IPPV和SIMV通氣模式的特點分析與比較

陳華山

(廣州醫學院第四附屬醫院醫療設備科 廣州 510000)

有創呼吸機的通氣模式有很多,在臨床使用上,通常按送氣需要控制的目標來分類,可分為定容模式(容量控制、容量恒定)和定壓模式(壓力控制、壓力恒定)。間隙性正壓通氣(IPPV)和同步間隙指定通氣(SIMV)是最常使用的定容模式,下面先介紹定容模式下的性能參數,然后分別對IPPV和SIMV模式的通氣特點作較詳細的分析,并比較異同之處。

1 有創呼吸機定容模式下的性能參數

不論在何種通氣模式下,有創呼吸機都需要對吸氣觸發、吸氣控制、吸呼切換這3個關鍵環節進行參數設置。

1.1 觸發參數的設定與調節

此類參數的作用在于決定呼吸機何時向患者送氣。按觸發信號的來源可分為由呼吸機觸發和病人觸發。

(1)當使用呼吸機觸發時,所需設置的參數為呼吸頻率(f)。呼吸機按照預設的呼吸頻率定時給病人送氣。通常成人的呼吸頻率值設為12～20次/min。

(2)當病人存在自主呼吸時,可以使用病人觸發,觸發信號為患者吸氣動作導致的管路內流速或壓力的變化。這種變化在呼吸機上體現為觸發靈敏度,包括流速觸發靈敏度和壓力觸發靈敏度;流速觸發靈敏度通常設為3～5L/min,壓力觸發靈敏度通常設為-0.5～-2cmH2O。現在大多采用的是流速觸發。呼吸機觸發和病人觸發方式可以單獨使用,但在目前臨床病人的使用上,較多采用2種觸發同時并用,從而使觸發方式從呼吸機觸發向病人觸發逐漸過渡,對應于自主呼吸由無到有的過程,利于病人日后脫機。

1.2 控制參數的設定與調節

(1)控制參數指定了呼吸機按照預設的目標向病人送氣。在定容通氣模式下,就是以預設的潮氣量(Vt)給病人送氣;潮氣量的設置一般根據病人的體重以6～8mL/kg來計算。

(2)控制參數除了潮氣量外,還包括:吸氣峰流速(peak flow)、氣體的流速波形、吸氣時間(Ti)、吸氧濃度(FiO2)和呼氣末正壓(PEEP)。通常情形下,成人的吸氣峰流速設為40～80L/min,它以使氣流滿足患者吸氣努力為目標。吸氣時間通常設為0.8～1.2s。流速與送氣時間的積分即為潮氣量,所以當潮氣量設定好以后,吸氣峰流速和吸氣時間只需設定其一。流速波形通常選用方波或減速波。臨床使用上,減速波因與人體正常吸氣時的正弦波較接近,也較符合生理狀態,所以較多被采用。吸氣氧濃度是指呼吸機送入的氣體中氧氣所占百分比;在通氣的初始階段,為了糾正病人嚴重缺氧,可以給予高的吸氧濃度;隨著時間的推移,當病人的血氧飽和度能維持在90%以上時,應該把吸氧濃度設在50%以下,以防氧中毒。呼氣末正壓(PEEP)指病人在呼氣末維持在氣道的內壓為正壓,它可增加肺泡內壓、功能殘氣量和肺的順應性,改善通氣/血流比例。對COPD患者,PEEP通常設為3～5cmH2O。對ARDS患者,PEEP可設為10～20cmH2O。因PEEP具有較為復雜的生理效應,所以調節PEEP應在嚴密監測下進行。

1.3 切換參數的設定與調節

切換參數的意義在于決定病人何時從吸氣轉換成呼氣,它可分為時間切換、流速切換2種。

(1)當呼吸頻率(f)和吸氣時間(Ti)設定后,吸呼比可以換算出來(不用重新設定),也就決定了吸氣向呼氣切換的時間點。吸呼比通常為1:2～1:1.5。

(2)呼吸機上的流速切換信號通常是指“呼氣觸發靈敏度”,它是以吸氣流速的下降到峰流速的某一百分比值或某一絕對值來表示,通常設為25%或1～3L/min。

圖1

2 同步間歇指令通氣(SIMV)

