机械通气基础3（无创呼吸支持）

常用无创呼吸机通气模式介绍+智能无创通气模式—AVAPS

高流量吸氧和无创通气

无创通气的特点

无创通气特点有四个：

1、不稳定的漏气——无意漏气——不可避免；

2、可能会有上气道梗阻的情况；

3、不能给过高的压力；

4、无创通气可能会增加患者呼吸功耗，尤其是呼气功耗；

5、患者依从性最为重要。

下面分开讲解。

1、无创通气由于没有气管导管，使用的是面罩。由于面罩与患者脸部贴合不紧密，以及张口呼吸，会产生不可避免的漏气。这样的漏气称之为“无意漏气”。而漏气的后果就是影响触发，即漏气对管道内压力和流速的影响，使得呼吸机在判断患者吸气呼气与否时，出现误差，表现为误触发和无效触发。因此在进行无创通气时需要密切关注患者的触发情况。使用通俗的话来说，无创呼吸机最为重要、核心的观察项目就是“胸廓起来有声音，胸廓下去没声音”，胸廓起伏代表患者呼吸，有没有声音代表呼吸机是不是在送气，两者必须同步。如果同步性差，可以预测呼吸机没有有效的减少患者的呼吸功耗，无创通气极可能失败。

2、某些危重患者会出现嘴闭不严、舌后坠的情况。由于无创通气没有气管导管，所以在处理这种患者时会出现因为上呼吸道梗阻，无创通气无效的情况。这种患者的特点表现在自主呼吸无法触发呼吸机送气，胸廓起伏与呼吸机送气不同步。无创通气很少镇静的原因之一就在于镇静以后患者可能会出现舌后坠，造成上气道梗阻，导致无创通气失败。

3、无创通气因为很少镇静，要求患者良好的配合，依从性是决定无创通气成败的最关键因素。使用面罩进行无创通气时，迎面而来的压力会导致患者不适，压力越高，舒适性越差，依从性可能就越差。25cmH₂O对于有创呼吸机来说是一个很正常的气道压力了，但对于无创通气来说，25cmH₂O是相当高的压力。食道开放压力是25cmH₂O，如果无创通气压力超过这个水平就可能造成胃胀气，而且25cmH₂O这个压力只是个平均值，很多患者在20cmH₂O甚至更低水平都会产生胃胀气。很多文献报道无创通气实际运用中最常用的吸气压力是12-14cmH₂O。这个信息还有个重要的提示作用，如果有创通气的患者在做脱机准备时，如果气道压力低于12-14cmH₂O，就可以考虑是否可以直接拔管改用无创通气序贯治疗。如果有创通气的患者依然需要20cmH₂O以上的压力支持水平，则提示患者无创通气序贯治疗失败可能较大。

压力过高还有一个问题，会把面罩“吹得飞起来”，造成漏气增加。为了解决这个问题必须把面罩扣得很紧，这又加重了患者的不适。

4、呼吸机在吸气时给予患者一个较高的压力有助于减少患者的吸气做功，但呼气时的压力则会妨碍患者呼气，导致患者呼气功耗增加。理论上说呼气是依靠肺部的弹性回缩力，人体不需要额外做功，但在无创通气时，由于很少镇静，患者会因为无创通气造成的不适会产生主动呼气，呼气功耗由此产生，这也是无创通气患者觉得无创通气不舒服的原因之一。

另外，当吸气压力超过患者可耐受的水平以后，患者的吸气功耗不会因为呼吸机做功的增加而进一步降低，甚至可能会因为患者不舒适，导致吸气功耗增加的情况。

5、面罩带来的幽闭感、持续的面罩内正压、无法避免的呼气阻力增加使得患者在初次进行无创通气时很难适应，甚至因此拒绝无创通气。不同于有创通气的患者，出于对于呼吸抑制的担心，无创通气的患者很少使用镇静剂，而且使用镇静剂后可能会造成更明显的舌后坠、上气道梗阻。在处理依从性不好的无创通气患者时，有效的办法很少，依从性问题成了无创通气失败最常见的原因。因此在进行无创通气时一定要重点考虑患者依从性的问题，从较低的支持水平开始通气，待患者适应后再逐渐提高支持水平。

