【原】呼吸机难点挑战：呼吸系统力学功能评价

本期带来呼吸机图形解读：机械通气波形背后隐藏了哪些秘密？

那种种波是呼吸机里面最难懂的内容，好好收藏慢慢品读，遇上呼吸机相关的问题时，拿出来看看，必定会有收获。

参考来源：Restrepo, et al. Assessing Respiratory System Mechanical Function. Clin Chest Med 37 (2016) 615–632.

解读：张斌

本文要点

1.对危重病人进行呼吸系统力学功能评估能早期发现呼吸系统异常并改善患者预后。

2.可以通过非侵入和侵入的方法对人机交互进行评估。

3.对呼吸力学一系列评估和计算可以使呼吸模式和呼吸参数的选择最优化。

4.通气策略应使病人做功及肺损伤最小化。

一、呼吸机图形显示

现代呼吸机在呼吸循环中连续监测压力、流速、容量，并显示多种波形。一般图形提供表示压力、流速、容量对时间的关系，另外环描绘压力、流速、容量之间关系。这些图形构成评估呼吸系统力学参数的最快和最容易活动的工具。

以下介绍常见图形

1. 压力-时间曲线

气道压（P_aw）在呼吸机屏幕上与时间一起显示。 P_aw图形受吸气流速、呼吸系统力学及患者吸气努力影响。使用恒定流速与减速模式还提供了不同的压力-时间波形（图1）。

图1：压力和流速曲线显示出现典型的吸气流速减速的压力受限通气

2. 肺泡压和气道压

由于气流和气道阻力的存在，在吸气时吸气峰压力（Ppeak）总是会大于肺泡压(Palv)，Palv通过吸气末暂停进行评估。在被动呼吸运用吸气末暂停0.5- 2秒让压力平衡而整个系统流速减小到零。当近端气道压和肺泡压(Palv)平衡时产生压力平台，这时平台压(P plat)近似于肺泡压(Palv)（图2）。

图2：压力-时间曲线显示吸气末暂停的影响。随着一段时间无气流，压力相当于平台压(P plat)。平台压(P plat)近似于肺泡压。吸气峰压（Ppeak）和平台压之间的斜率取决于气流和气道阻力。平台压(Pplat)和呼气末正压之间的斜率受VT和呼吸系统顺应性影响。

在压力控制模式下如果在设定的吸气时间结束时流速为零，平台压相当于提供的吸气压力。吸气末暂停也可以用于压力控制的被动呼吸病人测定平台压。特殊情况下需考虑平台压Pplat 会极大的被低胸壁顺应性(CCW)影响， 平台压代替肺泡压仅用于胸壁正常患者。

限制肺泡压（平台压）小于30mmHg似乎可以降低肺泡过度膨胀和减少呼吸机导致的肺损伤。然而一些临床医生争论需要更安全的肺泡压（平台压）并把尽可能低的平台压作为更好的肺保护策略。Al-Rawas及其同事最近提出用对被动呼气时呼气时间常数 (TE; 大约63%呼气产生的时间)来测定平台压、呼吸系统顺应性及总顺应性。这样可以避免使用吸气末暂停，并可以连续和自动监测平台压，实时监测呼吸系统力学甚至在自主呼吸模式下（如压力支持）（图3）。

图3：压力、流速和容量曲线（用于测定呼气时间常数 (TE)）。第一次呼吸时病人采用压力支持25cmH2O和PEEP  5 cmH2O，被动呼气0.10至0.50秒之间用呼出气流速和VT对呼气时间常数 (TE)在进行评估。

3. Auto-PEEP

任何引起肺不完全排空的情况均可导致肺呼气末容积增加（气体滞留，动态充气过度）和肺泡压大于预设PEEP水平（称auto-PEEP，无意中的PEEP，内源性PEEP，或隐匿性PEEP）。被动呼吸病人的Auto-PEEP可以在呼气末暂停0.5-2秒时用压力-时间曲线测量（图4）。

