常见的机械通气模式 刘婷婷 华西医院重症医学科

机械通气的目的 严重呼吸衰竭病人的一种呼吸支持方法，不是病因治疗，而是为病因治疗争取时间和创造条件。 明确机械通气的目的，恰当掌握适应症和应用指针。 当建立机械通气的病理生理基础不再存在时，机械通气应尽早撤出。

常见的模式 A/C－VCV A/C－PCV PSV SIMV(VC or PC)+PSV PAV IRV MMV

常见的模式使用比例 Esteban (1992) Esteban (1996) Esteban (1998) VCV 55% 47% 53% PCV 1% – 5% SIMV 26% 6% 8% SIMV + PSV 25% 15% PSV 4% 其他模式 2% 7% Esteban A, Alia I, Ibanez J, et al. Modes of mechanical ventilation and weaning. A national survey of Spanish hospitals. Chest 1994; 106: 1188-1193 Esteban A, Anzueto A, Alia I, et al. How is mechanical ventilation employed in the Intensive Care Units? An international utilization review. Am J Respir Crit Care Med 2000; 161: 1450-1458 Esteban A, Anzueto A, Frutos F, et al. Characteristics and outcomes in adult patients receiving mechanical ventilation. JAMA 2002; 287: 345-355

选择不同机械通气模式的目的 改善通气 改善气体的交换 缓解呼吸窘迫 降低呼吸氧耗，逆转呼吸肌疲劳 改善压力-容量关系 预防和治疗肺不张 改善顺应性 预防进一步损伤 其他 保障镇静肌松安全、维持胸壁稳定性

呼吸模式介绍 吸气如何开始 吸气如何进行 吸气如何结束 呼气如何进行

呼气末正压PEEP 呼气末肺泡压大于0 实际上PEEP在整个呼吸周期皆存在 使呼吸周期的基线上台，影响峰压、平台压和平均气道压 PEEP P t P PEEP

呼气末正压PEEP 治疗急性肺损伤或肺水肿 对抗内源性PEEPi，治疗COPD 降低机械通气阻力 PEEP 提高氧分压 改善肺泡和肺间质水肿 扩张陷闭的肺泡 保持FRC 增加肺组织顺应性 对抗内源性PEEPi，治疗COPD 降低机械通气阻力 t P PEEP

呼气末正压PEEP 一般设置为3~5cmH2O 在COPD病人中，一般按照PEEPi的75％设置 在ARDS病人中，以P-V曲线上的低位拐点参考

触发灵敏度 在有自主呼吸时，病人通过触发灵敏度触发呼吸机送气。 其设置值要尽量保证既没有假触发，有不存在触发困难。 压力触发(pressure trigger) -1 to -2 cmH2O 流量触发(flow trigger) -1 to -3 lpm 其设置值要尽量保证既没有假触发，有不存在触发困难。

吸气开始 患者触发 时间触发 呼吸机的使用应尽量保留病人的自主呼吸

吸气开始 During A/C in the absence of patient effort, the ventilator delivers one inspiration at the beginning of every breath period, as shown in figure. Such a breath is called a ventilator-initiated mandatory (VIM) breath. If the patient’s inspiratory efforts generate a pressure or flow trigger before the breath cycle has elapsed, the ventilator delivers PIM. VIM PIM Tb Tb = 60/f

吸气触发的方式 — 压力触发 P (cmH2O) 呼气末气道压力下降 = 患者开始吸气 = 呼吸机开始送气

吸气触发的方式 — 压力触发 压力触发灵敏度的设置 指气道压力较PEEP下降的水平 0 – 20 cmH2O 例如 Trigger sensitivity = -2 即气道压力为-2 (8) cmH2O时呼吸机开始送气

