牛医工 医工观察 全面了解无创呼吸机通气模式和参数的设置

全面了解无创呼吸机通气模式和参数的设置

无创通气的特点

无创通气特点有四个:

1、不稳定的漏气——无意漏气——不可避免;

2、可能会有上气道梗阻的情况;

3、不能给过高的压力;

4、无创通气可能会增加患者呼吸功耗,尤其是呼气功耗;

5、患者依从性最为重要。

下面分开讲解。

1、无创通气由于没有气管导管,使用的是面罩。由于面罩与患者脸部贴合不紧密,以及张口呼吸,会产生不可避免的漏气。这样的漏气称之为“无意漏气”。而漏气的后果就是影响触发,即漏气对管道内压力和流速的影响,使得呼吸机在判断患者吸气呼气与否时,出现误差,表现为误触发和无效触发。因此在进行无创通气时需要密切关注患者的触发情况。使用通俗的话来说,无创呼吸机最为重要、核心的观察项目就是胸廓起来有声音,胸廓下去没声音,胸廓起伏代表患者呼吸,有没有声音代表呼吸机是不是在送气,两者必须同步。如果同步性差,可以预测呼吸机没有有效的减少患者的呼吸功耗,无创通气极可能失败。

2、某些危重患者会出现嘴闭不严、舌后坠的情况。由于无创通气没有气管导管,所以在处理这种患者时会出现因为上呼吸道梗阻,无创通气无效的情况。这种患者的特点表现在自主呼吸无法触发呼吸机送气,胸廓起伏与呼吸机送气不同步。无创通气很少镇静的原因之一就在于镇静以后患者可能会出现舌后坠,造成上气道梗阻,导致无创通气失败。

3、无创通气因为很少镇静,要求患者良好的配合,依从性是决定无创通气成败的最关键因素。使用面罩进行无创通气时,迎面而来的压力会导致患者不适,压力越高,舒适性越差,依从性可能就越差。25cmH2O对于有创呼吸机来说是一个很正常的气道压力了,但对于无创通气来说,25cmH2O是相当高的压力。食道开放压力是25cmH2O,如果无创通气压力超过这个水平就可能造成胃胀气,而且25cmH2O这个压力只是个平均值,很多患者在20cmH2O甚至更低水平都会产生胃胀气。很多文献报道无创通气实际运用中最常用的吸气压力是12-14cmH2O。这个信息还有个重要的提示作用,如果有创通气的患者在做脱机准备时,如果气道压力低于12-14cmH2O,就可以考虑是否可以直接拔管改用无创通气序贯治疗。如果有创通气的患者依然需要20cmH2O以上的压力支持水平,则提示患者无创通气序贯治疗失败可能较大。

压力过高还有一个问题,会把面罩“吹得飞起来”,造成漏气增加。为了解决这个问题必须把面罩扣得很紧,这又加重了患者的不适。

4、呼吸机在吸气时给予患者一个较高的压力有助于减少患者的吸气做功,但呼气时的压力则会妨碍患者呼气,导致患者呼气功耗增加。理论上说呼气是依靠肺部的弹性回缩力,人体不需要额外做功,但在无创通气时,由于很少镇静,患者会因为无创通气造成的不适会产生主动呼气,呼气功耗由此产生,这也是无创通气患者觉得无创通气不舒服的原因之一。

另外,当吸气压力超过患者可耐受的水平以后,患者的吸气功耗不会因为呼吸机做功的增加而进一步降低,甚至可能会因为患者不舒适,导致吸气功耗增加的情况。

5、面罩带来的幽闭感、持续的面罩内正压、无法避免的呼气阻力增加使得患者在初次进行无创通气时很难适应,甚至因此拒绝无创通气。不同于有创通气的患者,出于对于呼吸抑制的担心,无创通气的患者很少使用镇静剂,而且使用镇静剂后可能会造成更明显的舌后坠、上气道梗阻。在处理依从性不好的无创通气患者时,有效的办法很少,依从性问题成了无创通气失败最常见的原因。因此在进行无创通气时一定要重点考虑患者依从性的问题,从较低的支持水平开始通气,待患者适应后再逐渐提高支持水平。

无创呼吸机的特点

1、从外观上说,有创呼吸机有两根呼吸回路,一根是吸气管,一根是呼气管。无创呼吸机只有一根吸气管,没有呼气管,无创通气的患者呼气是通过呼气阀进行。如下图所示,需要注意的是呼气阀是保持持续开放状态,并非是只在呼气时漏气,吸气时不漏气。相反,由于吸气时的压力较高,吸气时漏气会更多。相对于面罩密封不好造成的“无意漏气”,经呼气阀漏出的气体称为“有意漏气”。

