呼吸机管理：为患者通气
有创机械通气是需要呼吸支持或气道保护的急性病患者的常用干预措施
呼吸机允许维持气体交换，同时进行其他治疗以改善临床状况
本活动回顾了有创机械通气的适应症、禁忌症、管理和可能的并发症，并强调了跨专业团队在管理需要通气支持的患者护理方面的重要性。
需要机械通气是入住 ICU 的最常见原因之一。 [1][2][3]
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理解机械通气的一些基本术语是必不可少的
通风： 肺与空气（环境空气或呼吸机提供的空气）之间的空气交换，换句话说，它是空气进出肺部的过程。
它最重要的作用是清除体内的二氧化碳 (CO2)，而不是增加血液中的氧气含量。
在临床环境中，通气量以每分钟通气量来衡量，计算方法为呼吸频率 (RR) 乘以潮气量 (Vt)。
在机械通气患者中，可以通过改变潮气量或呼吸频率来改变血液中的二氧化碳含量。
氧化： 增加向肺部输送氧气从而增加循环的干预措施。
在机械通气患者中，这可以通过增加吸入氧气 (FiO 2%) 或呼气末正压 (PEEP) 的比例来实现。
窥视： 在机械通气患者中，呼吸周期结束时（呼气末）气道中剩余的正压高于大气压。
有关使用 PEEP 的完整说明，请参阅本文末尾参考文献中标题为“呼气末正压 (PEEP)”的文章
潮气量：每个呼吸周期中进出肺部的空气量。
氧浓度： 输送给患者的空气混合物中氧气的百分比。
推广模式： 呼吸机输送呼吸的速率（以升/分钟为单位）。
注释： 体积变化除以压力变化。 在呼吸生理学中，总顺应性是肺和胸壁顺应性的混合，因为这两个因素不能在患者身上分开。
由于机械通气允许医生改变患者的通气和氧合，因此它在急性缺氧和高碳酸血症呼吸衰竭和严重酸中毒或代谢性碱中毒中起着重要作用。 [4] [5]
机械通气的生理学
机械通气对肺力学有多种影响。
正常的呼吸生理机能起到负压系统的作用。
当隔膜在吸气过程中下压时，胸膜腔中会产生负压，这反过来又会在气道中产生负压，从而将空气吸入肺部。
同样的胸腔内负压会降低右心房压 (RA) 并对下腔静脉 (IVC) 产生抽吸作用，从而增加静脉回流。
正压通气的应用改变了这种生理机能。
呼吸机产生的正压传送到上呼吸道，最终传送到肺泡； 这反过来又被传送到肺泡腔和胸腔，在胸膜腔中产生正压（或至少较低的负压）。
RA 压力的增加和静脉回流的减少导致前负荷的降低。
这具有减少心输出量的双重作用：右心室中的血液减少意味着到达左心室的血液减少，泵出的血液也减少，从而减少心输出量。
较低的前负荷意味着心脏在加速曲线上工作效率较低的点，产生较低的工作效率并进一步减少心输出量，如果没有通过增加的代偿反应，这将导致平均动脉压 (MAP) 下降全身血管阻力（SVR）。
对于可能无法增加 SVR 的患者，例如分布性休克（败血症、神经源性或过敏性休克）患者，这是一个非常重要的考虑因素。
另一方面，正压机械通气可显着降低呼吸功。
反过来，这会减少流向呼吸肌的血液，并将其重新分配到最关键的器官。
减少呼吸肌的工作也减少了这些肌肉产生的二氧化碳和乳酸，有助于改善酸中毒。
正压机械通气对静脉回流的影响可能对心源性肺水肿患者有用
在这些容量超负荷的患者中，减少静脉回流将直接减少产生的肺水肿量，从而减少右心输出量。
同时，减少静脉回流可能会改善左心室过度扩张，使其处于 Frank-Starling 曲线上更有利的点，并可能改善心输出量。
正确管理机械通气还需要了解肺压和肺顺应性。
正常的肺顺应性约为 100 ml/cmH20。