吸气触发的方式 — 流量触发 呼气流量  吸气管路中气体流量 吸气管路 呼气管路 呼气末

吸气触发的方式 — 流量触发 呼气流量 < 吸气管路中气体流量 提示：患者开始吸气 吸气管路 呼气管路 开始吸气

吸气触发的设置 -20 触发灵敏度 难 易

A/C 模式 即辅助/控制模式 病人无自主呼吸 病人有自主呼吸 分为A/C－VCV和A/C—PCV两种 控制 辅助

容量控制通气容量 Volume Control Ventilation (VCV) 是以控制送气时的潮气量为目的，即呼吸机在给病人送气时，每次送气的容量一定。 气道压力是变化的。 有自主呼吸的病人，通过触发灵敏度触发呼吸机送气。 呼吸机送气的方式由呼吸机决定。 吸气过程几乎由呼吸机做功，病人所做的功很少。

参数设置 FiO2 (%) 潮气量(Vt)或分钟通气量 触发灵敏度 吸气流速(l/min) 流速波形 呼吸频率(b/min) 吸气末暂停时间(s)或吸气末暂停百分比(%) 吸呼比 PEEP (cmH2O)

潮气量的设置 成人5-15ml/kg 病人身材、基础VT、肺胸顺应性、死腔量、气道阻力以及如何避免VILI 尽量保持气道峰压不超过40cmH2O,平台压不超过35cmH2O 小潮气量5-8ml/kg，一般用于ARDS、严重气流阻塞病人

呼吸频率（f）(b/min) 当患者没有自主呼吸时，患者总的呼吸频率等于设置的背景频率。 当患者有自主呼吸时，患者总的呼吸频率等于或大于背景频率，但是患者的呼吸是由患者自己触发的。

呼吸频率（f）(b/min) 控制频率12-20次/min 潮气量和吸气流量决定吸气时间，频率与呼气时间有关 频率越快，呼气时间就越短 为了获得较低平均气道压，避免气体陷闭和PEEPi的发生，应给与足够呼气时间。

流量波形 方波：流速恒定，设置的流速既是峰流速，又是平均流速 减速波：设置峰流速 正弦波：设置峰流速 潮气量相同时，面积相等

流量波形 恒定流量比减速流量产生的气道峰压要高，气道平均压低。 气体的分布在应用减速流量方式时较好。 近年研究认为与其他波形比较，减速流量比较理想。

流速设置 吸气流速的选择需要根据病人吸气用力水平，理想的吸气流速应与病人最大吸气需要相配 成人40-100L/min，婴儿4-10L/min

流速设置 流速越大，气道峰压和胸内压越大，但易致局部肺泡过度扩张，气体分布不均，气压伤危险增加 低流速时，气道峰压和平均压降低，气体分布较均匀，气压伤危险减少 流速的选择应考虑病人的舒适性

容量控制通气中参数的关系 参数 公式 MV MV = f x Vt Vt Vt = flow x Tinsp f (frequency) Ttotal Insp% I:E 公式 MV = f x Vt Vt = flow x Tinsp Ttotal = 60 / f Tinsp = Ttotal x Insp% I:E = Tinsp / (Ttotal – Tinsp)

容量控制通气中参数的关系 MV f Vt Flow Ttotal Tinsp Insp% Servo 900C  Drager Evita2 NPB 840 TAEMA Horus4 Bear 1000 Newport E200

吸气末暂停时间(s)或其百分比(%) 屏气时间的设定可以促进气体在肺内的均匀分布。 用于测定平台压和静态顺应性。

吸气末暂停时间(s)或其百分比(%) P t Flow

吸气末暂停时间(s)或其百分比(%) 肺泡的呼吸力学分类 快反应肺泡(时间常数较小) 慢反应肺泡(时间常数较大) 时间常数∝气道阻力×顺应性 R C r c

吸气末暂停时间(s)或其百分比(%) 在吸气暂停时间，有利于快反应肺泡的气体想慢反应肺泡转移。 有利于气体在肺内的均匀分布。

吸气结束 当没有设置吸气末暂停时间，呼吸机属于容量转换，即VT送完时吸气就结束，呼气开始。 当吸气过程中出现气道压力突然增高超过报警线时，吸气结束，呼气开始。

容量控制通气: 评价 缺点 优点 气道压力不恒定 潮气量恒定 保证最低分钟通气量 设置简单 通气不均一 人机对抗 吸气力量 Raw, Crs, st Vt, Flow 通气不均一 吸气末暂停 人机对抗

