IPPV和SIMV通气模式的特点分析与比较

陈华山

(广州医学院第四附属医院医疗设备科 广州 510000)

有创呼吸机的通气模式有很多,在临床使用上,通常按送气需要控制的目标来分类,可分为定容模式(容量控制、容量恒定)和定压模式(压力控制、压力恒定)。间隙性正压通气(IPPV)和同步间隙指定通气(SIMV)是最常使用的定容模式,下面先介绍定容模式下的性能参数,然后分别对IPPV和SIMV模式的通气特点作较详细的分析,并比较异同之处。

1 有创呼吸机定容模式下的性能参数

不论在何种通气模式下,有创呼吸机都需要对吸气触发、吸气控制、吸呼切换这3个关键环节进行参数设置。

1.1 触发参数的设定与调节

此类参数的作用在于决定呼吸机何时向患者送气。按触发信号的来源可分为由呼吸机触发和病人触发。

(1)当使用呼吸机触发时,所需设置的参数为呼吸频率(f)。呼吸机按照预设的呼吸频率定时给病人送气。通常成人的呼吸频率值设为12～20次/min。

(2)当病人存在自主呼吸时,可以使用病人触发,触发信号为患者吸气动作导致的管路内流速或压力的变化。这种变化在呼吸机上体现为触发灵敏度,包括流速触发灵敏度和压力触发灵敏度;流速触发灵敏度通常设为3～5L/min,压力触发灵敏度通常设为-0.5～-2cmH2O。现在大多采用的是流速触发。呼吸机触发和病人触发方式可以单独使用,但在目前临床病人的使用上,较多采用2种触发同时并用,从而使触发方式从呼吸机触发向病人触发逐渐过渡,对应于自主呼吸由无到有的过程,利于病人日后脱机。

1.2 控制参数的设定与调节

(1)控制参数指定了呼吸机按照预设的目标向病人送气。在定容通气模式下,就是以预设的潮气量(Vt)给病人送气;潮气量的设置一般根据病人的体重以6～8mL/kg来计算。

(2)控制参数除了潮气量外,还包括:吸气峰流速(peak flow)、气体的流速波形、吸气时间(Ti)、吸氧浓度(FiO2)和呼气末正压(PEEP)。通常情形下,成人的吸气峰流速设为40～80L/min,它以使气流满足患者吸气努力为目标。吸气时间通常设为0.8～1.2s。流速与送气时间的积分即为潮气量,所以当潮气量设定好以后,吸气峰流速和吸气时间只需设定其一。流速波形通常选用方波或减速波。临床使用上,减速波因与人体正常吸气时的正弦波较接近,也较符合生理状态,所以较多被采用。吸气氧浓度是指呼吸机送入的气体中氧气所占百分比;在通气的初始阶段,为了纠正病人严重缺氧,可以给予高的吸氧浓度;随着时间的推移,当病人的血氧饱和度能维持在90%以上时,应该把吸氧浓度设在50%以下,以防氧中毒。呼气末正压(PEEP)指病人在呼气末维持在气道的内压为正压,它可增加肺泡内压、功能残气量和肺的顺应性,改善通气/血流比例。对COPD患者,PEEP通常设为3～5cmH2O。对ARDS患者,PEEP可设为10～20cmH2O。因PEEP具有较为复杂的生理效应,所以调节PEEP应在严密监测下进行。

1.3 切换参数的设定与调节

切换参数的意义在于决定病人何时从吸气转换成呼气,它可分为时间切换、流速切换2种。

(1)当呼吸频率(f)和吸气时间(Ti)设定后,吸呼比可以换算出来(不用重新设定),也就决定了吸气向呼气切换的时间点。吸呼比通常为1:2～1:1.5。

(2)呼吸机上的流速切换信号通常是指“呼气触发灵敏度”,它是以吸气流速的下降到峰流速的某一百分比值或某一绝对值来表示,通常设为25%或1～3L/min。

图1

2 同步间歇指令通气(SIMV)

