1、第三章 呼吸机初始设置第一节 容量通气时参数的初始设置机械通气的目的是保证供给病人适当的通气量，使肺泡通气量满足机体需要。改善气体交换功能，维持有效的气体交换。实现这个目标是通过设置适当的通气参数。主要的参数包括潮气量（VT）和呼吸频率（ f）,二者的结合以提供合适的分钟通气量（VE） 。以下的章节将探讨机械通气基本参数的设置方法及其变量之间的关系。一、 确定呼吸机的初始设置参数分钟通气量（VE）的设置，潮气量和呼吸频率（VT 和 f）的设置，吸气流量，吸气波形，吸呼比（I:E） ，压力限制，吸气暂停时间，以及呼气末压力（PEEP） 。二、设置分钟通气量（VE）：正常人体新陈代谢大约需 250
2、 毫升/ 分钟耗氧量及产生 200 毫升/分钟的二氧化碳，肺提供通气和气体交换，以满足这些需求。心脏通过血液循环和运输氧分到细胞，以及排出二氧化碳和废泄物。V E 和心输出量两者都与代谢率平行。当代谢增加时 （例如在感染，发烧，败血症的过程中） ，通气和心输出量必须增加才能加强氧摄取量和二氧化碳的排除。机械通气的主要目标是保证患者所需的 VE，病人的代谢需求以及完成足够的气体交换。有些呼吸机（如美国的 PB 系列呼吸机）通常有 VT 和 f 控制，用于设置 VE。有些仪器会有 VE 控制旋钮，来自欧洲和其他国家的呼吸机就有此功能旋钮。举例来说，Maquet 系列呼吸机就是由 VE 控制。无论使
3、用哪种类型仪器，医务人员都需要通过计算 VE, VT, f (VE=VT X f) 来满足病人的个体情况。通气量的设置必须合适，即满足了患者的需求也必须防止过度通气所带来的肺损伤。临床上通气量的设置常参考人体的体表面积（BSA）来进行计算。BSA 可使用 Dubois BSA 公式估算：Dubois 体表面积图:要确定体表面积（ BSA）,要找到身高和体重的点，在两者间画一条直线。中间相交点就是体表面积(BSA)，单位：平方米。源引文：Boothby WM，Sandiford RB:Boston Med Surg J 185:337,1921BSA = 0.007184 X Ht0.725 X
4、 W0.425 BSA =体表面积(平方米)，Ht =身高度（厘米） ，W = 体重（公斤) 。 例如，如果一个人是身高 6 英尺，体重 190 磅，他的 BSA 是多少呢？这个人的 BSA 就是 2.1m2。分钟通气量约等于男性体表面积的四倍 (BSA) 或女性体表面积的三点五倍。VE （男性 ） = 4 X BSA = 4 X 2.1m2 = 8.4 L/min前面的计算假设病人情况是正常的。异常情况例如低温或发热，高代谢以及代谢性酸中毒必须进行调整。增加生理死腔的肺部疾病也需要增加 VE。假设病人的初始 VE 是 8.4L/min，体温是 39 摄氏度，这是增加了 2 度。因此 VE 需
5、要在每一度增加 9%，V E 需增加 18%: 18%的 8.4 等于 1.51; 因而新计算的VE 将是 8.4 + 1.51 = 9.9L/min. VT 和 f 的设定要参考 BSA (4 X BSA 男性或 3.5 X BSA 女性) 以及病人的个体情况来设置。三、 潮气量和呼吸频率（VT 和 F）潮气量 (VT)人体正常的潮气量是大约 57ml/kg ，自主呼吸频率为 1218 次分钟。自主分钟通气量大约为 100mL/kg 理想体重 (IBW)3。一般情况下 6 至 12 ml/kg IBW 的范围通常用于成人，而 5 至 10 ml/kg IBW 用于婴儿和儿童 。推荐的潮气量取
