自动管路补偿模式在机械通气病人撤机时的监护

杨 磊

机械通气系治疗多种原因引起呼吸衰竭的有效手段,其可改善机体的通气和(或)氧合功能,有利于呼吸功能的改善和维持,对于ICU临床护士而言,正确掌握机械通气的相关知识、及时处理机械通气时的各项报警和做好机械通气病人的护理,对减少机械通气相关的并发症、缩短带机时间、提高抢救和脱机成功率至关重要[1]。危重病人的临床管理需要多学科协作完成,ICU护士是医疗团队的重要组成成员,尤其在机械通气撤机过程中[2]。自动管路补偿(A TC)是一个用于机械通气病人撤机的新模式。适当评估接受ATC模式机械通气支持的病人,需要的监护护士对A TC模式的特点有比较清楚的理解。现就气管内导管对自主呼吸病人影响,ATC模式的作用原理和优点,ATC模式在机械通气病人撤机阶段的应用和临床影响综述如下。

1 气管内导管对自主呼吸病人的影响

1.1 气管内导管增加呼吸功耗 健康人呼吸无须用力吸气。呼吸做功是必需的,吸气需要克服人体自然阻力,如弹性阻力和气道阻力。克服呼吸负荷的能力取决于呼吸肌肉的力量大小,尤其隔肌的力量。机械通气时间延长、感染、慢性阻塞性肺疾病和一些药物(如肌松剂)的使用,将导致呼吸肌肉力量减弱[3]。呼吸肌肉力量与呼吸负荷的失衡是导致撤机失败的重要因素之一[4]。气管内导管将增加机械通气病人自主呼吸时的呼吸负荷,病人自主呼吸吸气相时,吸入气流通过气管内导管进入肺部,在气管内导管两端将产生压力差,气管内导管远端靠近气管隆嵴处的压力比近端压力要高很多。呼吸肌肉收缩产生气管内导管远端压力。由于气管内导管阻力,吸气时气管内导管近端压力减小,提示需要较高的呼吸负荷(产生较大负压)吸入足够的气体量。

较大的气体流速在气管内导管的远端和近端之间产生了较大的压力梯度,阻力也较大。气管内导管的长度和直径大小决定了阻力的大小,窄长的导管比粗短的导管产生阻力大。自主呼吸时,吸入同样容量的气体,窄长的导管比粗短的导管需要的力量要大。另外,通过气管内导管呼吸比经过人体气管呼吸需要的负荷大。人工正压通气(PSV模式或ATC模式)的应用,减少了因为气管内导管阻力所致的病人呼吸做功。

1.2 减少气管内导管导致呼吸负荷增加的意义 较合适的呼吸功耗是成功撤机的重要影响因素。呼吸功耗是呼吸时克服呼吸负荷所消耗能量。病人进行机械通气治疗期间,呼吸功耗包含生理和附加的两个部分。生理呼吸功耗是需要克服肺扩张时的弹性回缩力和气道阻力。当呼吸系统顺应性降低(如急性肺损伤和肺纤维化),呼吸功需要克服的弹性阻力的力量就会增加。同样,当气道阻力增加(如支气管哮喘),呼吸功需要克服气道阻力的力量就会增加。气管插管接受机械通气病人,气管内导管、呼吸管路和其他呼吸配件的使用都将增加呼吸功耗。克服附加设备增加的呼吸功称为额外功,气管插管接受机械通气病人的呼吸功包括生理功和额外功。额外功不仅由气管内导管产生,还和病人的吸气力量(因为气道阻力和通过气管内导管的流速有关)、机械通气模式和气管内导管的直径和长度有关。因此,呼吸功的增加指数基于分钟通气和各种不同直径导管的使用,根据呼吸功耗的特点,高分钟通气的病人应用大直径的气管内导管对病人是有利的。尽管PSV模式可用于补偿导管所增加的阻力,但仍然存在一些问题。病人每次呼吸的吸气流速是不断变化的,而且PSV模式不能对病人呼吸阻力改变提供持续的动态调整,来减少病人呼吸功耗。如果PSV模式所给的压力支持低于气管内导管的压力梯度,病人需要附加额外呼吸力量,导致补偿不足;如果PSV所给的压力支持大于气管内导管的压力梯度,将导致补偿过度。如果过度补偿,病人会感觉不舒适,将会发生潜在的人-机不同步现象[5,6]。PSV的应用很难达到完全减少气管内导管引起呼吸功的作用。ATC的发展实现了理想的管路补偿。

2 ATC模式的原理和优势

2.1 ATC模式的原理 A TC经过密闭气道持续测量气道内压力来补偿气管内导管相关的阻力[7]。ATC模式的特点是,可以控制气管内导管的远端靠近隆突处的气体流速,而PSV模式的压力监测一般在“Y”型接口处或关闭呼吸机的呼气阀完成测量。ATC模式时,通过病人的吸气流速、管路内压力和操作者预设的气管内导管型号计算气管内的压力。PSV模式和ATC模式下呼吸机管路内压力和气道内压力对照,在ATC模式下气道内压力相对持续稳定。

