复旦大学中山医院呼吸科 朱蕾

早期正压通气模式包括容积控制通气(VCV)、压力控制通气(PCV)，随着对同步性和安全性要求的提高，两种模式逐渐发展为容积辅助/控制通气(V-A/C，简称A/C)、压力辅助/控制通气(P-A/C)，并出现定容型和定压型间歇指令通气(IMV)、压力支持通气(PSV)等模式。近20年来，新模式不断出现，但除成比例通气(PAV)、神经调节辅助通气(NAVA)是真正意义上的突破外，其他模式皆为上述传统模式的衍化。由于PAV和NAVA并不成熟，传统模式仍是临床医生应用的主体，但从最基本的VCV、PCV、PSV到其衍生的各种模式，其形式和内涵皆发生了巨大变化。

一、传统通气模式的发展演变

1．同步功能的出现和参数调节的变化早期机械通气(MV)主要用于心跳、呼吸骤停的救治，对呼吸机性能的要求不高，因此通气模式少而简单，仅有VCV和PCV，潮气量(VT)或通气压力、呼吸频率(RR)、吸呼气时间比(I:E)完全由呼吸机控制，与自主呼吸无关。其后MV开始用于有一定自主呼吸的患者，故出现容积辅助通气(VAV)和压力辅助通气(PAV)，即VT或通气压力由呼吸机控制，但吸气由自主呼吸触发，RR和I:E随自主呼吸变化，实质是控制通气模式同步化；其缺点是自主呼吸停止或显著减弱的情况下，呼吸机不能完成送气，故又出现了上述两种模式的结合－辅助/控制通气(A/C)，分V-A/C和P-A/C两种模式，其特点是自主呼吸能力超过预设RR为AV，反之为CV，现代呼吸机几乎全部用A/C模式取代单纯的CV和AV模式。不仅如此，同一种模式的参数调节方法也不断发展变化，如早期的VAV采取容积限制容积转换方式，即呼吸机送气达VT预设值转换为呼气；其后逐渐出现容积限制时间转换方式，即呼吸机按VT预设值送气后屏气，达预设吸气时间后转为呼气。两者皆能较好地保障VT，但设置不当也容易出现通气不足或通气过度，前者还容易发生气体分布不均，部分肺区过度扩张，部分肺区萎陷缩小，导致气压伤机会增加、低氧血症加重和部分肺区引流不畅；后者可使不同肺区的气体重新分布，通气血流比例失调改善，发生负效应的机会减少。现代呼吸机的V-A/V模式多采用流量限制时间转换，即呼吸机按一定的流量形态(常用方波和递减波)和流量大小送气，然后屏气，达预设吸气时间后转为呼气，VT＝预设流量的平均值×预设送气时间，其气体分布更均匀，但需设置的吸气参数欧洲杯买球官网，包括流量形态、流量大小、送气时间、屏气时间、目标潮气量、流量上升速度、限制压力。任何一个参数设置不当都可能导致送气量不足或过度、送气时间过短或过长、屏气时间缺失或过长。在不同呼吸机，需设置参数的多少、方式不同，容易加重临床混乱。P-A/C模式也有类似特点，从早期的压力限制压力转换发展为现代的压力限制时间转换，需设置的参数有通气压力、吸气压力坡度、呼气压力坡度、送气时间、屏气时间。

由于上述各种模式皆强制作用于患者的每一次吸气，自主呼吸不发挥作用或仅发挥较弱的作用，故称为持续指令通气(CMV)；有自主呼吸触发时也称为同步持续指令通气(SCMV)，因此主要用于心肺复苏、严重呼吸肌疲劳或呼吸中枢抑制的患者；在气道阻塞性疾病也常应用，但需注意参数的精细调整；在肺实质疾病，容易导致人机配合不良，尽可能少用，且尽可能选择定压型模式，特别注意通气参数的调整，适当应用镇静剂和肌肉松弛剂。控制通气模式也用于呼吸力学的精确监测。

2．间歇指令通气的出现和演变 与CMV不同，IMV是指呼吸机间断进行指令通气，每两次MV之间允许自主呼吸，此时呼吸机仅提供气源。早期IMV为定容型(V-IMV，简称IMV)，其后又出现定压型(P-IMV)。同步间歇指令通气(SIMV)实质是IMV的同步化，提前出现的自主吸气动作触发呼吸机送气；若无自主呼吸或自主呼吸太弱，在下一呼吸周期开始时，呼吸机按IMV的设置要求送气。现代呼吸机的IMV 和SIMV有相同的含义，即皆有同步功能，故主要用于有一定自主呼吸能力或准备撤机的患者。定容型或定压型IMV的发展、变化规律与CMV相似，参数的设置要求也相似，不赘述。需强调，由于习惯上认为SIMV既能适当改善气体交换，又能锻炼呼吸肌，同步性更好，而忽视或不了解现代SIMV的特点，临床上出问题的机会反而欧洲杯买球官网。在很多情况下，SIMV或你SIMV+PSV是“最差的通气模式”。