无创呼吸机的特点

1、从外观上说，有创呼吸机有两根呼吸回路，一根是吸气管，一根是呼气管。无创呼吸机只有一根吸气管，没有呼气管，无创通气的患者呼气是通过呼气阀进行。如下图所示，需要注意的是呼气阀是保持持续开放状态，并非是只在呼气时漏气，吸气时不漏气。相反，由于吸气时的压力较高，吸气时漏气会更多。相对于面罩密封不好造成的“无意漏气”，经呼气阀漏出的气体称为“有意漏气”。

单管路无创呼吸机和双管路有创呼吸机

上图为呼气阀

医院最常用的——也就是V60无创呼吸机最常用的——呼气阀是侧孔阀；家用小型无创呼吸机最常用的呼气阀是由多个密集分布的小孔构成的静音阀。侧孔阀的特点是漏气少，噪音大，静音阀特点是漏气多，噪音小。还有一种常用、昂贵的呼气阀——平台阀。对于平台阀很多读者误以为最贵的呼气阀排二氧化碳效果更好，其实排二氧化碳和呼气阀的种类没有直接的关系，平台阀工作原理是由于其活瓣的作用，在吸气相的高压力下，漏气会更少。漏气少的好处是对于吸气和呼气的触发判断会更准确。而实际上大多数无创通气的患者使用侧孔阀和静音阀已经能够保证良好的触发了，不需要都使用昂贵的平台阀。

那么为什么无创呼吸机不使用双管路，而必须使用单管路配合呼气阀的方式呢？据笔者推测，其中一个重要原因是，无创通气需要使用面罩，因此患者的死腔量比有创通气、正常人要大，可能会因此加重患者的二氧化碳潴留。因此需要使用持续、大量的气流来“冲刷”面罩内的呼气残留气体。呼气阀在呼气阶段持续漏气就能起到冲刷死腔气体的作用。也正因为如此，几乎所有无创呼吸机呼气压力最低设置都是4cmH₂O，如果呼气压力低于4cmH₂O，可能就无法有效的冲刷面罩内的死腔。

2、无创呼吸机有自动调节吸气触发和呼气触发灵敏度的功能。在一定压力下，经呼气阀漏出的气体是固定值，因为面罩与面部贴合不紧密或者因为张嘴呼吸，会产生额外的漏气，即无意漏气，无意漏气的波动会干扰呼吸机对患者自主呼吸触发的判断，因此需要及时根据漏气的多少调整呼吸机的吸气和呼气触发灵敏度。大多数无创呼吸机都具有自动调节触发灵敏度的功能，在V60上这种自动调节触发灵敏度的功能就是其专利“Autotrack”。飞利浦公司在进行产品讲解时会花较多篇幅介绍这项专利技术，其原理复杂相信很多读者听不懂，其实知道它是自动调节触发灵敏度的功能就足够了。

无创呼吸机在宣传时总会宣传该品牌呼吸机“允许漏气”多少升/分，V60允许漏气60升/分。家用呼吸机可能允许漏气的就要少些。如果是用有创呼吸机进行无创通气，那是不允许漏气的。还有些有创呼吸机会有“漏气补偿”功能，允许一定程度的漏气。经呼气阀的有意漏气是固定值，无意漏气则可能会很高，那么多少的漏气量才是可以“允许”的呢？答案就是只要患者对于呼吸机的触发良好，这个漏气量就是可以接受的。如果触发不好，排除呼吸机故障后只有两个原因，一个是漏气太多，另一个是上呼吸道梗阻。

