常用机械通气模式及其选择原则.docx

1、常用机械通气模式及其选择原则 常用机械通气模式及其选择原则呼吸机的应用迄今仅有不足两百年的历史，其模式的发展可分为三个阶段。第一阶段是早期的正压通气，18 世纪首次利用口对口呼吸，成功地对一例患者进行了复苏。随后风箱技术被推荐替代人工吹气，且这种基于风箱技术的急救方法被广泛接受和应用。直到十九世纪三十年代，一系列研究表明这种技术易产生致命性气胸，因此正压通气阶段也就此告一段落。第二个阶段是负压通气，1928 年“铁肺”的投入使用标志着负压呼吸机真正进入临床。由于脊髓灰质炎的流行，也促成了负压通气的发展。直至1952 年，由于负压通气对治疗脊髓灰质炎的失败，临床上对患者行气管切开，利用气囊间隙正

2、压通气，这表明了第三个阶段的正压通气的开始。近年来临床上主要常用的通气模式仍然是正压通气，随着对呼吸生理学以及相关技术的深入研究，形成了许多的机械通气模式。本文将近年来临床上应用的机械通气模式综述如下。一、常见模式名称变异同步间歇指令通气（Synchronous Intermittent Mandatory Ventilation, SIMV），有的呼吸机上称间歇按需通气（Intermittent Demand Ventilation, IDV），还有的呼吸机上称为间歇辅助通气（Intermittent Assitsted Ventilation, IAV）压力支持通气（Pressure Su

3、pport Ventilation, PSV），有的呼吸机上称之为吸气压力支持(Inspiratory Pressure Support，IPS)，而在Drager Evita 4型呼吸机中称为辅助自主呼吸(Assitsted Spontaneous Breathing，ASB)。闭环通气（Closed Loop Ventilation, CLV），有些呼吸机上称为伺服-控制通气（Servo-Controlled Mode, SCM）压力调节容量控制（Pressure Regulated Volume Control, PRVC），在Venturi呼吸机中称为可变式压力控制（Variable

4、Pressure Control），在Hamilton伽利略呼吸机中称适应性压力通气（Adaptive Pressure Ventilation, APV），在Draeger Evita 4呼吸机中称为自动流量（Auto-Flow），在美国PB-840呼吸机中称为容量控制（Volume Control）。二、通气模式的定义及其特点1、 机械通气类型可分为四类：指令（控制）、辅助、支持和自主呼吸2、 分类依据有3点：由什么来触发通气，通气期间吸气流速由什么来限制，通气由什么来切换。例如压力控制通气，其可以是病人、时间、人工触发通气；用压力来限制（限制的含义不是一到该压力就结束吸气而是将压力限制在

5、恒定水平）；时间或压力进行切换。3、 “触发”可由机器定时（控制通气）或有患者用力来启动（辅助、支持或自主通气）。“限制”一般是靠设置流量（压力可变）或设置压力（流量可变）来进行。“切换”一般是靠设置容量、时间或流量来进行。4、 所谓“机械通气模式”，实际上就是指令，辅助、支持和自主呼吸的理想结合和不同组合。由机器和患者控制时相的变化特殊结合来定义呼吸类型_通气方式 触发 限制 切换指令（控制） 机器 机器 机器辅助 患者 机器 机器支持 患者 机器 患者自主 患者 患者 患者 _三、主要通气模式辅助通气（Assisted Ventilation， AV）定义：AV是在患者吸气用力时依靠气道压

6、的降低（压力触发）或流量的改变（流量触发）来触发，触发后呼吸机即按预设潮气量（或吸气压力）、频率、吸气和呼气时间将气体传送给患者。应用的关键是预设触发灵敏度和潮气量要恰当。(1) 预设潮气量过大或自主呼吸频率过快可导致通气过度。(2) 压力触发敏感度一般设置于-0.5至-1.5 cmH2O水平，采用流量触发时设置触发敏感度13 L/min 。触发灵敏度过高可导致自动切换（Self-Cycling）。(3) AV为不可调性部分通气支持，患者吸气用功约占通常呼吸功的20%30%。(4) AV靠患者吸气来启动，无触发就不提供通气辅助。故常与控制模式联用控制通气（Controlled Ventilat