医院最常用的——也就是V60无创呼吸机最常用的——呼气阀是侧孔阀;家用小型无创呼吸机最常用的呼气阀是由多个密集分布的小孔构成的静音阀。侧孔阀的特点是漏气少,噪音大,静音阀特点是漏气多,噪音小。还有一种常用、昂贵的呼气阀——平台阀。对于平台阀很多读者误以为最贵的呼气阀排二氧化碳效果更好,其实排二氧化碳和呼气阀的种类没有直接的关系,平台阀工作原理是由于其活瓣的作用,在吸气相的高压力下,漏气会更少。漏气少的好处是对于吸气和呼气的触发判断会更准确。而实际上大多数无创通气的患者使用侧孔阀和静音阀已经能够保证良好的触发了,不需要都使用昂贵的平台阀。

那么为什么无创呼吸机不使用双管路,而必须使用单管路配合呼气阀的方式呢?据笔者推测,其中一个重要原因是,无创通气需要使用面罩,因此患者的死腔量比有创通气、正常人要大,可能会因此加重患者的二氧化碳潴留。因此需要使用持续、大量的气流来“冲刷”面罩内的呼气残留气体。呼气阀在呼气阶段持续漏气就能起到冲刷死腔气体的作用。也正因为如此,几乎所有无创呼吸机呼气压力最低设置都是4cmH2O,如果呼气压力低于4cmH2O,可能就无法有效的冲刷面罩内的死腔。

2、无创呼吸机有自动调节吸气触发和呼气触发灵敏度的功能。在一定压力下,经呼气阀漏出的气体是固定值,因为面罩与面部贴合不紧密或者因为张嘴呼吸,会产生额外的漏气,即无意漏气,无意漏气的波动会干扰呼吸机对患者自主呼吸触发的判断,因此需要及时根据漏气的多少调整呼吸机的吸气和呼气触发灵敏度。大多数无创呼吸机都具有自动调节触发灵敏度的功能,在V60上这种自动调节触发灵敏度的功能就是其专利“Autotrack”。飞利浦公司在进行产品讲解时会花较多篇幅介绍这项专利技术,其原理复杂相信很多读者听不懂,其实知道它是自动调节触发灵敏度的功能就足够了。

无创呼吸机在宣传时总会宣传该品牌呼吸机“允许漏气”多少升/分,V60允许漏气60升/分。家用呼吸机可能允许漏气的就要少些。如果是用有创呼吸机进行无创通气,那是不允许漏气的。还有些有创呼吸机会有“漏气补偿”功能,允许一定程度的漏气。经呼气阀的有意漏气是固定值,无意漏气则可能会很高,那么多少的漏气量才是可以“允许”的呢?答案就是只要患者对于呼吸机的触发良好,这个漏气量就是可以接受的。如果触发不好,排除呼吸机故障后只有两个原因,一个是漏气太多,另一个是上呼吸道梗阻。

3、无创呼吸机没有定容通气模式。患者需要的分钟通气量一般在6-8升/分,但无创呼吸机经呼气阀漏出的气体每分钟在10升以上。经面罩还会有或多或少的无意漏气。一般20-30升/分的漏气量是比较常见的。如此大量漏气的前提下,无创呼吸机是无法按照定容通气的方式送气,也不能使用容量控制通气测定呼吸力学,在无创通气中是不适于用顺应性和气道阻力高低评估病情的。无创呼吸机只能采用定压通气的方式送气。又因为患者无法耐受过高的压力,无创呼吸机最高只能提供40cmH2O水柱的压力支持水平(如V60)。各种品牌的小型家用呼吸机能提供的最高压力支持水平只有20-30cmH2O不等。而有创呼吸机至少能提供60cmH2O以上水平的压力支持。

4、由于无创呼吸机送出的气体绝大多数通过呼气阀或者面罩缝隙泄露,无创呼吸机监测到的潮气量是经过各种优化,刨除漏气后得到的数值。这个数值是不准确的,往往比实际值偏低。

在下图所示的这个病例中,呼吸机监测到的潮气量只有150ml。但由于这个患者有肺大泡,没有敢给更高的压力,而且由于患者对呼吸机触发良好,耐受也比较好,所以继续在150ml的潮气量下进行无创通气,最后患者好转出院。

150ml的潮气量在有创通气中是极度危险的,因为这个潮气量连死腔量都无法满足。因此可以推测监测所得150ml潮气量是低于实际水平的。

再举一个相反的病例,为了让监测的潮气量达到一个理想的水平,医务人员给了相当高的压力,如下图所示。

该患者潮气量达到了正常水平,26cmH2O的吸气压力对于有创通气的患者来说很正常,但对于无创通气的患者来说会让患者极度不适,还超过了食道开放压。因此这个患者出现严重的胃肠胀气。而且这是一名结肠癌患者,严重的胃肠胀气被误诊为肠梗阻的表现,造成了误诊。经会诊后,将压力降低到18cmH2O以下,患者胃肠胀气改善,病情缓解。

