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一、 呼吸机的装置、原理及类型——————————————5~6 二、 机械通气的基本特征及要求——————————————6~8 三、 机械通气的方式———————————————————8~11 四、 机械通气的参数———————————————————12~13 五、 机械通气中循环功能的变化——————————————13~15 六、 呼吸机治疗指征与选择的时机—————————————15~16 七、 临床常用的通气模式及其选择—————————————16~25 八、 呼吸机参数的设定与调节———————————————26~27 附1 使用呼吸机的基本步骤————————————————27~28 附2呼吸机的操作程序举例————————————————28~29 九、 呼吸机治疗期间的监测————————————————29~30 附3 机械通气过程中相关指标的简易计算方法————————31~32 十、 呼吸机报警系统及相关参数的设定———————————32~33 十一、 呼吸机治疗中常见问题及处理————————————33~34 十二、 呼吸机的撤离及气管插管拔管————————————34~38 附4 机械通气的有关术语的英文缩写————————————39
第一节 呼吸机的装置原理及类型 一、呼吸机完成通气功能的主要装置
呼吸机的主要部件为主机，它包括多种通气模式（供选择）、系列参数（供调节）、多种监测指标和数种情况的报警四大部分。通气模式及参数是主体，监测装置用于治疗过程观察因变量及其他肺功能的指标变化，以供及时调节。合理设定报警系统可提高呼吸机工作的安全性。
按气体进入主机气路后的运行方式，呼吸机分为两大类。（１）若气流根据所预设的通气模式及参数的要求，直接进入患者气道，称为直接驱动，又称单回路呼吸机；（２）若气流进入主机内气路后，因压力太高，需经减压阀减压，降至工作压力后才能按通气要求进入患者气道，称间接驱动，又称双气路呼吸机。
气体由主机气路进入气道，先后经过触发、吸气、吸呼气转换和呼气四个阶段。（１）吸气触发：有定时触发（时间转换）和自主触发（自主转换）两种。前者由定时器按预设要求来完成；后者由患者自主呼吸引起的气道压力下降或气体流动被联接管路上的压力或流量感受器感知，启动呼吸机送气。（２）吸气过程的完成：感受器信号被调节装置接收，触发吸气装置，主机通过活塞、气缸等运转送出气体，完成吸气过程。（３）吸、呼气转换：吸气过程完成后转为呼气，其形成有４种。压力转换（由压力感受器完成），时间转换（由时间感受器完成），流量转换（由流量感受器），比例转换（由计时器热气吸、呼气时间比例来完成）。在吸气过程中，呼气阀关闭，保持气道压力和气体向肺内流动；而一旦转为呼气，呼气阀则迅速开放。（４）呼气过程的完成。现代呼吸机在呼气阀上还设有PEEP或CPAP装置，通过微电子技术控制呼气阀，即呼气始初，呼气阀完全开放，以减少呼气阻力，其后呼气阀所受的压力逐渐上升，达到PEEP或CPAP水平，便维持气道和肺泡的开放或扩张，使肺内气体排出。
二、机械通气的工作原理
正常呼吸运动有赖于呼吸中枢调节下的呼吸肌、气管、支气管、肺泡等组织的共同协调运动。机械通气则在脱离呼吸中枢的调控下人为地产生呼吸动作，以维持机体对呼吸生理的需求。 1人为产生呼吸作用，代替呼吸中枢、神经、肌肉而产生、控制和调节呼吸运动。此通过呼吸机
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相关装置来完成。
2改善通气。呼吸机产生正压气流，不但能使呼吸道尚通畅的患者得到足够的潮气量(VT)和分钟通气量(MV)，对有气道阻力(R)增加和肺顺应性（C）下降的患者也能通过不同的方式或途径克服气道阻力和顺应下降所引起的VT、MV不足，从而改善了患者的通气功能。