7、ion，CV）定义： CV又称指令通气，呼吸机以预设频率定时触发，并输送预定潮气量。即呼吸机完全代替患者的自主呼吸。换句话说，患者的呼吸方式（呼吸频率、潮气量、吸呼时比和吸气流速）完全由呼吸机控制，由呼吸机来提供全部呼吸功。适应症（1）患有严重呼吸抑制或呼吸暂停，如麻醉、中枢神经系统功能障碍、或药物过量等。（2）可最大限度减轻呼吸肌负荷，降低呼吸氧耗，有利于呼吸肌休息和恢复疲劳。（3）为心肺功能储备差的患者提供最大呼吸支持，以减少呼吸用力，缓解急性冠状动脉缺血。（4）在实施“非生理性”特殊通气方式，如反比通气、分侧肺通气、低频通气以及在闭合性颅脑损伤时，为减少脑血流和降低颅内压故意采用的过度通

8、气等。（5）对患者呼吸力学的监测，如呼吸阻力、顺应性、PEEPi、潮气末CO2 浓度、呼吸功等，只有在CV控制通气时测定才准确可靠。辅助-控制通气（Assist-Control Ventilation, A-CV）定义：结合AV和CV的特点，通气靠患者触发，并以CV的预设频率作为备用。A-CV是辅助通气（AV）和控制通气（CV）这两种通气模式的结合，如AV那样，病人的吸气用力可触发通气机以预置潮气量送气而决定通气频率。然而，又如CV那样，预置通气频率的“程序”也输入通气机作为备用，称之为“后备频率”（backup rate）。因此，病人依靠吸气用力的触发可以以高于预置频率的任何频率进行通气；如

9、果在预定时间内，病人无力触发或自主呼吸频率低于预置频率，通气机即以预置频率（后备频率）取代来输送预置的潮气量。结果，触发时为辅助通气，没有触发时为控制通气。因此应用A-CV模式时，病人可以支配自己的呼吸频率。如果病人的自主呼吸频率减低，低于后备频率，通气机即提供控制通气，直到病人的自主呼吸频率超过后备频率。结果，A-CV模式既可以提供与自主呼吸基本同步的通气，又能保证自主呼吸不稳定病人的通气安全，提供不低于预设水平的通气频率和通气量。因此当应用A/C模式时，患儿接受机械通气频率预设的频率，当患儿自主呼吸较强和较快时，由于患儿接受机械通气的频率大于预设频率，可产生过度通气（原因是压力不变，相应的

10、潮气量频率大于正常），故应及时调低压力或降低触发敏感度（增大其负值），一般触发敏感度设置既要避免过度敏感，导致过多触发，也要避免触发敏感度过低，造成费力触发。A-CV模式大多以容量切换型通气来实行，应用容量切换A-CV时，需预设触发敏感度、潮气量（VT）、频率（备用频率）、吸气流速和流速波型。近年来已有呼吸机以压力切换型通气来实现A-CV。此时需预设的呼吸机参数有：触发敏感度、压力水平、吸气时间（Ti）和通气频率（备用频率）。有些呼吸机写的是控制模式，实际上是A-CV模式。应用A-CV模式时，预设频率应与实际频率相近，预设频率比实际频率慢太多，可导致反比通气和气体陷闭。应用A-CV时应监测实际

11、I:E比。容量控制通气(volume controlled ventilation, VCV) 现代呼吸机，所谓VCV，其实也是A/C模式中的一种。过去称之为“定容”模式，VCV 通气模式下，每次通气均确保患儿的潮气量一定，而压力可变，因而，患儿的潮气量，吸呼比和吸气流速完全由呼吸机控制实施，吸气流量固定，呼吸机提供全部呼吸功。 在现代呼吸机中并无可储存一定容量的结构(如风箱)，因此不可能预先存贮一定量的气体输送给病人，也就不存在字面意义上的“定容”通气。呼吸机是通过对气流和时间的控制来实现“定容”的，因为输送的气体流速与送气时间的积分就是所输送的气体容量。以“定容”方式通气时，需设定气流的峰

