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1、呼吸机技术汇总分析 - Draeger篇Draeger的呼吸机技术非常多， BIPAP、Autoflow、ATC、PPS、Smartcare、LPP、EIT（排名以研发时间分先后），的确是让人头大。其实这些技术都是有联系的， Dreager将其统称为Room to breath，中文翻译为“自由呼吸的空间”（官方翻译，非本人杜撰），并且以一幅宫殿图来说明（如下所示，窃以为之所以用宫殿图，目的就是为了配合room一词）。ATC、BIPAP、Autoflow、PPS是基础，已发展多年。Smartcare、LPP、EIT则是最新的技术。在后续的帖子中将一一介绍。先从地基开始介绍ATC1（What）A
2、TC（Automatic Tube Compensation）：翻译为自动插管补偿，。论坛中已有前辈对其进行了讲解（向hanson_lqy前辈致敬）http:/ 根据阻力的计算公式可以推算出到达肺部的压力）。如果插管呢？记住这时的气道阻力已经是5mbar/L/s了。可以算得输送到病人肺部时压力从原来的8mbar下降到0mbar（ ）。压力下降得如此迅速，插管后连气都打不进去了（0 mbar啊！），这怎么的了！3（How）怎么办才好？也简单，还是借用上面得例子。我们把机器压力设置为18mbar，则插管后，到达病人肺部的压力仍旧是8mabar！（ ），看来问题解决了（即针对插管进行压力补偿）。真的
3、吗？其实麻烦才刚刚开始。最开始的时候呼吸机是使用恒定气流送气的，这还比较好办，设置好流速后，算一算，把压力补偿加上去就可以了。突然有一天，大家都认为恒定流速不符合正常的呼吸生理，吸气应当是减速气流。呵呵，麻烦来了，流速是变化的，看你怎么计算！这就是为什么要研发ATC。下面一张图能清楚表示流速与压力差（压力在插管的接头和末段之间的差）的关系，可见随着流速的增加，压力差程指数变化（还不是线性变化，这下死心了吧，口算是不行地。得用积分的方法才能算）。 最开始的时候呼吸机是使用恒定气流送气的，这还比较好办，设置好流速后，算一算，把压力补偿加上去就可以了。突然有一天，大家都认为恒定流速不符合正常的呼吸生
4、理，吸气应当是减速气流。呵呵，麻烦来了，流速是变化的，看你怎么计算！这就是为什么要研发ATC。下面一张图能清楚表示流速与压力差（压力在插管的接头和末段之间的差）的关系，可见随着流速的增加，压力差程指数变化（还不是线性变化，这下死心了吧，口算是不行地。得用积分的方法才能算）。通过大量的实验，科研人员描记了不同插管管径下流速与压力差的曲线图，从而获得了流速与压力差之间的对应关系（这个资料非常的重要）。ATC工作时，呼吸机首先持续监测插管中的气流流速，根据之前从实验中获得的流速与压力差之间的函数关系，推算出插管的接头和末段之间的压力差，从而获得压力补偿的具体数值。ATC 按照即时的流量（每隔8ms测
5、量一次流速），调整补偿的压力，与传统的压力支持相比（PSV方法）， ATC避免了补偿不足和过度，同时保证补偿的压力完全与病人呼吸同步（因流速测量时间间隔很短，所以才能保证与病人呼吸同步）。“有文献比较了ATC与传统PSV方法克服插管阻力的效果，并得出了有利于ATC的结论。（hanson_lqy前辈也表达了相同的观点）”4（Setting）在Draeger上设置ATC非常简单，见下图。Comp是指压力补偿的百分比。比如此时此刻计算出的补偿压力是10mbar，如果你将Comp设置为80（就是80的意思），则实际补偿的压力为8mbar。下下张图表明的更清楚。至于到底设置为多少比较合适，那就因人而异了
6、，80是通常设置值。（该图中蓝色线是ATC100补偿时的曲线，绿色是ATC按60补偿时的曲线）本帖中的例子只是想说明，气道阻力对压力的影响，白话一点，如果不设置压力补偿呼吸机上设置的压力与到达肺部的压力是不同的，后者一定会小于前者。所举例子的数字比较巧，正好计算出来压力是零，我会换一个数字，以免使大家产生误会。不一定非得是ATC才算压力补偿，自己估算加一个压力也可以算是一种DIY式的压力补偿吧（如果愿意）。ATC的好处在于“自动补偿”，较人工估算而言，精确了很多。其目的是补偿因气道阻力导致的压力损失。（也就是让你在呼吸机上设置的压力与到肺部的压力一致）！Freshblueair原文如下：“但在
7、呼吸急促的患者当中，由于患者吸气努力，初始吸气流速较高，使用ACT时会出现很高的气道压啊，临床实际情况就是这样，甚至压力达到50-60cmH2O（若压力限制在此之上的话），尽管那只是瞬间的压力（克服气道阻力），不一定会导致气压伤，但总不能把压力报警上限调至60以上吧。其实这种情况不用ATC时，将PSV调高，完成相同潮气量，峰压（有aotoflow时也相当于平台压了）也不会超过30。这时是不是该使用DIY式的ATC了呢？我们将freshblueair的段落分拆一下：A患者病情：“但在呼吸急促的患者当中，由于患者吸气努力，初始吸气流速较高，”，从初始气流流速很高判 断，吸气努力应该很强，总结为：吸
