机械通气吸气触发时的呼吸力学分析

目的:通过观察呼吸机吸气触发波形特点,找出触发点对应的回路压力与流量,结合呼吸机工作原理及呼吸力学定律,确定以肺泡内压等作为反映吸气触发努力程度的指标,建立与其相关的数学公式,分析其影响因素与逻辑关系。方法:将模拟肺分别连接到PB840型呼吸机和SV600型呼吸机的呼吸回路。呼吸机调整为流量触发模式,呼气末正压(PEEP)设为5 cmH 2O(1 cmH_(2)O≈0.098 kPa),分别在流量触发灵敏度(V_(Trig))为3 L/min、5 L/min时,分别以慢速、中速、快速3种触发力度手动牵拉模拟肺触发1次有效送气。调整呼吸机为压力触发模式,分别在压力触发灵敏度(P Trig)为2 cmH_(2)O、4 cmH_(2)O时重复上述过程。通过调节呼吸机显示屏内曲线的刻度,观察不同触发情况下触发点对应的回路压力与流量。以肺泡内压Pa作为研究对象,应用呼吸力学方法分析达到有效触发时刻(T T)所需要的Pa(即Pa -T),以及Pa在触发期间的压力变化幅度(ΔP)及时间跨度(ΔT)。 结果:① T T时刻压力与流量的对应关系:流量触发模式下,慢速、中速、快速触发时,吸入流量为V Trig,回路压力分别对应为PEEP、PEEP-P n、PEEP-P n'(P n、P n'为下降幅度,其中P n'>P n);压力触发模式下,吸入流量为偏流(PB840型呼吸机为1 L/min,SV600型呼吸机可能为2 L/min),回路压力为PEEP-P Trig。② Pa -T的计算:流量触发模式下,慢速触发时Pa -T=PEEP-V_(Trig)R(R为气道阻力),中速触发时Pa -T=PEEP-P n-V TrigR,快速触发时Pa -T=PEEP-P n'-V TrigR;压力触发模式下,Pa -T=PEEP-P Trig-1R。③ ΔP的计算:流量触发模式下,慢速触发时,如无内源性PEEP(PEEPi),则ΔP=V _(Trig)R;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+V _(Trig)R。中速触发时,如无PEEPi,则ΔP=P n+V_(Trig)R;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P n+V _(Trig)R。快速触发时,如无PEEPi,则ΔP=P n' +V _(Trig)R;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P n'+V TrigR。压力触发模式下,如无PEEPi,则ΔP=P _(Trig)+1R;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P_(Trig)+1R。④ Pa的压力时间变化率(F P)的计算:设F P=ΔP/ΔT,在ΔP相同的情况下,ΔT越短,说明触发越快;同样,在ΔT相同的情况下,ΔP越大,意味着触发能力或触发努力程度越大,F P更能反映患者的触发能力或触发努力程度。 结论:以触发所需要的最低肺泡内压、肺泡内压的压力跨度及其压力时间变化率3个指标来反映患者的吸气努力程度,并建立数学公式,可直观呈现吸气触发相关因素间的逻辑关系,便于临床分析。

NPB840呼吸机吸气压力触发与吸气流量触发比较

目的比较NPB840呼吸机在不同PEEP下吸气压力触发与吸气流量触发呼吸机时触发压力、触发流速、触发时间的差异。方法将FLUKE VT-Plus气流分析仪串联在待测呼吸机与主动模拟肺之间,通过主动模拟肺模拟病人的自主呼吸,气流分析仪采集自主呼吸触发呼吸机时的呼吸参数及波形。结果相同呼气末正压(PEEP)下压力触发的触发压力略高于流量触发的触发压力;相同PEEP下流量触发流速要大于压力触发流速。PEEP为0时,压力触发和流量触发时的触发时间差异最大,随着PEEP值的增加,压力触发和流量触发时的触发时间差异逐渐减少,当PEEP为15 cm H2O时,两者的触发时间接近。结论通过对NPB840呼吸机在不同PEEP下吸气压力触发与吸气流量触发呼吸机时触发压力、触发流速、触发时间的测试,证明NPB840呼吸机使用流量触发方式时触发灵敏度较高,是医生在进行呼吸机治疗时灵敏度设定的首选。

PB840呼吸机压力触发做功分析

目的了解PB840呼吸机在不同呼气末正压通气(PEEP)水平及不同压力触发灵敏度下吸气触发做功的变化。方法将FLUKE VT-Plus气流分析仪串联在待测呼吸机与主动模拟肺之间,通过主动模拟肺模拟患者的自主呼吸,应用气流分析仪采集自主呼吸触发呼吸机做功时的呼吸参数及波形。结果主动模拟肺吸气触发流速、实际触发压力和触发做功随PEEP值的增加而增加,其中实际触发压力与设定的压力触发灵敏度的差值反映了内源性PEEP的增加。结论对不同PEEP水平、不同压力触发灵敏度条件下,患者触发呼吸机所需做功的变化进行分析,可辅助医生在进行呼吸机治疗时正确评估患者的病情,使用合理的呼吸模式,设定合适的呼吸机参数,并对患者的呼吸功能进行快速评价,从而提高呼吸机治疗的有效性和安全性。