3、无创呼吸机没有定容通气模式。患者需要的分钟通气量一般在6-8升/分，但无创呼吸机经呼气阀漏出的气体每分钟在10升以上。经面罩还会有或多或少的无意漏气。一般20-30升/分的漏气量是比较常见的。如此大量漏气的前提下，无创呼吸机是无法按照定容通气的方式送气，也不能使用容量控制通气测定呼吸力学，在无创通气中是不适于用顺应性和气道阻力高低评估病情的。无创呼吸机只能采用定压通气的方式送气。又因为患者无法耐受过高的压力，无创呼吸机最高只能提供40cmH₂O水柱的压力支持水平（如V60）。各种品牌的小型家用呼吸机能提供的最高压力支持水平只有20-30cmH₂O不等。而有创呼吸机至少能提供60cmH₂O以上水平的压力支持。

4、由于无创呼吸机送出的气体绝大多数通过呼气阀或者面罩缝隙泄露，无创呼吸机监测到的潮气量是经过各种优化，刨除漏气后得到的数值。这个数值是不准确的，往往比实际值偏低。

在下图所示的这个病例中，呼吸机监测到的潮气量只有150ml。但由于这个患者有肺大泡，没有敢给更高的压力，而且由于患者对呼吸机触发良好，耐受也比较好，所以继续在150ml的潮气量下进行无创通气，最后患者好转出院。

150ml的潮气量在有创通气中是极度危险的，因为这个潮气量连死腔量都无法满足。因此可以推测监测所得150ml潮气量是低于实际水平的。

再举一个相反的病例，为了让监测的潮气量达到一个理想的水平，医务人员给了相当高的压力，如下图所示。

该患者潮气量达到了正常水平，26cmH₂O的吸气压力对于有创通气的患者来说很正常，但对于无创通气的患者来说会让患者极度不适，还超过了食道开放压。因此这个患者出现严重的胃肠胀气。而且这是一名结肠癌患者，严重的胃肠胀气被误诊为肠梗阻的表现，造成了误诊。经会诊后，将压力降低到18cmH₂O以下，患者胃肠胀气改善，病情缓解。

5、面罩作为无创呼吸机重要的组成部分，选择合适的面罩直接关系到了无创通气的成败。常用的面罩有两种，鼻罩和口鼻面罩，如下图所示。

其他面罩还包括鼻枕、全脸面罩、头盔式面罩，因为使用较少，不做单独讲解。

鼻罩由于跟脸部皮肤接触面积少，面罩内空间小，其优势在于舒适性高，死腔量小，与脸部贴合紧密漏气少。但如果患者张口呼吸，则会导致经口漏气过多，影响无创通气效果，尤其是在压力较高时，上气道内的高压会把嘴唇给吹开，导致漏气增加。

口鼻面罩则不怕患者经口漏气，可以给予较高的压力支持。但由于跟脸部皮肤接触面积大，舒适性较差。其对脸型要求高，瘦小或没有牙齿的患者会导致面罩与脸部贴合不紧密，造成大量漏气。如下图所示，为了减少漏气，使用各种敷料“堵住”缝隙。

很多医院包括很多家用无创呼吸机厂商会优先推荐口鼻面罩，因为口鼻面罩可以给予更高的压力支持，见效更快。但笔者认为应该优先选择舒适性高的鼻罩尝试，以提高患者的依从性。可能患者经口漏气比较多，但正如之前一部分讲过的，只要漏气不影响患者的触发，这种程度的漏气就是可以接受的。如果鼻罩效果不好，再换成口鼻面罩。

由无创通气和无创呼吸机的特点，可以看出无创通气较有创通气具有很大的不确定性。因为无法镇静和大量的漏气，依从性和监测的准确性是无创通气的主要问题。虽然无创呼吸机原理和有创呼吸机原理相同，但无创通气和有创通气的思路是不一样的。经气管插管后的有创通气由于通气量改善，血气分析改善往往有立竿见影的效果。但是无创通气由于支持力度偏低（压力不能太高），其主要目的是减少患者呼吸功耗。比如不使用无创呼吸机时患者潮气量只有300ml，使用无创呼吸机后患者的潮气量不会达到400ml，只是原有300ml潮气量中由呼吸机完成200ml的“工作量”，患者自己只需要完成100ml。因此使用呼吸机后患者分钟通气量并没有改善，血气也不会有明显改善，改善的是患者的呼吸功耗。这也正是为何医务人员在初次使用无创呼吸机时感觉效果不好的主要原因。如果要按照有创通气的思路进行无创通气，就可能会产生上述结肠癌肠梗阻患者的呼吸机相关不良事件。