这意味着在正常肺中，通过正压通气输送 500 毫升空气会使肺泡压力增加 5 厘米水柱。
相反，施加 5 cm H2O 的正压会使肺容积增加 500 mL。
当处理异常肺部时，顺应性可能高得多或低得多。
任何破坏肺实质的疾病，如肺气肿，都会增加顺应性，而任何导致肺部变硬的疾病（急性呼吸窘迫综合征、肺炎、肺水肿、肺纤维化）会降低肺顺应性。
僵硬肺的问题是体积的小幅增加会导致压力的大幅增加并导致气压伤。
这会给患有高碳酸血症或酸中毒的患者带来问题，因为可能需要增加分钟通气量来纠正这些问题。
增加呼吸频率可以控制每分钟通气量的增加，但如果这不可行，增加潮气量会增加平台压力并造成气压伤。
在对患者进行机械通气时，需要牢记系统中的两个重要压力：
- 峰值压力是吸气时空气被推入肺部时达到的压力，是衡量气道阻力的指标。
- 平台压是完全吸气结束时达到的静压。 要测量平台压力，必须在呼吸机上执行吸气暂停，以使压力通过系统平衡。 平台压是肺泡压力和肺顺应性的量度。 正常的高原压力小于 30 cm H20O，而更高的压力会产生气压伤。
机械通气的指征
插管和机械通气最常见的指征是在急性呼吸衰竭（缺氧或高碳酸血症）的情况下。
其他重要的适应症是意识水平下降，无法保护气道，无创正压通气失败的呼吸窘迫，大咯血，严重血管性水肿，或任何气道损伤，如气道烧伤，心脏骤停和休克。
机械通气的常见选择性指征是手术和神经肌肉疾病。
禁忌
机械通气没有直接禁忌症，因为它是危重病人的救命措施，必要时应为所有病人提供从中受益的机会。
机械通气的唯一绝对禁忌症是它是否违背了患者对人工生命维持措施的既定愿望。
唯一的相对禁忌症是无创通气是否可用，并且预计其使用可以解决机械通气的需要。
这应该首先开始，因为它比机械通气的并发症少。
应采取一些步骤来启动机械通气
有必要验证气管插管的正确位置。
这可以通过呼气末二氧化碳图或结合临床和放射学发现来完成。
根据具体情况，有必要确保使用液体或血管加压药提供足够的心血管支持。
确保提供足够的镇静和镇痛。
患者喉咙中的塑料管会引起疼痛和不适，如果患者焦躁不安或难以接受管子或通气，则控制通气和氧合的不同参数会困难得多。
通风方式
在为患者插管并将其连接到呼吸机后，就该选择要使用的通气模式了。
为了为了患者的利益始终如一地做到这一点，需要理解几个原则。
如前所述，顺应性是体积变化除以压力变化。
对患者进行机械通气时，您可以选择呼吸机输送呼吸的方式。
呼吸机可以设置为输送预定量的体积或预定量的压力，由医生决定哪种对患者最有益。
在选择呼吸机输送时，我们选择哪个是因变量，哪个是肺顺应性方程中的自变量。
如果我们选择让患者开始容量控制通气，呼吸机将始终输送相同数量的容量（自变量），而产生的压力将取决于顺应性。
如果依从性差，压力会很高，可能会发生气压伤。
另一方面，如果我们决定开始对患者进行压力控制通气，呼吸机将在呼吸周期中始终提供相同的压力。
然而，潮气量将取决于肺顺应性，在顺应性频繁变化的情况下（如哮喘），这将产生不可靠的潮气量并可能导致高碳酸血症或过度换气。
选择呼吸输送模式（按压力或体积）后，医生必须决定使用哪种通气模式。
这意味着选择呼吸机是辅助患者的所有呼吸、部分患者的呼吸还是不辅助，以及呼吸机是否会在患者不自主呼吸的情况下输送呼吸。
其他需要考虑的参数是呼吸速率（流量）、流量波形（减速波形模拟生理呼吸，对患者来说更舒适，而方形波形，其中流量在整个吸气过程中以最大速率输送，对患者来说更不舒服，但提供更快的吸入时间）和呼吸的速度。
必须调整所有这些参数，以实现患者舒适度、所需血气并避免空气滞留。
