作者：周治宇
呼吸机治疗的目的是：改善患者的通气和换气，纠正低氧血症或高碳酸血症等；同时还能发挥机械通气的治疗作用，改善循环、保护脏器，为原发疾病和诱发因素的治疗提供时间。在一个呼吸周期中，呼吸机是如何运转的？当患者吸气触发了呼吸机，会进行送气，在送气达到一定程度时就会切换为呼气。这是机械通气的正常过程。在这一过程中，如果呼吸机参数设置不合理，可能会导致过高或过低的潮气量，甚至压力异常，进而引起肺损伤，甚至可能导致膈肌受损。
图1是通过模拟肺模拟出来的呼吸机波形，最上面是压力-时间曲线，中间是流速-时间曲线，最下面是容量-时间曲线。这种比较规整的呼吸波形是临床医生“最喜欢”的波形，因为这种波形意味着呼吸机不会报警，患者处于相对比较舒适的状态。如果要达到这样的呼吸机波形，需要我们对通气参数进行合理的设置，这些参数包括：①吸气触发：压力触发，流量触发，内源性PEEP；②吸呼气转换：时间切换，容量切换，流量切换；③压力上升时间；④吸气峰值流速；⑤流速波形。
吸气触发分为机器自动触发和患者触发。机器自动触发（时间触发）是指患者无自主呼吸或无力触发时，呼吸机在一定时间内会自动触发。患者触发是患者自主吸气引起管路压力下降或流量发生变化，当这种变化达到了设置的触发灵敏度，呼吸机就感知到了患者开始自主吸气，会按照预设的参数进行送气。因此也形成了两种触发方式—压力触发和流量触发。（1）压力触发：指的是在吸气阀和呼气阀同时关闭的一个封闭回路内，患者进行自主吸气时，气道内压力开始降低，当这种压力变化达到预设的触发灵敏度，呼吸机就开始送气。例如：将触发灵敏度设置为1 cmH2O，患者吸气时气道内的压力也下降了1 cmH2O，呼吸机就被触发并开始送气。如果将触发灵敏度设置为2 cmH2O，而患者气道内的压力下降仍然是1 cmH2O，这种情况下呼吸机就不会被触发，也就不会送气。（2）流量触发：流量触发是在一个开放系统中产生的，也就是吸气阀和呼吸阀同时打开。在呼吸机环路内输送一恒定的持续气流（即基础气流），由呼吸机检测呼吸回路中入口和出口两端的气流流量，当两端气流流量差值达到预定水平时即触发呼吸机送气。如果将流量触发灵敏度设置为2 L/min，在吸气端时，给予10 L/min的流量，患者自主吸气吸走了一部分气体，在呼气端的流量传感器只检测到8 L/min，这其中的差值就是2 L/min，意味着患者吸走了2 L/min的流量。这也刚好达到了我们预设的流量触发灵敏度，所以呼吸机就被触发并开始送气，这就是流量触发。两种触发方式哪种更好？1994年和1995年分别发表的两篇文献表明，相比于压力触发，流量触发能够降低患者触发所作的呼吸功，还可以缩短患者吸气和呼吸机供气之间的时间延迟。流量触发从吸气到呼吸机送气始终有气流，压力触发首先需要克服等值反作用力（克服触发压力，吸气阀才打开送气）。所以，流量触发是比压力触发更优的选择。流量触发是否就绝对优于压力触发呢？这并不是绝对的，它与呼吸机模式、感受器位置、触发灵敏度大小都有很大的关系。异常触发的波形：图2所示为无效触发的波形图。当患者自主吸气时，并没有触发呼吸机进行送气，这就是无效触发。图3所示为双触发的波形图。患者在一次吸气时，呼吸机给予了一次送气，但紧接着呼吸机又被触发进而第二次送气，这就是双触发。（3）内源性PEEP：流量触发和压力触发都不能克服内源性PEEP对触发的影响。也就是说，当患者需要触发呼吸机进行送气，不仅要克服触发灵敏度，还要克服内源性PEEP。例如：对于慢阻肺患者，气道阻力增加，呼气流速下降；对于呼吸频率很快的患者，其呼气时间不足，这两种情况都不能排出足够的潮气量，使得肺内气体越积越多，陷闭在肺泡内，进而产生内源性PEEP。如果想要患者更好地进行呼吸做功，就需要设置一个外源性PEEP，如何设置？通常设置外源性PEEP约为80%内源性PEEP，有利于减少呼吸做功。（1）时间切换：呼吸机送气后需要进行吸呼气的切换，转化为呼气状态。