呼吸机波形解析
为了理解生理(确定负荷),了解被动指令呼吸期间VC和PC的压力、容积和流量波形的决定因素是有用的,如图2所示。通过被动,我们的意思是Pmus=0;而强制性,则是指由呼吸机启动或停止(触发或切换)吸气。包含弹性和阻力负荷信息的波形具有压力的量纲。实际上,这些是运动方程的图形表示。在任何时刻(图形的横轴),压力波形的高度简单地等于容积波形的高度加上流量波形的高度(容量按E,流量按R进行适当缩放)这是因为Pvent = PE + PR。每个显示压力、容积和流量波形的呼吸机都在绘制运动方程(图2)。这些知识有助于理解阻力和弹性负荷如何根据模式在波形中表现出来。在这里,我们描述最常见的模式。
图2. 呼吸机波形上的运动和负荷方程的图形表示。注意,对于所有模式,在呼吸开始时,主要负荷是阻力;在呼吸结束时,弹性负荷占主导地位。Pmus=患者产生的压力;Pvent=呼吸机产生的压力;E=弹性;V=容积;R=阻力;V'=流量;PR=阻力性负荷;PE=弹性负荷。
容量控制-方波
图2描绘了VC被动吸气采用流量方波(即恒定流量)的压力、流量和容积波形。如果我们认为阻力和弹性通过吸气是恒定的,因为流量和容积都是可控的,那么得到的压力波形将是患者弹性和阻力的表现。
阻力的影响。在VC方波(VCsq)中,呼吸机提供恒定的吸气流量。它立即上升,并在吸气时间结束时停止。这种从呼吸机源源不断流出的气流首先会遇到自然气道和人工气道的阻力。因为吸气开始时,流量立即从零上升到设定值,并且基本上没有容量输送,因此气道压力立即上升,这是阻力负荷的表现(RXV')。一旦容积开始传递到肺泡,气道压力就成为弹性负荷和阻力负荷的一种表现。在吸气结束时,在没有吸气保持的情况下,气道压力是阻力负荷和弹性负荷共同作用的结果(即吸气末压力)。图3表明,在整个吸气过程中,阻力负荷是恒定的(因为气流和阻力是恒定的)。如果气流停止(手动或预设吸气保持),则阻力负荷为零(R X 0 = 0),仅保留弹性负荷;这是评估负荷的经典方法。你现在可以用有或没有屏气来识别这一点:阻力负荷越高,压力的初始上升幅度就越大;而如果有吸气末暂停,从峰值到平台压的下降幅度就越大。
因为阻力负荷的决定因素是气流和气道阻力,当气流或阻力增加时,阻力负荷也会增加。因此,吸气阻力负荷也可以通过设置高吸气流量来提高(通常这样做是为了减少吸气时间)。要查询问题是阻力还是高流量,评估呼气流量波形(见下一节)是有用的,因为通常在吸气和呼气过程中都会出现高阻力。
顺应性的影响。在VCsq中,容积以恒定速率(流量)输送到肺部,气道压力线性上升。压力上升的斜率与弹性成正比。弹性越高(肺越硬),压力上升越快。运动方程假设弹性是恒定的。通常情况是这样;然而,对于病情严重的患者(如ARDS),肺弹性可能在吸气过程中发生变化。如果在吸气过程中有肺复张,弹性会降低,斜率也会降低。反之,如果在吸气时存在过度膨胀,则弹性增大,导致坡度增大。应力指数是一个数学方程,用于通过VCsq期间压力波形斜率的变化来检测非恒定弹性。这只在患者被动的情况下有用,因为任何Pmus都会扭曲VC中的压力波形。
Pmus的作用。在VCsq下,Pmus会对Pvent产生影响:当患者主动吸气时,Pmus 会叠加在 Pvent 的吸气上(辅助吸气动作);当患者主动呼气时,Pmus 则会抵消 Pvent 的吸气(对抗吸气动作)。压力波形也会相应变形。在吸气过程中,如果患者用力吸气,那么压力波形就会呈现凹向上的变形。患者用力可短可长,强度不同,在呼吸时可早可晚。当Pmus发生时,不可能可靠地辨别弹性或阻力负荷(见下面的做功转移)(图3)。
图3. 容量控制中Pmus、阻力和弹性负荷变化的影响。流量和容积波形不会改变,因为它们是由呼吸机控制的。阻力负荷的变化影响Pvent的初始指而不改变斜率。弹性负荷的变化改变了压力上升的斜率。患者努力(Pmus)增加或减少气道压;在这种情况下,患者吸气努力减少气道压。
容量控制下递减波波形
在VC下递减波波形(VCdsc)中,流量从预设的峰值开始,然后随着吸气时间的增加呈线性递减。递减波的斜率取决于吸气时间、设定的峰值流量和设定的呼气末流量。重要的是要记住,并不是所有递减波波形都是相同的。在一些呼吸机上,呼气末流量设置为默认值零,而在其他呼吸机上,它可以设置为峰值流量的百分比(目前尚不清楚制造商为什么会将此作为选项)。在一些呼吸机中,达到峰值流量的时间也可以修改(称为可调节上升时间)。在本次讨论中,我们将使用从峰值流量开始吸气,到流量为零结束吸气的例子。
阻力的影响。与方波类似,从呼吸机流出的气流首先会遇到自然气道和人工气道的阻力。作为阻力负荷的表现,气道压力立即上升。图3描绘了由于阻力负荷增加而导致的典型压力变化。当流量设置较高或阻力较大时,可能会看到提示高阻力的波形。要确定问题是高阻力还是高流量,请检查呼气流量波形以评估气道阻力。
顺应性的影响。在VCdsc中,在流量开始后,与VCsq一样,顺应性的影响将被阻力所掩盖。不同的是,在吸气末(假设流量趋近于零),吸气末端压力全部为PE。在这种情况下,吸气末压力与吸气保持后的平台压本质上是一样的。在图3中,你可以观察到,如果弹性负荷高(顺应性差),那么吸气末压力就会更高。通过这种床旁观察,您可以在不施加任何操作的情况下评估弹性或阻力压力是否升高。如果流量没有设置为零结束,那么这些假设不适用,评估弹性负荷的唯一方法是吸气末屏气以测量平台压。
Pmus的作用。VCdsc过程中Pmus对压力波形的影响与VCsq过程相同。当Pmus发生时,不可能分辨出弹性或阻力负荷。
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声明: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,亦不作为最终的临床决策。临床实践需根据患者的具体情况选择适宜的处理措施。