5、面罩作为无创呼吸机重要的组成部分,选择合适的面罩直接关系到了无创通气的成败。常用的面罩有两种,鼻罩和口鼻面罩,如下图所示。

其他面罩还包括鼻枕、全脸面罩、头盔式面罩,因为使用较少,不做单独讲解。

鼻罩由于跟脸部皮肤接触面积少,面罩内空间小,其优势在于舒适性高,死腔量小,与脸部贴合紧密漏气少。但如果患者张口呼吸,则会导致经口漏气过多,影响无创通气效果,尤其是在压力较高时,上气道内的高压会把嘴唇给吹开,导致漏气增加。

口鼻面罩则不怕患者经口漏气,可以给予较高的压力支持。但由于跟脸部皮肤接触面积大,舒适性较差。其对脸型要求高,瘦小或没有牙齿的患者会导致面罩与脸部贴合不紧密,造成大量漏气。如下图所示,为了减少漏气,使用各种敷料“堵住”缝隙。

很多医院包括很多家用无创呼吸机厂商会优先推荐口鼻面罩,因为口鼻面罩可以给予更高的压力支持,见效更快。但笔者认为应该优先选择舒适性高的鼻罩尝试,以提高患者的依从性。可能患者经口漏气比较多,但正如之前一部分讲过的,只要漏气不影响患者的触发,这种程度的漏气就是可以接受的。如果鼻罩效果不好,再换成口鼻面罩。

由无创通气和无创呼吸机的特点,可以看出无创通气较有创通气具有很大的不确定性。因为无法镇静和大量的漏气,依从性和监测的准确性是无创通气的主要问题。虽然无创呼吸机原理和有创呼吸机原理相同,但无创通气和有创通气的思路是不一样的。经气管插管后的有创通气由于通气量改善,血气分析改善往往有立竿见影的效果。但是无创通气由于支持力度偏低(压力不能太高),其主要目的是减少患者呼吸功耗。比如不使用无创呼吸机时患者潮气量只有300ml,使用无创呼吸机后患者的潮气量不会达到400ml,只是原有300ml潮气量中由呼吸机完成200ml的“工作量”,患者自己只需要完成100ml。因此使用呼吸机后患者分钟通气量并没有改善,血气也不会有明显改善,改善的是患者的呼吸功耗。这也正是为何医务人员在初次使用无创呼吸机时感觉效果不好的主要原因。如果要按照有创通气的思路进行无创通气,就可能会产生上述结肠癌肠梗阻患者的呼吸机相关不良事件。

NIPPV 的模式

NIPPV 是一种正压通气方式,可在一定程度上开放塌陷的上气道、提高肺通气容积、改善通气与通气/血流比值、改善氧合及二氧化碳潴留等。临床常用 NIPPV 模式有持续气道正压(CPAP)、双水平气道正压(BIPAP)以及保证平均容量的压力支持(AVAPS)等。

1. 持续气道正压(CPAP)

CPAP 是指在患者自主呼吸条件下,在整个呼吸周期中,呼吸机持续给予同一水平的正压支持,辅助患者完成全部的呼吸运动。吸气时,正压有利于克服气道阻力,减少呼吸肌做功;呼气时,气道内正压可防止小气道陷闭,增加功能残气量,改善氧合。

此外,CPAP 产生的胸腔正压,可减少回心血量(前负荷),对于急性心源性肺水肿患者的综合效应是有益的,但对于已存在明显心排量降低的患者,过高的 CPAP 则可能有害。

2. 双水平气道正压(BIPAP)

BIPAP 是时间切换-压力控制的机械通气模式,可分别调节吸气相气道正压(IPAP)和呼气相气道正压(EPAP),是 CPAP 模式的扩展。

根据吸-呼相转换机制,BIPAP 可分为自主呼吸(S)通气辅助模式、时间控制(T)模式和自主呼吸通气辅助结合时间控制(S/T)模式等。

S 模式由患者通过超过一定阈值的吸气流速或吸气负压信号触发呼吸机按预置的 IPAP 辅助通气,当气体流速或压力降到预置的阈值时,转换为呼气相,按预置的 EPAP 通气;

T 模式相当于控制呼吸模式,呼吸机按预置的时间常数(或频率)进行吸-呼相转换;

S/T 模式由患者自主呼吸频率和机控呼吸频率共同控制吸-呼相转换,机控频率设置通常慢于患者自主呼吸频率但高于最低安全频率,呼吸机按患者自主频率触发呼吸机辅助呼吸,当自主呼吸频率过慢或呼吸停止、吸气流速或负压不够,不能触发呼吸机时,呼吸机按照机控频率工作。