3．自主通气模式的出现和演变 与CMV全部限制或IMV部分限制自主吸气不同，自主通气模式的吸气流量、VT、RR由自主呼吸、通气压力和通气阻力共同决定，故具有良好的同步性。其典型代表是PSV，主要用于有一定自主呼吸能力或准备撤机的患者。自主呼吸太弱、气道阻力太大、呼吸浅快的患者不容易触发或完成PSV通气，不宜应用。SIMV和PSV模式常联合应用，其应用范围更广，可用于绝大部分呼吸衰竭的治疗。传统PSV和P-A/CV的吸气压力形态为方波，一旦吸气触发，压力和流量皆迅速上升至峰值；其后随着肺泡压力的升高，呼吸机输出压力与肺泡压力的差值降低，吸气流量也相应降低，达一定水平转化为呼气，故流量呈递减波，更符合呼吸生理，特别是呼吸较强、较快时；但若呼吸较弱时，患者对初始高流量可能不耐受，在人工气道患者容易诱发咳嗽，在无创正压通气患者容易导致漏气和胃胀气；若使通气压力逐渐上升至峰值，即给予适当的吸气压力坡度，则吸气流量逐渐上升，患者更舒适，但若压力坡度时间过长，则吸气流量增加过慢，VT不足，反而导致人机对抗和氧耗量增大。部分呼吸机也有呼气压力坡度，仅适合阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征的治疗，但临床上“滥用”的情况也非常多见。PSV的吸呼气转换为流量转换，一般吸气流量降至峰流量的25%时转换为呼气，这在强、快呼吸或深、慢呼吸患者欠合适，前者需要的转换流量高，后者需要的转换流量低，故又出现了可调式流量转换。因此与传统PSV模式仅需设置通气压力(公共参数除外)不同，现代PSV模式需设置通气压力、吸气压力坡度、呼气压力坡度、吸呼气转换流量等多个参数，且不同呼吸机设置参数的多少、方式不同，也容易导致临床应用的混乱。

二、现代通气模式发展和完善

1．定容型和定压型模式的融合 V-A/C、V-SIMV的基本特点是VT为预设值，气道压力随通气阻力变化，故称为定容型模式。通气阻力显著增大时容易导致峰压和平台压的过度升高，诱发气压伤；自主呼吸显著增强时则容易导致负压性水肿和切变力损伤。P-A/C、P-SIMV、PSV、双水平气道正压(BIPAP)、适应性支持通气(ASV)的基本特点是压力为预设值，VT随通气阻力变化，称为定压型模式。在通气阻力较大的患者容易导致通气不足，不利于疾病的迅速好转；反之则容易导致通气过度，不利于撤机。为减少或避免上述情况，逐渐出现两类模式的融合，如压力增强(VA)是PSV和VAV的融合，需预设支持压力和目标VT。患者首先用PSV送气，流量逐渐下降到一定程度转换为呼气，若转换时的流量仍高于预设值，而VT已达到或超过预设值，用PSV模式完成通气；若VT尚未达预设值，则由VAV模式按预设流量补充送气，直至达预设VT转换为呼气。流量适应容积控制通气，习惯上称为定容型模式＋自主气流(autoflow)，是指在定容型模式的基础上具有流量调节功能，在呼吸机送气的过程中，能感知患者的吸气用力，根据患者需要自动调节气流大小，压力形态为方波，故兼有定压型模式的特点，更适合病情较重的高碳酸血症患者。压力调节容积控制通气(PRVCV)和容积支持通气(VSV)则首先预设目标VT和最高压力上限(部分有下限)，分别用PCV和PSV通气，通过电脑自动测定通气阻力，并自动调节通气压力，用尽可能小的压力获得预设VT，故兼有定容型模式的优点。前者可用于各种呼吸衰竭，特别是自主呼吸消失或较弱的患者；后者用于有一定自主呼吸能力的患者，用于撤机过程则更具优势，因为随着自主呼吸能力的增强，支持压力自动降低，直至转换为自主呼吸。但定压型或定容型模式在兼有上述优点的同时，也丧失了其本身的一部分特点；参数的调节不仅涉及传统模式的基本参数，也需兼顾新增加的参数，故调节更复杂。