(1)SIMV和其它定容通气模式一样,需要医护人员在有创呼吸机上设置潮气量(Vt)、吸气峰流速(peak flow)、呼吸频率(f)、吸气时间(Ti)、气体流速波形、呼气末正压(PEEP)和吸氧浓度(FiO2)等参数,但由于SIMV是一种辅助通气模式,所以还需设置触发灵敏度,用流速触发灵敏度(L/min)来表示。

(2)通过以上设置的参数,根据运动方程,P总=R×Flow+Vt/C+PEEP(其中,P总为气道压力,R为气道阻力,Flow为吸气流速,Vt为潮气量,C为肺顺应性,PEEP为呼气末正压)、R=(Ppeak-Pplat)/Flow(其中,Ppeak为峰压,Pplat为平台压)、C静态=(Pplat-PEEP)/Vt以及C动态=(Ppeak-PEEP)/Vt,可以算出Ppeak、Pplat、P总,从而可以得出时间—压力曲线以及时间—流速曲线。

2.3 SIMV通气模式的特点分析

假设呼吸频率f=6次/min,下面以时间—压力曲线为例(图1)。

在上图中,黑影部分是SIMV每个呼吸周期起始段的触发窗,通常约占每个呼吸周期时间的25%。在触发窗期间内自主呼吸达到触发灵敏度,呼吸机即输送一次同步指令通气;若无自主呼吸或自主呼吸较弱不能触发时,在触发窗结束时呼吸机自动给一次指令通气.此后在呼吸周期的剩余时间内允许患者自主呼吸,即使自主呼吸力达到触发阈,呼吸机也不给指令通气。图中笫2、5个周期说明触发窗期巳消逝,图中虽有向下折返的自主呼吸负压,但呼吸机给的是指令通气并非同步指令通气。第1、3、4、6均为在触发窗期内自主呼吸力达到触发阈呼吸机给予一次同步指令通气。按照通气参数之间的关系:潮气量(Vt)×呼吸频率(f)=分钟通气量(MV),在定容通气模式下,设置了潮气量与呼吸频率,那么,分钟通气量也就确定了。但在SIMV通气模式下,由于在每个呼吸周期起始段存在触发窗,并且在触发窗期,病人自主呼吸力达到触发阀的时间又不确定(也不一定能达到),所以在每一个呼吸周期内的实际潮气量与设定值存在误差,故实际分钟通气量值也随之在小范围内波动。

3 间隙性正压通气(IPPV)

3.1 IPPV通气模式需要设置的通气参数和SIMV基本一样,唯一不同的是

IPPV通气模式属于控制(指令)方式,不需要设置触发灵敏度的数值,也就是说触发灵敏度设置为0L/min。当将触发灵敏度设置为有数值的时候,通常是1～3L/min,就会变成有触发的IPPV通气模式,即IPPV/Assist,简称SIPPV。

3.2 IPPV、SIPPV通气模式的特点分析

SIPPV通气模式是在IPPV的基础上,跟随病人自主呼吸而提供的通气循环,它在达到呼气时间末立即提供机械通气,所以在潮气量恒定的情况下,呼吸频率可能增加,而分钟通气量也随之增加。

4 比较SIMV、IPPV、SIPPV通气模式的异同点

由上面的分析可以知道:SIMV、SIPPV属于辅助通气模式,IPPV属于控制(指令)通气模式;SIMV在每个呼吸周期起始段都有一个触发窗期,在这段时间内,只要病人的自主呼吸达到触发灵敏度,呼吸机即输送一次同步指令通气,否则,才提供指令通气;SIPPV通气模式是在呼吸周期结束(呼气时间末)就立即提供指令通气。简言之,SIMV通气模式根据病人的不同情况既可以提供指令通气,又可以提供同步间隙指令通气,更适合有自主呼吸的病人,利于日后脱机;而SIPPV只能提供指令通气。

[1] 朱蕾,钮善福.机械通气[M].上海:上海科学技术出版社,2001.

[2] 方玲,仪垂杰,丛红,等.呼吸机通气模式综述[J].医疗装备,2006(6).