12、流速和波形，呼吸机在吸气相输送这种特定形式的气流，当潮气量设定后，吸气时间也就确定了。“定容”通气时吸气压力由吸气流速和呼吸系统阻力共同决定，是无法直接控制的。VCV 的优点：能保证潮气量的供给，利于呼吸肌休息，减少病儿呼吸作功。VCV 的缺点：1、 吸气峰压往往较高， 易导致气压伤。2、 易导致人- 机对抗， 患者舒适性差。3、 若有泄漏时， 可产生通气不足。4、 不利于呼吸肌锻炼。压力控制通气(pressure controlled ventilation ，PCV)。压力控制，时间切换，减速气流。 PCV 模式下，气道压力始终控制在预置压力值的范围之内，吸气开始后，呼吸机提供的气流很快使

13、气道压达到预置水平，之后送气速度减慢以维持在预定压力直至吸气时间结束，呼气开始。 目前绝大多数呼吸机上所谓压力控制通气均为A/C模式，若患儿无自主呼吸，则每次机械通气均为时间触发，该通气为控制通气；若患儿存有自主呼吸，机械通气可为病儿触发，由病儿触发的机械通气为辅助通气，其压力波形起始处为负向波，有些呼吸机凡触发呼吸均在起始端以不同颜色显示。无论是控制通气还是辅助通气，每次通气都是完全按预设压力满负荷通气。PCV 的优点：1、峰压较低，较少出现气压伤。2、吸气流速根据系统顺应性和粘性阻力的变化而改变。3、有利于时间常数大的肺泡单位充气，改善通气/血流比值。PCV 的缺点：由于潮气量受系统顺应性

14、和粘性阻力以及吸气时间的影响，较难保持恒定，因此需不断调节压力控制水平，以保证适当水平的潮气量。因此,所谓“定容”通气就是以潮气量为目标控制气流，而“定压”通气就是以压力为目标控制气流。无论采取何种方式，只要确定流速和波形，就可实现对气流的控制。间歇指令通气（Intermittent Mandatory Ventilation，IMV）定义：呼吸机以预定的频率输送固定的潮气量（或压力），在两次指令通气间歇期，允许患者自主呼吸。 是指通气机以预设频率、压力、吸呼气时间对病人传送常规正压通气，在两次机械呼吸周期之间允许病人自由的呼吸。病人如有自主呼吸，则按自己的频率和形式进行呼吸，其总的通气量=病

15、人自主呼吸的通气量+呼吸机正压通气量；当应用较高频率IMV时，呼吸机可提供完全的通气支持，因此当患儿无自主呼吸时，可应用较高频率时的IMV；随着自主呼吸的出现和增强，应相应减低IMV的频率，撤机前则可使IMV的频率降至5-10次/分，减少呼吸机的正压通气，以增强患儿自主呼吸能力，达到依靠自主呼吸能保证气体交换的目的。此方式由于机器送气经常与患儿的呼吸气相冲突即人机不同步，故可导致小气道损伤、CLD、脑室内出血和脑室周围白质软化等的发生。现有的资料表明IMV既没有超过A/C，也不比PSV优越，在气体交换方面APRV超过IMV。与PSV和APRV比较，IMV时的气道峰压较高，与APRV比较通气死腔

16、比较大，对于撤机的后果，IMV与T型管法或MMV相似而初步的资料提示PSV超过IMV。大多数呼吸机的IMV模式，指令通气以容量切换方式来实施，此时需预设：潮气量（VT）、流速或（和）吸气时间（Ti）、指令通气频率和触发敏感度。已有少数呼吸机以压力切换方式来实行指令通气。此时需预设：压力水平、Ti、指令通气频率及触发敏感度。IMV的缺点指令通气之外的自主呼吸也通过呼吸机进行，并没有得到机械辅助，需克服按需阀开放和呼吸机回路阻力做功。 如果通过功能不佳的按需阀持久应用IMV就可能加重呼吸肌疲劳，增加氧耗，甚至使循环功能恶化。为了克服呼吸机回路的阻力，可加用5 cmH2O的吸气压力支持。同步间歇指令

