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1、小兒呼吸器使用的基本原則林明志機械呼吸的基本術語陽壓及負壓呼吸呼吸器可以經由二種方式將氣體輸送到病人肺中 ，一種是直接作用在氣道的壓力將氣體擠入肺中，另一種是經由胸廓的負壓而改變壓力動力學，以致氣體由相對性陽壓的大氣壓流向相對性負壓的肺中，目前臨床上應用較廣的是陽壓呼吸。呼吸方式（modes）Assisted mode：病人自行決定到底需要多少次呼吸，呼吸器感應到病人的呼吸力量，而將預設的容積或壓力輸送出去，幫病人輕鬆而有效的完成呼吸。Control mode ：機器每分鐘給予一定次數的呼吸，但在這些固定的呼吸之間，病人無法自行呼吸，因此並非理想的呼吸方式。目前大多數呼吸器將之合併為所謂 A/
2、C mode。IMV mode ：機器每分鐘給予一定次數的呼吸，但在這些固定的呼吸之間，病人可以自行呼吸，所以是理想的呼吸方式之一。SIMV mode：和 IMV 相同，但可和病人的自發性呼吸同步化而不相拮抗。 CPAP mode：病人經由呼吸器自行呼吸，呼吸器僅提供氣體的來源及加濕，但在呼氣終了時，機械裝置會使氣道壓力高於大氣壓（ PEEP）。I/E ratio ：是指呼氣時間和吐氣時間的比值。在正常情形下，I/E 比值約為 1：2，臨床上常用到所謂I/E 比值倒轉，是指 I/E 比值大於 1： 1 的特殊情形。敏感度(sensitivity)：是指呼吸器能感應到病人呼吸需求的靈敏度。一般是
3、指病人必須產生多少的負壓，呼吸器才能感應到。現在新式的呼吸器如 Servo-300 及 Servo-i 均有所謂的 flow sensor，藉由背景氣流的些微改變來偵測病人的呼吸動作，這在小兒科的應用是比傳統的負壓感應式實用。呼氣末端陽壓 (end-expiratory exhalation pressure, PEEP)：PEEP是一種機械上的技術，以防止呼吸終了時，氣道壓力降至大氣壓相同的程度，以防止肺泡塌陷。1需求式及連續式氣流（ demand flow V.S. continuous flow）大多數的嬰兒呼吸器使用連續性氣流系統，病人可以在任何時間內吸到氣體，如本院目前採用之VIPb
4、ird ，Newport 系統。而所謂需求式氣流，是指機械必須感應到病人的吸氣需求時才供應氣流，如果無法感應到，則病人吸不到氣體，如本院目前採用之Servo 系列。Time cycled, volume cycled, pressure cycled呼吸器可經由三個基本的轉換機轉結束呼氣期即時間，容積，或是壓力。如果呼吸器是由預設的時間間隔來結束吸氣，則稱為時間轉換。如果是預設的容積輸出後就結束吸氣期稱為容積轉換，而如果是達到預設的壓力後結束吸氣期，則稱為壓力轉換。大部份的小兒呼吸器屬於時間轉換。常用呼吸器 mode 的基本介紹Control mode1. Volume Control Mod
5、e目的：提供預設的通氣量，以預設的呼吸速率及吸氣時間給予，與病人本身肺的阻力或是 compliance 無關。應用： 提供肺部正常因其他原因如開刀麻醉的病人使用。特色： 恆定的流速，符合一般生理狀態。22. Pressure Control Mode目的：提供吸氣期恆定的壓力 ，避免不必要的高氣道壓力 ，遞減的 flow rate，可以控制呼吸速率及I/E ratio 。應用： 一般用在無自主呼吸的病人，為兒童較常用的control mode。應用於使用沒有cuff 氣管內管或是氣管內管有漏氣情形的病人。Asthma， lunginjury ， COPD ， bronchospasm 的病人。
6、或是某些需要一開始較高flow 使肺葉張開的病人，某些需要避免高氣道壓力的病人。3.Pressure-regulated volume control (PRVC)目的：提供預設的通氣量，以預設的呼吸速率及吸氣時間給予，同時提供吸氣期恆定的壓力，遞減的 flow rate ，可以控制呼吸速率及 I/E ratio 。並在最低的 PIP 下提供預設的通氣量。應用： 可以用在 lung injury ， asthma， COPD ，開完刀的病人，兒科病人，需要一開始較高 flow 使肺葉張開的病人，需要避免高氣道壓力的病人。特色：呼吸器根據前一次呼吸的通氣量，自動調整 PIP，以維持恆定的通氣量。
7、呼吸的型態接近 pressure control，但又兼有 volume control 可控制分鐘通氣量的優點，可說是較理想的呼吸器模式，為近年來先進呼吸器發展的趨勢。唯應用在兒科病患，若是氣管內管的因為沒有 cuff，而有較顯著的漏氣情形時，會影響通氣量的測量，較不適用。3Support Mode (Weaning mode)1. SIMV(PC)+pressure support目的： 在吸氣期間以一定的氣道壓力，提供部分的強制呼吸。可藉由降低 SIMV 的次數，來逐步脫離呼吸器。應用：用於一些有一部份自主呼吸，但是不夠的病人，需要一開始較高 flow 使肺葉張開的病人， 需要避免高氣道
