张根生 朱熠冰 宋飞珍 译 张根生 校对
关键词
肺顺应性；食管压力；阻抗；肺损伤；呼吸力学；呼吸机波形
要点
O评估危重病患者的呼吸系统力学功能可以早期识别影响患者预后的可能异常征象。
O通过非侵入性和侵入性方法评估“患者—呼吸机”相互作用。
O对呼吸力学的各种测量和计算可优化通气模式和特定呼吸机参数的选择。
O所有的通气策略应该使患者的呼吸做功和肺损伤最小化。
引言
机械通气支持期间对呼吸系统机械通气功能的评估，包括通过各种方法评价呼吸系统物理学和呼吸机性能，最终达到弄清楚呼吸系统内部压力与流速两者之间关系的目的。早期检测这种相互作用的异常至关重要，因为它可能影响患者的预后。在重症监护病房，认识到呼吸功能的改善或恶化、呼吸机设置与患者需求是否匹配以及呼吸机参数是否遵循肺保护策略，已经变得越来越重要。呼吸系统测量包括一些单一参数和组合参数，同时也包含一长串导出数值。为了获得这些数值并识别呼吸系统机械通气功能异常，目前有多种监测方法可供临床医生使用。呼吸机波形、食道压力、腹内压力和电阻抗X线断层摄影技术，这些是获得测量并充分评估呼吸系统力学功能的最被熟知的监控工具。
在美国国立卫生急性呼吸窘迫综合征（ARDS）网络（ARDSnet）研究所报道了小潮气量（VTs）通气使机械通气的ARDS患者生存率获益之后的16年间，很多研究把重点都放在方法学的探讨上，用这些方法来评价其它呼吸参数对机械通气患者整体管理的作用。其中，呼气末正压（PEEP）、同步性、流量输送、呼吸周期、触发、肺泡应力和肺泡扩张在重症监护病房已成为常规的评价内容。机械通气是一种支持性治疗，必须严密监测以尽量减少并发症的发生，这一点必须牢记。
本文对用于评估呼吸系统力学功能的一些基本和先进的方法，以及支持它们使用的最新证据做一阐述。
呼吸机波形图
现代呼吸机连续测量呼吸周期期间的压力、流速和潮气量，并描记出各种各样的波形。常见波形提供压力、流速和潮气量相对于时间的关系，而向量环则显示两个绘制参数之间的关系。这些图形成为获得评估呼吸系统力学功能的最快和最容易的工具。
常见波形
压力-时间波形
呼吸机屏幕上显示气道压力（Paw）作为时间的函数。气道压力波形形状受到吸气流速、呼吸系统力学和患者吸气努力的影响。压力-时间波形形态也与流量输送的波形(方波或递减波)相关（图1）。
肺泡压与气道压
由于流速和气道阻力的存在，在吸气相吸气峰压力（Ppeak）总是比肺泡压力（Palv）高，因此Palv可用吸气末暂停（EIP）方法来估计。在被动呼吸态状下，在吸气末予以0.5至2秒的暂停，流速逐渐减至0，此时压力在呼吸系统内均衡分布。在这些静态条件下，近端气道测得的平台压（Pplat）是接近于Palv的（图2）。
在压力控制通气期间，平台压相当于设置的吸气时间末流速为0时的实际气道压力。吸气暂停也可以用于压力控制通气期间被动呼吸患者的平台压测量。当使用平台压替代肺泡压时，需要考虑到胸壁顺应性（CCW)的影响。当CCW很低时，其对平台压影响很大；而只有在CCW正常时，平台压才能作为肺泡压的替代。肺泡压（平台压）限制在30cmH2O内似乎可降低肺泡过度膨胀和呼吸机相关肺损伤的风险，但一些临床医生认为可能没有安全的肺泡压（平台压），因此将平台压尽可能的设置在最低水平，或许是更好的肺保护策略。
Al-Rawas和同事最近描述用呼气时间常数（TE；约63％呼吸周期时间）来测定在被动呼吸时的平台压、呼吸系统顺应性和总阻力。这种方法不需要吸气末暂停，允许连续、自动监测平台压，且在自主呼吸模式，如压力支持下，也能实时评估呼吸力学（图3）。
内源性呼气末正压（auto-PEEP）
指任何引起肺排空不完全的情况导致呼气末肺容积增加（空气滞留或动态过度充气）和肺泡压力大于预设的PEEP水平（auto-PEEP）。auto-PEEP在被动呼吸患者可以通过应用呼气末暂停0.5至2秒从压力-时间波形估算出来（图4）。
在容量辅助/控制通气期间，auto-PEEP增加整个通气周期的肺泡压；在压力目标（控制）通气期间，auto-PEEP降低了吸气相肺泡压力梯度（驱动压力），从而减小潮气量。auto-PEEP的一个重要的影响是，它引起了肺泡压和回路压力之间的压力梯度，而势必增加患者的触发努力才能触发呼吸机实现通气，甚至引起误触发，而导致人机不同步。这种情况最常见于需要长呼气时间的阻塞性气道疾病的患者。