17、通气SIMV定义：进行IMV时，让指令通气的输送与患者的吸气用力同步。SIMV时，在指令通气压力上升前常有患者吸气用力引起的负向拐弯波很多人不理解A/C和SIMV之间到底有什么区别，兹举例说明。A/C和SIMV都会设寂静一个最低的呼吸频率，假设这个呼吸频率为20次/分。在病儿没有自主呼吸时，A/C和SIMV的表现是一样的，都是给病人20次/分的强制通气。在病人有自主呼吸触发时，A/C模式是只要病人有触发，呼吸机就给一次强制通气，也就是说，如果呼吸机监测显示总呼吸频率为32次/分时，这32次都是强制通气，但都应该是病人触发的强制通气。而SIMV模式下，如果呼吸机监测显示总呼吸频率为32次/分时，

18、这32次里只有20次是强制通气，其余12次则是病人的自主呼吸。因此说A/C比SIMV对病人的支持程度要强一些。SIMV的触发窗根据机型不同，可分为三种：一是位于下一呼吸周期之前，长度为呼吸周期的25%。二是把强制通气的呼吸时间与SIMV的呼吸周期分开设定。比如Servo i就是这样的，设定强制通气的吸气时间（强制通气的吸呼比缺省为1：2，这样，触发窗就是位于SIMV呼吸周期的起始部分，长度是强制通气吸气时间的3倍），或设定强制通气的吸呼比。三是按SIMV呼吸周期的一定比例来设定触发窗，比如PB840就是整个呼吸周期的前60%。SIMV的优点降低平均气道压呼吸肌的连续应用，使呼吸肌功能得到维持和

19、锻炼，避免呼吸肌萎缩，有利于适时脱机改善V/Q比例应用SIMV，自主呼吸易与呼吸机协调，减少对镇静剂的需要增加患者的舒适感；能较好维持酸碱平衡，减少呼吸性碱中毒的发生；可根据患者需要，提供不同的通气辅助功，并具有预设指令通气水平的安全性。临床上应用IMV和SIMV，主要是在撤机时，作为控制通气到完全自主呼吸之间的过渡。此外，在很多情况下，IMV和SIMV也已作为长期通气支持的标准技术。压力支持通气（pressure support ventilation, PSV）属于部分通气支持模式，是一种压力-目标或压力-限制性通气模式，每次通气均由病人触发和由通气机给予支持。吸气期间，气道压升高到预设水

20、平，即压力支持水平。是病人触发、压力目标、病人切换（一般是流量切换）的一种机械通气模式。高于固定PSV水平的很小压力（1-3 cmH2O）的发现（此压力必然来自病人的突然呼气用力）也已被单独应用或与流量触发标准结合应用来停止吸气辅助。通常也包括对吸气的时间限制，当回路出现现漏气时，流量终止吸气的方法已不起作用。有文献报道了缺乏吸气时间限制机制的危险。PSV在减少病人所做的呼吸功方面具有非常有效的作用，呼吸功的减少大致与所加的压力水平成比例。在常用通气模式中，PSV的人-机协调性好；近年开发的许多智能化通气模式，均以PSV来实施；PSV的最新改进，是压力上升时间和呼气触发敏感度可调。PSV的主要

21、缺点1、 当患者气道阻力增加或肺顺应性降低时，如不及时增加PS水平，就不能保证足够潮气量，因此，呼吸力学不稳定或病情在短期内可能迅速变化者应慎用PSV。此外，呼吸中枢驱动受抑制或不稳定的患者也应避免应用PSV2、 为保证PSV时的安全，必须设置“窒息通气”作后备。2000年Esteban等对全球412 ICU进行为期一天的机械通气临床流行病学研究, 发现机械通气1638例, 所用通气模式在上机时A/C模式占47%，SIMV 6%，PSV 15%，SIMV+PSV 25%，其他模式占7%；而撤机时，PSV占36%，SIMV+PSV 28%, SIMV 5%，间歇自主呼吸17%，每天自主呼吸4%，

22、其它9%。此外，其对2226位医师的调查发现，上机及日常使用时有62%最喜欢A/C模式，撤机时有34%最喜欢PSV模式，35%最喜欢SIMV或+PSV模式。Flori等1998年进行的PICUALI的临床流行病学研究发现96%的患儿采用A/C模式，其中76%用容量控制通气。近年无论是儿科病人还是成人，压力控制通气渐占主流。双水平气道正压通气(biphasic positive airway pressure, BIPAP) 此种方式下， 控制通气或自主呼吸时， 呼吸机交替给予两个不同水平的气道正压， 且这两个压力均采用压力控制方式， 吸入气流呈指数递减波形。BIPAP 的优点：1、 采用递减流

