危重症病人呼吸监测技术

1、危重症病人呼吸监测 北京大学人民医院呼吸内科 曹照龙 连续监测指标的变化趋势便于预防和及时发现机械通气的并发症,并 助于评估治疗的反应和判断预后 以前的呼吸监护基本上还是原始的， 主要依靠医生和护士的临床观察。 在过 去 10 多年里，由于科学技术的迅速发展，尤其是电子传感器和微电脑技术的进 步和普及， 以及对呼吸衰竭病理生理特点的更深入了解， 呼吸监护技术已经有了 显著进步。近年来，各医院纷纷成立重症监护病房 (intensive care unit,ICU) 或呼吸监护病房 (RICU) ，将住院的危重病人和现代化特殊监测设备集中于 ICU ， 由经过专门训练的医护技术人员对病人的呼吸及其

2、他重要脏器功能进行连续监 测，更促进了呼吸监护的普遍应用和监测技术的日臻完善。 在综合或各专科 ICU ， 在实施心、脑、肺等重大手术的术中或术后，及急诊抢救中，如今都已普遍应用 呼吸监护技术。 呼吸监护的目标是检测肺的氧 (O2)和二氧化碳 (CO2)交换功能，评价呼吸力 学和通气储备是否恰当和有效。 当病情发生显著改变或出现严重迹象时发出报警 信号，以便医护人员及时采取有效抢救措施。 通过连续地测定关键性指标以增加 对基础病理生理学改变的了解， 指导各通气模式， 特殊方式和通气策略的正确应 用，便于预防和及时发现机械通气的并发症。 连续监测指标的变化趋势也有助于 评估治疗的反应和判断预后。

3、呼吸系统各种并发症也可通过良好的监护来预防。 危重病人呼吸监护的目的 对危重病人的呼吸功能进行评价：包括通气泵功能 （呼吸中枢的兴奋性和呼 吸调节，肋间肌、膈肌等呼吸肌的强度和耐力，呼吸功肪氧耗 ）、肺摄取氧和排 出 CO2 的能力和有效性、系统性疾病和各重要脏器功能对呼吸功能的影响。为 呼吸衰竭、 睡眠呼吸暂停综合征等疾病的诊断和分型提供客观依据。 也为氧疗和 其他各种呼吸治疗的疗效观察提供可靠的评价指标。 机械通气时的呼吸监护： 开 始机械通气时， 自主呼吸功能的监测是应用呼吸机的预设通气参数， 通气模式的 重要参考指标； 机械通气过程的呼吸功能监测是检查通气效果， 调节呼吸机参数 的重要

4、依据；撤机时的呼吸功能监测对预测撤机成功的可能性具有重要价值。 呼吸监护项目 本文讨论临床上常用的呼吸监护指标，包括氧合和 CO2 排出的指标，呼吸 力学指标， 和反映呼吸系统功能的其他各种指标， 同时讨论临床上如何选用这些 指标并解释其意义。无论在重症监护室，手术室或急诊抢救室，对这些监护指标 的应用和解释并无差别。 目前临床上应用的呼吸监测项目总结见下表 1、危重病患者的一般监测 临床观察：需观察患者神志、自主呼吸频率（是反映病情变化的一个敏感指 标）、胸廓运动、心率、血压、口唇和甲床紫绀、球结膜水肿以及双肺的呼吸音 是否对等。 重病患者尚需每日监测血、尿常规，血生化和电解质，监测便潜血和

5、胃内容 物潜血，对了解机体内环境的变化有重要意义，尤其是尿量，可较好反映肾脏的 灌注情况，间接反映心输出量的变化。 床旁胸部 X 线检查和心电图检查：胸部 X 线可了解肺内有无不张、气压损 伤和肺内感染，对了解肺内病情的变化，调整呼吸机参数有重要意义。心电图检 查可发现心律失常和 ST-T 改变，可避免漏诊心肌梗塞。 2、人工气道的监测 需监测气管插管的深度和稳定性，一般情况下，气管插管深度应距门齿 22-24cm 左右，太深易插入一侧气管，太浅容易使气囊嵌在声门，压迫声带， 导致声音嘶哑，而且可使气体外溢，引起气道低压报警。 通常情况下， 固定气管插管都是用宽胶布， 但对易出汗或有口水向外溢