有几种通风模式，彼此之间的差异很小。 在这篇综述中，我们将重点关注最常见的通气模式及其临床应用。
通气模式包括辅助控制（AC）、压力支持（PS）、同步间歇指令通气（SIMV）和气道压力释放通气（APRV）。
辅助通气 (AC)
辅助控制是呼吸机通过为患者的每次呼吸提供支持来帮助患者（这是辅助部分），而呼吸机在呼吸频率低于设定频率时控制呼吸频率（控制部分）。
在辅助控制中，如果频率设置为12，患者呼吸频率为18，呼吸机将辅助18次呼吸，但如果频率降至8，呼吸机将控制呼吸频率并进行12次呼吸每分钟。
在辅助控制通气中，可以通过容积或压力输送呼吸
这称为容量控制通气或压力控制通气。
为了简单起见并理解，由于通气通常是比压力更重要的问题，而体积控制比压力控制更常用，因此在本次审查的其余部分，我们将在谈论辅助控制时互换使用术语“体积控制”。
辅助控制（音量控制）是美国大多数 ICU 使用的选择模式，因为它易于使用。
可以在呼吸机中轻松调整四种设置（呼吸频率、潮气量、FiO2 和 PEEP）。 在辅助控制中，呼吸机在每次呼吸中输送的体积将始终相同，无论患者或呼吸机启动的呼吸以及肺中的顺应性、峰值或平台压力如何。
每次呼吸都可以定时（如果患者的呼吸频率低于呼吸机的设置，机器将按设定的时间间隔输送呼吸）或由患者触发，以防患者自己开始呼吸。
这使得辅助控制成为患者非常舒适的模式，因为他或她的每一次努力都会得到呼吸机的补充
更换呼吸机后或患者开始机械通气后，应仔细检查动脉血气，并监测监护仪上的氧饱和度，以确定是否需要对呼吸机进行任何进一步的更换。
AC 模式的优点是增加舒适度、易于纠正呼吸性酸中毒/碱中毒以及患者的呼吸功低。
缺点包括由于这是容积循环模式，无法直接控制压力，这会导致气压伤，患者可能会出现过度通气、呼吸叠加、autoPEEP 和呼吸性碱中毒。
有关辅助控制的完整描述，请参阅本文末尾参考文献部分中题为“通气，辅助控制”[6] 的文章。
同步间歇强制通风（SIMV）
SIMV 是另一种常用的通气方式，尽管由于潮气量不太可靠且缺乏比 AC 更好的结果，它的使用已被废弃。
“同步”意味着呼吸机根据患者的努力调整其呼吸输送。 “间歇”意味着并非所有呼吸都必须得到支持，而“强制通气”意味着，在 CA 的情况下，选择预定频率并且呼吸机每分钟输送这些强制呼吸，而不管患者的呼吸努力如何。
如果患者的 RR 比呼吸机的 RR 慢（如 CA 的情况），则可以由患者或时间触发强制呼吸。
与 AC 的不同之处在于，在 SIMV 中，呼吸机将仅输送频率设置为输送的呼吸； 患者超过此频率的任何呼吸都不会获得潮气量或完全加压支持。
这意味着对于患者每次高于设定 RR 的呼吸，患者输送的潮气量将完全取决于患者的肺顺应性和努力。
这已被提议作为一种“训练”隔膜的方法，以保持肌肉张力并使患者更快地脱离呼吸机。
然而，许多研究表明 SIMV 没有任何好处。 此外，SIMV 比 AC 产生更多的呼吸功，这对结果有负面影响并会产生呼吸疲劳。
要遵循的一般经验法则是，当患者准备好时，他或她将脱离呼吸机，没有特定的通气模式可以使其更快。
同时，最好让患者尽可能保持舒适，而 SIMV 可能不是实现这一点的最佳模式。
压力支持通气 (PSV)
PSV 是一种完全依赖于患者主动呼吸的通气模式。
顾名思义，它是一种压力驱动的通气模式。
在此模式下，所有呼吸均由患者发起，因为呼吸机没有备用频率，因此每次呼吸都必须由患者发起。 在这种模式下，呼吸机从一种压力切换到另一种压力（PEEP 和支持压力）。
PEEP 是呼气结束时剩余的压力，而压力支持是呼吸机在每次呼吸期间将施加的高于 PEEP 的压力以维持通气。