23、速波形和主动呼气阀，保证气道压恒定在预设值水平，避免发生容积伤。2、 采用压力/ 流速触发机制，与患者自主呼吸同步，减少人机对抗。3、 可模拟出多种通气模式，临床应用范围广。4、 该通气方式可防止肺泡萎缩，更好地改善肺顺应性。气道压力释放通气 ( airway pressure releaseventilation, APRV) APRV是在CPAP气路的基础上以一定的频率释放压力，压力释放水平和时间长短可调。在压力释放期间，肺部将被动地排气，相当于呼气，这样可以排出更多的CO2 。当短暂的压力释放结束后，气道压力又恢复到原有CPAP 水平，这相当于吸气过程。因此，APRV较CPAP 增加了肺

24、泡通气，而与CMV +PEEP 相比，APRV 显着降低了气道峰压。指令(最小) 分钟通气(mandatory/ minimumminute volume ventilation ， MMV)MMV 是SIMV 的一种改进。此种通气模式的指令通气不是有节律地进行。若自主呼吸低于预置每分钟通气量时，呼吸机予以补足；自主呼吸达预置每分钟通气量时，则无指令通气；而患者无自主呼吸时，呼吸机按预置MV 值和IMV 频率全部以指令通气。MMV 的优点1、 无论患者处于何种呼吸状态均能保证每分钟通气量。2、 利于呼吸肌的锻炼，亦可避免撤机过程中因通气不足导致的患者意外，有利于撤机。3、 减少了人工监测和调节

25、呼吸机工作参数的次数，节省了人力。4、 能保证药物过量或麻醉中恢复患者从机械通气平衡过度到自主呼吸。5、 发生呼吸暂停或急性通气不足时不会引起高碳酸血症和低氧血症。MMV 的缺点1、 当胸肺顺应性降低或呼吸肌力量不足时，患者会出现浅而快的自主呼吸，因为自主呼吸潮气量过小，仅能满足死腔通气，此时呼吸机也将这部分死腔通气算在内，这样使肺泡通气不足，但由于自主呼吸频率过快，自主呼吸分钟通气量仍可能大于等于预设分钟通气量，致使呼吸机不提供强制通气，从而出现严重的肺泡通气不足。2、 自主呼吸时呼吸机仅提供按需气流，患者所作呼吸功增加，当呼吸机按需活瓣功能不良时，患者所作呼吸功显着增加。3、 患者突然出现

26、呼吸暂停时，如果之前实际通气量已超过预设分钟指令通气水平，则在此后相当长的一段时间内呼吸机不会启动强制通气，而造成窒息。压力调节容量控制通气(pressure regulated volume controlled ventilation, PRVCV)PRVCV 是一种智能化通气模式，将压力控制通气(PCV) 和容量控制通气(VCV) 两种通气方式优点结合起来的新的通气模式，在受控制的尽可能低的吸气压下将设定的潮气量以压力限制方式提供给患者，机械通气后呼吸机自动测定一次患者胸廓/ 肺顺应性，根据容积- 压力关系反馈地确定下一次要达到预设潮气量所需吸气压力水平。通常调至计算值的75 %，每次调

27、整幅度3 cmH2O更符合人体生理，同时由于吸气波形为减波，产生同样潮气量所耗压力减少。PRVC 兼有VCV 与PCV 两种特点，但与二者又不完全相同。容量支持通气( volume support ventilation, VSV) 如果将PRVCV与PSV联合应用，即为VSV。换言之，其基本通气模式是PSV，但为了保证PSV时潮气量的稳定，微电脑根据每次呼吸测定的肺胸顺应性的压力容量关系，自动调节PS水平。以保证潮气量达预设值。适应性支持通气(adaptive support ventilation, ASV) ASV 是一种结合容积和压力两种控制模式优点的全自动通气模式。此种通气方式需预设