6、决于肺组织的病理情况。如患者吸毒过量或患者术后麻醉药的影响，初始 VT 为 10 至 12 ml/kg 及 10 至 12 次呼吸是能接受的。在慢性阻塞性肺病或哮喘等气道阻塞和阻力增高的患者, 初始 VT 为 8 至 10 ml/kg 及8 至 12 次呼吸是合适的。慢性或急性的限制性疾病患者，如肺间质纤维化或成人呼吸窘迫综合症(ARDS) ，初始 VT 为 4 至 8 ml/kg 及呼吸频率 15 至 25 次/ 每分钟就可以。作为建议，在限制性疾病，较低的 VT 和较高的呼吸频率是经常采用的方法。然而，较高的频率可能无法提供足够的时间进行呼气，气体可以在呼气末时残留在肺部，造成内源性 PE
7、EP (自动 PEEP)。因此 VT 的设置应保持气道压力小于 30cm H2O，及调整呼吸频率以尽量减少自动 PEEP 的产生。 不建议将潮气量的设置超过 12mL/kg。这是因为对病人有过高压力的风险以及造成肺过度膨胀，导致肺部创伤 ，产生其它并发症。低容量设置 (4 至 8 ml/kg) 对于限制性疾病有利，也能够防止较高的压力，避免肺泡过度通气。然而，容量低至 4mL/kg 可能导致肺不张 (atelectasis)。较低的容量需有 PEEP或叹息呼气，以避免肺不张。呼吸机的控制面板上设置的 VT 代表呼吸机送出的气体量；但是并非所有容量都能到达病人肺部。由于泄漏和其它原因，部分气体将
8、会丢失。要监测呼出气 VT 已准确得到患者的通气参数。当设置 VT 时，另一点需要考虑的是死腔的存在。机械死腔 (VDmech) 被定义为在通气当中的重复呼吸的气体体积。比如说，要给病人与呼吸机管路之间增加灵活性，有时会添加一个 6 寸波纹管在 Y 型连接器和气管接头之间。当病人呼气时，一些呼出的气体将占据那 6 寸的波纹管，增加了病人的死腔量和重复呼吸。值得一提得是，某些设备可以给呼吸回路不增加或减少 VDmech。比如说，使用气管插管略微降低了 VDmech 大约 1mL/kg IBW。这是因为管路绕过了上呼吸道 (口腔和鼻腔) 。增加了呼吸管路和病人之间的 Y 型连接器可能增加约75mL
9、 的 VDmech。因此，这两个因素往往相互平衡。在 2000 年，多个医疗中心，对超过 800 个多急性肺损伤 (以及那些患了ARDS)患者，进行了一个具有里程碑意义的研究，发现给患者人群设定 VT 6mL/kg IBW ，他们的死亡率较低。现在就出现了一个问题，我们应不应该在所有患者使用 6mL/kg IBW 呢？什么才是适当的设置呢？更重要的是，操作者必须在设置 VT 过程中注意以下四个风险：1. 肺泡过度膨胀2. 肺泡反复的开闭3. 肺不张的形成4. VT 设定不足呼吸频率 （F）呼吸频率是机械通气最常用的参数，几乎所有的呼吸机都需要设置该项参数。呼吸频率设置的合适与否，涉及到病人的呼
10、吸做功和呼吸机的协调情况，掌握好呼吸频率的合理设置，有利于减少呼吸做功，有助于自主呼吸与呼吸机的协调。临床使用时要注意：1根据病人的自主呼吸频率设置，在不增加呼吸做功的前提下减少死腔通气，保障有效的肺泡通气。一般将呼吸频率设置在 1518 次/分钟的水平。2根据不同疾病的病理生理特点，在设置呼吸频率时，有时还需分析病人发生呼吸衰竭的病理生理学特点，针对性的调整呼吸频率，以适合疾病的改变和需求。目的是减少“人 机对抗” ，减少镇静剂的使用。四、潮气量、流量、总转换时间以及吸呼比之间的关系操作者按特定的需求设置通气参数。例如，如果使用 Puritan Bennett 840呼吸机，需设定 VT，
11、f 以及流量。然而，并不是所有的呼吸机都有控制 VT 和 f设置。例如，Servo 300 呼吸机需设置流速、吸气时间百分比 (TI%)以及 VE。虽然显示了潮气量但 VE 是实际设置参数。能理解吸气流量、吸气时间 (TI)、呼出时间(TE) 、总转换时间（TCT ）和吸呼比值（I:E）之间的相互关系可以协助操作者给病人顺利的通气。不论你使用的设备是哪种类型。目前，一些新型的呼吸机能执行所有些计算，并显示它们作为测量值或计算值。因此，这些计算不必由操作者执行。计算吸呼频率有些呼吸机允许固定 T1 和流速的设置或者固定 I:E。例如，如果设置每分钟 10 次呼吸，那么 TCT 是六秒钟 (60