这意味着如果患者设置为 PSV 10/5，他们将获得 5 cm H2O 的 PEEP，并且在吸气期间他们将获得 15 cm H2O 的支持（高于 PEEP 10 PS）。
由于没有备用频率，这种模式不能用于意识丧失、休克或心脏骤停的患者。
当前体积完全取决于患者的运动量和肺顺应性。
PSV 通常用于脱离呼吸机，因为它只是增加患者的呼吸努力，而不提供预定的潮气量或呼吸频率。
PSV 的主要缺点是潮气量不可靠，可产生 CO2 潴留和酸中毒，以及可导致呼吸疲劳的高呼吸功。
为了解决这个问题，为 PSV 创建了一种新算法，称为容积支持通气 (VSV)。
VSV 是一种类似于 PSV 的模式，但在这种模式下，当前音量用作反馈控制，因为提供给患者的升压支持会根据当前音量不断调整。 在此设置中，如果潮气量减少，呼吸机将增加压力支持以减少潮气量，而如果潮气量增加，压力支持将减少以保持潮气量接近所需的分钟通气量。
一些证据表明，使用 VSV 可能会减少辅助通气时间、总脱机时间和总 T 型接头时间，并减少镇静的需要。
气道压力释放通气 (APRV)
顾名思义，在APRV模式下，呼吸机在气道内输送恒定的高压，保证氧合，通气是通过释放这个压力来进行的。
这种模式最近作为难以充氧的 ARDS 患者的替代选择而受到欢迎，在这些患者中，其他通气模式无法达到他们的目标。
APRV 被描述为具有间歇释放阶段的持续气道正压通气 (CPAP)。
这意味着呼吸机在设定的时间段 (T high) 内施加持续高压 (P high)，然后释放它，通常在更短的时间段 (T low) 内返回到零 (P low)。
这背后的想法是，在高 T 期间（覆盖周期的 80%-95%），肺泡不断募集，这改善了氧合，因为维持在高压下的时间比其他类型的通气（开放肺策略）长得多).
这减少了在其他通气模式下发生的肺部重复充气和放气，防止呼吸机引起的肺损伤。
在此期间（T 高），患者可以自由自主呼吸（这让他或她感到舒适），但会拉低潮气量，因为在这种压力下呼气更加困难。 然后，当达到 T 高时，呼吸机中的压力下降到 P 低（通常为零）。
然后空气从气道排出，允许被动呼气，直到达到 T low 并且呼吸机输送另一次呼吸。
为防止在此期间气道塌陷，短暂设置低 T，通常为 0.4-0.8 秒左右。
在这种情况下，当呼吸机压力设置为零时，肺部的弹性回缩力将空气向外推，但时间不够长，无法将所有空气排出肺部，因此肺泡和气道压力不会达到零并且不会发生气道塌陷。
这个时间通常设置为当呼气流量下降到初始流量的 50% 时，低 T 结束。
因此，每分钟通气量将取决于 T low 和患者在 T high 期间的潮气量
使用 APRV 的适应症：
- ARDS 难以用 AC 充氧
- 急性肺损伤
- 术后肺不张。
APRV 的优点：
APRV 是一种很好的肺保护性通气模式。
设置高 P 的能力意味着操作员可以控制平台压力，这可以显着降低气压伤的发生率。
当患者开始他或她的呼吸努力时，由于更好的 V/Q 匹配，气体分布会更好。
持续的高压意味着肺复张增加（开放肺策略）。
APRV 可以改善难以用 AC 充氧的 ARDS 患者的氧合。
APRV 可能会减少对镇静和神经肌肉阻滞剂的需求，因为与其他方式相比，患者可能会更舒适。
缺点和禁忌症：
由于自主呼吸是 APRV 的一个重要方面，因此对于重度镇静的患者来说并不理想。
没有关于 APRV 在神经肌肉疾病或阻塞性肺病中使用的数据，应避免在这些患者人群中使用它。
从理论上讲，持续的高胸内压会导致肺动脉压升高，并加重艾森曼格生理患者的心内分流。
