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今日技能|机械通气波形分析之AECOPD特征波形及通气策略（上）

2022-07-29作者：论坛报小璐资讯

呼吸非原创

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种慢性进展性炎症性肺病，其特点是长期呼吸道症状和气流受限，肺气肿和慢性支气管炎是COPD的主要表型，它们之间经常存在重叠。COPD急性加重（AECOPD）被定义为体征和症状的突然恶化，主要是呼吸困难症状，其他明显症状包括痰液增多、咳嗽和喘息。AECOPD患者的呼吸力学特点为高气道阻力（气道炎症、重塑、黏液相关）和高静态顺应性（肺弹性纤维遭到破坏）、动态顺应性显著下降。以上通气力学的改变使得AECOPD患者呼气受限，导致动态肺过度充气、肺内气体陷闭，而且这种气流受限即使在使用支气管扩张剂后仍然不能完全消失。本篇主要讲解AECOPD患者机械通气过程中的特征性波形、常见问题和对策。

典型通气波形

AECOPD患者定压型通气模式和定容型通气模式见图1和图2。

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图1 AECOPD患者定压型通气模式

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图2 AECOPD患者定容型通气模式

波形特点

（1）呼气（吸气）峰流量降低或不变（压力型通气）

与气道阻力增高、呼气相气道陷闭和肺静态顺应性增加有关。呼气峰流量的高低取决于肺泡内外压力差值和气道阻力的高低。AECOPD静态肺顺应性增加，导致呼气早期肺弹性回缩力降低，相同吸入气量情况下肺内压降低（吸气末呼气初的肺泡内压）使得呼气初期的内外压力差值下降，而AECOPD患者气道在呼气相的动态塌陷和气道痉挛则同时增加了呼气阻力，两者均导致有效呼气峰流量下降。

（2）高切换流量

与上述机制相似，肺弹性回缩力的下降降低了肺泡内压，当采用定压型通气模式吸气时，肺外和肺内压力差值的下降幅度降低（下降速度降低），相同吸气时间下切换流量与峰流量的比值（绝对值同样）明显增加。切换流量也是常用的快速判断呼吸系统顺应性的指标之一。

（3）呼气早期流量拐点

呼气相初期流量来源于呼吸管路和大气道（压缩气量）。若气道处于通畅状态，则肺泡内气体随即呼出，呼气流量波形表现光滑流畅。COPD患者呼气早期即出现动态气道塌陷等原因使得压缩气量呼出后肺泡内气体难以呼出，表现为流量突然降低（拐点）。

（4）呼气中后期无效触发

因呼气相肺内气体的陷闭（内源性PEEP），在整个呼气相都处于肺内高压肺外低压的状态，存在可以抵抗吸入气流的逆向压力；当自主吸气努力不足以克服这种逆向压力（内高外低）时将无法产生预设水平的触发流量，产生无效触发。

（5）呼气末流量不归零

气道阻力增高引起的动态肺过度充气导致的内源性PEEP形成，呼气末期肺内外压力差仍然存在，呼气流量不归零。

（6）容量型通气下峰压和平台压差值增加

峰压和平台压差值主要用于克服气道阻力。AECOPD患者的力学特点是气流受限。呼气阻力主要来源于小气道，从其病理生理特点可知小气道气流受限程度会高于大气道。此外，我们还可以发现呼气末流量未归零即开始了下一次吸气，这就是我们识别存在内源性PEEP的重要提示，但从压力波形上看不到呼气末压力增高，因其具有隐匿性，因此内源性PEEP也称为intrinsic PEEP。

峰值流量、切换流量和呼末流量

流量的大小取决于肺内外压力差值和气道阻力的高低；压差越大，流量越高；阻力越高，流量越低。当预设参数和气道阻力固定时，峰值流量反映触发后肺内压有多低（自主呼吸的强弱），切换流量反映吸气结束时肺内压有多高，呼末流量反映呼气结束时肺内压有多高。而肺内压的高低则与潮气量的大小、呼吸系统顺应性和自主呼吸有关。所以，任何时间点的流量都受肺容积、顺应性、气道阻力和自主呼吸的共同影响。