BIPAP(S/T)模式可保留患者自主呼吸并使其与呼吸机有较好配合。采用小吸气流量触发预置的 IPAP 可避免吸气相内压力下降过快,减少患者吸气做功,增加肺泡通气量;但过低的吸气流量触发易于被非呼吸因素误触发,导致人机不协调。EPAP 可防止呼气相小气道过早闭合,促进人工气道内 CO排出。

3. 平均容量的压力支持(AVAPS)

AVAPS 是一种混合通气模式,其基本原理仍然是压力支持。为达到预定的通气潮气量,吸气压设置在一个范围区间而不是一个固定值。呼吸机根据测量到的通气容积,自动调节 IPAP,以达到预定的通气潮气量。

通常情况下,提高 CPAP 和 EPAP 水平,有助于改善缺氧和维持上呼吸道开放;增加 IPAP 与 EPAP 的差值或增加通气容积,有助于改善肺泡通气,增加 CO排出,减少患者吸气做功。

NIPPV 的适应证及禁忌证

1. 适应证:NIPPV 主要适用于轻至中度呼吸衰竭的早期救治;也可用于有创-无创通气序贯治疗,辅助撤机。

其参考指征为:

① 患者状况:神志清醒;能自主清除气道分泌物;呼吸急促(频率 > 25 次/min),辅助呼吸肌参与呼吸运动。

② 血气指标:海平面呼吸室内空气时,动脉血氧分压(PaO2)< 60 mmHg 伴或不伴二氧化碳分压(PaCO2)> 45 mmHg。

2. 禁忌证:

绝对禁忌证:心脏骤停或呼吸骤停(微弱),此时需要立即心肺复苏、气管插管等生命支持。

相对禁忌证:

  • ① 意识障碍;
  • ② 无法自主清除气道分泌物,有误吸的风险;
  • ③ 严重上消化道出血;
  • ④ 血流动力学不稳定;
  • ⑤ 上气道梗阻;
  • ⑥ 未经引流的气胸或纵隔气肿;
  • ⑦ 无法佩戴面罩的情况如面部创伤或畸形;
  • ⑧ 患者不配合。

相对禁忌证者应用 NIPPV,需综合考虑患者情况、权衡利弊后再做决策,否则增加 NIPPV 治疗失败或可能导致患者损伤的风险。

通气模式选择及参数设置

NIPPV 的通气模式以辅助通气模式为主。对于Ⅱ型呼吸衰竭,目前常用 BIPAP(S/T)或 AVAPS 模式;而对于Ⅰ型呼吸衰竭,CPAP 和 BIPAP 均有较多的应用。

关于通气参数的设定,需要按照患者实际情况决定。NIPPV 的吸气压力从低压开始,在 20~30 min 内逐渐增加压力,根据患者的感觉能够耐受的最高压力。采用此法调节后,常用的通气参数见表 1。

表 1 NIPPV 常用通气参数

* 男性标准体重 = 50 + 0.91[身高(cm)- 152.4],女性标准体重 = 45.5 + 0.91[身高(cm)- 152.4]

NIPPV 的基本操作

NIPPV 是一项与操作者认识和应用水平以及患者配合程度密切相关的技术,其成败很大程度上取决于一系列技术环节。目前 NIPPV 的操作流程多数是经验的总结或专家意见,研究的证据不多。基本的操作流程如下:

  1. 患者的评估:适应证和禁忌证;
  2. 选择治疗场所和监护的强度;
  3. 患者的教育;
  4. 患者的体位:常用半卧位(30°~45°);
  5. 选择和试佩戴合适的连接器;
  6. 选择呼吸机;
  7. 开动呼吸机、参数的初始化和连接患者;
  8. 逐渐增加辅助通气的压力和潮气量(适应过程);
  9. 密切的监护(漏气、咳痰等);
  10. 治疗 1~2 h 后评估疗效;决定治疗的时间和疗程;
  11. 监控和防治并发症和不良反应;
  12. 视病情辅助湿化、雾化等。

1. 初始通气参数的设置和调节

通气参数的初始化是指开始治疗时设置的参数。由于患者从完全的自主呼吸过渡到正压通气,需要有一个适应的过程,因此,通常给予比较低的吸气压力。调节过程是指当患者逐渐适应正压通气后,逐渐增加吸气压,利于提高舒适性和依从性、以及保证辅助通气的效果。

具体方法从 CPAP(4~5 cmH2O)或 BIPAP(吸气压:8~10 cmH2O、呼气压:4~5 cmH2O)开始,经过 2~20 min 逐渐增加到合适的治疗水平,建议压力支持 10 cmH2O 以上。当然,整个 NIPPV 治疗过程都需要根据患者病情的变化随时调整通气参数,最终达到改善临床状况包括动脉血气的目标。

