中华医学会呼吸病学会委员
上海医学会肺科学会名誉主任委员
中山医院肺科呼吸病研究所 钮善福 教授

　　机械通气治疗是利用呼吸机的机械装置，建立肺泡与大气压之间压力差，形成肺泡通气的动力，产生气流和提供不等浓度的氧，增加通气量，改善换气，降低呼吸功，达到改善或纠正缺氧、CO2潴留和酸碱失衡，防治多器官功能障碍的目的。机械通气给呼吸衰竭患者予以呼吸支持，维持生命，为基础疾病治疗，呼吸功能改善和康复提供条件。
一、呼吸机性能的不断优化
回顾机械通气70多年的历史，呼吸机的性能随着科学技术的进步不断提高，尤其近10多年来，由于高科技（如精密传感压力、流量、容积和气体分析等）和计算机微处理技术应用于呼衰的病理生理，呼吸机与其机械通气生理学效应的研究，从而使正压呼吸机性能长足进步，不断优化。
正压呼吸机的通气动力，从电动电控到气动（空气压缩机）电控，发展至今气动电控的一体化，并且小而实用的方向发展。
呼吸机的通气模式随患者病情的病理生理变化所需，而不断优化组合。由控制通气向自主辅助通气转化，定容通气向定压通气转化，现发展为定压与定容和自主呼吸与控制通气的优化组合。如控制通气（CV：容量控制VC、VCV和压力控制通气PCV）、辅助通气（AV）、辅助/控制通气（A/C V）、SIMV、 PSV、CPAP、IRV、MMV（指令分钟通气）、APRV（气道压力释放通气）、BI-CPAP（双水平气道压力调节通气）、PRVCV（压力调节容积控制通气）、VSV（容积支持通气）、ASV（自适应支持通气）、PAV（成比例通气）等。其目的为改善通气和换气功能，以及减少并发症，如通气不足或过度，改善氧气提高PaO2 和SaO2，减少或免肺损伤和对血流动力学的不良反应。医务人员在临床的不断实践中，会感到如将以下常用的通气模式（A/C V、PEEP、PSV、SIMV、Bi-CPAP），根据患者的病理生理合理组合应用，基本上（>95％）能满足临床的需求。
高档大型呼吸机除有一般的预置和实测的各种呼吸参数（VT、f、MV、I/E、PImax、PEEP、Fi O2等），还有动态监测功能，如各种曲线P、V、P-V、V图形、PEEP、P、FetCO2、WOBp（呼吸功）等，可价格昂贵，主要用于极度重症呼衰患者治疗和科研工作之需。
自20年前采用小型鼻罩持续正压（CPAP）呼吸机治疗阻塞性睡眠呼吸暂停综合症（OSAS）以来，现鼻或口罩面罩机械通气广泛用于治疗睡眠呼吸暂停综合症，并取得满意疗效。
10多年来，体积小、重量轻气动电控为一体的Bi-PAP（PSV+PEEP）呼吸机性能的不断完善。在S/T模式下备用呼吸频率保证患者呼吸暂停的安全，和可设置和监测IPAP、EPAP、f、I/E压力上升时间递增到患者的舒适度和依从性，由于单根呼吸管道，具漏气补偿功能，虽VT和MV数据不精确，但动态监测有一定参考价值。更重要的其设计有二大长处，其一为高灵敏度压力流量传感器的组合，加上计算机微处理技术对患者呼吸流量图形的自动追踪，随患者吸呼节律同步切换，加上漏气补偿，易达到预置的吸气压力，有利向呼气切换，从而大大提高了机械通气的同步性。目前有的大型呼吸机亦配置漏气补偿功能，这为无创的面罩机械通气创造了条件。目前有4种吸气压力（IPAP）18、20、30和40cmH2O的Bi-PAP呼吸机。健康人吸气至肺总量的压力为30cmH2O，且食道上下括约肌的阻力为30cmH2O左右，所以无创通气的吸气压力应<30cmH2O。若在气道阻力高或胸肺顺应性差的患者，则18或20cmH2O的潮气量会偏小，造成通气不足CO2潴留，这就需较高压力30或40 cmH2O的呼吸机，还可用作有创机械通气。有的Bi-PAP呼吸机还具Bi-CPAP功能，则能更进一步地改善换气功能。若配置蓄电池的Bi-PAP呼吸面罩机械通气氧疗下，可确保危重呼衰患者搬运过程中（转送病室或医院，去CT室拍片）的安全，在呼气管道串入储雾器或射流喷雾器作定量或雾化吸入支气管扩张剂（?2激动剂和胆碱能阻止剂）、糖皮质激素和祛痰剂进行机械通气，以维持呼吸道通畅。