一、无创通气基础

1. 机械通气类型

2. 无创通气的特点

3. 无创通气设备

二

无创通气模式

无创通气有专门模式。无创通气与有创通气模式的对应关系如下表所示。

如果将呼吸机的基本变量、呼吸类型和通气模式之间的关系比作一栋二层楼，基本变量是地下室，呼吸类型是一层，通气模式是顶层。基本变量是呼吸类型的基础，呼吸类型是通气模式的基础。

1. 基本变量
基本变量有5个，即：触发（Triggering，定义吸气何时开始），控制（Controlling，定义如何控制吸入气体的输送），目标（Targeting）/限制（Limiting）【定义机械呼吸的大小】，切换（Cycling，定义吸气何时结束），基线（Baseline，定义发生机械呼吸时的基线压力，一般为呼气末正压），它们共同定义了机械呼吸的不同的阶段。

2. 呼吸类型

3. 通气模式

当面对未知的通气模式时，如果我们能正确识别它的基本变量和呼吸类型，我们就几乎知道它的作用机制和应用场景，而无论其称谓是什么。

（1）T模式：T模式只有一种呼吸类型，即压力控制呼吸，它的触发和切换都由机器来决定。当我们设置好呼吸频率之后，送气的频率被固定；当我们设置好吸气时间之后，送气时间也是固定的。因此，EPAP和IPAP之间的相互切换完全按照预设的节点进行，这种压力的升高和降低，就会造成肺的充气和放气。在这种模式下，患者无法产生自主的触发和切换。而使用无创通气的患者，一般具有较好的自主呼吸能力，所以这种模式很少应用。T模式的设置参数主要包括氧浓度、吸气正压、呼吸频率、吸气时间、呼气压力和上升时间。

（2）压力辅助控制模式（P-A/C模式）：压力辅助控制模式，其包含的呼吸类型在压力控制呼吸的基础上增加了压力辅助呼吸，区别就是其可允许患者触发。因此在实际工作中，如果患者有自主呼吸，就由患者来触发呼吸机送气；如果患者在一段时间内没有自主呼吸，就由机器给患者进行一次强制通气。需要注意的是，无论一次呼吸是否由患者触发，它都是由时间切换的，这与有创呼吸机上的P-A/C模式类似，此时的IPAP相当于有创呼吸机上的PEEP+PC值。P-A/C模式的参数包括氧浓度、吸气正压、呼吸频率、吸气时间、呼气压力、上升时间、吸气触发（允许患者触发）。

（3）S模式：S模式涉及的机械呼吸类型也只有一种，即压力支持呼吸，其触发和切换都是由患者自主决定，这与有创呼吸机上的PSV模式几乎一致，S模式中的IPAP相当于有创呼吸机上的PEEP+PS值。为了保证安全，S模式设置的参数较多，包括氧浓度、支持压力、呼气压力、上升时间、压力释放、备用通气压力、备用呼吸频率、吸气时间、吸气触发、呼气触发。

（4）CPAP模式：我们可以将CPAP模式理解为支持压力为零的S模式，或者是IPAP与EPAP相等的S模式。因此，CPAP模式的呼吸类型也可以认为是压力支持呼吸，但设置参数要去掉吸气触发相关参数、呼气触发相关参数及控制相关参数，故CPAP模式的设置参数包括氧浓度、持续气道正压、压力释放、备用通气压力、备用呼吸频率、吸气时间。

