呼吸机基本波形详解
呼吸机基本波形详解
流速测定
流速通常在呼吸机环路（从进气口到呼气阀之间的管道）中测知，流量感应器根据设计类型不同而有些许差异，但大部分都可以测量一个较大的范围（-300—+150LPM），但会由于假呼吸运动、水气、呼吸道分泌物等而影响其准确性。
流速波有两个组成部分：吸气波和呼气波，它描述了流速大小、持续时间和机控呼吸下的流速释放方式（正压通气），或者病人自主呼吸下的流速大小，持续时间和流速需求。我们先介绍机控呼吸的吸气波，然后是自主呼吸的，等掌握了基本原理，再来讨论呼气波形。
吸气流速波——机控呼吸
图1是一个假设呼吸机给于恒定流速的一次机控呼吸的吸气流速波（方波），虚线部分是呼气波，我们会在后面介绍
图1 吸气流速波——机控呼吸
①呼吸机送气开始开始
吸气取决于以下两点：1)到达了预设的呼吸周期时
间，即“时间循环”2）病人吸气努力达到了触发辅助通气的阈值，通常是一个吸气负压或吸气流速增
量，即“病人循环”。前者常出现在控制呼吸模
式，后者常出现于辅助呼吸模式
②吸气峰流速在容控性
呼吸机上，预设流速是很有必要的，流速设置也可
以设置潮气量和吸气时间来间接得到。假设设置了
一个恒定流速的容控性呼吸机（如图一），峰流速
就是设置值。当流速不恒定，即流速波形是曲线
波，流速在吸气时不同时间点上表现为不同的值。
此时中间流速或称平均流速通过下式计算：流速
（LPM）=[潮气量（L）/时间（S）]X60
③吸气末停止送气这个
转换可能达到了预期的容量送气、流速、压力或吸
气时间
④吸气流速的持续时间
常与吸气时间相应，容控呼吸机上，吸气时间常取
决于预设的潮气量、峰流速和流速释放方式（波型:如递减波），有的也可以直接设置。因此，吸气时
间可以长于峰流速持续时间，尤其当应用吸气暂停
时。
⑤整个呼吸周期时间
（TCT）取决于预设的呼吸次数 TCT=60/Rate 图1的流速波型是方波，从吸气开始即达到峰值，直到吸气末都是一个恒定值，在实际应用当中，像图1那样“真正的”方波是不可能达到的，因为流速输送系统都有一个固定的延迟时间，在这段时间内，流速从0达到预设的峰流速。同样，在吸气末流速从峰值降至0也需要一段时间。延迟时间效应会在吸气开始和吸气末使波形出现轻微的倾斜。（图2）
图2 恒流速波形——延迟时间效应
在早期低驱动压高内部顺应性的呼吸机，气流输送受到环路回缩力的影响很大，新一代呼吸机设计了低内部顺应性和高驱动压力，使环路回缩力对送气的影响减少了。在一个较高的吸气峰压下，峰流速逐步减小，会导致吸气时间的延长。如图3，实线是受环路回缩力影响后的波形，虚线是“真正的”方波，两者包围的面积相同，即潮气量相同。
图3 恒流速波形——受环路回缩力的影响
近来，越来越多的新一代容控型呼吸机具备了一些其他可选择的波型，包括递增波、递减波和正弦波（图4），在预设同一个峰流速下，不同的波形会导致吸气时间改变，而曲线包围的面积即潮气量是不变的。
图4 流速波形——可选择波型
吸气流速波——自主呼吸
自主呼吸流速波形（图5）的特点通常取决于病人呼吸需求的特点。就是说，波形大小、持续时间与病人的呼吸需求相对应。此时由于没有预设值，系统响应时间对波形的影响非常小，通常波形类似于正弦波。（没有使用压力支持等辅助手段）
图5吸气流速波——自主呼吸
①吸气开始
②吸气流速大小
③吸气结束
④吸气流速持续时间（吸气时间）
呼气流速波
呼气，不论是机控或是自主呼吸，都是一个被动的过程。呼气流速波的大小、持续时间、形状取决于顺应性，顺应性包括病人顺应性和呼吸机环路顺应性。呼吸机环路顺应性受到环路长度、材质、型号（内径）的影响，并且，气流通过呼气阀时的阻力（容量测算系统）也是重要因素。病人肺顺应性改变或呼气时动用呼吸肌，都会对波形产生影响。图6是一个机控吸气动作（虚线）后的呼气流速波形。在呼吸机测算中呼气流速在0基线以下。
图6 呼气流速波
①呼气开始
②呼气峰流速呼气峰流速在机控呼吸和自主呼吸时是不
尽相同的，因为通常机控呼吸潮气量比自主呼吸的大，所以在正压通气下，机控呼吸的呼气峰流速比自主呼吸的要高。
③呼气结束在这个点上于下一个机控吸气相连接，这对
于评定吸呼比（I:E）有重要意义，而且此时有产生气道
陷闭的可能。
④呼气流速的持续时间与有效呼气时间不同
⑤有效呼气时间即整个呼吸周期时间减去实际的吸气时
间
⑥TCT 整个呼吸周期时间
病人呼气阻力对呼气流速波的细小影响会得到修正，而呼气流速波的明显变化常体现了病人顺应性的改变、气道阻力明显变化或是病人烦躁动作。例如呼气阻力增大（分泌物堆积甚至气道阻塞）会降低呼气峰流速并延长呼气时间（图7）
图7 呼气流速波——气道阻力增大
了解呼气时间是否延长十分重要。
①阻力增大后，呼气时间超过正常，峰流速下降
②呼气不完全，可能引起气道陷闭。这在后面将进一步讨
论
而在图8可以发现，如果病人在呼气时动用呼吸肌，会增加呼气峰流速，缩短呼气时间。观察呼气流速波可帮助确认病人的呼吸需求
图8 呼气流速波——被动及主动呼气
压力测定
呼吸机上，测定压力的部位通常在环路病人端Y形管处，也有在环路吸气支和呼气支内部测知。尽管从环路内部测得的压力
与实际气道压不尽相同，但往往以此作为参照，了解气道压的情况。压力感应器通常可以测知最高150cmH2O的压力，但会因环路内积水、分泌物堵塞等影响准确性。
自主呼吸和机控呼吸的压力波形是不同的，但他们的组成结构是一样的。压力波形对评估呼吸周期结构（呼气相向吸气相转换点）、时间系数及病人与呼吸机的相互作用都有帮助。
压力波形
观察压力波形，很容易判断病人到底是自主呼吸还是机控呼吸。图9是一个典型的自主呼吸压力波形。(未用压力支持等辅助)
压力波形——自主呼吸
①吸气时压力下降压力下降的幅度取决于病人吸气
的峰流速大小，感应器触发灵敏度、以及气流传送系统
的反应时间。（ASSIST、SIMV中自主触发的呼吸或使
用压力支持）
②呼气时压力升高升高的幅度与呼气时的气流阻力
有关，包括病人阻力和环路阻力。压力大小随着呼气峰
