有创机械通气基础之初级呼吸力学

一旦患者接受有创机械通气，呼吸机可用于测量平台压力、气道阻力和呼吸系统的静态顺应性等指标。上述指标统被称为呼吸力学。了解如何获得和解释这些力学指标对于优化呼吸支持策略和指导临床治疗至关重要。

运动方程

运动方程将气道开口处的压力（Pao）与肺容量、流量、呼吸系统力学和患者努力程度联系起来，如下所示：

Pao+Pmus=VT/Cst rs+Flow✖R+PEEPtot

上式中，VT是高于呼气末肺容积的肺容积（即潮气量），Cst rs是呼吸系统的静态顺应性，Flow是吸气流量，R是吸气阻力，Pmus是患者呼吸肌产生的压力，PEEPtot为总的呼气末正压。Flow×R反映了克服流体流经ETT和气道的产生的摩擦力所需的压力（也称为阻力性压力）。

对于无自主呼吸的被动通气患者（Pmus=0），在流量为0的条件下（Flow×R=0），呼吸系统的扩张压力（Pplat-PEEPtot)由VT和Cst rs确定，如下所示：

Pplat-PEEPtot=VT/Cst rs

根据运动方程，在定压型通气时，随着肺容量增加，克服气道阻力部分的压力必然减小，因此产生的流量将逐步降低，故定压型通气的流量波形为减速波。相反，使用恒定的气流模式中（在吸气过程中阻力压力保持恒定）会使气道压力随着肺充气而稳定上升（可视为“鱼翅”压力波形）。

阻力和顺应性

呼吸过程中产生的压力由呼吸系统的顺应性和气道阻力决定。如果不执行吸气保持动作，就不可能确定克服顺应性和气道阻力的压力各自为多少。有效的吸气保持动作需要患者尽可能少的呼吸努力或无任何努力。

顺应性的策略不依赖于流量波形的选择，因为它是在流量为0的条件下测量获得的。顺应性的定义是单位压力引起的容积变化（ΔV/ΔP），因此Cst rs的计算公式为：

Cst rs=VT/（Pplat-PEEPtot）

机械通气患者的正常顺应性为60至80ml/cm H2O。顺应性下降的原因包括肺水肿、间质性肺病、胸膜疾病、胸壁畸形、肥胖和腹水。在顺应性较低的患者中，任何给定VT下的Pplat都相对较高。

气道阻力等于对应的压力除以流量，即 R=（PIP-Pplat）/Flow

假设ETT大小正常，机械通气患者的正常气道阻力<15cm H2O/L/s。如果患者正在接受减速流量波通气，应将其切换到恒定流量，以获得有效的阻力测量值。气道阻力增加提示气管内管扭结或堵塞、管腔内粘液或支气管痉挛。当吸气保持时，许多呼吸机将自动计算并显示气道阻力和顺应性。

评估气道压力的变化

在管理机械通气患者时，一个常见的挑战是如何分析和处理气道压力的突然变化。评估呼吸系统顺应性和气道阻力有助于鉴别诊断。在面对导致血流动力学不稳定的气道压力突然变化时，应该断开患者与机械呼吸机的连接，并使用简易呼吸器（复苏皮囊）连接到ETT对患者进行通风。除此之外下，初始诊断步骤应该考虑执行吸气保持动作。气道峰压（PIP）增加伴随Pplat升高表明呼吸系统顺应性降低。当这种变化显著时，应尽快排除气胸和auto-PEEP的可能。

PIP增加且Pplat较低时表明气道阻力增大。应检查ETT，以确保其未被患者的牙齿扭结或咬合，应使用吸痰管确认导管通畅，并应听诊患者胸部是否有支气管痉挛迹象。

气道压力突然下降表明空气正从呼吸机回路中逸出或自主呼吸增强。应检查ETT的完整性、ETT气囊充盈度和胸管引流装置中是否存在大量漏气。

Auto-PEEP

如上所述，临床医生应监测auto-PEEP。Auto-PEEP是由于呼气不完全导致呼气末肺容量增加。这最常见于气道阻力增加和呼气流量降低的情况（例如，严重哮喘、慢性阻塞性肺病）。由此产生的胸内压升高降低了静脉回流梯度，增加了右心室后负荷，并增加了呼吸功，因为患者必须克服此压力才能触发呼吸。在严重的情况下，这些生理变化可能危及生命。

Auto-PEEP可通过多种方式进行估计。吸气开始前的持续呼气流量（通过听诊或观察呼气流量描记记录，在下一次呼吸开始时不会恢复到零）表明存在auto-PEEP。还可以执行呼气末阻塞动作，从而在呼气末停止气流，并记录此时的阻塞压力。但只有在没有自主呼吸努力的患者中才能可靠地获得该测量值。最后，在没有其他已知原因导致呼吸系统顺应性降低的情况下，机械通气患者的Pplat升高强烈提示存在auto-PEEP。

除了治疗潜在的肺部疾病外，延长呼气时间的策略，如降低RR、降低VT和增加吸气流速，可降低auto-PEEP。

有创机械通气是危重患者强有力的治疗和诊断工具。理解模式和设置，测量呼吸系统力学，关注压力和流量波形，是提供高质量危重病护理的重要组成部分。

参考文献：

Walter JM, Corbridge TC, et al.Invasive Mechanical Ventilation. South Med J 2018 年 111 卷 12 期 第 746-753页.

来源：邵逸夫医院RT团队