压力控制通气 Pressure Control Ventilation (PCV) 是以控制送气时的压力为目的，即呼吸机在给病人送气时，每次送气的气道压力一定。 潮气量是变化的。 有自主呼吸的病人，通过触发灵敏度触发呼吸机送气。 呼吸机送气的方式由呼吸机决定。 吸气过程呼吸机所功占绝大部分，病人做功很少。

参数设置 压力控制水平(PC) PEEP 吸气触发灵敏度 呼吸频率(b/min) 吸气时间(s)或吸气时间百分比(%) 分钟通气量上限及下限报警 FiO2 (%)

吸气开始 前面已经叙述。

吸气进行 压力控制模式保证在整个吸气相持续保持预置的吸气相压力. 呼吸机根据预置的呼吸频率, 吸气时间及吸气压力水平进行通气, 吸气流速为减速气流。 呼吸机控制预置的压力水平. 设置的压力水平, 吸气时间, 及肺的机械特性均影响潮气量。

吸气上升时间 Insp rise time 100%

吸气上升时间

吸气时间(Ti) 2 3 1 吸气末流速水平根据吸气时间有所不同 若吸气时间足够长, 吸气末流速可能达到0

吸气时间(Ti) 在这个模式下设置的吸气时间（Ti）是用来控制呼吸机送气时间和吸呼比的。 例如，当设置Ti为1s，呼吸频率20次，则吸呼比为1：2。

吸气终止 一般说来，在吸气时间结束时，吸气就结束。 当病人出现咳嗽或其他原因引起气道高压报警时，吸气结束。

PCV评价 优点 压力恒定 通气均一 漏气补偿 设置简单 缺点 潮气量不恒定 吸气压力 吸气力量 Raw, Crs, st

压力支持通气 Pressure Support Ventilation (PSV) 是一种部分通气支持方式。 由自主呼吸触发呼吸肌送气、维持通气压力和决定吸呼气转换。 在吸气过程中给予一定的压力辅助(PS)。 潮气量的大小由患者因素和呼吸机设置压力的大小共同决定。 用于有一定呼吸能力的呼吸衰竭患者。

参数设置 压力支持水平（PS） PEEP 吸气触发灵敏度 呼气触发灵敏度 吸气上升时间(s)或吸气上升时间百分比(%) 分钟通气量报警上限和下限 FiO2 (%)

参数设置 吸气的识别：吸气如何开始 患者触发 吸气压力的维持：吸气如何进行 恒定压力 吸气终止的识别：吸气如何结束 设置呼气触发灵敏度

吸气进行 压力支持模式保证患者吸气过程中吸气压力维持恒定。 呼吸机按照预置吸气压力送气, 患者决定呼吸频率及吸气时间。

影响指标的因素 病人和呼吸机共同作用，实现各个指标的变化。 吸呼气转换：自主呼气能力、呼气触发灵敏度 潮气量：支持压力水平、自主呼吸能力、气道阻力、肺组织弹力 最大吸气流速：支持压力水平、自主呼吸能力 吸气时间：自主呼吸能力 压力坡度：压力坡度越陡直，流速高、潮气量大 吸呼气转换：自主呼气能力、呼气触发灵敏度 吸气压力：自主呼吸能力、PEEP、压力支持水平

压力支持通气 压力支持通气在病人吸气的过程中，给予部分支持。 在此模式下，病人吸气时所做的功由呼吸机和病人共同承担。所以对病人的呼吸肌有一定的锻炼作用。 当PS越小，呼吸机做的功越少，病人所做的功越多，病人的呼吸肌越能都得到锻炼。

呼气触发灵敏度 呼气触发灵敏度对保证患者舒适及人机同步非常重要. 呼气触发灵敏度是吸气转变为呼气的时间点. 例如, 对呼气阻力较高(COPD)的患者, 应将呼气触发灵敏度设置较高, 以确保有充分的呼气时间 100% 40% 10% 5% 1%