3改善换气。诚然，机械通气主要是改善通气，但也可通过一定模式和参数调节，在一定程度上改善换气功能。如通过提高吸入氧浓度（FiO2）增强氧弥散，通过控制吸气呼气时间比例（I／E）、延长呼气时间、采用PEEP通气、以及呼气末屏气等来改善肺内气体分布，增加氧弥散，促进CO2排出，减少肺内分流量（Qs/Qt），纠正通气／血流比例（V／Q）失调等来改善换气功能。 4减少呼吸功。机械通气并不完全依赖N、M的兴奋、传导与收缩来产生呼吸运动，由此减少呼吸功，从而减少呼吸肌的氧耗量及能量，有利于呼吸肌疲劳的恢复。
5纠正病理性呼吸运动。多发性肋骨骨折所致的连枷胸产生的反常呼吸，通过呼吸机的正压通气可予纠正，从而纠正低氧及高碳酸血症。 三、呼吸机的类型
1按性质分为控制性（Control），如PCV：压力控制通气，CMV：容量指令通气和辅助性（AMV，如SIMV）：同步间歇指令通气，CPAP：持续气道正压通气，PSV：压力支持通气。
PCV或CMV指在自主呼吸微弱或消失状况下完全由呼吸机通过压力或容量控制来完成患者呼吸运动；AMV指自主呼吸存在，但作用较弱状况下，由呼吸机通过一定模式，相关参数，以适当增加患者通气量，来辅助患者呼吸运动。 2按使用途径分为胸内型（即气道内型）和胸外型。
胸内型指在建立人工气道（面罩、鼻罩、经口或经鼻气管插管、气管切开插管）的前提下，控制或调节患者的呼吸运动。由呼吸机产生正压气流，经上述气道输送到肺内，产生或辅助患者呼吸。 胸外型指呼吸机在胸外产生正、负压，使患者的胸廓和肺被动性膨胀或萎陷，由此产生呼，吸动作。
3按吸气、呼气相的切换方式分为①定压型，②定容型，③定时型，此分别称为定压型呼吸机、定容型呼吸机、定时型呼吸机。它们各有利弊，可根据不同疾病病情来选用。定压型：所输入的气道压力衡定，对胸内压、对心脏血循环影响相对较小，如呼衰合并心功能不全宜用定压型，但定压型通气极易受气道阻力的影响而使通气容量不恒定，故常发生通气不足；而定容型可保证通气容量恒定，但患者不能随意调节TV而自觉通气不适。且定容型往往易发生肺内高压，影响心功能；定时型：呼、吸时间比例恒定，但很少单独使用，必须与定容、定压型合用。 4按通气频率快慢分为高频通气、常频通气。
高频通气频率在60-1000次／分，甚至高达1500次／分，其中有高频喷射呼吸机、高频振荡喷射呼吸机。其以高频率，低VT快速喷气。多用于I型呼衰，如ARDS病人，但对II型呼衰病人不宜，易增加CO2潴留。优点不需建立人工气道，以鼻塞吸氧管即可，操作方便，管理亦方便，但适应症少。
5按适用对象分为婴儿型，小儿型、成人型呼吸机。
6按吸、呼气相不同压力，分为双气道水平通气机，如BiPaP呼吸机。可预定呼气相压力及吸气相压力，二者压力不同，符合生理性，患者舒适，但重症呼衰抢救疗效欠佳。只适合轻－中度呼衰病人，且吸气压最大才能达到30cmH2O。
第二节 机械通气的基本特征和要求 机械通气的基本特性 一压力变化
1.间歇正压通气（intermittent positive pressure ventilation, IPPV）是机械通气的直接动力，主要克服气道阻力和肺的弹性阻力。吸气期正压，呼气期压力逐渐降为零，从而引起肺泡周期性扩
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张和回缩，产生吸气和呼气。
2.呼气末正压（positive-end expiratory pressure, PEEP）指机械通气时，呼气末肺泡压大于零，与IPPV结合组成持续正压通气（continous positive pressure ventilation, CPPV）。呼气末压力的概念有时导致某些读者的误解，认为只有呼末存在，而在其他呼气时间不存在。事实是该压力在整个呼吸周期皆存在，并影响整个吸气过程（升高峰压和平台压）和整个呼气过程（升高呼气初期和中期的压力，使呼气末期的压力维持在预设水平），因此PEEP不单纯是呼气末才存在的压力。