12、秒/10 次呼吸 =6 秒/一次呼吸) 。假设TI%是规定在 33%或总呼吸的三分之一，那 TI 将等于 33的 6 秒或 2 秒 (0.33 X 6 = 2 秒)。呼气时间有是多少呢？T E 将是 TCT TI = 6 秒 2 秒 = 4 秒。I:E 比率又是多少呢？T I/TE = 2 秒/4 秒 = 2.4 或 1:2。从另一个角度来看，如果 TI，T E 或 f 已确认，I:E 比率就能计算出。要确认 TCT 呢，60 秒除以呼吸频率。例如，要是呼吸频率是 12 的话，那 TCT 等于 60 秒除以 12，等于 5 秒。由于 TCT 是 TI 和 TE 的总和，T I 或 TE 能从
13、TCT减去其中一个来确定。TE = TCT TITE = 5 秒 1 秒 = 4 秒在这个例子的 I:E 比率是 TI:TE 或 1:4一般来说，表示 I:E 比率都习惯将 TI 等于 1。例如，假若 I:E 比率是 2:3, 那么它是表示为 1:1.5。当 TI 等于或超过 TE，我们叫做反比呼吸（IRV） 。用于 ARDS 或哮喘的治疗，以期代替 PEEP 或与 PEEP 合用减少 PEEP 值。但其技术方法复杂，副作用大，临床上要慎重选用。基于这个原因，I:E 比率通常设置为 1:1.5 至 1:4，使呼气长于呼吸，并且可以减少正压的不利影响。 五、设置呼吸机的流速和波形吸气流速呼吸机的
14、流量设置取决于仪器的性能和病人病理改变。机械通气时，过高的流速缩短 TI，可能会导致更高的峰值压力和不均衡的气体分布。较慢的流速会降低峰值压力，改进气体分布，增加 Paw 同时冒着降低 TI 的风险，带来心血管方面的副作用，并使 TE 缩短，导致空气滞留。一般的情况下，最理想的是尽快给肺部充入气体，流速的设置视病人的肺部情况。正常的肺，较短 TI 是不难实现的。流速一般在 1 秒钟之内给病人吸气（范围 0.8 至 1.2 秒） 。I: E 比率 1:2 或更少 （通常大约 1:4）是可以考虑的。这能做到初始峰流速达到 60L /min (范围 40 至 80 L/min)。更重要的是，吸气流速
15、应以满足病人的吸气要求来设置，这样自主呼吸的患者不会在没有呼吸机提供足够的气体时进行呼吸。在控制通气(VC)-CMV 时，当病人有自主呼吸时，呼吸频率实际上可能取决于流量和 TI 设置。例如，当 VT 为常数而流量设置增加，T I 时间缩短。在这些情况下，病人可能会开始增加速率触发呼吸机。因此，T I 可以影响呼吸频率。目前发生这种情况的原因是未知的，但医生应意识到这种现象。长时间的 TI 已被证明可以改善肺通气如 ARDS。快速吸气流量能给患者更长的 TE ，改善气体交换。然而，过高的流量可能会影响肺部的分布，并导致呼吸急促，以及增加吸气峰压。流速波形流速波形和速率的选择取决于病人的病情。例
16、如，手术后的病人从麻醉中恢复可能有非常小的流量需求。相比之下，肺部疾患患者将会有强大的流量需求。恒定波形：临床医生通常选择恒流模式仅仅是因为这是他们最熟悉的或者是呼吸机只有的模式。恒定流速模式能在设定的时间内提供气体流量。它也称为长方形和正方形的波形。对于开始通气，一个长方形(常数)的流速模式是可接受的。一般来说，具有同等峰流量设置的所有可用的流速波形，恒定流速提供最短的 TI。加速波形：加速波形提供了一个逐步增加的流量。目前，加速波形一般不使用，并且仅适用于一些老一代的通气设备。正弦波形：有正弦波形模式的呼吸机，锥形流量在吸气结束的阶段，比流量恒定的呼吸机，可能会给肺部更均匀的气体分配。然而