在压力控制通气（PCV）模式下，主要通过时间进行切换，设置的参数就是吸气时间（Ti），包括送气时间和吸气暂停时间。通常吸气时间设置在0.8～1.2秒，吸呼比为1:1.5～1:3。吸气时间的作用：对于ARDS患者，呼吸频率很快，处于低氧血症状态时，可以适当延长患者的吸气时间来增加进入气道内的潮气量，提高平均气道压进而改善氧合。对于慢阻肺患者，可适当缩短吸气时间，尽可能延长呼气时间，使其有足够时间将潮气量排出，减少陷闭在肺泡内的气体，降低内源性PEEP，减少患者呼吸做功。虽然呼吸机可以控制患者的吸气时间，但却不能控制患者的呼气时间，呼气时间由患者自身决定。例如：我们设置了患者的呼吸频率为15次/分，吸气时间为1.5秒，吸呼比为1:1.7。对于呼吸频率较快的患者，我们设置的吸气时间还是1.5秒，假设其呼吸频率是30次/分，一次的呼吸时间是2秒，那么吸气时间已经用去了1.5秒，剩余给患者的呼气时间只有0.5秒，此时患者的吸呼比为3:1。患者的吸气时间过长而呼气时间过短，患者就没有足够的时间将潮气量排出，进而使内源性PEEP增加，并且也增加了患者的呼吸做功。根据流速-时间波形可以发现，在患者吸气流速接近于零或等于零时，吸气时间设置最合适（图4）。（2）容量切换：容量控制通气（VCV）模式下，吸呼气的转换主要依靠容量切换。我们给患者设置了一定的潮气量，当输送的气体容量达到设置的潮气量时，呼吸机就会转换为呼气状态。（3）流量切换：流量切换主要用于触发呼吸机呼气。通常设置为25%（呼吸机上显示的“Esens”），也就是说，当流量下降至峰值流量的25%时，呼吸机就会被切换到呼气状态。流量切换常用于压力支持通气（PSV）模式。在流速-时间曲线下（图5），当我们将Esens值由25%调高至50%，患者的呼气时间提前，也就意味着患者的吸气时间变短了，曲线下面积（潮气量）变小了。将Esens值调得越小，就意味着患者的吸气时间越长，潮气量也就越大。所以要根据不同患者的吸气流速来调节呼气灵敏度。如图6A所示，当回路存在泄漏或预设的Esens值过低，导致呼吸机持续送气，进而使吸气时间过长。带来的后果就是患者的潮气量过大，呼气时间过短，患者没有足够的时间将潮气量向外排出，进而使内源性PEEP增加。当呼吸机持续送气达到最大允许吸气时间时，才会被切换到呼气相。在这种情况下，应适当调高Esens值及时切换为呼气，但过高的Esens值使切换呼气过早，无法满足吸气需要，患者氧合改善就不明显。早在2005年就有文献分析了在阻塞性疾病患者中如何调整呼气触发灵敏度。研究纳入10例接受压力支持的阻塞性疾病插管患者，其呼气触发分别设置为吸气峰流量的10%、25%、50%和70%。结果发现，Esens值越大，患者吸气时间延迟明显降低，触发延迟次数减少，触发功效降低，无效触发也减少。所以对于慢阻肺患者，应该适当提高呼气触发灵敏度。在2001年发表的文献中，将ARDS患者的Esens值从1%逐渐上调至75%，患者的潮气量逐渐下降，呼吸频率逐渐加快，而吸气时间逐渐缩短，患者的呼吸做功逐渐增加。这表明，对于ARDS患者，应适当降低呼气触发灵敏度。但在呼气触发灵敏度偏高的状态下，可能会导致吸气不足或者双触发（图7）。如果过度降低呼气触发灵敏度，是不是就可以呢？当然也不是。如果过度降低了Esens值，呼吸机长时间进行送气，但患者已经开始了自主呼气，两种压力就可能在气道内对撞，在呼吸机波形中就会出现图8红圈中的小突起，这也不利于患者的机械通气。吸呼气的转换一定要同步。如果吸呼气转换提前，会导致通气不足，呼吸驱动增加，影响气体分布；而吸呼气转换延迟，会导致肺泡过度膨胀，内源性PEEP增加，增加无效触发和呼吸做功，改变自主呼吸形式。压力上升时间只见于压力型通气模式，是指在机械通气时从基线压力上升到设置压力的时间，建议设置默认值为50%。压力上升时间越短，患者的压力上升速度就越快。如果自主吸气较强，压力上升时间可适当增加；如果呼吸较平稳，可适当降低。图9所示，当我们将压力上升时间调长，患者在吸气初期压力上升速度逐渐变缓，患者吸气峰流速越来越慢。