3.吸气末正压 又称平台压（plateau pressure, p plat），指吸气达峰压后，维持肺泡充盈的压力，气流可能消失（吸气末屏气，p pause）也可能存在（流量转换的定压型通气方式）。
（1） 主要生理学优点：①传统上用于急性肺损伤或其他原因的肺水肿，效应与PEEP类似，但因压力较高，改善气体交换作用更显著。②适度吸气末正压符合呼吸生理，可用于各种类型的呼吸衰竭，改善气体分布。特别是气道或肺实质病变不均匀时，吸气末正压可使气体有较充足的时间进入通气不畅的肺泡。在送气中止的情况下，由于肺泡内压力分布的不均匀，气体可由压力较高的肺泡进入压力较低的肺泡，引起气体的重新分布。
（2）主要缺点：是引起气压伤的直接原因之一，对血流动力学的影响更大。 二 变量的确定（自变量为通气时所预设的量，由自变量带来变化的量称为因变量）：
大体分两类：压力或容量。两者不能同时存在，在压力确定的情况下，容量变化；反之亦然。但在间歇强制通气时是“例外”，因为每两次机械通气之间是不受呼吸机支配的自主呼吸，其中可加用任何形式的自主通气模式。某些新型通气模式也有类似特点。 三流速形态
有方波、递减波、递增波、正弦波等，常用的为前两者。吸气时方波维持恒定高流量，故吸气时间短，峰压高，平均气道压低，更适合用于循环功能障碍或低血压的患者。递减波时，吸气时间延长，平均气道压增高，吸气峰压降低，更适合于有气压伤的患者。在呼吸较强，初始吸气流速较大的患者，与方波相比，递减波不仅容易满足患者吸气初期的高流量需求，也适合患者吸呼气的转换，配合呼吸形式的变化，故应用增多。 四吸气向呼气的转换
1.压力转换。气道压力达预设压力转为呼气。是传统定压型呼吸机的转换方式。特点是气道压力恒定，对循环功能影响较小，但潮气量不恒定，随气道阻力或胸肺顺应性的变化而变化，压力呈三角形，吸气时，气压和气体皆分布不均，现已逐渐淘汰。
2.时间转换。吸气时间达预设值转为呼气。通气方式可以是定压，也可以是定容。定压型方式，压力呈方波，不仅压力恒定，气压和容量在肺内分布也均匀。定容型模式，基本特点同容量转换。 3.比例转换。吸气时间达吸呼气周期的一定比例转换为呼气。是一种特殊类型时间转换方式。 容量转换是指潮气量达预设值由吸气转换为呼气。是传统定容型呼吸机的转换方式。特点是潮气量稳定，可保证有效通气量，但设置不当也会出现通气不足或通气过度，且气道压力随气道阻力或胸肺顺应性的变化而变化。因此现代呼吸机，应用容量转换模式时，多加用吸气末屏气，即呼吸机达预设容量后，并不立刻转换为呼气，而是持续至屏气结束转换为呼气，因此其实质是比例转换或时间转换。
现代定压型通气也采用比例转换。与传统压力转换型的定压型呼吸机相比，其压力波形为方波，压力和气流在肺内分布均匀。
4.流速转换。吸气流速降至峰值流速的一定比例（多为25%）或一定流速值转为呼气。特点是压力较恒定，潮气量与自主呼吸能力有关，也受气道阻力和胸肺顺应性的影响。
5.复合转换。是以上述某一种方式为主，加用其他保护性措施，当超过一定限度时则改换方式而发挥作用，如双相气道正压模式（BIPAP） 五 呼气向吸气转换
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1.时间转换。由预设的吸气时间和呼气时间（呼吸周期）决定，是控制通气的转换方式。 2.自主转换。自主呼吸触发，使气道压力或流量（容积）达一定数值触发呼吸机送气。在辅助通气或自主性通气时发挥作用。触发水平多可自主调节，有时固定。触发机制以压力触发为多，但流量触发稳定，敏感度高，应用逐渐增多。现代呼吸机也出现其他转换方式（如容量、形态等）。 3.自动切换。多为触发水平设置不当或外来因素影响，致气道压力降至一定水平即触发呼吸机送气，可用于检测呼吸机的最大工作频率。
六 完成机械通气的基本要求