2. 疗效判断

NIPPV 属于呼吸支持治疗,而不是病因的治疗,其疗效受到基础疾病是否得到控制等众多因素的影响,一般从 2 个层面进行评估。

3. 起始治疗时的评估   

起始治疗后 1~2 h 基于临床表现和动脉血气的变化来评价 NIPPV 是否有效,进而对其后的治疗决策起重要作用。评价 NIPPV 有效的最佳指标:

① 临床表现为气促改善、辅助呼吸肌运动减轻和反常呼吸消失、呼吸频率减慢、心率改善等;

② 血气分析:PaO和氧合指数改善,PaCO下降,pH 值改善。

4. NIPPV 的治疗时间和撤除

NIPPV 的治疗时间目前尚没有明确的标准,也与基础疾病的性质和严重程度有关。与有创通气不同,即使是在治疗的急性阶段,NIPPV 也不是强制性或持续性的,患者可以暂时停止 NIPPV 治疗而接受其他治疗如雾化吸入、常规给氧或进食。

NIPPV 的撤除目前主要依据患者临床症状及病情是否稳定。撤除的方法有:

  1. 逐渐降低压力支持水平;
  2. 逐渐减少通气时间(先减少白天通气时间,再减少夜间通气时间);
  3. 使用 AVAPS 模式;
  4. 以上方式联合使用。

不同疾病使用 NIPPV 的注意事项

1. 慢性阻塞性肺疾病急性加重

① NIPPV 可作为 AECOPD 通气治疗的首选方式(强推荐,证据等级Ⅰ);

② 对于符合 NIPPV 指征且没有禁忌证的 AECOPD 患者,应尽早应用 NIPPV 以降低患者插管率和病死率(强推荐,证据等级Ⅰ);

③对于意识障碍的患者,不推荐常规使用 NIPPV(弱推荐,证据等级Ⅱ);

④ AECOPD 出现早期呼吸衰竭症状(呼吸频率增加,辅助呼吸肌参与呼吸运动,PaCO高于基础值等)可尝试使用 NIPPV 治疗(弱推荐,证据等级Ⅱ)。

注:对于伴有意识障碍的 AECOPD 患者,由于缺乏有效的气道自我保护机制,不宜常规应用 NIPPV。但如果临床确认意识障碍是由 CO潴留引起,而 NIPPV 能够有效清除 CO2,也可在严密监护下谨慎地使用 NIPPV。

2. 急性心源性肺水肿(ACPE)

① NIPPV 应用于 ACPE 患者,能够缓解呼吸困难,提高氧合,降低气管插管率及病死率(强推荐,证据等级Ⅰ);

② CPAP 和 BIPAP(S/T)都可作为首选通气方式治疗 ACPE(强推荐,证据等级Ⅰ);

③ 对于已有呼吸性碱中毒的 ACPE 患者,可首选 CPAP(强推荐,证据等级Ⅰ);

④ BIPAP(S/T)模式对于 ACPE 合并Ⅱ型呼吸衰竭的治疗有一定优势(中推荐,证据等级Ⅱ)。

注:CPAP 和 BIPAP(S/T)均是 NIPPV 在 ACPE 通气支持中的常用模式,对于两者在 ACPE 治疗中如何选择,诸多对比研究和荟萃分析进行了探讨,发现两者没有明显差别,且患者的耐受性均良好。但相较于 CPAP 的使用,BIPAP(S/T)模式对于Ⅱ型呼吸衰竭纠正得更快。需注意的是,过快纠正 CO潴留,容易矫枉过正地导致碱中毒,不利于组织氧供。

3. 急性呼吸窘迫综合征

NIPPV 用于治疗 ARDS 存在争议,对于轻度 ARDS 可早期尝试 NIPPV,使用时密切监测病情变化(中推荐,证据等级Ⅰ)。

注:急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种急性弥漫性肺部病变,可导致肺血管通透性升高,肺重量增加,肺通气减少;其临床特征为低氧血症。

在呼气末正压(PEEP)≥ 5 cmH2O 时,根据氧合指数分为:① 轻度:200 mmHg < PaO2/FiO≤ 300 mmHg;② 中度:100 mmHg < PaO2/FiO≤  200 mmHg;③ 重度:PaO2/FiO2 ≤ 100 mmHg。

目前 NIPPV 应用于 ARDS 的研究结果存在较大争议。有研究评估了 NIPPV 在Ⅰ型呼吸衰竭中的作用,ARDS 组与其他组相比插管率更高,分析可能与 NIPPV 使用时,患者氧合指数较低有关。另有对 NIPPV 治疗 ARDS 效果的荟萃分析发现,NIPPV 的应用时机非常关键,应在低氧血症较轻时使用。

