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呼吸机波形是机械通气过程中非常重要的内容，对于评估呼吸力学和判断人机不同步极为重要。患者-呼吸机不同步(PVA)在机械通气患者中很常见，大约三分之一的呼吸可发生PVA。PVA与较差的预后相关，包括机械通气时间延长、住院时间延长和死亡率增加。通过对呼吸机波形的全面了解，可以识别PVA。
在回顾与机械通气相关的图形之前，了解呼吸机如何提供呼吸是很重要的。机械通气过程中三个重要的内容是：呼吸如何开始，机器如何传递呼吸，以及呼吸如何停止。呼吸可以由患者(称为支持呼吸或辅助呼吸)或由机器(称为控制呼吸)开始，这个过程中的变量也被称为触发。呼吸开始后，气体以一种固定的模式传递给病人，这种模式在整个吸气过程中都是持续的，也被称为目标变量。两个主要的目标变量是特定的吸气流量或目标压力。当经过一定时间或者呼吸机感知到病人吸入的气体流量减少，呼吸机就会停止送气，这被称为切换。
曲 线
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容量—时间曲线
容量-时间曲线是呼吸机输送到肺部的气体量随时间变化的图形表示。它是根据流量的测量计算出来的，增加过程为吸气，减少过程为呼气。吸气量和呼气量应相似，差异提示可能存在回路漏气或内源性PEEP。此外，容量-时间曲线还可用于评估患者自主呼吸时的潮气量以及调节呼吸机设置后对潮气量的影响。
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流量—时间曲线
在流量-时间曲线上，吸气时流量为正值，呼气时流量为负值，曲线下面积代表呼吸过程中的容积变化。曲线吸气肢的形状取决于通气方式。在压力目标模式下，峰值吸气压力(PIP)和吸气时间是设定的，流量是可变的。在吸气开始时，气流以很高的速率传递，随后在吸气过程中逐渐减少，导致曲线呈减速形状。压力支持模式也可能呈现正弦形状的波形。在容量控制或流量目标模式下，潮气量、吸气时间和吸气流量均已设定。
除了帮助识别通气模式外，流量与时间曲线还可以提供有关患者呼气相的相关信息。曲线呼气肢的形状受气流阻力和肺顺应性的影响。在气道阻力增高时，流量曲线上将发现呼气流量峰值下降，呼气曲线恢复到零的时间延长。所有这些都表明气流阻力限制了肺排空的速度。相反，当顺应性降低时，呼气流量峰值增加。
气体陷闭或PEEPi也可以在流量曲线上识别。在正常情况下，曲线的呼气分支在开始下一次吸气之前返回到0的流量基线。然而如果吸气开始前气流还在呼出，那么肺部就没有完全排空，说明发生了空气滞留。
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压力—时间曲线
压力-时间曲线描记了机械通气过程中气道压力随时间变化的过程。根据控制变量不同，吸气时气道压力可以是固定也可以是变化的。在压力目标模式时，吸气时压力是固定的，压力-时间曲线呈方形。在容量目标模式（使用方形流量波）时，气道压力随着吸气过程逐渐增加。在经典的压力-时间曲线上，基线压力为PEEP，吸气末期通常达到压力最高值即PIP。
除了PEEP和PIP，压力-时间曲线还可以显示机械通气过程中特殊操作时的压力，如Pplat和PEEPtot。Pplat是吸气末在静态条件下或没有气流时气道内的压力，被认为代表了肺泡水平的压力。PIP受气道阻力、呼吸系统弹性阻力和PEEP水平影响；Pplat时气流归0，反映克服呼吸系统弹性阻力所需压力和PEEP水平；因此PIP与Pplat代表了气道阻力的大小。PEEPtot是在呼气末暂停后测得的气道内压力，反映了呼气末肺泡水平的压力，与呼气末肺容积（EELV）密切相关。需要注意的是，PEEPtot代表了PEEP和PEEPi之间的矢量和而非代数和。
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牵张指数（Stress Index）
在压力-时间曲线上另外一个能获取的重要指标是牵张指数。牵张指数是在容量控制通气且流量为方波时测得的，多数呼吸机是自动计算获得。牵张指数的理论基础是：在正常肺的正常容积区间变化时，默认呼吸系统顺应性（ΔV/ΔP）保持基本不变。由于方波容控时吸气Flow保持不变，吸气时容积和压力保持恒定的速率上升，此时对应牵张指数为1。若吸气时压力上升的斜率逐渐下降，即压力-时间曲线呈向下弯曲的倾向，这表明随着肺容量的增加，呼吸系统的顺应性得到改善，此时牵张指数<1，在ARDS患者中代表呼气相可能存在肺泡塌陷。反之，若吸气时压力上升的斜率逐渐增加，即压力-时间曲线呈向上弯曲的倾向，这表明随着肺容量的增加，顺应性降低，往往存在过度膨胀，此时牵张指数>1。
参考文献
Elizabeth · Emrath .The Basics of Ventilator Waveforms. Curr Pediatr Rep 2021 年 9 卷 1 期 第 11-19 页 doi：10.1007/s40124-020-00235-4.
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