E学机械通气运动方程再认识
运动方程再认识
作者简介
姚冬奇
医院急诊科
副主任医师/副教授
这一天，是毕业五年刚独立值班的小王大夫的第一个白班，EICU病房一共有9个病人，1床和8床上着呼吸机。正在这时，1床的呼吸机报警了，小王跑过去一看，“气道峰压过高报警”，这是一个脑出血并发肺炎的病人，小王脑子里闪现上回李主任在解决这种报警时曾经的处理方法，心中暗暗窃喜：“被我赶上了，以前都是看主任调整，这回正好实践一把”。
小王：“管1床的护士来吸个痰吧”。
护士：“好的，马上”，护士熟练地按下了呼吸机上的吸引支持按钮，一手带无菌手套，夹住吸痰管一端华丽地在空中划出了两整圈，吸痰管的另一端就已经牢牢地抓在了两指之间，另一手熟练地旋开了负压吸引的旋钮，顺手将吸引延长管连接到了吸痰管上，灵活地手指就这么一握一分，气管插管就跟呼吸机管路断开了，快速插入吸痰管到气道最深处，紧接着按住吸引孔，同时捻动吸痰管，伴随着一阵丝丝拉拉的声音，分泌物吸干净了，重新连接管路，而整个过程连1分钟也不到。
小王在吸痰的过程中陷入了沉思，“原来吸痰也可以这么艺术”。
护士：“吸完了，你再看看”。护士的提醒让小王回过神来，仔细观察着呼吸机的屏幕。
小王：“报警解除了，我去看看其他病人”。小王一边点着头一边想：“原来呼吸机报警也不难处理”
数分钟后，8床呼吸机又报警了，还是“气道峰压过高报警”，这是一个重症肺炎的病人，有些烦躁，牙垫时不时被吞进口中。
小王：“管8床的护士来吸个痰吧”。
护士的“吸痰艺术”再次上演，然而，这回呼吸机还是持续“气道峰压过高报警”，潮气量明显减小，病人的氧合也开始下降，小王头上渗出了密密的汗珠，急忙把李主任叫了过来。
李主任依次看了看监护、呼吸机屏幕、有些烦躁的病人及气管插管的深度，简单查了查体，就告诉护士加大镇静力度，同时把气管插管拔出2cm，然后报警停止了。李主任和蔼地看着惊愕的小王：“吸痰没有解决气道峰压过高的问题，对吧？”
小王：“李主任，您怎么知道？”
李主任：“我一直派人暗暗观察你解决每个临床问题的方法，包括呼吸机报警，毕竟你已经独立值班了，很多问题应该能独立解决，今天有关气道峰压过高报警的处理，其实之间我也跟你讲过，这其中最重要的一点就是要理解呼吸机的运动方程”。
dP=R·FLOW+PEEP
公式中R是气道总阻力（简称为气道阻力），FLOW是气体流速，dV是潮气量，C是肺+胸廓的总顺应性（简称为顺应性），PEEP是呼气末正压
以上公式中的五个参数就构成了气道压力的五个影响因素，所以当气道峰压升高，甚至报警时，我们就要从上面五个因素找原因，有些跟呼吸机的设置有关，有些是病人的病情变化等因素。
如上图所示，为容量控制下的压力-时间曲线，三条横向虚线分别代表峰压、平台压及PEEP，蓝色的部分是PEEP水平，也就是基线，可以理解为水平面，红色和绿色的部分浮于水平面之上，随PEEP设定而变化，红色的部分受顺应性影响，而绿色的部分受气道阻力影响。
下面我们就分别来看一看各个因素是如何影响峰压的。
顺应性对气道峰压的影响
如下图所示，竖直的虚线两侧PEEP水平一致，其他呼吸机参数设置及病人情况一致，左侧顺应性为80ml/cmH2O，右侧顺应性为40ml/cmH2O，顺应性差的右侧对应的平台压升高，峰压也升高，但两侧平台压和峰压之间距离保持不变，即顺应性只影响由平台压升高带来的峰压升高。
潮气量对气道峰压的影响
如下图所示，竖直的虚线两侧PEEP水平一致，其他呼吸机参数设置及病人情况一致，左侧潮气量为ml，右侧潮气量为ml，潮气量大的右侧对应的平台压升高，峰压也升高，但两侧平台压和峰压之间距离保持不变，即潮气量只影响由平台压升高带来的峰压升高。
PEEP对气道峰压的影响
如下图所示，竖直的虚线两侧其他呼吸机参数设置及病人情况一致，左侧PEEP为5cmH2O，右侧PEEP为10cmH2O，浮于PEEP基线之上的右侧平台压升高，同时峰压也升高，但两侧平台压和峰压之间距离保持不变，即PEEP增加的水平与平台压和峰压升高的水平一致。
气道阻力对气道峰压的影响
如下图所示，竖直的虚线两侧PEEP水平一致，其他呼吸机参数设置及病人情况一致，左侧气道阻力为6cmH2O/L·S，右侧气道阻力为10cmH2O/L·S，气道阻力大的右侧对应的平台压不变，峰压升高，右侧平台压和峰压之间距离较左侧增大，即气道阻力只影响由平台压和峰压间距离增大带来的峰压升高。
峰流速对气道峰压的影响
如下图所示，竖直的虚线两侧PEEP水平一致，其他呼吸机参数设置及病人情况一致，左侧峰流速为20L/min，右侧峰流速为40L/min，峰流速大的右侧对应的平台压不变，峰压升高，右侧平台压和峰压之间距离较左侧增大，即峰流速只影响由平台压和峰压间距离增大带来的峰压升高。
李主任：“回到咱们这个病例，你再考虑一下，当遇到气道峰压过高报警时还能仅仅用吸痰解决吗？”
小王：“不能，但报警时呼吸机参数并没有变，这里面跟呼吸机设定相关的原因就暂不用考虑了，需要从顺应性和气道阻力变化的情况考虑”。
李主任：“你说得很对，病人在治疗期间突然出现气道峰压过高报警，如果呼吸机设定没变，一般来说是病人的情况发生了变化，除病人咳嗽外，主要包括顺应性和气道阻力的变化”。
短期降低顺应性的因素：
ARDS，部分肺泡萎陷；
急性肺水肿，肺内大量液体积聚；
张力性气胸，挤压部分肺组织，造成肺部分不张；
肺不张，痰栓或其他疾病堵塞气道；插管过深，形成单肺通气；
腹压升高，影响膈肌下移。
短期增加气道阻力的因素：
气道或管路内液体积聚；
气道粘膜急性水肿，如过敏，管腔变细，阻力增加；
支气管痉挛，如哮喘急性发作，管腔变细，阻力增加；
异物不完全阻塞气道；
人工气道内的痰痂。
小王：“谢谢主任，又跟您再次学习了，这次我进一步理解了运动方程，并且在您指点下运用理论解决了实际问题，下回解决问题不应该想当然了”。
结语：呼吸机运动方程是理解呼吸机的前提，无论是各种曲线的理解或是报警原因的分析，都可以从运动方程中找到答案，因此必须牢牢掌握。
呼吸力学高大上？敲门砖而已！
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