（5）S/T模式：当我们将S模式与T模式组合后就可以得到S/T模式，其包括了压力支持呼吸和压力控制呼吸两种呼吸类型，在这种模式下，既允许患者触发和切换，也允许机器触发和切换。但需要注意的是，触发和切换方式是相互关联的，这与P-A/C模式有所不同。如果一次呼吸是患者触发，那么必然是流量切换；如果是时间触发，则必然是时间切换。因此，当患者的呼吸频率大于设置的呼吸频率时，设置的呼吸频率和吸气时间没有任何作用。只有当患者的呼吸频率小于设置的呼吸频率，才会出现机控通气，设置的吸气时间才会发挥作用。S/T模式是在T模式参数基础上加上自主触发和流量切换，其设置参数包括氧浓度、吸气正压、呼吸频率、吸气时间、呼气压力、上升时间、吸气触发、呼气触发。

（6）VAPS模式：即容量保证压力支持通气模式，其呼吸类型包括适应性支持呼吸和适应性控制呼吸。其与S/T模式的工作原理一致，只不过是在S/T模式参数基础上将吸气压力变为潮气量，增加最大和最小压力限制。相当于设定了一个目标潮气量，但仍以定压的方式送气，呼吸机根据监测到的前次呼吸的潮气量调节下次呼吸的送气压力，最终使监测潮气量尽可能接近目标潮气量。本质上来讲，VAPS模式还是一种压力型通气方式，只不过其压力值是由呼吸机自动调节的。VAPS模式的设置参数包括：氧浓度、潮气量、呼吸频率、吸气时间、呼气压力、上升时间、最小压力、最大压力、吸气触发、呼气触发。其中，最小压力和最大压力能够防止压力过高或过低对患者造成的不良后果。

4. 模式选择

CPAP模式是单水平模式，通常用于肺通气功能良好的患者，例如单纯因心衰、心源性肺水肿使用无创通气患者或有阻塞性睡眠呼吸暂停患者，此类患者可能仅需要基础的EPAP/PEEP支持即可。
    对于通气需求高（如发热、无效腔增加）或通气能力差（如呼吸肌疲劳）的患者，需要双水平模式，最常用的是S/T模式。临床中使用的一些进阶的呼吸模式都是基于双水平呼吸模式改进而来，在特定情况下使用可能会取得更好的临床效果，需要根据患者的具体情况进行选择。

三

无创通气参数

按照基本的变量，我们可以将无创通气参数分为触发参数、限制/控制参数、切换参数、基线参数、氧合参数和次要参数。

1. 触发参数

（1）呼吸频率：触发可以是患者触发，也可以是时间触发，而时间触发的频率由设置的呼吸频率来决定。呼吸频率一般设置为12~20次/分，根据患者情况调节，与潮气量配合，保证一定的分钟通气量。对于自主呼吸较好的无创通气患者，设置的后备呼吸频率可低于患者的呼吸频率，保证基本的通气安全即可。对于一些特殊人群，例如慢阻肺患者，其一般是深慢呼吸，我们可以将呼吸频率设置得慢一些；对通气需求较高的患者，可以将呼吸频率设置得快一些。呼吸循环时间（breath
cycle
time，BCT）是机械呼吸的持续时间，是用60除以设置的呼吸频率。例如，设置呼吸频率为12次/分，呼吸循环时间为5秒，即5秒后如果患者没有出现自主呼吸，机器会为患者进行一次强制送气。

（2）吸气触发：由于无创呼吸机并不是一个密闭的回路，压力触发无法精确监测，因此通常采用流量触发，并使用计算机辅助技术。一些呼吸机中有EasySync同步增强技术或者自动跟踪（Auto-Trak）灵敏度技术，这些技术可以根据波形特征实时监测患者吸气努力特征并触发吸气，降低触发延迟和触发做功，减少无效触发和误触发。

2. 限制/控制参数

在限制/控制参数中最重要的是IPAP或PS，其作用是形成肺泡内外的压力差，从而使肺充气，其值的大小直接决定潮气量的大小。为了患者更好地适应，一般会从较低值开始，如6~8 cmH2O，保证ΔP在2~4 cmH2O，患者适应后再逐渐上调，直至潮气量为4~6 ml/kg PBW或呼吸窘迫、血气结果等改善。正常人食道开放压约为25 cmH2O，因此我们能够使用的IPAP最高为20~30 cmH2O，如果仍然无法获得良好的通气效果，需要考虑进一步的呼吸支持手段。压力过高，可能会导致很多问题，如大量漏气、压疮、湿化困难、眼部刺激、呼气受限、不舒适、食道开放等。