流量波形触发技术在慢性阻塞性肺疾病合并撤机困难患者中的应用研究

目的观察不同流量触发机制对撤机困难的呼吸衰竭患者在压力支持通气(PSV)时通气参数的影响。方法呼吸衰竭患者23例,其中男性16例,女性7例,年龄(68±6)岁。基础疾病均为慢性阻塞性肺疾病(COPD)。所有患者均为接受有创人工气道(气管插管/气管造口)及机械通气支持1周以上者,在治疗过程中病情稳定准备进行自主呼吸试验(spontaneous breathing trial,SBT)。分别在标准流量触发(2L/min)和流量波形触发机制下通气支持30min(PS10cmH2O),监测患者的呼吸力学参数[包括潮气量(VT)、呼吸频率(RR)、分钟通气量(MV)、气道闭合压(P0.1)、浅快呼吸指数(RSBI)和压力时间乘积(PTPt)等]及动脉血气分析,并观察流量波形触发技术对撤机的影响。结果2例患者因生理学参数不稳定而终止SBT试验。其余21例在采用流量波形触发PSV支持30min后,RR、MV和RSBI均出现显著增加(P<0.05),但VT、P0.1却无明显变化。继续通气支持24h后,RR、MV和RSBI与采用流量波形触发PSV支持30min时相比无显著改变,PTPt和P0.1却呈显著降低,动脉血二氧化碳分压(PaCO2)也逐渐降低。采用流量波形触发PSV支持3～7d后,21例患者成功撤机。结论流量波形触发技术能显著减少COPD呼吸衰竭患者的自主吸气做功,改善人机同步性,提高撤机成功率。

呼吸机压力-时间曲线与流量-时间曲线的原理推导分析

目的以PB840呼吸机为例,从通气原理角度进一步分析压力-时间曲线与流量-时间曲线,从而更好地理解曲线的意义.方法①机械原理:PB840呼吸机是由中央处理器根据气路中分布的压力(送气端P1、呼气端P2)与流量传感器(送气端为空气Q1、氧气Q2、呼气端Q3)监测的数据来调控送气阀(空气、氧气)与呼气阀,以实现所设置的通气目标(容量或压力).②曲线本质:通气曲线是点的集合,每个点是指某个时刻气路中传感器直接测得或系统计算所得的压力或流量数值.③将呼吸过程分为吸气、呼气、呼气转吸气衔接(触发)3个部分,根据曲线形式来推断三部分气路运行状态及呼吸力学关系.结果①吸气过程:定容恒流通气时,因气流X与阻力R恒定,根据欧姆定律,肺泡内压(Pa)与回路压力(Pc)存在"Pc-Pa=XR",即Pa=Pc-XR,所以,此时的Pc压力-时间曲线能够间接反映Pa的变化.定压通气时,维持Pc在目标水平是通气的目标,所以,当面对各种呼吸状态变化时,其压力-时间曲线在目标压力部分的稳定程度反映了送气阀与呼气阀的配合能力.②呼气过程:从气流的组成机制可以分为呼气前段〔没有基础流量(Ba)或偏流(Bi)〕、呼气后段(有基础Ba或Bi),其中Ba或Bi等于Q1+Q2,所以,呼气流量-时间曲线的前段曲线函数X(t)=Q3t,后段X(t)=Q3t-(Q1t+Q2t).压力与流量在呼气峰流量点的对应关系:拉伸流量-时间曲线横坐标轴后,可发现呼气流量从呼气开始点0值至呼气峰流量(Fpeak)点间存在明显的时间跨度及曲线下面积形成,这意味着在峰流量点,已有部分气体从肺内排出,Pa会小于通气末点的平台压(Pplat),且拉伸后图可见峰流量点对应的Pc明显高于呼气末正压(PEEP),这些情况意味着用Fpeak计算呼气阻力(RE)的公式"RE=(Pplat-PEEP)/Fpeak",从欧姆定律角度存在不合理性.③呼气转吸气过程:根据两者转换开始点不同可分为两种:呼气完全结束后再开始进入吸气程序,此时流量-时间曲线吸气起点在横坐标轴;以及呼气未结束便开始进入吸气程序(存在内源性PEEP),此时流量-时间曲线吸气起点在横坐标轴以下,曲线斜率明显大于自然呼气曲线斜率.根据开始点至触发努力结束的结果不同可分为两种:达到触发点,呼气曲线自横轴或横轴以下向上延伸直至触发有效送气;未达触发点,呼气曲线自横轴或横轴以下向上延伸后再次向下运行(呼气),其间未触发有效送气(无效触发).结论熟知呼吸机的通气原理与气路图,将曲线信息回归通气本质,对分析掌握患者的通气状态、通气故障、人机对抗原因等有一定的帮助.