ICU病房七种最新呼吸机的评估

ICU 病房七种最新呼吸机的评估

压力支持(PS) 和压力 辅助/控制 通气: 有无差别?

Purris Williams RRT, Matt Muelver, Joe Kratohvil RRT, Ray Ritz RRT FAARC

Dean R HessPhd RRT FARRC,and Robert M Kacmarek Phd RRT FARRC

Respiratory Care Oct. 2000 Vol 45 No 10

(注: 所有作者均为麻省医院呼吸监护中心会员, 上行作者为波士顿, 麻省医院呼吸管理师. 下行作者均为哈佛医学院麻醉系会员,博士,呼吸管理师, Robert M Kacmarek 是国际上公认的呼吸机权威专家多次发表各种呼吸机性能的比较文章,见解甚为客观公正. )

背景

近15年来, 呼吸机通气重点是在以压力为目标的使用上. 压力支持通气广泛在病人和模拟肺上进行研究, 并认为其有利点在于可按病人需要而更改输送气体流量. 而压力控制通气(PC 或PCV) 提倡用于ADRS 病人, 是由于它可限止肺泡峰压(或气道峰压) 和其呈指数样的递减流速波. 辅助/控制(A/C) 几乎是容量控制通气的专用朮语, 仅少量涉及压力通气辅助/控制(P A/C). 当用容量控制通气时, 病人以吸气负压大小来触发预设触发灵敏度的呼吸机. 而用压力支持(PS) 时, 呼吸机按病人需要更改输送气体的流量以达到所需的气道峰压. 对压力通气来说可有两种迭择(P A/C, PS). 在使用容量型辅助/控制的同等条件下,理论上可使用压力型辅助/控制(P A/C). 它比压力支持通气(PS) 优点是具有预设的呼吸频率和设定的吸气时间(Ti), 但PS 对病人的结束吸气予以控制. 在气体输送和呼吸机响应的差异上并无明确规定, 若有的话仅在以压力为目标的PS 和P A/C 辅助模式之间.

大多数ICU 病房的新生代呼吸机均提供压力支持(PS)和压力 辅肋/控制(P A/C) 的通气, 这两种模式之间工作差异是吸气转换为呼气的机制方面. 压力支持的主要机制是吸气峰流速降至预定水平时即转为呼气, 而压力 辅助/控制(P A/C)的机制是预定的吸气时间.

在一个有自主呼吸的模拟肺用PS 和P A/C 工作方式来比较七种ICU 病房最新生代呼吸机的工作. 事先假定除转换为呼气外, 在PS 和P A/C 之间所评估的变量中并无差别,并假定在所评估的呼吸机中在响应上也无差别.

材料和方法

模拟肺

一个盒中有风箱的模拟肺用于模拟自主呼吸(图1). 在硬盒和风箱之间的空间其作用相当于胸腔. 硬盒与1/8吋(3.2 mm) 内径 的T 形硬管相连接. 通过T 形管引入气体流量, 由

图1. 实验装置图解:P aw =气道压力. P pl =模拟肺的胸内压. Flow=流速. 详见本文叙述

←T 形管 流速仪↑ 模拟肺↑ 呼吸机↓ 压差传感器→

←压力传感器

←气流 ←胸内压

于气体喷射吸引效应在模拟胸腔内(即硬盒内) 产生负压. 气源(50 psi 氧气) 与压力调节器和比例电磁阀相连, 一个程序操作发生器控制着电磁阀的打开, 调节压力调节器更改气体流量经T形管使胸腔内压发生改变, 且程序操作器模拟一个经修改的方形流速波. 这样吸气按需流速, 呼吸频率, 和吸气时间(Ti) 在摸拟肺内均可独自控制. 在流速为60升/分时一个线性电阻器产生的气道阻力为8.2 cmH2O. 模拟肺的顺应性(50 ml/cmH2O) 由调节风箱上的弹簧来决定. 在本文研究中模拟肺的设定如下: 自主呼吸, 呼吸频率为12 次/分, 吸气时间(Ti)为1.0秒, 经修改过的方形波而吸气峰流速分三档即40,60,80 升/分. 所选择波形是由于它最近似应力高的病人.( 註: 所用器材,设備和检测仪器均用日本产品牌和型号或其他厂方专用产品, 未採用呼吸机厂方的另部件, 以示公正, 以下涉及的有关部件也如此,不一一列出详见原文).

所比较的呼吸机

对七种ICU病房用呼吸机作了评估:

(1)Bear 1000 (Thermo Resp. Group,Palm Spring,California)

(2)Dräger Evita 4 (Dr a ger, Telford,Pennsylvania)

(3)Hamilton Galileo(Hamilton Medical,Rh azu ns,Switzerland

(4)Puritan-Bennett840(Mallinckrodt,Pleasanton,California)

(5)Puritan-Bennett 740(Mallinckrodt,Pleasanton,California)

(6)Siemens Servo 300A(Siemens-Elema,Solna,Sweden)

(7)Tbird AVS(Thermo Resp.Group,Palm Spring,California)

每个呼吸机均用标准有加热导线的呼吸回路(Hudson Resp. Care,Temecula,California) 和Conchatherm IV湿化器(生产厂方同前) 与模拟肺相连接(表1.). 湿化器在本文研究中并不加热,以免水份积聚在模拟肺内!

表1. 七种呼吸机的设置细节

测量与定标

流速仪放在模拟肺的气道开口处(見图1.), 流速仪所测压力的误差为±2 cmH2O, 其所

测的压力差经放大, 数字化和转为流速讯号是用WINDAG程序(即图形计算机处理程序). 流速仪另由一精密流量计定标为1 升/秒(60 升/分). 气道开口处和模拟胸腔内的压力是用压差式传感器测定. 所有压力传感器用水柱式压力计作两点定标:即0 cmH2O和20 cmH2O. 压力讯号的放大和数字化用WINDAG程序.

数据收集和分析

所有讯号在100Hz 数字化並用WINDAG记录. WINDAG回放软件用于分析数据. 每个实验设置均作三次呼吸来分析.

在吸气相所记录的测量值

吸气相的开始到结束由模拟胸内压的改变所决定, 胸内压的负折返(即向下降) 说明吸气相的开始而以后的正折返(即向上升) 说明吸气的结束(见图2.).

图2. 在吸气相和呼气相中所评估的变量

PIP=吸气峰压PEEP=呼气末正压(基线压力)

P T =吸气触发压力D T=吸气触发滞后时间

T-PTP=触发,压力-时间乘积D B=吸气基线滞后时间

D TOT=总吸气滞后时间D E=呼气滞后时间

P aw=气道压力P E=平台压结束以上的呼气压力改变

说明:

1. 从吸气开始至气道压力降至基线下最低压力所需的吸气时间是“吸气触发滞后时间”

(D T).

2. 从基线下最低压力至回复到基线压力所需的时间是“吸气基线滯后时间”(D B).

3. 从吸气开始至回复基线压力所需的时间即“总吸气滯后时间”(D TOT=D T+D B).