3. 切换参数

切换包括时间切换和流量切换。

（1）吸气时间：用于实现时间切换，一般设置为0.8～1.4秒，实际操作应根据患者情况决定。一般需要使流量-时间曲线上吸气相流量恰好归零，切换过早或过晚均会产生不良影响。

（2）呼气触发：与吸气触发类似，其实质是流量切换，同时结合EasySync同步增强技术或者自动跟踪（Auto-Trak）灵敏度技术等，根据波形特征实时监测患者呼气努力特征并触发呼气，提高吸呼切换的同步性，降低切换提前或延迟时间。

4. 基线参数

在有创呼吸机上，基线参数是PEEP，而在无创呼机上，通常为EPAP或CPAP，二者机制类似。在无创通气中，EPAP通常不低于4 cmH2O，因为无创呼吸机存在无效腔，因此需要一定的基础流量去冲刷无效腔，所以会在管路内产生一个基础压力。EPAP/CPAP的作用与有创呼吸机的PEEP类似，例如：维持上气道开放状态；增加功能残气量，改善氧合；抵消内源性PEEP，降低呼吸功耗；降低左心室后负荷，改善心功能。

EPAP/CPAP的设置遵循由低到高的原则逐渐调整，初始设置4~5 cmH2O，根据患者耐受情况以及预期达到的临床效果来滴定，当CPAP达到10~15 cmH2O仍然无法缓解患者状态时，建议更换为其他模式。如果采用的是CPAP模式，可以改用S/T模式，如果S/T模式依然无效，需要改用进阶的呼吸支持手段。

5. 次要参数

（1）压力上升时间（rise

time）：是指吸气压力上升至目标压力的时间，也称为增压斜率。压力上升时间过慢，会导致患者呼吸做功增加，潮气量降低；压力上升时间过快，患者主观感受差，可能诱发双触发。一般来说，我们需要根据波形以及患者的主观感受来选择合适的上升时间。慢阻肺患者倾向于选择相对较快的上升时间（0.05~0.1秒），而神经肌肉疾病患者更适合较慢的上升时间（0.3~0.4秒）。如果患者有较高的通气需求，应设置较短的上升时间。

（2）压力释放：压力释放一般出现在CPAP模式中，持续的气道正压，并且没有高压与低压之间的交替，可能会使患者感到呼气困难。因此，在呼气开始阶段，呼吸机会降低呼气压力目标值一段时间，并在吸气开始之前恢复到呼气压力设定值，就可以改善患者的舒适度。一般来说，它是以档位的方式出现，档位越高，压力下降的值就越大。根据患者的耐受度和舒适度进行调节。

6. 无创通气参数的调节

总体而言，在无创通气模式中，比较重要的参数包括IPAP、EPAP、氧浓度、呼吸频率。IPAP和EPAP的差值决定了患者的潮气量，潮气量和呼吸频率共同决定了患者的分钟通气量。分钟通气量增加，PaCO2则降低。可以通过增加IPAP或降低EPAP来增加差值，但降低EPAP可能会对患者的氧合、内源性PEEP及人机同步性造成一定的影响。因此，在设定好EPAP的基础上再去设定IPAP是比较可取的方法。另外，氧浓度的设置原则是维持基本的氧合，对于Ⅰ型呼吸衰竭患者，氧饱和度在94%～96%之间；对于Ⅱ型呼吸衰竭患者，氧饱和度在88%～92%之间。

四

总结

无创通气模式多种多样，我们只要知道了每种模式包含的呼吸类型，就能比较清楚地看清它们的本质。本文内容是在通气模式和通气参数之间引入呼吸类型和基本变量，有助于更好地理解无创通气的模式和参数，进而提高临床工作效率。