对于ARDS患者，呼吸频率快，呼吸驱动强，如果将压力上升时间调得过长，进入患者气道内的气体流速过慢，不利于满足患者的流速需求。所以应该适当缩短压力上升时间。但如果将压力上升时间调得过短，进入患者气道内的气体流速过快，压力上升也过快，就会导致超射现象（图9中红圈中的小突起），同样不利于满足患者的流速需求。所以，压力上升时间的作用是：①调节吸气初期峰流速的大小；②改善人机协调性，满足患者吸气初期流速需求；③改善吸气做功。吸气峰值流速通常见于VCV模式，一般设置40～100 L/min。主要作用是满足患者在吸气初期的通气需求，同时也可以调节吸气时间。在VCV模式下，通常设置的参数中没有吸气时间。吸气时间与潮气量和吸气流速相关。当我们调整吸气峰值流速时，设定了潮气量，如果将吸气峰值流速调得越大，患者吸气时间就越短，也就意味着患者的呼气时间越长，就有足够的时间排出残留在体内的气体，改善内源性PEEP，减少呼吸做功。但在调整吸气峰值流速时，要注意监测气道峰压、吸呼比、患者主观感受以及人机协调性。流速波形只见于容量型通气模式，通常有4种波形—方波，递减波，递增波，正弦波。通常优先选择递减波，因为递减波有一定的优势：①气道峰压低；②改善人机协调性；③降低呼吸功；④促进气体分布、减少死腔；⑤延长吸气时间。2002年有学者在慢阻肺患者中开展了一项研究，结果表明，无论是从峰压、死腔还是呼吸做功分析，递减波都明显优于方波和正弦波。2021年针对ARDS患者开展的研究显示，递减波的吸气峰值流速明显优于其他波形，并且在改善氧合方面也具有一定优势。所以在VCV模式下，通常会优先考虑递减波。一般情况：患者男性，71岁，因“间断咳嗽、咳痰10余年，加重伴气促3天”入院。现病史：10余年前无明显诱因出现咳嗽、咳痰，咳白色黏稠痰，多次于当地医院住院治疗，并确诊“慢性阻塞性肺疾病”。3天前患者上述症状加重，伴气促，遂于夜间入我院住院治疗。入院查体：T 36.2℃，P 120次/分，R 36次/分，BP 107/66 mmHg。神志呈嗜睡状，精神差，平车推入病房，桶状胸，双肺呼吸音增粗，双肺满布干/湿性啰音，以右肺为重。入院诊治：入院后血气分析提示：pH 7.16，PaCO2 102 mmHg，PaO2 62 mmHg，HCO3- 46 mmol/L，Lac 2.8 mmol/L，给予气管插管+有创呼吸机辅助通气。呼吸机波形如图10所示。分析：这是VCV模式下的呼吸波形，患者呼吸节律不正常，双触发波形。处理：首先要检查呼吸机是否正常，可以将呼吸机连接模拟肺，检查呼吸机的潮气量和压力是否正常，是否存在异常触发、误触发等情况。其次检查患者是否存在自身问题，例如：呼吸节律有无问题，可以设置PSV模式，将压力支持设为零，然后观察患者自主呼吸有无异常。原因：通过上述两方面的检查，发现都没有问题，最主要的问题来源于参数设置不合理。吸气时间太短（设置的吸气时间＜自主的吸气时间）。调整：吸气时间可以通过流量和峰流速进行调节。所以我们增加了患者的潮气量，适当降低了患者的呼吸频率，以此来增加吸气时间。这就使得患者的呼吸波形回到比较好的状态。能否降低流速峰值？当然也是可以的，但需要根据波形进行调整。![]()
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周治宇
重庆医科大学附属第二医院呼吸与危重症医学科主治医师，2015年毕业于重庆医科大学，从事一线临床工作9年，擅长RICU危重症疾病救治，发表SCI及核心期刊论文数篇。学术任职：重庆市医师协会肺血管病及肺血管介入学组委员。- 本文根据“PCCM呼吸治疗大讲堂”第12期视频整理，感谢周治宇医师予以审核修改。
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本文仅用于学术内容的探讨和交流，不用于任何商业和推广。临床实践需根据患者的具体情况选择适宜的处理措施。