4. 支气管哮喘急性发作

哮喘急性发作中 NIPPV 的应用存在争议,在没有禁忌证的情况时可以尝试使用(弱推荐,证据等级Ⅱ)。

注:理论上 NIPPV 通过正压通气有助于改善急性哮喘患者的呼吸肌做功,减轻呼吸肌疲劳,改善通气,缓解呼吸困难,但迄今对于 NIPPV 应用于哮喘急性发作的研究较少。初始 NIPPV 治疗组成功率高,预后较好,一方面可能与其耐受性良好,具有一定的治疗价值有关,另一方面也与该组患者病情相对较轻有关,因此,NIPPV 治疗或许能使一些轻症急性哮喘患者获益。

此外,NIPPV 治疗失败组病死率显著升高,提示在对急性哮喘患者进行 NIPPV 治疗时,必须严密监测,避免病情加重时延误有创通气治疗的时机。

5. 胸部限制性疾病

NIPPV 可应用于合适的胸部限制性疾病(RTD)病例,改善患者呼吸衰竭状况(中推荐,证据等级Ⅱ)

注:RTD 主要分为神经肌肉疾病(如肌萎缩性侧索硬化症、肌营养不良症、脊髓灰质炎、脊髓损伤等)和胸部畸形(如脊柱侧弯、胸壁凹陷等)等,可导致呼吸驱动压不足,肺泡通气量降低及二氧化碳潴留。目前,当临床上 RTD 出现症状(如疲劳、呼吸困难等)后,并出现 PaCO> 45 mmHg 和(或)SaO< 88% 持续 5 min 以上可应用 BIPAP。

6. 不作气管插管的呼吸衰竭

对于不作气管插管(DNI)的呼吸衰竭患者,在充分告知 NIPPV 的益处与不良风险的情况下,可尝试使用 NIPPV(中推荐,证据等级Ⅱ)。

注:部分患者或家属拒绝气管插管(DNI),在这些患者中,当窒息或急性呼吸衰竭(ARF)的病因是可逆的情况下,NIPPV 可能是一种理想的生命支持手段,能够改善患者舒适度并延缓患者死亡。多项文献报道 NIPPV 应用于 DNI 患者可能成功,但应告知患者 NIPPV 的益处与不良风险。

7. 辅助纤维支气管镜检查

NIPPV 能够辅助纤维支气管镜的操作,避免气管插管同时防止可能发生的低氧血症和呼吸衰竭(中推荐,证据等级Ⅲ)。

注:研究证明,对于呼吸系统重症患者,NIPPV 可以在防止低氧血症和呼吸衰竭以及避免气管插管的情况下辅助完成纤维支气管镜的检查,但患者必须有自主呼吸并在纤维支气管镜检查前至少使用 NIPPV 15~20 min,起始设置可以给予压力支持 5~10 cmH2O,氧浓度需要能够保证患者氧饱和度维持在 90% 以上。可以选择全面罩进行 NIPPV 支持,适当使用镇静剂,并需要专业人员进行操作。

无创通气模式

无创通气有专门模式。无创通气与有创通气模式的对应关系如下表所示。

无创与有创通气模式对应关系
呼吸机经典无创呼吸机ICU有创呼吸机
持续气道正压模式CPAP
自主or压力支持模式SPSV、SPONT、CPAPasb
时间or压力控制模式T——
自主/时间模式S/T——
压力辅助控制模式APCV、P-A/CA/C-PC、P-A/C、BIPAPassist
容量目标压力模式AVAPS、VAPS、TVVPRVC、VC+、VS
神经调节通气辅助模式NIV NAVANAVA
成比例通气模式PPV、PAV
适应性支持通气模式ASV

如果将呼吸机的基本变量、呼吸类型和通气模式之间的关系比作一栋二层楼,基本变量是地下室,呼吸类型是一层,通气模式是顶层。基本变量是呼吸类型的基础,呼吸类型是通气模式的基础。

1. 基本变量

基本变量有5个,即:触发(Triggering,定义吸气何时开始),控制(Controlling,定义如何控制吸入气体的输送),目标(Targeting)/限制(Limiting)【定义机械呼吸的大小】,切换(Cycling,定义吸气何时结束),基线(Baseline,定义发生机械呼吸时的基线压力,一般为呼气末正压),它们共同定义了机械呼吸的不同的阶段。

当我们掌握了不同的变量,再对变量进行不同的组合,就得到了不同的机械呼吸类型。例如触发变量,常见有时间触发和自主触发,自主触发又包括压力触发和流量触发;控制通常有容量控制、压力控制、适应性控制及混合控制;限制变量包括潮气量、吸气压力、目标潮气量;切换包括时间切换和流量切换。每种类型的机械呼吸都代表了这些变量的独特组合。在这5个变量中,呼气未正压(PEEP)在每个呼吸类型中都是固定的。另外,控制变量和限制变量之间是一一对应的,容量控制对应潮气量,压力控制对应吸气压力。所以,我们只需要考虑3个变量即可。