图4：流速时间曲线顶部显示在呼吸末存在呼气气流，指示存在气体陷闭。呼气末肺泡压通过呼气末暂停获得。通过这个方法获得的压力（总PEEP）和操作者选择的PEEP水平之间的差即是auto-PEEP. 压力时间曲线底部显示呼气末气末肺泡压通过呼气末暂停获得。

在容量控制模式下，Auto-PEEP在整个呼吸循环中Palv都增加。在压控模式下Auto-PEEP在吸气相减少肺泡压斜率并减少VT。Auto-PEEP的重要影响是产生肺泡压和循环压的压差，患者必须克服它才能触发呼吸机送气。如果情况足够严重，Auto-PEEP因为错过触发病人呼吸会导致人机不同步。这种情况大多出现在阻塞性气道疾病且而需要长T_E的患者。

4. 人机流速同步性

在容量辅助控制通气模式中，压力时间曲线可为人机同步提供重要信息。在以下图形中，患者增加的吸气努力和呼吸机输送气流不匹配，所以在吸气相气道压力曲线产生勺样图形（图5）。

图5：在容控模式下不同步影响Paw波形。箭头表示因呼吸机固定气流和增加的患者努力导致Paw减少。

5. 人机触发同步性

辅助呼吸通常因患者努力导致呼吸机管道压力或持续的气流变化而触发。现代呼吸机无论哪种触发模式都可以对患者的努力进行敏捷而有效的反应。触发敏感性应设置敏感性而不产生自动触发。不敏感的触发设置会造成对患者努力无反应（错过呼吸或错过触发）或导致患者产生大量吸气努力而在压力-时间曲线上表现为在每次呼吸开始出现过度否定的偏差（图6）。触发不同步会导致膈肌能量消耗过度或浪费。

图6：压力-时间和流速时间曲线说明存在三个错过的触发呼吸（黄箭头）。Paw减少（≥0.5 cm H2O）同时气流减少和辅助呼吸（红箭头）无气流。

6. 人机周期同步

吸气肌松弛和呼气肌的动员（如横膈肌）昭示呼气阶段的开始。如果呼吸机呼吸周期结束发生在病人尝试呼吸周期（延迟周期）之后，会导致吸气末Paw增加（图7）。

图7：压力时间曲线顶部尽头显示一个突出吸气描迹（黄色箭头）表明病人在预设机械呼吸循环前尝试呼气。流速-时间曲线底部显示病人的呼气周期（红色箭头）在机械呼吸周期前（蓝色箭头）。

相反，如果呼吸机呼吸周期发生在病人吸气努力停止之前（周期提前）会减少Paw，于是在呼吸机呼气相的开始有时会有触发的二次呼吸。

7. 流速-时间曲线

相比于压力或容量曲线，流速-时间曲线有一个特点那就是在基线上下提供了更多的信息。按常规，吸气相是正的。它可以是预设（容量辅助控制呼吸）或是可变（压力触发通气），呼气相气流是负并且通常是被动的（图8）。

图8：典型的流速-时间曲线变现为方波（左）和减速波（右）

像上面讨论的，任何引起肺不完全排空的情况都会导致Auto-PEEP。在这些情况下，流速-时间曲线上的特征性表现是呼气相曲线在下一次呼吸机呼吸之前无法回归到基线（零流速）。通常的原因是气道阻力增加和T_E不充分（图9）。

图9：流速-时间曲线表明呼气相曲线在下一次呼吸机呼吸之前无法回归到基线（零流速）

呼气气流描记上有断续的刻痕常发生在存在触发努力无反应的情况。

8. 容量-时间曲线

因为绝大多数现代呼吸机有呼吸回路补偿，在容量-时间曲线上显示的潮气量和呼吸机的容量输出近似相等。当在下一次呼吸输送前呼气相曲线不能回归基线时则可很容易发现是空气漏气。而下一次吸气又是从基线水平开始描计，因而这一点大多数情况下可作为一种检查漏气的标记（图10）。

图10：容量时间曲线显示存在当出现呼气相曲线（蓝色描记）在下一次呼吸输送前不能回归基线。这一点对下一次吸气相从零点开始描计来说起到的是一种检查漏气的作用（黄色曲线）。

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