17、，这种理论需要进一步的研究。Paw 和峰值压力跟正弦和方波模式大约是相同的。正弦波的峰值压力比方波( 当气道阻力高，如哮喘急性) 要高。减速波形：减速波形在病人的努力方面与其他的波形模式相比有明显的优势。在吸气的开始，当病人流量的需求是最高时，气体流量是最大的。然后呼吸机自动调整递减斜坡并计算流速、V T 以及 TI。减速波形和恒定波形的比较：呼吸机波形的大多数研究都在恒定波形与减速波形这两者比较。当一个从常数变成递波形，降低了气道阻力和改善气体分布更适用于气道阻力较高患者，又由于改善 PaO2 和 P（A-a ）D02 而适用于通气/血流失调患者。同时，还由于改善顺应性的优点也适用于顺应性降
18、低者。减速波形与恒定波形的比较研究表明，减速波形提高了气体在肺部的分布，减少死腔，目前愈来愈受重视。吸气峰压和平均气道压的关系：在选择波形时，临床医生必须考虑气道阻力对病人重要，还是高的吸气峰压(PIP)更重要。高吸气峰压不一定是不好也并不总是引起肺损伤。当 Raw 和流量高时，使用的是递增波形，峰值压力将高的。这种压力大部分是消耗在克服 Raw，可能无法达到肺泡。所以高的峰值压力并不总是要增加肺实质损害的风险。这可见在哮喘急性发作的患者，严重支气管痉挛，粘膜水肿，以及分泌物增加。还有一个风险：一些高压力可能达到正常肺部。可能会造成肺损伤。由于每种呼吸机都不尽相同，临床医生在选择流速和波形模式
19、时，需要熟悉呼吸机的所有功能。总结：照理说，当选择流速波形，没有一个规定的模式，或一种流速是适合所有病人。重要的是要给病人匹配的、正确的模式和气体流速。在不同肺部疾病患者方面，以下是正确的：1在正常肺，呼吸波形的选择可能不是非常重要。另一方面，减速波形和常数是适当的。2. 在低氧血症和肺顺应性降低的患者，减速波形可能有利于保持峰值压力较低和降低气道阻力，有利于改善气体分配。3. 在气道阻力增高的患者，下降的模式更可能提供压力较低的既定 VT，并使肺部气体更好的分部。这比常数和加速波形更加有效。六、设置分钟通气量：特别考虑设置所需的 VE 已讨论过，但实施这些程序之前，应考虑一些预防措施。每一个
20、病人可能存在一个最佳的吸气流速和波形模式。没有规定的公式可以应用在所有的患者，以确保最好的结果。这些参数必须考虑到病人的肺部和呼吸道，以及病人不断变化的代谢需求。如果 PaO2 开始下降，同时 PaCO2 增加，而病人的 VE 也提高，那有地方不对劲了。可能性包括自动 PEEP 的存在，肺通气灌注不畅，以及静脉回流的变化。这种情况可能需要调整呼吸机模式，V T, f 或 I: E 比率。使用能允许自主呼吸的通气模式也可能改善这种情况，让能自主呼吸的患者有一定的通气控制。不管是什么方法，没有最终的结果，也没有容易的处方。机械通气病人的管理既是一门艺术，也是一门科学，需要使用全面的判断。七、容量通
21、气时的吸气暂停吸气暂停也被称为结束吸气暂停，是在发生吸气阶段的短暂时间。吸气暂停最常用的是在临床中测量平台压（P plateau ） 。它能助于估算肺泡压力 (Palv)，得到静态顺应性的数值。为此，新的呼吸机机通常配有吸气暂停按钮。从理论上讲，选择使用吸气暂停，能帮助提高整个肺部的气体分配，无论使用什么类型的流速模式。也能提供最佳的通气/灌注比，从而减少死腔。但是，必须小心使用，在慢性阻塞性肺病(COPD)患者，吸气暂停可能会显着增加PAW，同时减少肺血流量 。八、呼吸机调节临床实例病例 1一名心肌梗死的男患者送往医院后行气管插管，紧接着通气支持。病人的IBW 是 70kg 而 BSA 是
