第三节 呼吸机的切换方式
一、 由吸气转为呼气的切换方式
呼吸机将正压气体送入肺内,完成吸气以后,应向呼气相切换。 目前常用的切换方式有:压力切换、流速切换、容量切换和时间切换。一台呼吸机要正常工作,至少需要一种切换方式,但先进的呼吸机一般都具备多种切换方式。
(一)呼吸机的切换方式
1.压力切换
压力切换也称为定压切换,机器内部设有压力传感器,能监测呼吸道的实时压力。呼吸机给患者送气时,须预先设定压力值,当呼吸机产生正压,气流进入呼吸道,使肺泡扩张,气道压力不断升高,当压力达到预设值时,就停止送气,吸气相结束,进入吸气末平台期或直接转为呼气相。
压力切换的特点是气道的最大压力是限定的,但吸气时间、流速、吸入气量(潮气量)等取决于预设压力值,以及胸肺的顺应性。如果气流速度快,预设压力低,则吸气时间短;而气流速度慢,预定压力高,则吸气时间长。潮气量受肺的顺应性影响,在相同的预定压力下,肺的顺应性好,潮气量大,而肺的顺应性差,潮气量明显降低。因此在临床应用中,压力切换型呼吸机比较容易产生通气过度或通气不足。压力切换型呼吸机由于通气量不能保持稳定,因此不适用于肺部病变严重的患者。
2.容量切换
容量切换也称为定容切换。需要预先设定潮气量值,当呼吸机给患者送气时,不管患者肺和气道阻力的大小,送气量达到预设的潮气量,也即机器将预设的吸气量(潮气量)送入肺内,呼吸机就立即停止送气,进入吸气末平台期或直接转为呼气相。呼气时,呼吸道压力下降与大气相通,肺泡内气体排出体外。
容量切换的特点是潮气量稳定,可保证有足够的通气量,但呼吸道压力、流速等都不恒定,设置不当会造成通气不足或通气过度。由于潮气量已经设定,气道压力随着呼吸频率、吸气时间、流速波形、肺的顺应性和气道阻力等而变化。容量切换型呼吸机必须有压力报警装置,要通过设定压力上限,来防止气道压力过高、肺泡破裂、产生气胸等严重并发症。容量切换型呼吸机可保证需要的通气量,因此常用于存在肺部病变的患者。
3.时间切换
呼吸机给患者送气,预设吸气时间,当机器达到设定值时,呼吸机停止送气,进入吸气末平台期或直接转为呼气相。呼吸道压力、气体流速、吸入气量等都不恒定。潮气量由吸气时间和吸气流速来决定。时间切换模式目前已经不再单独使用。
4.流速切换
流速切换的机器内部设有流速(流量)传感器,能监测呼吸道的实时气体流速。
需要设定切换时的流量。刚开始送气时,气道内的气体流量比较高,然后逐步降低,当呼吸道的气体流速降低到小于预设值(如1~4Lm/in或峰值流速的25%)时,就停止送气,转为呼气相。在此切换方式,吸气时间、肺内压力、吸入气量等都不恒定,取决于预设流速值和胸肺的顺应性。
5.持续气流型
呼吸机持续送气,当呼气阀门关闭时,气道压力增高,超过患者肺内压力时,气体流向患者气道内,即为吸气期;当呼气阀门开放时,气道与外界相通,持续气流直接流向机外,此时肺泡内压力大于大气压,肺内气体也向外流出,为呼气期。
这种机器的特点是,由于气道内有持续气流存在,患者随时能吸气。婴儿型呼吸机多数采用此种方法,能克服婴幼儿吸气压力小,触发呼吸机困难的问题。
(二)呼吸机的复合切换方式
在控制通气中,首先选择的是时间切换,其次是容量切换,二者常常兼容。在辅助通气中,因强调患者的自主呼吸触发,只有压力和流量的变化才能触发切换。
目前呼吸机的发展方向是在同一台机器中,同时有压力切换、容量切换、时间切换等方式,可根据患者的情况来选用。一般以压力、容量、时间和流速中的某一种为主要切换方式,加上其他切换方式作为保护性措施。
二、 由呼气转为吸气的切换方式(www.xing528.com)
呼吸机在患者完成呼气以后,应向吸气相切换。 目前常用的切换方式有:自主切换、时间切换和人工切换。一台呼吸机要正常工作,至少需要一种切换方式,但先进的呼吸机一般都同时具备3种切换方式。