二、有创人工气道向无创面罩机械通气发展
机械通气只有在呼吸机与呼吸系统建立一个密闭的情况下，才能建立气道口与肺泡间压力差，有良好的同步性能和有效的通气，所以其连接的密闭性极为重要。
50年前，由于早期的橡胶口鼻面罩难以做到密闭，只能短暂应用。故抢救呼衰必须做气管切开或气管插管，将气管套管或经口（鼻）气管插管导管的气囊充气至不漏气时，方能进行有效的机械通气。由于人工气道系创伤性具风险，不易被患者及其家属接受，待患者呼吸微弱，昏迷时进行，易致重要脏器损伤，其结果疗效差、并发症多，死亡率高，恢复慢，造成人力、物力和财力的浪费。近年来国内外将气垫面罩改进为鼻或口鼻硅胶面膜面罩，或可变形的半固态面罩，至30cmH2O压力下基本不漏气，且组织相容性好，对皮肤损害小，可较长时间持续使用。使面罩机械通气的密闭性、舒适性和依从性大为提高。国产硅胶面膜面罩设有胃和小肠孔，利于重症呼衰患者插胃管和小肠管，作胃减压排气和鼻饲营养，以免胃内容物反流吸入性肺炎发生。面罩机械通气维持呼吸道 吸入气温热湿化、滤过和自主咳痰能力，亦能说话；比人工气道导管阻力小数十倍，降低呼吸功；减少人工气道并发症（分泌物阻塞气道、呼吸机相关性肺炎和气道粘膜损伤等）；缩短机械通气和住院时间；减少护理时间和治疗费用。为无创性，易被人们接受，且操作简单，Bi-PAP机器轻巧，便于急性呼衰及时抢救，减少重要脏器损伤。面罩机械通气氧疗原则上可应用于各种类型的呼衰，还可作人工气道机械通气撤离后的序贯治疗，以免病情反复。面罩机械通气对面部手术、创伤或畸形；上呼吸道损伤、阻塞；气管食管瘘；吸气压>30cmH2O，气体易进入食道胃引起腹胀；打嗝、恶心、呕吐或胃肠严重胀气者应列为禁 忌。分泌物多无力咳出、易误吸入性疾病，以及昏迷意识障碍不合作者列为相对禁忌，如试用后无效，应改作气管插管机械通气。若不能拔除气管插管，需长期机械通气者，应作气道切开机械通气。
三、机械通气的临床应用
机械通气应根据各种呼衰患者的病理生理和各种通气方式的不同生理效应，合理地调节机械通气各种参数和吸入氧浓度。
通过各种疾病的肺压力容积曲线特点（图1）及其个体病情变化，给予适宜的吸气支持压力（潮气量）和PEEP，以免致肺过度膨胀，引起容积气压伤，或因肺泡反复闭合与开放使肺泡壁反复牵拉形成切变力的肺损伤，以及对血流动力学的影响；通过调节吸氧流量或氧浓度，PEEP和吸气时间来改变换气功能，使SaO2>90%-95%;通过肺泡通气量与肺泡二氧化碳分压的关系曲线特性（图2），如在低肺泡通气量，只需要稍增加肺泡通气量可使肺泡CO2分压明显下降，来达到合适的PaCO2和pH,以免机械通气过度或不足，引起pH明显变化的不良反应。总之要提倡个体化保护性机械通气。