在选择 APRV 作为通气模式而不是更传统的模式（如 AC）时，需要强有力的临床推理。
有关不同通气模式及其设置的详细信息，请参阅有关每种特定通气模式的文章。
呼吸机的使用
呼吸机的初始设置可能因插管原因和本次审查的目的而有很大差异。
但是，对于大多数情况，有一些基本设置。
新插管患者最常用的呼吸机模式是交流模式。
AC 模式提供良好的舒适度，并且可以轻松控制一些最重要的生理参数。
它以 2% 的 FiO100 开始，并根据情况在脉搏血氧仪或 ABG 的指导下降低。
低潮气量通气已被证明不仅在 ARDS 中而且在其他类型的疾病中都具有肺保护作用。
以低潮气量（6 至 8 mL/Kg 理想体重）开始治疗可降低呼吸机相关肺损伤 (VILI) 的发生率。
始终使用肺保护策略，因为较高的潮气量几乎没有好处，并且会增加肺泡中的剪切应力，并可能导致肺损伤。
初始 RR 应该让患者感到舒适：10-12 bpm 就足够了。
一个非常重要的警告涉及患有严重代谢性酸中毒的患者。
对于这些患者，每分钟通气量必须至少与插管前通气量相匹配，否则酸中毒会恶化并可能引发心脏骤停等并发症。
应在 60 L/min 或以上开始流量以避免 autoPEEP
从 5 cm H2O 的低 PEEP 开始，然后根据患者对氧合目标的耐受性增加。
密切注意血压和患者的舒适度。
插管后 30 分钟应获得 ABG，并应根据 ABG 结果调整呼吸机设置。
应检查呼吸机的峰压和平台压，以确保气道阻力或肺泡压力没有问题，以防止呼吸机引起的肺损伤。
应注意呼吸机显示屏上的容积曲线，如果读数显示呼气时曲线未归零，则表明呼气不完全和自动呼气末正压的发展； 因此，应立即对呼吸机进行更正。 [7] [8]
呼吸机故障排除
充分理解所讨论的概念后，管理呼吸机并发症和故障排除应该成为第二天性。
最常见的通气纠正措施包括低氧血症和高碳酸血症或过度通气：
缺氧：氧合取决于 FiO2 和 PEEP（APRV 的高 T 和高 P）。
为了纠正缺氧，增加这些参数中的任何一个都应该增加氧合作用。
应特别注意增加 PEEP 可能引起的不利影响，这可能导致气压伤和低血压。
增加 FiO2 并非没有问题，因为增加的 FiO2 会导致肺泡氧化损伤。
氧含量管理的另一个重要方面是设定氧合目标。
一般来说，将血氧饱和度保持在 92-94% 以上几乎没有什么好处，例如一氧化碳中毒的情况除外。
血氧饱和度突然下降应怀疑导管位置不当、肺栓塞、气胸、肺水肿、肺不张或粘液栓的形成。
高碳酸血症： 要改变血液中的 CO2 含量，必须改变肺泡通气量。
这可以通过改变潮气量或呼吸频率（APRV 中的低 T 和低 P）来完成。
增加频率或潮气量，以及增加 T 低，增加通气并减少 CO2。
必须注意增加频率，因为它也会增加死腔量并且可能不如潮气量有效。
当增加体积或频率时，必须特别注意流量-体积环以避免自动 PEEP 的发展。
高压： 系统中有两个重要压力：峰值压力和平台压力。
峰值压力是气道阻力和顺应性的量度，包括管道和支气管树。
平台压反映肺泡压力，从而反映肺顺应性。
如果峰值压力增加，第一步是吸气暂停并检查平台。
高峰值压力和正常平台压力： 高气道阻力和正常顺应性
可能原因： (1) ET管扭曲——解决方法是解开管； 如果患者咬住管子，请使用咬合锁，(2) 粘液塞 - 解决方案是吸出患者，(3) 支气管痉挛 - 解决方案是使用支气管扩张剂。
高峰高原：合规问题
可能的原因包括：
- 主干插管——解决方法是缩回 ET 管。 为了诊断，您会发现患者有单侧呼吸音和对侧肺关闭（肺不张）。
