弦压力波时（流速＜6L／min）K＝0．5。无肺部病变者。MAP维持5cmH2O即可。通常为10～12cmH2O。一般MAP＞12cmH2O称为高MAP。
八、应用呼吸机时的监护及可能出现的故障
1、监护
为保证机械通气安全有效，在使用呼吸机过程中，应有以下各项监护。①体温：置患儿于远红外辐射抢救台或暖箱内，同时监测体温，每小时测量一次，并记录台温或箱温，保持患儿体温恒定，避免出现硬肿。②出入量：每日精确计量入量，用输液泵24小时匀速输入，准确记录尿量，新生儿每日尿量应在1ml／h·kg以上。同时每日测一次体重。③胸片：使用呼吸机前后应各摄一张胸片，根据病情需要每日或隔日摄片，以了解肺部病情变化及气管插管的位置。④血气分析：是最要的监护手段，用机前及用机后各半小时到一小时各查一次血气，以后根据需要每隔4～8小时测一次，有变化随时测。有条件者可监测脉搏氧饱含度及呼气末二氧化碳分压，也可用经皮氧分压和经皮二氧化碳分压监护。⑤每小时记录各项生命体征，包括心率，血压，自主呼吸等，呼吸机参数，输液速度，输入量，以及患儿皮肤颜色，胸廓运动和呼吸音等。
2、故障
在呼吸机治疗过程中，医务人员若经验不足，操作不当，常会出现一些故障，影响机械通气的正常进行，甚至产生险情，必须及时发现并消除这些故障。①堵管：堵塞物常为痰检或凝血块，通常为不完全阻塞，阻塞部位多在气管插管顶端1～2cm处，因管腔变窄，阻力增加。潮气量减少，患儿自主呼吸增强，甚至出现吸气性胸廓凹陷，常伴有青紫，需加大吸入氧浓度，用球囊加压给氧时，可有阻力增加，检查血气可见PaCO2升高PaCO2下降。怀疑为堵管应及早拨出重新插入新管。②脱管：新生儿多为经口气管插管，若故定不牢，在吸痰过程中或搬动患儿体位时，插管容易脱出，插管太浅，下端离声门太近也是原因之一。脱管时可见患儿突然出现青紫，自主呼吸增强，肺部听诊听不到气体压入肺内的呼吸音，用复苏器按纯氧加压给氧时，青紫不缓解，疑为脱管应立即将管拔出，重新插管。
3、插管过深
插管深度通常以导管前端黑色标记为准，黑色部分恰好插入声门口为宜，胸片上导管顶端位置就在第2胸椎水平，或在气管分叉上l～2cm处。插管过深时，导管顶端易进入右侧支气管，使右肺进入气体过多，产生肺气肿，甚至气胸；而左肺因进入气体不足而形成肺不张。在呼吸机治疗过程中，如发现两侧肺呼吸音不等，右侧强于左侧，或右侧购廓高于左侧，应高度怀疑插管过深，摄胸片检查导管的位置，或将导管拔出1．0～1．5cm，听诊两侧呼吸音完全对称再重新固定。
4、自主呼吸与呼吸机对抗
在机械通气过程中，若患儿自主呼吸很强，与呼吸机的频率不同步，则可以影响机械通气的效果，增加呼吸机的消耗，加重循环负担，不但不能收到缓解缺氧和解除CO2潴留的效果，而且还会适得其反。处理方法为：①查明病因，检查呼吸机安装是否有误，排除呼吸机本身的原因；对于痰堵塞，管道不畅者，应给予吸痰等处理。②提高呼吸机参数，通过适当增加PIP和呼吸率等，使血气尽快恢复正常。③可同时用苯巴比妥10～15mg／kg肌注或
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安定0．5～1．0g／kg静注，必要时也可用吗啡0．05～0．2mg／kg静脉缓注。④若用镇静剂效果不明显，可用肌松剂，常用本可松（pancronium bromide）0．05～0．1mg／kg静注必要时2～3小时后可重复应用。
九、呼吸机的撤离
若患儿病情稳定，自主呼吸较强时可考虑撤机。首先应降低呼吸机参数，逐渐下调FiO2至50％，PIP16～18 H2O，PEEP2～3cmH2O时若血气分析仍在正常范围，可逐步降低呼吸频率。当呼吸频率＜20次／分，即IMV通气时，吸气时间应在0．5～0．75秒之间，呼吸机呼气时间，患儿出现自主呼吸，可继续下调呼吸频率，改为CPAP通气。CPAP通气时，FiO2＜40％，PEEP≤3cmH2O血气分析正常，可考虑拔管。拔管前2～4小时用地塞米松0．5mg／kg静注。并拍胸片拔管前彻底拍背吸痰，负压吸引下拔出插管，并送痰培养，拔管后做冷雾化，同时给予头罩吸氧或鼻塞CPAP给氧。
患儿刚刚脱离呼吸机后，应密切观察病情变化，加强呼吸道管理，积极抗感染治疗，方能保证治疗的成功。
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