慢性阻塞性肺病急性发作II型呼衰时，应尽早使用面罩机械通气氧疗。约有80%、85％-90％和95％的患者所需PSV压力分别<20cmH2O、 <25cmH2O 和<30cmH2O，PEEP为3-5cmH2O。其疗效随经验和操作水平的提高，病死率不断降低，国内外面罩机械通气治疗呼衰病死率为9％左右；危重哮喘发生急性缺氧和CO2 潴留时，作面罩机械通气高流量氧吸入（PSV20-25cmH2O、PEEP3-5 cmH2O），并联合吸入支气管扩张剂和糖皮质激素，必要时静脉补碱剂和激素会取得较好疗效；心源性肺水肿，心肌梗死所致呼衰，以往机械通气为禁忌症，现已证实面罩机械通气氧疗是最好的适应症，它能降低心室前后负荷，增加心输出量，改善冠状动脉血供，减轻肺水肿，辅以强心利尿治疗，数h后症状能取得明显疗效；急性肺损伤和ARDS患者如能尽早应用面罩机械通气氧疗，PSV（15-20cmH2O）加PEEP（5-15 cmH2O），再及时治疗原发病，则会达到良好疗效，减少机械通气并发症和重要脏器的损害；患者ARDS采用Bi-PAP（5-15 cmH2O、20-30 cmH2O）2个正压水平上间断交替自主呼吸，具自主呼吸和控制通气的特点，吸呼气均为正压，改善氧合，高低压差可增加肺泡通气量排除CO2；对肺功能障碍、肥胖和老年（>70岁）需作上腹部或胸部手术的患者，为预防术后并发肺不张，肺部感染或是和肺功能不全，应在术前作面罩机械通气适应，术后支持，必要时作人工气道机械通气。 在当前广东、北京等地抢救重症传染性非典型肺炎呼衰的治疗中，通过实践，国内外学者有所共识，尽早应用Bi-PAP呼吸机面罩机械通气氧疗，有改善缺氧和控制病情恶化，减少有创人工气道机械通气及其并发呼吸机相关性肺炎，提高救治疗效，降低病死率和医务人员的感染。上海抢救7例重症非典呼衰患者中，3例较轻PEEP4-6 cmH2O，PSV10-16 cmH2O，吸氧流量4-5L/min和激素的应用下，较快好转停用呼吸机。4例重度的年长患者（2例57岁、63、68各1例）PEEP（8-12 cmH2O）、PSV16-23cmH2O、吸氧20L/min，其中3例好转，2例分别于10、21天撤机，另1例68岁患者因于27、30天时，并发右、左侧自发性气胸，作胸腔切开引流负压排气下的面罩机械通气，他与另1例57岁患者，因DIC伴发心肌损死肺水肿加重，吸30 L/min氧面罩机械通气，脉氧仪SPO2 曾一度改善，但因病情加重，SPO288-91％时，调用Evita IV型呼吸机，采用Bi-CPAP（8-12、20-23cmH2O）通气模式，在两个不同水平的PEEP的功能残气下，进行交替自主呼吸，改善缺氧。后因FiO2 95-100%时 , SPO2 90%上下，改作口腔气管插管Bi-CPAP或Bi-PAP机械通气，SPO2的无改善，最终均因多器管功能障碍死亡。为此我们建议面罩机械通气指证为吸氧3-5L/min条件下，SPO2<93％或PaO2<70mmHg，应早期应用；当吸氧20 L/min时，病情继续恶化，可改作气管插管或气管切开机械通气。总之通过非典无创通气治疗呼衰患者取得成功，这将加快无创机械通气的推广步伐。为抢救战胜“非典”的战斗中，我国进口了好多的Bi-PAP呼吸机和一些大型呼吸机。这说明在这方面投资力度有所加强，但是我们还要大力培养和引进技术人才，加快研制和生产新型的呼吸机，来适应我国医疗卫生事业的发展。
机械通气的发展和其他自然科学发展一样，随着科学和医学诊治技术的进展，从简单无创到复杂有创，近十多年来又进入新的简单无创通气技术快速发展时期。随着人类寿命的增长进入老年社会，需要无创机械通气支持的患者必将日趋增多，如能生产更多、更好、价廉物美的轻型呼吸机，这将使无创机械通气产生更大的社会效益和经济效益。

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