8、壓力的病人 。沒有 cuff 氣管內管或是氣管內管有漏氣情形的病人，提供遞減的 flow rate。注意事項： 圖形中 SIMV period 是由機器上的 SIMV cycle 來決定 (60/SIMV秒)，而 SIMV period 是由 CMV rate 決定（ 60/CMV 秒）。病人在 SIMV period內有呼吸的 trigger ，他會得到一個預設大小的呼吸，而他在其他時間只會得到一個 pressure support的，或是自主的呼吸。2. SIMV(VC)+pressure support與上述之 SIMV(PS) 相同，差別僅在他的機械通氣是用volume control
9、。43. Pressure support /CPAP：目的：根據病人需求，提供快速有彈性的呼吸協助，以利脫離呼吸器。並監視病人之呼吸狀態。應用： 用在呼吸 drive 健全，但仍需要部分機械協助，或是需要 CPAP 來維持換氣的病人，或是嘗試脫離呼吸器的病人。特色： 完全由病人自行驅動，無保證的通氣量。呼吸器的臨床應用呼吸的目的就是交換氣體，使動脈血中含有適當的氧氣（和氧作用） ，供組織進行新陳代謝，同時將二氧化碳排出體外（換氣） 。換句話說，使用呼吸器的目的，就是幫助功能不全的肺，維持適當的和氧作用及換氣。要達到此目的，呼吸器必須將氣體輸送到肺中，維持一段預設的時間後再將其排出。大部份的呼
10、吸器是以改變氣道對大氣壓的相對壓力來達到呼吸的功能。小兒科使用的呼吸器有 ”容積限制型 ”或”壓力限制型 ”二種。所謂壓力限制是指壓力達到預設值後，會維持該處直到吸氣完成。而容積限制則是在預設時間內將預設的容積輸送到肺中，二者均可產生潮氣容積。何謂容積限制型(volume limited)呼吸器？在容積限制型呼吸器，醫師可以預設適當的潮氣容積及吸氣氣流速率。大部份此類呼吸器是以恆定氣流速率輸出潮氣容積，而造成特殊吸氣情形。由於容積的輸出始終維持相當的恆定，因此肺機械力學（lung mechanics）改變時，近側氣道壓力亦隨之改變，所以氣道壓力取決於潮氣容積、氣流速率、氣道阻力及呼吸系統的彈性
11、係數。在臨床上，可以經由氣道壓力的改變來評估病情的變化。5何謂壓力限制型(pressure limited)呼吸器？前面曾提到呼吸器若要輸出潮氣容積，則近側氣道和肺之間必須要有一壓力差，但此一壓力差必須要存在一般足夠的時間，讓氣流進入肺中。在壓力限制型呼吸時，近側氣道壓力迅速的上升至設定值，且在吸氣時間內維持在該值。當容積逐漸進入肺中，肺泡壓也跟著升高，則近側氣道和肺泡的壓力逐漸減少，而氣流速率逐漸減低終至停止。病人的潮氣容積取決於氣流速率（flow rate），而影響氣流速率的主要因素有二：近側氣道及肺泡的壓力差及呼吸系統的機械性質（也就是阻力和彈性係數）。壓力限制型呼吸器產生的氣道壓力波形
12、接近長方形，因此臨床上，由呼吸器所產生的近側氣道和肺泡的壓力差，可以當作是PIP 減去PEEP。在某一肺彈性係數值，潮氣容積和（PIP-PEEP）的壓力成正比。另外，在某一壓力差的情況下，將某一容積輸出所需要的時間稱為時間常數（ time constant），等於氣道阻力乘以肺彈性係數，其單位為秒Tc = R * C註： Tc =時間常數R =呼吸道阻力C=肺彈性係數在一個時間常數後， 63.2%的近側氣道壓力會傳遞到肺泡， 3 個時間常數後，95%會傳遞到肺，而 5 個時間常數才能達到潛能的潮氣容積，以若呼氣時間 5 個時間常數，則實際上的潮氣容積降低。例如：C = 2.0 ml cmH2O
13、 R = 50 cmH2O L sec Tc= 0.1 sec因此近側氣道壓力和肺泡壓力相等需要5 Tc = 0.5 sec若 PIP = 25 cmH2OPEEP = 5 cmH2O則 PIP PEEP = 20 cmH2O由公式體積等於壓力乘以彈性係數最大的 V T = 20 * 2 = 40 ml若吸氣時間 0.5 sec，則實際上輸出的潮氣容積一定小於40ml，若呼氣時間 0.5 sec，則氣體定無法完全排出。在玻璃膜病時，氣道阻力正常，而肺彈性係數降低，因此時間常數很短，而嚴重的胎便吸入症候群，氣道阻力增加，肺彈性係數是正常或降低時，時間常數很長，因此需要較長的時間，才能使氣道壓力和肺泡壓力達到平衡。綜上所述，可以知道在壓力限制型呼吸器，病人的潮氣容積取決於氣流速率，而影響氣流速率的因素，為近側氣道和肺泡的壓力差，以及呼吸系統的機械