2．智能型通气模式 大部分通气模式，如VCV、PSV、BIPAP等，通气参数需操作者根据病情经常调节，称为人为调节型模式。少部分模式，如PRVCV、VSV、ASV等，通气参数由电脑自动调节，直至撤机，称为智能模式。后者是前者的完善和发展，理论上更适合从上机、治疗到撤机的全过程，应用逐渐增多。在不同病理情况下，患者对VT或压力的需求是不同的，固定的目标VT或压力更容易导致人机不协调，因此若该类模式的智能化程度和优点被过度强调，出现问题的机会可能欧洲杯买球官网。上述情况皆是临床上频繁出现但容易忽视的问题。

3．复合型通气模式 早期和现代的VCV、PCV、IMV、PSV等模式和被通气者都有固定的关系，称为单一模式，其适应证较相对较狭窄。如用VCV通气时，患者的呼吸形式被完全控制，故仅适合于自主呼吸消失或非常弱的患者，一旦自主呼吸能力明显恢复，需改用IMV或PSV等模式。BIPAP和ASV通过调整通气参数，可设计出从PCV到P-SIMV、自主呼吸等多种模式，故称为复合型模式或万能通气模式，适合各种病理状态，以及从上机、治疗到撤机的全过程。BIPAP模式有高压、低压两个压力水平，以及相应的高压时间和低压时间。与持续正压通气(CPPV)不同，BIPAP两个水平压力的调节互不影响，即低压增大或降低，高压皆维持不变，但通气压力相应降低或升高；其另一个主要特点是允许自主呼吸在二个压力水平上“随意”发生，从而克服了CPPV时，自主呼吸和指令通气不能并存的缺点，提高人机配合程度，更适合自主呼吸较强的肺实质疾病患者。ASV模式则根据患者的呼吸阻力和呼吸功，设置合适的初始通气参数；通气过程中，电脑自动测定上述指标的变化，并自动调节通气参数；若病情加重，逐渐改为PCV为主，反之则逐渐转为PSV为主，直至撤机。与上述定容型和定压型融合的通气模式相似，万能通气模式也需要根据生理学特点调节，否则也容易出现较多问题。

三、通气模式应用的基本原则 根据MV的四大主要效应：改善通气、改善换气、机械通气相关肺损伤、影响循环功能等综合比较，定容型模式仅在保障通气量上有优势，而定压型模式在后三种效应上有较多优点。总体上讲改善通气比较容易，在后三个方面取得较好的效应比较困难；现阶段强调保护性肺通气策略，常采用定圧通气或允许性高碳酸血症，而不必过分顾及VT是否“充足”，因此传统定压型模式的应用逐渐增多。除非患者呼吸太弱、太浅或通气阻力太大，应尽可能选择自主性通气模式。在病情加重、需要控制高压的情况下，上述定容和定压的混合型模式容易导致峰压和平台压的过度升高，因此在严重气道或肺实质疾病患者应慎重应用；若为智能模式或复合型模式，则必须注意目标VT的初始设置和调节。

总之，呼吸机发展的基本特点是“简单”-“复杂”-“简单”，后者的“简单”应该是完全智能化意义上的简单；而临床应用也应该是符合呼吸生理学特点的个体化应用。尽管现代呼吸机皆强调智能化的简单，但事实上仍处于复杂阶段。传统西门子、德尔格、PB系列呼吸机等皆存在上述问题，有的还很严重，甚至缺乏基本的“保护设置”；而介绍又不准确，仅强调其“所谓的优点”，不仅导致理论和实践的混乱，也常常是患者住院显著延长和死亡率上升的重要原因；以进行无创通气为主的BiPAP呼吸机也普遍存在上述问题，特别是所谓的“新模式、新参数、新功能”的问题欧洲杯买球官网。故掌握呼吸生理，区分工程师设计理念和实际临床应用的差异、区分不准确的介绍和实际情况的差异是现阶段临床医生必须特别重视的问题。

参考文献

1．朱蕾．机械通气(第三版)．上海：上海科学技术出版社，2012，55～114。

2．朱蕾 刘又宁 钮善富．临床呼吸生理学．北京：人民卫生出版社，2008，447～466。

3． 俞森洋．机械通气的模式及临床应用．中华结核和呼吸杂志，1994，17(增刊)：18～25.

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