8、气努力强，呼吸急促；B出现的问题：“初始吸气流速较高，使用ACT时会出现很高的气道压啊，临床实际情况就是这样，甚至压力达到50-60cmH2O（若压力限制在此之上的话），尽管那只是瞬间的压力（克服气道阻力），不一定会导致气压伤，但总不能把压力报警上限调至60以上吧。“总结为：初始吸气流速高ATC补偿后导致压力增高可能发生气压伤。C解决方法：“其实这种情况不用ATC时，将PSV调高，完成相同潮气量，峰压（有aotoflow时也相当于平台压了）也不会超过30。这时是不是该使用DIY式的ATC了呢？” 总结为：改用PSV通气模式。1好了，先看患者病情：“吸气努力强，呼吸急促”，应该说这是件好事，毕竟
9、自主呼吸是存在的，而且吸气努力很强，证明患者的呼吸驱动力还不错，呼吸肌肉还没有疲劳。由于吸气努力增强，在吸气刚开始的时候，患者需要较高的吸气流速。如果按照经典的恒流送气（定容通气），这时应该增加气流流速，其波形如下图。由于潮气量及吸气时间恒定，增加吸气流速，导致峰压升高，同时平台压时间延长。如果峰压超过压力报警上限，则会触发高压报警。（患者吸气努力强时，流速如果跟不上，易造成“空气饥饿”）。由此，我们得出这样一个结论：潮气量和吸气时间不变时，流速的增加必然导致压力增加。2第二步， ATC 会导致高压报警吗？ATC会造成气压伤吗？ATC的原理前边讲过了，这里不再赘述。概括为一句话就是，ATC让“
10、设置的压力”（患者肺部的）“实际压力”。现在的问题是ATC会导致高压报警和气压伤吗？我们先看下面的一张图，为了更好的说明问题，我们将模式更换为BIPAP，以减速气流供气。刚开始吸气时，气流流速高，然后流速缓慢下降，这与freshblueair 提供的情况（初始吸气流速较高）相一致。（其实，用这张图也是没办法的事情，因为，我只有BIPAPATC的图片，没有SIMVATC的图片。） 图上绿色的线表示气管插管气囊端的压力（也就是气管中隆突位置的压力），黑色的是呼吸管路中的压力。本例中，ATC的补偿水平是80，当ATC设置为100时，绿线与黑线应该吻合的。但理论毕竟只是理论，实际中还有很多影响因素，特
11、别是自主呼吸的存在。（几乎所有的成人呼吸机之压力传感器都是设置在机器内部的，因此理论上只能测到呼吸管路中的压力，近端压力传感器一般在新生儿呼吸机中有应用。个人猜想，对于成人而言，呼吸管路粗，压力在管路中的损失微乎其微。而新生儿就不同了，潮气量要精确到小数点后一位，而且管路细，压力在管路中的损失不能不管，故而使用近端传感器）。再看看水平的几条线（下图），红色的线就是呼吸机上设置的高压相的压力Phigh（也就是吸气相压力），蓝色的线就是低压相压力Plow（其实就是Peep）。注意，我特别多用一句话强调，这两条线代表的是设置压力，也就是呼吸机操作界面上，你设置的那个压力。不是实际监测到的压力。实际呼
12、吸管路中的压力是黑色的线（似乎也不能叫线），绿色的线是气管插管气囊端的实际压力。可以看到，开始吸气时，由于流速快，因阻力导致的压力下降较多，表现在波形上，就是绿线与黑线之间的差距非常大。为了让绿线更接近于设定值（水平红线），对吸气压力进行补偿，表现在波形上就是黑色部分超过了红线（蓝色圈圈）。本例中采用80补偿，因而黑线与绿线并没有完全重叠。呼气时，为保证Peep的稳定，也就是绿线与水平蓝线吻合，机器给予的实际支持压力要小于设定值（红色圈圈），这样才能保证呼吸时气道内的压力与设定的Peep值相同。（看懂了本段，问题就解决了；如果看不懂，请继续再看两遍，一定要对照图看。）明白了上述两幅图，问题也就
13、解决了：应用题1：出现高压报警一定出现气压伤吗？答：不一定。高压报警是以管路中的压力为依据的。是否出现气压伤，还要看肺内部的压力。应用题2：打开ATC会造成气压伤吗？答：不会。看图说话，肺内的实际压力是绿线，而设定值是红色水平线。在吸气相，绿线只能小于或等于红线。也就是说肺内压力只可能小于或等于你的设定值。除非你设的吸气压力已经造成气压伤，否则的话，ATC不可能导致肺内部压力大于设定值。应用题3：打开ATC 会导致高压报警吗？答：有可能，但可能性较小。看图说话，黑线代表管路中实际的压力，如果黑线超过上方的红色虚线（高压报警上限），则会触发高压报警。理论上，ATC打开后，压力有可能超过高压报警上
14、限（红色虚线），但实际情况中发生的较少。揣测原因如下，首先ATC一般不会设置为100补偿；其次ATC的补偿是有一定限度的，从图中可以看到在吸气刚开始时，虽然红线与绿线差距很大，但黑线上升的并不多，也就是说补偿有个限度。如果真的发生高压报警（多半有可能是容控模式同时打开ATC时），哪倒是需要小心注意了，这说明设置的吸气压力已经非常高，以至于稍一补偿就超过了高压报警线。这时应该看看患者肺顺应性是不是真的很差，特别是容控模式时。ATC在设计时可能也考虑到了freshblueair说的这种情况，因此压力上升有个限度，不会在第一次补偿时就把压力全部加上去，很可能是在每一次呼吸周期中逐步加压力的（类似于Autoflow，Autoflow压力调整以3mbar/次 上下浮动，不会一次调整到位）。在机器上试验时也发现，ATC压力补偿不太会超过设置值很多。（本段叙述是基于实际情况的一种推论，没有参考文献。详细的解释应该由厂家发布，厂家的研发人员应该知道，可惜他没告诉我。我也就只好按个人理解做如上的推断，欢