22、1.5m2。医生要求 VC-CMV 模式。选择什么 VE, VT, 速率, 流量, 以及流动模式将是适当的呢？VE 4 X 1.5 = 6.0L/min 将是适当的起点。V T 10mL/kg 将等于 700mL，这也可以用在这名病人。最低设置将是 VE 除以 VT 或 6.0L/0.7L = 9，每分钟 8.6 或 9 呼吸频率。因为没有人体新陈代谢的改变，如发烧，我们可以假设这些初始设置就足够了。既然没有提到慢性肺部疾病，我们可以假设一个适当的流速设置是足够的。使用减速波形模式，设定的 60L/min 流量将为呼气提供充足的时间。在这种情况下 TI 又是多少呢？ 既然 VT 是 0.7L,
23、 T1 = VT 流量或 T1 = 0.7L(1L/sec) = 0.7 秒。TCT 是 60 秒 /每分钟 9 呼吸 ，那么 每一次呼吸周期是 6.7 秒。T E = TCT TI = 6.7 秒 0.7 秒 = 6 秒。 TI 是 0.7 秒，T E 是 6 秒。从这些数字中，我们可以知道病人有充裕的时间呼气。病例 2一名使用 VC-CMV 通气的病人被给出了一个 800mL 的 VT 设置与设定的频率是每分钟 8 次呼吸。实际总的呼吸频率是每分钟 15 呼吸。这是因为病人触发呼吸机增加的呼吸次数。采用恒定波形模式，流量设置定于 40L/min。在大部分的呼吸和最高峰值(60cmH 2O)
24、中，吸气触发压力实际上停留在负值范围内 (低于基线 )。因为病人是积极的呼吸，呼吸治疗师是无法获得一个暂停的压力，以确定 PPlateau。使用实测频率（每分钟 15 次呼吸）确定 T1。总周期时间是 40L/min（每分钟 15 次呼吸） = 4 秒/呼吸。流量是 40L/min 或 40L/60 sec = 0.67/sec。T 1 = VT/流量或 0.8L/(0.67L/秒) = 1.19 秒，T E = 2.18 秒。I: E 比率是大约 1:3，因此，似乎有足够的时间呼气。CT 是 3mL/cm H2O。这是由呼吸治疗师设置呼吸机时确定的。管路将会丢失多少容量？峰值压力是 60cm
25、 H2O。失去容量是 CT X PIP = 3mL/cmH2O = 180mL。800mL 的 VT，180mL 将会被呼吸机的管路吸收而不是病人。病人能吸收多少体积呢？他能吸收 800mL 180 = 620mL。呼吸治疗师又怎么能更正此问题？呼吸治疗师可以设置呼吸机补偿量以弥补 CT（如果呼吸机有此功能）或给设定的流量添加额外容量。例如，给设定的容量添加大约 200mL 的额外体积将有助于弥补这方面的损失。呼吸治疗师该记住，增加设置 VT 也会增加PIP。病人的实际问题发生于呼吸的过程中。呼吸中压力为什么不稳定呢？流量也许不足以满足不了病人的需求。流量设置是 100L/min 但没有改善情
26、况而有时候“他似乎在一次吸气，触发两个潮气量。 ”你该怎么办？有几种解决方案。转换到 PC-CMV 然后调整压力，并达到原来的 VT 或者调到更高的流量可能是适当的。正压通气模式更有可能提供病人需要的流速。这是因为呼吸机提供所需的所有流量，以维持设定压力。另一种选择是转用连续气道正压(continuous positive airway pressure 或 CPAP)模式，也就是以自主呼吸为主，看看病人需用多少流速和容量来维持他自己。这病人实际上实现了一个 1.2 升的自主呼吸容量。其他的解决方案，以增加呼吸频率和/ 或 VT，以满足病人的需求，或者转换到同步间歇指令通气(synchronized intermittent mandatory ventilation 或 SIMV) ，同时使用压力支持通气 (pressure-supported ventilation 或 PSV) 来支持自主呼吸。原来的呼吸机设置没有提供足够的流速或容量，以支持病人的需求。(请注意：自发性 VT 这么高，我们不禁要问，病人还需要使用呼吸机吗？)