2. 呼吸类型

根据使用的触发和切换机制可以将呼吸类型分为三类:控制呼吸,辅助呼吸支持呼吸。

控制呼吸指的是触发和切换都是由机器决定的,患者不参与【时间触发、时间切换】。

支持呼吸指的是触发和切换都是由患者决定的【患者(压力或流量)触发,流量切换】。

辅助呼吸介于两者之间,患者(压力或流量)触发,时间切换。

根据使用的控制机制可以将机械呼吸类型分为定容型呼吸(容量控制)、定压型呼吸(压力控制)和适应性呼吸(适应性控制)。

定容型呼吸以容量为目标,气流的大小是预设的、固定的;气流的形态可能是方波或减速波,也可能是正弦波等。

定压型呼吸是以压力为目标,气流的大小不固定;气流的形态表现为减速波。

适应性呼吸结合了容控和压控的优点,其本质上是压力控制的变体,我们设定一个目标容量,它以压力控制的方式送气,压力大小自动调节。

上述,我们分别从控制变量和触发/切换变量这两个层面对呼吸类型进行了分类,从这两个层面进一步进行组合,理论上能够得到9种基本的呼吸类型。但在下表中少了一种,即容量支持呼吸。因为定容型呼吸送气的流量是已知且固定的,因此不可能由患者进行流量切换,所以容量支持呼吸其实是不可能存在的。所有的机械通气模式基本上是对这8种呼吸类型的再组合。由于无创通气“漏气”的特点,很难控制输送的潮气量,因此无创呼吸机中定容型呼吸模式少见。本文涉及的呼吸类型主要有以下6种:压力控制呼吸、压力辅助呼吸、压力支持呼吸、适应性控制呼吸、适应性辅助呼吸、适应性支持呼吸。

8种机械呼吸类型
呼吸类型控制呼吸辅助呼吸支持呼吸
定容型呼吸容量控制呼吸容量辅助呼吸——
定压型呼吸压力控制呼吸压力辅助呼吸压力支持呼吸
适应性呼吸适应性控制呼吸适应性辅助呼吸适应性支持呼吸

3. 通气模式

当面对未知的通气模式时,如果我们能正确识别它的基本变量和呼吸类型,我们就几乎知道它的作用机制和应用场景,而无论其称谓是什么。

机械呼吸类型特征
呼吸类型触发切换控制/限制
1.压力控制时间时间压力
2.压力辅助压力或流量时间压力
3.压力支持压力或流量流量压力
4.适应性控制时间时间适应性
5.适应性辅助压力或流量时间适应性
6.适应性支持压力或流量流量适应性

(1)T模式:T模式只有一种呼吸类型,即压力控制呼吸,它的触发和切换都由机器来决定。当我们设置好呼吸频率之后,送气的频率被固定;当我们设置好吸气时间之后,送气时间也是固定的。因此,EPAP和IPAP之间的相互切换完全按照预设的节点进行,这种压力的升高和降低,就会造成肺的充气和放气。在这种模式下,患者无法产生自主的触发和切换。而使用无创通气的患者,一般具有较好的自主呼吸能力,所以这种模式很少应用。T模式的设置参数主要包括氧浓度、吸气正压、呼吸频率、吸气时间、呼气压力和上升时间。

(2)压力辅助控制模式(P-A/C模式):压力辅助控制模式,其包含的呼吸类型在压力控制呼吸的基础上增加了压力辅助呼吸,区别就是其可允许患者触发。因此在实际工作中,如果患者有自主呼吸,就由患者来触发呼吸机送气;如果患者在一段时间内没有自主呼吸,就由机器给患者进行一次强制通气。需要注意的是,无论一次呼吸是否由患者触发,它都是由时间切换的,这与有创呼吸机上的P-A/C模式类似,此时的IPAP相当于有创呼吸机上的PEEP+PC值。P-A/C模式的参数包括氧浓度、吸气正压、呼吸频率、吸气时间、呼气压力、上升时间、吸气触发(允许患者触发)。

(3)S模式:S模式涉及的机械呼吸类型也只有一种,即压力支持呼吸,其触发和切换都是由患者自主决定,这与有创呼吸机上的PSV模式几乎一致,S模式中的IPAP相当于有创呼吸机上的PEEP+PS值。为了保证安全,S模式设置的参数较多,包括氧浓度、支持压力、呼气压力、上升时间、压力释放、备用通气压力、备用呼吸频率、吸气时间、吸气触发、呼气触发。

(4)CPAP模式:我们可以将CPAP模式理解为支持压力为零的S模式,或者是IPAP与EPAP相等的S模式。因此,CPAP模式的呼吸类型也可以认为是压力支持呼吸,但设置参数要去掉吸气触发相关参数、呼气触发相关参数及控制相关参数,故CPAP模式的设置参数包括氧浓度、持续气道正压、压力释放、备用通气压力、备用呼吸频率、吸气时间。