(一)自主切换(同步触发)
自主切换即自主呼吸触发,也称为同步呼吸。由患者的自主吸气来触发呼吸机开始吸气,能实现同步呼吸。即机器检测到患者的自主吸气动作,就开始送气。 自主切换分为压力触发切换和流速(流量)触发切换两种。流量触发型的响应时间要短于压力触发型。
1.压力触发切换
压力触发切换是最早出现,也是目前最常用的方式,指患者完成呼气后,开始新的一次自主呼吸,当气道内的压力下降到预设压力值时(低于呼气末正压),机器立即按设定的参数向患者送气。预设压力值称为压力触发水平(或压力触发灵敏度),可以根据患者的自主呼吸情况进行调节。
压力触发水平一般称为压力触发灵敏度,它的数值表示低于呼气末正压的差值,一般设定为-0.5~2-.0cmH2O(即低于呼气末正压0.5~2.0cmH2O)。例如呼气末正压(PEEP)设为5cmH2 O,压力触发灵敏度的值设定为-2cmH2O,则当气道内压力降低到3cmH2O时,机器开始送气。
2.流速(流量)触发切换
流速(流量)触发切换是指患者完成呼气后,开始新的一次自主呼吸,当气道内的气体流速(流量)下降到预设值时,机器立即按设定的参数向患者送气。预设值称为流速(或流量)触发水平(或流速触发灵敏度),可以根据患者的自主呼吸情况进行调节。流速触发的优点是触发稳定,灵敏度高,有利于患者吸入新鲜气体。
通常采用基础气流的方式来实现流速触发。具体的方法是:机器在上一次的呼气末,向管路中送出一个恒定流速的基础气流(一般为5~10Lm/in),气流经Y形接头,从呼气阀排出。当患者发生自主的吸气动作时,气道内的基础气流将发生改变,改变的幅度达到预设的触发灵敏度(一般为1~3Lm/in)时,机器就开始送气。例如机器呼气末的基础气流为8Lm/in,触发灵敏度设为-2Lm/in,则当气道内气体流速降低到6Lm/in时,机器开始送气。
3.机器后备触发
无论是采用压力触发,还是采用流速(流量)触发,高档呼吸机都会设计一种后备吸气触发,具体方法是:无论采用何种触发方式,只要机器检测到气道压力的下降幅度达到一定值(通常设为2cmH2O)时,就开始吸气相。这样既可保证患者自主触发的灵敏性,又在很大程度上避免了因管道漏气而带来的误触发。
4.后备触发
有的呼吸机还设计了后备触发,即无论采用压力触发还是流量触发,机器总是以2cmH2O压力触发灵敏度作为吸气触发的后备方式,也就是说,无论采用何种触发方式,机器只要检测到气道压力下降2cmH2O,立即触发吸气。这种设计既保证了患者触发的灵敏性,又基本避免了管道漏气引起的误触发。
(二)时间切换
时间切换是指机器按照预设的呼吸频率,直接控制周期性的通气,不受患者自主吸气的影响,无同步功能,属于强制通气。例如,预设的呼吸频率为12次/min,则呼吸机每5s送一次气。
目前,独立的时间切换方式已经较少使用,一般作为自主切换的后备保障,即当患者的自主呼吸消失,或者变得微弱而不能及时触发机器时,机器自动按照时间切换的方式进行送气。
(三)人工切换
由操作者通过专用的人工控制开关,人为地控制送气。有的机器还可以控制吸气时间的长短和吸入的气量。一般用于在自主切换方式下,临时插入数次指令性通气,以达到短时间过量通气的目的。
一般机器上设有此功能,是为了满足在特殊情况下,医生直接来控制呼吸机的切换,控制时间不长。
(四)呼吸机的复合切换方式
现代呼吸机一般同时具有自主触发、时间切换、手工切换方式,一般将这种机器称为复合型多功能呼吸机。婴儿型呼吸机则多数采用持续气流的方式。
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