2.2 ATC模式与PSV模式对比 研究证实通过应用A TC可以减少呼吸做功。Haberthǜr等[8]发现在10例气管切开(13 cm导管)长期机械通气病人,ATC与PSV、CPAP相比,呼吸功明显减少。Fabry等[9]研究对比ATC模式和不同压力设置的PSV模式下,术后无肺损伤病人和有肺功能降低的危重病人之间的呼吸功耗。结果显示,术后无肺损伤病人,ATC模式和PSV模式分别设置压力为10.2 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)和15.3 cmH2O时可以补偿功耗,PSV模式设置 5.1 cmH2O压力时没有补偿功耗。肺功能减低的危重病人,呼吸需求较大,导致较高的呼吸流速,所设置压力水平的PSV模式没有补偿额外功耗,只有ATC模式可以补偿额外功耗。

这些发现建议吸气高流速病人应用ATC模式减少呼吸功耗。在正常吸气流速时,应用ATC模式减少呼吸功耗作用不一定优于比PSV模式。但是,如果病人需要更高水平的压力支持水平来克服呼吸负荷,过度补偿的发生将会导致病人不舒适[9]和人-机不同步[6],这时,可以应用ATC模式。

舒适感是撤机失败的常见影响因素。ATC模式比PSV模式较舒适[10]。提高病人舒适感可以减少镇静剂的使用和改善人-机不同步。

3 ATC模式在撤机阶段的应用

3.1 补偿气管内导管所致额外呼吸功的意义 机械通气病人自主呼吸试验(SBT)结果用于提示是否具备撤机拔管条件。SBT用到 PSV、CPAP模式和 T管试验[11,12]。有研究提示[13,14],拔管后呼吸功耗比应用5 cmH2O压力支持水平PSV和持续正压通气(CPAP)模式要大;如果拔管后呼吸功等于或高于应用T管SBT时的呼吸功,部分病人撤机拔管可能失败。另外,PSV模式SBT成功的病人,撤机失败率会更高。

3.2 ATC作为撤机的合适模式 有对照研究中[15],将90例重症病人随机分为3组,每组30例(ATC,5 cmH2OPSV模式和T管撤机实验组)进行2 h的自主呼吸试验。SBT的成功率最高的是ATC组(97%),另外两组分别是PSV(83%)和T管(80%),但是对照3种撤机模式无统计意义。在这个研究中,11例病人中有7例PSV模式和T管自主呼吸试验没有成功的病人用A TC模式撤机拔管成功。另外,Cohen等[16]研究99个达到撤机标准的成人病人,随机分为两组,一组CPAP模式加ATC,一组只有CPAP,自主呼吸试验1 h。CPAP加ATC组51例病人中49例耐受(96%),CPAP组48例病人41例(85%)耐受,CPAP组与 ATC组对照,前者 48例病人中31例(65%)达到撤机拔管标准,ATC组51例病人42例(82%)达到撤机拔管标准的病人,两组对照有统计学意义(P<0.05)。因此,ATC模式自主呼吸试验有益于增加拔管成功率。

4 ATC模式参数设置

应用ATC模式时,需要输入多个参数,包括导管直径,导管型号,管路补偿百分比,附加设置(比如触发灵敏度)。有些厂家建议管路补偿设置为100%,没有具体临床研究数据提示其他设置会更有效[17]。

5 应用 ATC模式的注意事项

应用ATC模式的注意事项包括:确定和保持正确设置,持续监测ATC模式应用的有效性。第一,很多病人自主呼吸不仅需要补偿做功,还需要根据情况增加呼吸支持。他们需要PSV模式,比例辅助通气和SIMV来预防呼吸衰竭。第二,正确的设置导管型号和内径是很重要的[18]。设置过低,将会发生补偿过度,可以导致呼吸不舒适和人机不协调。另一方面,设置过高可以导致补充不足。因为不正确的设置导管型号可以导致补偿不足和补偿过度,气管内导管更换后要重新设置型号和内径。第三,动态监测的重要性,在设置ATC后应持续监测总的潮气量和吸气频率。ATC模式需要呼吸机在计算压力的基础上进行管路补偿,不能直接测量气管内导管末端近隆突处压力。气道内分泌物、冷凝水和一些临床操作可以导致导管内径变窄,在这种情况下,实际的计算补偿就不准确了,需要定期评估导管的阻塞程度保持管路通畅。气管内导管机械通气病人分泌物导致气管狭窄的情况比较常见[19],这些狭窄影响导管补偿。

ATC模式是一个支持通气模式,用于撤机过程中,可以有效地提高病人自主呼吸的舒适感和拔管后的呼吸状况。在机械通气撤机程序的临床应用有较好的前景。ICU护士掌握撤机模式的原理有助于机械通气病人顺利完成撤机。

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