(1)SIMV和其它定容通氣模式一樣,需要醫護人員在有創呼吸機上設置潮氣量(Vt)、吸氣峰流速(peak flow)、呼吸頻率(f)、吸氣時間(Ti)、氣體流速波形、呼氣末正壓(PEEP)和吸氧濃度(FiO2)等參數,但由于SIMV是一種輔助通氣模式,所以還需設置觸發靈敏度,用流速觸發靈敏度(L/min)來表示。

(2)通過以上設置的參數,根據運動方程,P總=R×Flow+Vt/C+PEEP(其中,P總為氣道壓力,R為氣道阻力,Flow為吸氣流速,Vt為潮氣量,C為肺順應性,PEEP為呼氣末正壓)、R=(Ppeak-Pplat)/Flow(其中,Ppeak為峰壓,Pplat為平臺壓)、C靜態=(Pplat-PEEP)/Vt以及C動態=(Ppeak-PEEP)/Vt,可以算出Ppeak、Pplat、P總,從而可以得出時間—壓力曲線以及時間—流速曲線。

2.3 SIMV通氣模式的特點分析

假設呼吸頻率f=6次/min,下面以時間—壓力曲線為例(圖1)。

在上圖中,黑影部分是SIMV每個呼吸周期起始段的觸發窗,通常約占每個呼吸周期時間的25%。在觸發窗期間內自主呼吸達到觸發靈敏度,呼吸機即輸送一次同步指令通氣;若無自主呼吸或自主呼吸較弱不能觸發時,在觸發窗結束時呼吸機自動給一次指令通氣.此后在呼吸周期的剩余時間內允許患者自主呼吸,即使自主呼吸力達到觸發閾,呼吸機也不給指令通氣。圖中笫2、5個周期說明觸發窗期巳消逝,圖中雖有向下折返的自主呼吸負壓,但呼吸機給的是指令通氣并非同步指令通氣。第1、3、4、6均為在觸發窗期內自主呼吸力達到觸發閾呼吸機給予一次同步指令通氣。按照通氣參數之間的關系:潮氣量(Vt)×呼吸頻率(f)=分鐘通氣量(MV),在定容通氣模式下,設置了潮氣量與呼吸頻率,那么,分鐘通氣量也就確定了。但在SIMV通氣模式下,由于在每個呼吸周期起始段存在觸發窗,并且在觸發窗期,病人自主呼吸力達到觸發閥的時間又不確定(也不一定能達到),所以在每一個呼吸周期內的實際潮氣量與設定值存在誤差,故實際分鐘通氣量值也隨之在小范圍內波動。

3 間隙性正壓通氣(IPPV)

3.1 IPPV通氣模式需要設置的通氣參數和SIMV基本一樣,唯一不同的是

IPPV通氣模式屬于控制(指令)方式,不需要設置觸發靈敏度的數值,也就是說觸發靈敏度設置為0L/min。當將觸發靈敏度設置為有數值的時候,通常是1～3L/min,就會變成有觸發的IPPV通氣模式,即IPPV/Assist,簡稱SIPPV。

3.2 IPPV、SIPPV通氣模式的特點分析

SIPPV通氣模式是在IPPV的基礎上,跟隨病人自主呼吸而提供的通氣循環,它在達到呼氣時間末立即提供機械通氣,所以在潮氣量恒定的情況下,呼吸頻率可能增加,而分鐘通氣量也隨之增加。

4 比較SIMV、IPPV、SIPPV通氣模式的異同點

由上面的分析可以知道:SIMV、SIPPV屬于輔助通氣模式,IPPV屬于控制(指令)通氣模式;SIMV在每個呼吸周期起始段都有一個觸發窗期,在這段時間內,只要病人的自主呼吸達到觸發靈敏度,呼吸機即輸送一次同步指令通氣,否則,才提供指令通氣;SIPPV通氣模式是在呼吸周期結束(呼氣時間末)就立即提供指令通氣。簡言之,SIMV通氣模式根據病人的不同情況既可以提供指令通氣,又可以提供同步間隙指令通氣,更適合有自主呼吸的病人,利于日后脫機;而SIPPV只能提供指令通氣。

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