呼气触发灵敏度 Ventilator ETS Fixed ETS Siemens 300 5% Bird 8400 25% Star 25% or 4 lpm Evita 4 25% (Adult) 6% (Paediatric) Bear 1000 Adjustable ETS Galileo 10 – 40% NPB 840 1 – 45% Servo i 1 – 40% Cardiopulmonary Venturi 5 – 80%

呼气触发灵敏度 吸气峰流量 25% 15% 45% Tinsp

呼气触发灵敏度的影响 ETS 40% ETS 5% 潮气量(L) 0.51  0.17 0.61  0.25 吸气时间(sec) 1.04  0.29 1.66  0.62 呼吸频率(bpm) 25.0  12.1 21.5  12.6

吸气结束 当患者触发呼吸机时吸气开始。 当吸气流速下降到预置水平以下时(呼气触发灵敏度)。 若达到气道压力报警上限。

PSV评价 优点 气道压力恒定 缺点 潮气量不恒定 患者决定呼吸频率

同步间歇指令通气 Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation(SIMV) 在两次呼吸机送气之间是不受呼吸机影响的自主呼吸，如果在病人自主呼吸时给予一个压力支持水平，即PS时，则此模式变为SIMV+PSV模式。

参数设置 压力支持水平 PEEP 吸气触发灵敏度 SIMV频率(b/min) 潮气量 吸气时间(s)或吸气时间百分比(%) 分钟通气量上限及下限报警 FiO2 (%)

SIMV + PSV Tb = SIMV breath cycle (includes Tm and Ts) Tm = Mandatory interval (reserved for a PIM breath) Ts = Spontaneous interval (VIM delivered if no PIM delivered during Tm)

SIMV(VC) + PSV 每个SIMV周期为 60 Preset SIMV-rate 每个SIMV周期包括两个部分: Pressure Support Level above PEEP PEEP Trig. SIMV-period SIMV-cycle 每个SIMV周期为 60 Preset SIMV-rate 每个SIMV周期包括两个部分: SIMV窗口: 指令通气或同步通气 自主呼吸窗口: 触发产生压力支持通气

SIMV(VC) + PSV SIMV触发窗内患者第一次触发时呼吸机将给予控制/辅助通气 Pressure Support PEEP Trig. SIMV-period SIMV-cycle Pressure Support Level above PEEP

SIMV(VC) + PSV 在SIMV通气后, 患者所触发的每次通气均为压力支持通气 Pressure Support PEEP Trig. SIMV-period SIMV-cycle Pressure Support Level above PEEP

SIMV(VC) + PSV 如果SIMV触发窗内没有任何吸气动作, 则在SIMV触发窗结束后, 呼吸机将给予指令容量控制通气 PEEP Trig. 如果SIMV触发窗内没有任何吸气动作, 则在SIMV触发窗结束后, 呼吸机将给予指令容量控制通气 SIMV-period SIMV-cycle Pressure Support Level above PEEP

SIMV(VC) + PSV 在病人自主呼吸时，机器可以给予一个压力支持，即PS。

SIMV评价 优点 保证最小分钟通气量 人机同步性有所改善 缺点 模式复杂 可能导致潮气量不足

成比例辅助通气 Proportional Assist Ventilation (PAV) 原 理 Pmus +Paw =Pres +Pel Pres= R×f Pel= E×VT 得出： Pmus +Paw= R×f + E×VT Pmus:呼吸肌收缩力; Paw:机械通气压力 Pres:克服气道阻力的压力;Pel:克服胸肺弹性阻力的压力 R:气道阻力;f:吸气流速;E:弹性阻力;VT:潮气量