患者-呼吸机流速同步
容量辅助/控制通气时，压力—时间曲线可提供有关患者-呼吸机同步的重要信息。在图5，压力—时间曲线吸气相呈铲形轮廓提示呼吸机流量输送不足，以及患者吸气努力在增加。
患者-呼吸机触发同步
辅助呼吸通常由患者努力产生的回路压力或连续流速变化而触发。在现代仪器中，这两种触发方式都是有效的，并迅速对患者努力做出反应。触发灵敏度应设置的尽可能敏感，但又不产生误触发。不敏感的触发设置可能会导致呼吸机对患者吸气努力的无反应（错过呼吸或触发）或者患者被迫产生大量的吸气努力，在压力-时间曲线上可显示为每次呼吸开始时过多的负相波（图6）。触发同步的失调可引起膈肌能量的过度消耗和浪费。
患者-呼吸机周期同步
吸气肌松弛和呼气肌收缩(例如腹横肌)意味着呼气相的开始。如果机械通气送气结束（呼气切换）发生在这一点之后（切换延迟），这会导致吸气末气道压力增加（图7）。
相反，如果呼吸机的呼气切换发生在患者吸气努力停止之前（过早切换），在呼吸机的呼气相开始时气道压可能会有明显的下降，有时还可触发引起双吸气现象。
流速-时间曲线
与压力或容量波形相比，流速—时间曲线具备一个独有特征，它可提供基线以上和基线以下一样多的信息。按照惯例，吸气流速是正向的，它可以是预设的（容量辅助控制通气）或可变的（压力控制通气）。呼气流速为负向的且常常是被动的（图8）。
如前所述，任何导致肺排气不完全的情况均会导致auto-PEEP的产生，其特征在流速—时间曲线上显示为在下一次机械通气吸气开始前呼气波形曲线不能回至基线（零流速）（图9）。气道阻力（Raw）增加或呼气时间不足是产生auto-PEEP的两个最常见的原因。
呼气流速描记图上存在间歇性凹陷提示可能发生了患者吸气触发不成功（见图8中的流速描记图）。
容量—时间曲线
因为大多数现代呼吸机具有管道回路压缩补偿功能，容量—时间曲线上显示的潮气量非常接近于从呼吸机输出的潮气量。当曲线的呼气相显示在下次呼吸机送气之前不能回到基线，提示存在漏气现象。在大多数情况下，当吸气开始容量描记图再设置到零点时，它会提供一检验标记（图10）。容量-时间曲线是胸管放置后漏气量化的重要方法。
向量环
流速—容量环
大多数呼吸机的流速—容量环显示吸气流速在基线上方而呼气流速在基线下方。在阻塞性气道疾病中，呼气峰值流速减少而呈铲形。流速—容量环可作为评估机体对支气管扩张剂反应的一个有用工具（图11）。流速—容量环的吸气和呼气曲线均呈锯齿形，表明大量分泌物积聚，或呼吸机管道回路中存在冷凝水（图12）。
压力-容量环
压力—容量（P-V）图可以是动态的（气流存在）或静态的（在无流速情况下，随着容量出现不连续的、微小变化而进行多重测量）。在一些呼吸机上，静态曲线近似于慢流速吸气/呼气波形，进而使其流速相关压力最小化。
静态曲线的斜率反映呼吸系统的顺应性(CRS)。拐点是曲线上曲率（即凹度）改变的标志点。PV环上的下拐点和上拐点分别被视为肺泡塌陷和过度扩张的压力点（图13，图14）。 重要的是，PV曲线的呼气支，而不是吸气支可能更好的评估气道塌陷。
对于急性肺损伤和ARDS患者，使用静态或慢流速P-V环上的拐点来指导肺保护潮气量和PEEP值的设置。然而，这种方法存在两个重要的局限性，其一为P-V曲线的测量常常需要镇静，有时甚至要使用肌松剂；其二为胸壁力学也会影响环的形态。此外，由于肺损伤的不均质性，用单一图表方法还原呼吸系统的力学性能过于简单。由于肺泡充气发生在整个P-V环，下拐点不应视为反映整个肺泡开放和闭合的折点，由此其可能不能反映理想PEEP的设置值。同样，上拐点经典认为是过度扩张的开始，但也反映了充气的结束。
动态P-V环在识别流速非同步方面非常有用，沿着吸气支出现凹面提示流速过低（图15），而增加压力支持或增加吸气流速可以纠正这种异常情况，并可恢复吸气支的正常凸面。行容量辅助/控制通气的严重阻塞性气道疾病患者，其动态P-V环显示X轴上的曲线异常增宽，反映出需要高流量相关的充气压力（图16）。
请继续关注：呼吸系统力学功能的评估（二）
编辑 凉风涩