1.通气方向的单一性。保证吸气时气体由呼吸机进入肺脏，而不至于由呼气口漏出；呼气时呼气口开放，气体从呼气口排出，而不至于反流入吸气管道。从而保证有效通气和通气模式的正常运转。保障单一性的方法有单向阀或单项活瓣，如简易呼吸器、早期呼吸机。因患者必须克服单向阀的阻力触发呼吸机送气，而呼出气流又必须经过阻力明显增高的单向阀，故显著影响辅助通气时呼吸的触发和送气过程的完成，应用逐渐减少。现代呼吸机多采用双气路，通过呼气阀或呼气活瓣在吸气期的关闭和呼气期的开放保障单一性。而BiPAP呼吸机则通过持续气流完成单一性，即吸气时，少部分气体漏出，但由于较大流量的持续气流存在，仍能保障适当气流量进入肺内，而呼气时大部分气体呼气孔迅速排入大气，少部分气流反流入气道，但通过呼气期持续气流的冲洗，又大部分排入大气。
2.通气管路的密闭性。保障各种通气模式的有效通气量，保障辅助通气模式的有效触发，保障“自主通气模式”的触发、吸气的维持和吸呼气的有效转换。
第三节 机械通气方式 机械通气方式
1.控制通气（control ventilation, CV） 通气量及通气方式全部由呼吸机决定，与自主呼吸无关。分压力控制通气和容量控制通气。
（1）容量控制通气（volume control ventilation, VCV）：即传统意义上的控制通气，也简称CV。潮气量、呼吸频率、吸呼气时间比完全由呼吸机控制。其压力变化为间歇正压，现多加用吸气末正压，可为容量（比例）或时间转换。
（2）压力控制通气（pressure control ventilation, PCV）：分两种基本类型。一是传统意义上的通气模式，即压力转换式；一是时间或比例转换式，压力为梯型波或方波，流量为递减波，后者已逐渐取代前者。
2.辅助通气（assist ventilation, AV）通气量（或压力）由呼吸机决定，但自主呼吸触发，呼吸频率和吸呼时间比随自主呼吸变化，可理解为控制模式同步化。也分为容量辅助通气（volume assist ventilation, VAV）和压力辅助通气（pressure assist ventilation, PAV）。
3.辅助／控制通气（A／CV，或A／C） 是上述两种通气方式的结合，也分定容型（VA／CV，A／C）和定压型（P-A／CV，或P-A／C）。自主呼吸能力超过预设呼吸频率为辅助通气，低于预设呼吸频率则为控制通气。预设呼吸频率起“安全阀”作用，有利于防止通气过度或不足，也有利于人机的配合。现代呼吸机多用此方式取代单纯控制通气和辅助通气。
4.间歇指令通气（intemittent mandatory ventilation, IMV） 上述通气方式总的特点是：不管自主呼吸次数多少和强弱，呼吸机皆按预设值（潮气量或压力等），对每次呼吸给予通气辅助，故称谓持续指令通气（continous mandatory ventilation, CMV）。而IMV的特点则是呼吸机间断发挥通气作用，其压力变化相当于间断IPPV，每两次机械通气之间是自主呼吸，此时呼吸机只提供气量。在自主呼吸期间可加各种“自主通气模式”。间歇指令通气分容积控制间歇强制通气（VC-IMV,IMV）和压力控制间歇强制通气（PC－IMV）。VC－IMV是传统意义上的间歇强制通气，每次机器输送的潮气量是恒定的，PC－IMV的自变量则是压力。
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5.同步间歇指令通气（synchronized intemittent mandatory ventilation, SIMV） 即IMV同步化，特点是呼吸机皆设定一定的触发窗，一般为呼吸周期时间的后25%。在这段时间内，自主吸气动作可触发呼吸机送气，若无自主呼吸，在下一呼吸周期开始时，呼吸机按IMV的设置要求自动送气。现代呼吸机的IMV皆有同步功能，IMV和SIMV有相同的含义。