6、出的 患者，应用绷带将气管插管固定在头后面，以免头部活动时将插管拔出。 气囊压力：气囊压力过高可导致气管黏膜缺血、坏死；气囊压力过低可导致 漏气和患者不适感。 3、通气功能监测 包括潮气量、分钟通气量和死腔通气监测。 潮气量：包括吸入潮气量和呼出潮气量， 现代新型呼吸机监测的均是呼出气 潮气量，虽理论上两者应相等，但实际上它可大于或小于吸入气潮气量。潮气量 包括有效潮气量和无效潮气量，只有有效潮气量进行气体交换。 分钟通气量：为呼吸频率和潮气量的乘积， 成人每分钟通气量可设定为 6-10 升 / 分，并根据动脉血二氧化碳分压（ PaCO 2）进行调节。 生理无效腔与潮气量的比例（ VD/VT

7、）：生理死腔是指潮气量中没有参加 肺泡内气体交换的那部分气体，包括解剖死腔和生理死腔之和。 健康人自主呼吸时， VD/VT 约为 0.3 ，主要是解剖死腔。某些患者，增加 主要是肺泡死腔（气体分布不均匀和肺泡无灌注），其比值可达 0.7 以上，成为 二氧化碳潴留的重要原因。 VD/VT 的计算公式为： VD/VT =PaCO 2-PECO 2/PaCO 2 PECO 2 为呼出气二氧化碳分压 4 、内源性呼气末正压( PEEPi )监测 内源性呼气末正压是指患者的气道压在呼气末布能回复零位或比设定 的 PEEP 水平高出的部分。临床上实际监测到的呼气末正压实际为设定PEEP 和内源性 PEEP

8、 之和。 发现 PEEP 升高时，应注意降低气道阻力、调整合适的吸 / 呼比例，以改善 患者的通气，降低患者通气需要，应用支气管扩张剂。 也可加入适当的外源性 PEEP ，以抵消 PEEPi (外加 2/3PEEPi )。 5、气道压力监测 包括气道阻力、胸肺顺应性、最大吸气压。 (1) 峰压 (peak pressure) 即气道峰压，是整个呼吸周期中气道的最高压力， 在吸气末测得。正常值 9 16cmH 2O。机械通气过程中应努力保持峰压 35 40 cmH 2O，若高于此值， 气压伤的发生率即显著增加。测定时手按吸气末屏气 (inspiratory hold) 钮，才 能使测出值准确。

9、(2) 暂停压 (pause pressure) 又称吸气平台压，是吸气后屏气时的压力，如屏气时间足够长 (占呼吸周期 的 10% 或以上)，平台压可反映吸气时肺泡压，正常值 513 cmH 2O。机械通 气期间应努力保持平台压 30 35 cmH 2O, 若高于此值，气压伤的发生率即显 著增加。近年认为：监测平台压比气道峰压更能反映气压伤的危险性，因为气道 峰压主要作用于气道， 而平台压才真正反映肺泡内的最大压力。 过高的平台压和 过长的吸气时间也增加肺内血循环的负荷。 (3) 平均气道压 在被动情况下，平均肺泡压和它的唯一可测定的类似指标：平均气道压 (Paw), 与驱动通气和保持肺扩张的

10、力关系密切， 当消散于吸气和呼气的压力相同 时，整个通气周期的平均气道压在每一处，包括肺泡，应该是相同的。此平均压 是扩张肺泡和胸壁的平均压力， 因此与肺泡的大小和复张以及和平均胸内压相关 联。平均肺泡压也是用于驱动呼气流的平均压。肺水肿和肺损伤情况下，平均气 道 (平均肺泡 )压直接与动脉血氧合相关。 对静脉血回流 (因此对心输出量和周围水 肿)，以及对每分通气量有反向压力的作用。 (4) 胸肺顺应性 肺顺应性是指单位压力改变所引起的容量改变。 机械通气时需监测静态顺应 性(Cst )和动态顺应性 (Cdyn) 。 Cst=VT/(Pplat-PEEP) Cdyn=VT/(PIP-PEEP)