除了特征性的呼气流量外，在定压型模式中，AECOPD患者的吸气流量也有其特色：吸气结束时的吸气流量值（与峰值流量的比值）较高，同时大多数患者的吸气峰流量普遍偏低（与吸气阻力增加有关）。如图示吸气峰值流量约40 L/min，但切换流量高达26.5 L/min（图3）。切换流量增高主要是因为COPD患者肺部的弹性纤维遭到破坏、静态顺应性增加导致。峰流量的降低和切换流量的增高（顺应性增高、吸气时间延长）使得波形呈现“矮胖”特点，是AECOPD患者的特色波形。

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图3 切换流量

与此有关的需要关注的参数主要是吸气时间和呼气触发灵敏度（自主呼吸模式）。图3所示吸气时间设置为0.9 s（常设值0.8～1.2 s的低线），临床普遍认可COPD患者要保证足够的呼气时间，而缩短吸气时间似乎也能在一定程度上延长呼气时间（呼吸周期不变的情况下）。然而该患者尽管预设较短的吸气时间（Ti），仍可见到呼气末流量不归零，说明呼气仍不完全，此时是否需要将吸气时间调得更短，取决于气体陷闭的量。

如果当前通气参数下仍存在不可接受的二氧化碳潴留，参数调整的目标还是增加肺泡通气量。一种方法是增加潮气量，驱动压从20 cmH₂O增加至24 cmH₂O，潮气量增加了70 ml（图4）。另一种方法是增加呼吸频率，但呼吸频率的增加会显著缩短呼气时间（与增加潮气量相比），进一步加重肺内气体潴留。从增加肺泡通气量的角度来说，增加Vt比呼吸频率更有效。

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图4 增加吸气压力

这时候，我们不妨换一个思路，流量波形的面积代表的是潮气量，既然吸呼气切换时的流量仍较高，是否可以适当延长一点吸气时间来增加潮气量？

如图5所示，吸气时间从0.9 s增加至1.2 s，延长了0.3 s，潮气量增加幅度并不比增加4 cmH₂O的驱动压小。因为切换流量较高，延长吸气时间对潮气量的影响相对就大，且不需要使用更高的气道压来实现。当然，更高的潮气量需要更长时间呼出。那这个时候怎么来处理呼气不完全呢？

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图5 延长吸气时间

如图6和图7所示，当呼吸频率为12 次/min时，呼气末流量仍有3.8 L/min，呼吸频率降至10次/min时，呼气末流量降至2 L/min，意味着内源性PEEP的降低。

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图6 呼末流量

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图7 降低呼吸频率，呼末流量降低

我们再来对比一下调整前后的参数和波形（图8）。

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图8 参数调整前后的波形比较

吸气时间增加0.3 s，预设驱动压降低2 cmH₂O，潮气量仍然从361 ml增加至424 ml，所以大家一定不要忽视这一点点的吸气时间。为什么可以用“长”吸气时间？这是因为我们还做了“慢”频率的处理。从通气效率来讲，更高的Vt可以有效降低死腔分数，提高通气效率，尽管分钟通气量有降低，PaCO₂水平不一定会增高。内源性PEEP的下降对呼吸循环均有益处，尤其是在气体陷闭比较严重的情况下。

从这个病例而言（图8），初始参数设置：呼吸频率12次/min、呼吸周期为5 s、吸气时间0.9 s，则呼气时间为4.1 s。增加频率来实现提高分钟通气量，当呼吸频率为15次/min时，呼吸周期缩短为4 s，吸气时间0.9 s，则呼气时间为3.1 s，比之前的呼气时间短，气体呼出受限会加重（当然还要看潮气量是否有改变）。而我们调整之后，呼吸频率10次/min、呼吸周期为6 s、吸气时间1.2 s、呼气时间为4.8 s，不仅增加了潮气量，还使得呼气时间延长了0.7 s，呼气末流量也有明显降低（意味着内源性PEEP降低），看上去似乎更符合通气目标。所以对AECOPD患者来说，要延长呼气时间，更重要的是放慢呼吸频率。这个病例无自主呼吸，调整比较简单；但当患者存在自主呼吸时，可能不仅仅是参数的调整，还需要依赖其他措施。

患者躁动之后吸呼气流量受限均明显加重，通气量显著降低甚至可以引起较大幅度的氧合下降（图9）。此时我们可能需要考虑增加镇静镇痛程度，并积极行支气管扩张剂雾化吸入。

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