原 理 在A/C-VCV时，通气时的f和VT是恒定的，R和E也是恒定的，所以Pmus和Paw是呈反向变化的。 原 理 在A/C-VCV时，通气时的f和VT是恒定的，R和E也是恒定的，所以Pmus和Paw是呈反向变化的。 在PSV时，Paw是恒定的，所以患者VT和f的改变仅仅依靠患者呼吸肌收缩力的改变。 在PAV中，Paw随Pmus的变化而变化，呼吸机持续监测患者的R和E，及上次送气时的VT和f。 设定通气辅助占气道阻力和胸肺弹力的比例，以此确定Paw。

PAV – 评价 优点 符合患者生理 参数少 调节客观，方便 缺点 只能有自主呼吸的病人 测定误差 引起通气量不足 漏气高敏感性

反比通气 Inverse Ratio Ventilation (IRV) 吸气延长技术。 将符合呼吸生理的吸呼时间比“强制性”缩短，使I:E≥1。 目的是为了改善氧合，而避免肺过度充气。 主要用于ARDS患者顽固性低氧血症。

改善氧合的方法 增加FiO2：最主要常用的方法 PEEP：最重要的方式，但是不能无限增加 通气量：对于时间常数不同的肺泡？ 吸气正压：气压伤的可能性 增加吸气时间或 IRV

IRV改善换气的原理 肺泡呼吸力学分类 快反应肺泡(时间常数较小) 慢反应肺泡(时间常数较大) R C r c

IRV的缺点 肺泡过度通气：气体陷闭 PEEPi的形成：气体陷闭 人机对抗：不符合呼吸生理 影响血流动力学：增加平均肺泡内压

双水平气道正压通气 Biphasic Positive Airway Pressure(BIPAP) 基本工作特点是传统正压控制通气(PCV)和完全自主通气(CPAP)的结合 随参数调节和自主呼吸变化，可以表现为 反比通气(PC-IRV) 间歇指令通气(PC-IMV) 气道压力释放通气(APRV) 持续气道内正压(CPAP)

BIPAP 呼吸机在PEEPH和PEEPL上都可以随意或间断的自主呼吸 自主呼吸时有PS提供压力支持 T总＝TH＋TL T总＝60/f P

BIPAP参数设置 呼吸频率 PEEPH PEEPL TH和TL 压力支持水平 吸气触发灵敏度 呼气触发灵敏度 高压限制水平

BIPAP——PCV和PC-IRV 当无自主呼吸时，可以转变为PC模式 当TH＜TL ，为PCV 当TH＞TL ，为PC-IRV P t PEEPH PEEPL TH TL

BIPAP——SIMV、APRV、CPAP 当存在自主呼吸时，若呼吸频率较慢， TH较短， TL较长，自主呼吸出现在PEEPL水平，则变为PC-SIMV模式 TH较长， TL较短，自主呼吸出现在PEEPH水平，则变为APRV模式 当PEEPH ＝ PEEPL ，则为CPAP模式 t P PEEPH PEEPL TH TL

BIPAP—评价 缺点 气道压力稳定 易导致通气不足 人机配合较好 设置方式太多，不易掌握 独特的压力调节方式 “万能”通气模式 不良作用小 优点 气道压力稳定 人机配合较好 独特的压力调节方式 “万能”通气模式 不良作用小 改善氧合 缺点 易导致通气不足 设置方式太多，不易掌握

指令分钟通气 Mandatory Minute Ventilation (MMV) 呼吸机通过改变自身每分通气量使患者的实际每分通气量达预设值 有改变潮气量和改变呼吸频率两种基本方式 当实际通气量低于预设值，呼吸机增加通气辅助，直至达预设值 当无自主呼吸时，呼吸机按预设通气量通气

改变呼吸频率法 需设定潮气量，通过定容型模式完成。 当MMV运行时，呼吸机每次输送的潮气量不变。 呼吸机以监测一定时间内通气量作为基础。 当患者分钟通气量大于预设值时，呼吸机仅提供气源，或者提供压力支持。

改变潮气量法 通过定压型模式完成 提高压力支持水平实现

MMV – 评价 优点 保证最低通气量 用于自主呼吸不稳定的患者 用于脱机 缺点 不能保证适当的呼吸形式 浅快呼吸和肺泡通气量不足

谢谢！