6.压力支持通气（pressure support ventilation, PSV） 自主呼吸触发和维持吸气过程（间接影响吸呼气的转换）呼吸机给予一定的压力辅助，压力为方波，流速为递减波，流速转换。吸气流速、潮气量、呼吸频率受自主呼吸能力和通气压力的双重影响，是目前最常用的通气模式之一。但无自主呼吸患者不能使用；呼吸中枢抑制、神经－肌肉严重病变、呼吸肌极度疲劳的患者不宜应用；气道阻力显著增高、胸肺顺应性显著降低者易发生通气不足，也不宜单独使用。 7.持续气道内正压（continous possitive airway pressure, CPAP） 呼吸机在整个呼吸周期中只提供一恒定的压力，整个通气过程由自主呼吸完成。实质是以零压为基线的自主呼吸基线上移。其作用相当于PEEP。
须强调CPAP和PEEP概念有时有较大的随意性，比如SIMV＋PEEP模式，呼吸机若按预设潮气量或压力送气，呼气终末的压力应为PEEP；但呼吸机若按自主呼吸要求送气则应为CPAP，故有些作者也将SIMV+PEEP称为SIMV＋CPAP（特别是自主呼吸频率占优势的情况下）。再比如也有作者将PSV＋PEEP和PSV＋CPAP混用，因为PSV既是机械辅助性通气，又是自主性通气，在前者应称为PEEP，在后者则应称为CPAP。在下面将要描述的BIPAP和APRV也有相似的情况，因此实际应用时，无需为CPAP和PEEP的概念纠缠。
8.叹气样通气（sign） 相当于自然呼吸中叹气样呼吸，潮气量大小增加0.5-1.5倍，其作用是扩张陷闭的肺泡，多在容量辅助／控制通气时发挥作用，部分呼吸机是通过增加PEEP（潮气量不变）达到叹气样呼吸的作用。 以上为常用的通气方式。
9.指令分钟通气（mandatory minute ventilation, MMV）呼吸机按预设每分通气量送气，若患者自主吸气量低于预设值，不足部分由呼吸机提供；若无自主呼吸，则通气量完全由预设每分通气量决定；若自主呼吸气量大于或等于预设值，呼吸机则停止呼吸辅助。MMV期间的通气辅助可用各种正压通气的形式提供，现趋向于用PSV。MMV可保证给呼吸肌无力或其他呼吸功能不稳定的患者提供足够的每分通气量。主要缺点：不能识别呼吸浅快，可导致VD/VT增大，肺泡通气量不足。
10.反比通气（inverse ratio ventilation, IRV） 常规通气和自然呼吸时，吸气时间(ti)<呼气时间(te)，若设置ti /te>1，即为IRV。因完全背离自然呼吸的特点，须在控制通气模式，并完全抑制自主呼吸的情况下设置，有定压和定容两种形式，临床上常用压力控制反比通气(PC-IRV)。 主要优点：①ti延长，气体分布更均匀；气体交换时间延长，改善气体交换；气道峰压和平台也相应下降，可预防气压伤。②te缩短，气道产生内源性PEEP，增加FRC，有利于萎陷的肺泡复张。
主要缺点：①与自主呼吸不能协调，需用镇静剂和肌松剂抑制自主呼吸。②ti延长，肺泡扩张时间（平台时间）延长，与PEEP或PEEPi共同作用可加重对心血管系统的抑制。③PEEPi在肺泡内分布不均，改善换气功能的效率较低。
11.气道内压力释放通气（airway pressure release ventilation, APRV） 传统通气方式的供气特点是：呼吸机供气，使肺组织从较低的容量（FRC）升至较高的肺容量（吸气末），产生潮气量。APRV则是通过周期性释放气道压力（即肺组织从高容积降至低容积）产生潮气量，属定压型通气模式，实质是CPAP（或PEEP）的周期性降低。若无自主呼吸，通气方式完全同压力控制通气和反比型压力控制通气。若在两个水平上皆存在一定的自主呼吸，则为定压型通气加双水平CPAP。如果压力释放与自然呼吸同步，则为同步气道压力释放通气，实质为压力辅助通气加双水平CPAP通气。若压力释放按指令间歇进行，则为间歇指令压力释放通气（IM-PRV）。APRV
呼吸机简单实用介绍材料