(5)S/T模式:当我们将S模式与T模式组合后就可以得到S/T模式,其包括了压力支持呼吸和压力控制呼吸两种呼吸类型,在这种模式下,既允许患者触发和切换,也允许机器触发和切换。但需要注意的是,触发和切换方式是相互关联的,这与P-A/C模式有所不同。如果一次呼吸是患者触发,那么必然是流量切换;如果是时间触发,则必然是时间切换。因此,当患者的呼吸频率大于设置的呼吸频率时,设置的呼吸频率和吸气时间没有任何作用。只有当患者的呼吸频率小于设置的呼吸频率,才会出现机控通气,设置的吸气时间才会发挥作用。S/T模式是在T模式参数基础上加上自主触发和流量切换,其设置参数包括氧浓度、吸气正压、呼吸频率、吸气时间、呼气压力、上升时间、吸气触发、呼气触发。

(6)VAPS模式:即容量保证压力支持通气模式,其呼吸类型包括适应性支持呼吸和适应性控制呼吸。其与S/T模式的工作原理一致,只不过是在S/T模式参数基础上将吸气压力变为潮气量,增加最大和最小压力限制。相当于设定了一个目标潮气量,但仍以定压的方式送气,呼吸机根据监测到的前次呼吸的潮气量调节下次呼吸的送气压力,最终使监测潮气量尽可能接近目标潮气量。本质上来讲,VAPS模式还是一种压力型通气方式,只不过其压力值是由呼吸机自动调节的。VAPS模式的设置参数包括:氧浓度、潮气量、呼吸频率、吸气时间、呼气压力、上升时间、最小压力、最大压力、吸气触发、呼气触发。其中,最小压力和最大压力能够防止压力过高或过低对患者造成的不良后果。

4. 模式选择

CPAP模式是单水平模式,通常用于肺通气功能良好的患者,例如单纯因心衰、心源性肺水肿使用无创通气患者或有阻塞性睡眠呼吸暂停患者,此类患者可能仅需要基础的EPAP/PEEP支持即可。
    对于通气需求高(如发热、无效腔增加)或通气能力差(如呼吸肌疲劳)的患者,需要双水平模式,最常用的是S/T模式。
临床中使用的一些进阶的呼吸模式都是基于双水平呼吸模式改进而来,在特定情况下使用可能会取得更好的临床效果,需要根据患者的具体情况进行选择。

总体而言,在无创通气模式中,比较重要的参数包括IPAP、EPAP、氧浓度、呼吸频率。IPAP和EPAP的差值决定了患者的潮气量,潮气量和呼吸频率共同决定了患者的分钟通气量。分钟通气量增加,PaCO2则降低。可以通过增加IPAP或降低EPAP来增加差值,但降低EPAP可能会对患者的氧合、内源性PEEP及人机同步性造成一定的影响。因此,在设定好EPAP的基础上再去设定IPAP是比较可取的方法。另外,氧浓度的设置原则是维持基本的氧合,对于Ⅰ型呼吸衰竭患者,氧饱和度在94%~96%之间;对于Ⅱ型呼吸衰竭患者,氧饱和度在88%~92%之间。

无创通气参数调节的理想结果
参数调整方向理想结果
IPAP上调增加潮气量:增加分钟通气量,降低PaCO2
下调降低潮气量:降低分钟通气量,升高PaCO2
EPAP上调增加FRC,增加PaO2,降低潮气量,对抗内源性PEEP
下调降低FRC,降低PaO2,增加潮气量,降低PaCO2
Fi02上调增加PaO2,过高可能有鼻或口部干燥
下调降低PaO2
背景频率上调控制呼吸时增加分钟通气量,降低PaCO2
下调控制呼吸时降低分钟通气量,升高PaCO2

总结

常见无创通气模式包含的呼吸类型
通气模式压力控制呼吸压力辅助呼吸压力支持呼吸适应性控制呼吸适应性支持呼吸
T模式
P-A/C模式
S模式(CPAP模式)
S/T模式
WAPS模式
无创通气机械呼吸类型包含的参数
类别参数单位压力控制呼吸压力辅助呼吸压力支持呼吸适应性控制呼吸适应性支持呼吸
触发呼吸频率(时间触发)/min
吸气触发(患者触发)mL L/min,档
(目标)潮气量ml
限制/控制吸气正压cmH20
支持压力20
切换吸气时间(时间切换)s
呼气触发(流量切换)%.L/min,档
基线呼气压力/持续气道正压cmH20
氧合氧浓度Vol.%
次要上升时间ms,档
压力释放cmH20,档
最大压力cmH20
最小压力cmH20
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作者: 牛医工

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