- 气胸：单侧听呼吸音并发现对侧高共振肺可做出诊断。 对于插管患者，必须放置胸管，因为正压只会加重气胸。
- 肺不张：初始处理包括胸部叩诊和复张操作。 支气管镜检查可用于耐药病例。
- 肺水肿：利尿、正性肌力药、升高的 PEEP。
- ARDS：使用低潮气量和高 PEEP 通气。
- 动态过度充气或自动呼气末正压：是一个过程，其中一些吸入的空气在呼吸周期结束时没有完全呼出。
- 滞留空气的积聚会增加肺压并导致气压伤和低血压。
- 患者将难以通气。
- 为防止和解决自我 PEEP，必须允许空气在呼气期间有足够的时间离开肺部。
管理的目标是降低吸气/呼气比； 这可以通过降低呼吸频率、减少潮气量（更高的潮气量需要更长的时间离开肺部）和增加吸气流量（如果快速输送空气，吸气时间更短，呼气时间将更短）来实现在任何呼吸频率下更长）。
对吸气流量使用方波可以达到同样的效果； 这意味着我们可以将呼吸机设置为提供从吸气开始到吸气结束的整个流程。
可以采用的其他技术包括确保充分镇静以防止患者换气过度以及使用支气管扩张剂和类固醇来减少气道阻塞。
如果自身 PEEP 严重并导致低血压，断开患者与呼吸机的连接并让所有空气呼出可能是一种挽救生命的措施。
有关自动 PEEP 管理的完整描述，请参阅标题为“呼气末正压 (PEEP)”的文章。
接受机械通气的患者遇到的另一个常见问题是人机不同步，通常称为“呼吸机挣扎”。
重要原因包括缺氧、自身 PEEP、未能满足患者的氧合或通气要求、疼痛和不适。
在排除气胸或肺不张等重要原因后，考虑患者的舒适度并确保足够的镇静和镇痛。
考虑改变通气模式，因为一些患者可能对不同的通气模式反应更好。
以下情况应特别注意通风设置：
- COPD是一个特例，单纯的COPD肺顺应性高，容易因气道塌陷和空气滞留而导致动态气流阻塞，使COPD患者极易发生auto-PEEP。 使用高流量和低呼吸频率的预防性通气策略有助于防止自我 PEEP。 慢性高碳酸血症呼吸衰竭（由于 COPD 或其他原因）需要考虑的另一个重要方面是，没有必要纠正 CO2 使其恢复正常，因为这些患者通常对其呼吸问题进行代谢代偿。 如果患者通气至正常的 CO2 水平，他的碳酸氢盐会减少，并且在拔管后，他会迅速进入呼吸性酸中毒，因为肾脏无法像肺部和 CO2 恢复到基线那样迅速做出反应，从而导致呼吸衰竭和重新插管。 为避免这种情况，必须根据 pH 值和先前已知或计算的基线来确定 CO2 目标。
- 哮喘：与慢性阻塞性肺病一样，哮喘患者很容易出现空气滞留，尽管病理生理学原因不同。 在哮喘中，空气滞留是由炎症、支气管痉挛和粘液栓引起的，而不是气道塌陷。 预防自身 PEEP 的策略与 COPD 中使用的相似。
- 心源性肺水肿：PEEP升高可减少静脉回流，有助于解决肺水肿，并促进心输出量。 应注意确保患者在拔管前充分利尿，因为去除正压可能会引发新的肺水肿。
- ARDS 是一种非心源性肺水肿。 具有高 PEEP 和低潮气量的开放肺策略已被证明可以降低死亡率。
- 肺栓塞是一个困难的情况。 由于右心房压力急剧升高，这些患者非常依赖前负荷。 这些患者的插管会增加 RA 压力并进一步减少静脉回流，并有诱发休克的风险。 如果无法避免插管，应注意血压，并及时开始使用升压药。
- 严重的纯代谢性酸中毒是一个问题。 为这些患者插管时，应密切注意插管前的分钟通气。 如果在开始机械支持时不提供这种通气，pH 值将进一步下降，这可能会导致心脏骤停。
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