28、分钟通气百分数、气道压报警上限值和患者体重三项参数, 从通气工作开始的瞬间就持续监测每一次呼吸的肺顺应性、气道压力、呼吸时间常数等各项指标，根据最低做功原理自动调整潮气量和呼吸频率。通气目标是力求在患者当时的呼吸力学状态下，以最低的气道压、最佳通气频率和潮气量、最适宜的通气形式(控制或者辅助通气) 来达到预定的每分钟通气量， 从而避免压力伤、容积伤和呼吸急促。ASV 的优点:1、 模式切换完全由呼吸机自动切换，无需人工更动。2、 患者始终处于最佳呼吸状态，所作呼吸功最小，直至撤机。3、 气道压力始终处于安全范围，避免容积伤的发生。4、 可避免呼吸浅快或窒息的发生。容量保证压力支持通气(Volu

29、me assured pressure support VAPS) 此种模式采用的是在一次通气内双重控制原理，呼吸机内有两个流量系统并联工作，一个为恒定流量(CF) 输送系统(高阻抗流量系统)，即不管气道压力如何变化，呼吸机在吸气相始终提供恒定的供气流量(10120 L/ min)；另一个为按需流量输送系统(低阻抗流量系统) ，其工作目的是维持气道压力恒定在预设水平，在吸气相可提供瞬时峰流量达180200L/ min 的可变吸气流量。VAPS 将VCV 的恒定潮气量与PSV 时的可变吸气流量有效地结合在一起，通过应用负反馈控制原理，使得呼吸机能实时根据患者的吸气需求而提供相应的流量，并能在保持

30、较低气道压的情况下完成预置VT 的释放。将PSV与VCV有机结合。通气由患者或呼吸机触发，触发后的吸气由PSV的按需流速与定容型的恒定流速同时输送，呼吸机以尽快速度达到预定PS水平，此时呼吸机快速测算出已输入的气量，并与预设VT比较，如输入气量已达到预设VT，即转换为呼气，那么该呼吸实际上是PSV。若达预定压力水平后输入气量少于预设VT，随着PSV的流量减速，呼吸将从PSV转换到定容型通气，此时流量仍保持恒定，但增加吸气时间直至达预设VT。VSV可看作为PSV的“精确”类型，故具备PSV的全部优点。PSV时，可确保最大吸气峰压，而VT则随着每次呼吸而有改变。而VSV，VT是保证的，而压力则随着

31、肺顺应性和气道阻力的改变而不断变化。但与MMV模式不同，患者不能通过浅而速的呼吸来达到预先设定的每分钟呼出气量。由于患者能控制呼吸频率和吸气时间，自觉更为舒适。成比例通气（Proportional Assist Ventilation，PAV）（一）定义 吸气时给患者提供与吸气气道压成比例的辅助压力，而不控制呼吸方式。PAV可改善呼吸力学和自主呼吸的能力的储备。患者通过增加自主呼吸用力，可成比例地增加通气机的通气辅助功，使通气机成为自主呼吸的扩展。呼吸衰竭需要机械通气治疗的患者，其自主呼吸的比例大多降低，即呼吸用力大小与吸入气量（或吸气产生的流速）的关系不正常。为维护适当的通气和氧合、达到一定

32、的吸气量和吸气流速，患者必须增加吸气用力，从而增加呼吸负荷，增大呼吸功，导致呼吸窘迫和呼吸肌疲劳。如今常用的正压通气（容量、压力或时间切换）方法，虽能提供吸气气道正压和通气辅助功，但并不能纠正吸气用力和即时效果（产生的吸气量和吸气流速）间的不正常关系，因为提供的吸气压或吸气流速是预设的、非生理性的呼吸方式（如潮气量、呼/吸时比及流速方式）。例如，PAV为11，就是说吸气气道压的产生有一半是由于呼吸肌的收缩，另一半为通气机是施加的压力，即无论什么时候和什么通气水平，自主呼吸肌和通气机各分担一半呼吸功。又如PAV为31，即通气机作3/4功，自主呼吸肌作1/4功。患者通过改变自己的呼吸用力，也可相应改变通气机提高呼吸的大小，而呼吸功比率维持不变。PAV的实施，关键是如何感知自主呼吸肌的即时用力，然