11、 静态顺应性包括了肺和胸廓的顺应性， 对同一患者的动态监测可较好地反映 病情的进展。 动态顺应性包括了肺的顺应性和气道阻力两方面的因素， 在评价患者肺顺应 性改变时不如静态顺应性准确。如在支气管痉挛时，动态顺应性可明显降低，而 静态顺应性仍保持不变。 (5) 压力 -容积曲线 以功能残气量为基点，不同潮气量为纵坐标，相应的压力变化为横坐标，则 可描绘出压力 -容积曲线。与正常值比较，静态和动态压力 - 容积曲线同时右移， 考虑肺实质、胸腔和胸壁的病变；静态压力 -容积曲线不变，而动态压力 - 容积曲 线右移，考虑为气道病变。 一旦确立压力 -容积曲线，则应确定低拐点（ LIP ）和高拐点（ U

12、IP），前者 反映陷闭气道的扩张的最低压力， 有助于选择 PEEP ，后者则反映胸肺的最大弹 性扩张程度，指导通气参数和潮气量的选择，一旦超过 UIP 将显著增加肺损伤 的机会。 PEEP 的选择宜在上下拐点之间，最佳 PEEP 的水平应在低拐点的上方一 点。 （6）最大吸气压 （Pimax） 是指在功能残气位，用单向活瓣阻塞吸气口，并迅速进行最大努力吸气，用 压力表直接或传感器间接测定的压力 ,其正常值位 -50-100cmH 2O 。Pimax 小 于-20 cmH 2O，一般需要机械通气，而机械通气的患者， Pimax 大于-25cmH 2O 脱机容易成功。 呼吸功 克服整个通气阻力（主

13、要是气道和胸肺组织）所做的功，即呼吸功。主要包 括弹力功和阻力功， 弹力功即克服呼吸系统的弹性所必须作的功； 阻力功为克服 呼吸系统阻力所必须作的功。一般用胸腔压力的变化和容积变化的乘积或压力 - 容积曲线的面积表示，单位是焦尔。但在存在内源性 PEEP 和较高气道阻力的 情况下，呼吸肌的收缩和气流变化存在一定的时间差， 用上述公式容易低估实际 作功量，此时可用压力 -时间的面积表示。呼吸功也可用氧耗量来表示，正常人 呼吸氧耗量占总氧耗量的 1%-3% ，剧烈运动时，呼吸氧耗量显著增加，但占总 氧耗量的比值基本不变。 组织氧合监测 1、全身氧合 (1) 氧供 VO 2, 氧耗 DO 2 全身感

14、染时， VO2 存在对 DO2 的依赖关系， VO 2/DO 2曲线斜率变得平缓， 改善组织氧摄取能力的障碍，这种现象称为 病理性氧供依赖 ，表明组织在全身 感染情况下对氧的需求增加。 氧输送 VO 2=CIxCaO 2x10 正常值 520-720 氧 耗 DO 2 =Cix(CaO 2-CvO 2)x10 正常值 100-180 VO2和 DO 2计算公式中均存在 CI ，因此二者之间不可避免地存在一定程度 的数学偶联。现在对吸入气和呼出气通过间接热量计测定VO2 技术已在临床上 应用。 (2) 肺泡气氧分压 (PAO2) 肺泡气氧分压 (PAO2)取决于肺泡通气量， FiO 2和肺毛细血

15、管血摄氧能力这 三者的联合作用，当由肺毛细血管血摄取和转运的氧量大于肺泡通气所提供的氧 量时， PAO 2 将迅速降低。 (3) 肺泡-动脉氧分压差 A-aDO 2或 P(Aa)O2 P(Aa)O2 常用来测定气体交换的效率，正常健康的肺， P(Aa)O2 为 15 35mmHg ，因年龄而异，健康成人一般15mmHg，老年人可达 35mmHg 。患病时，由于右左分流，或通气 / 灌注( V/Q )比例降低，使得 P Aa）O2 增加。在概念上，将 P（Aa）O2 视为有灌注且通气正常肺泡血的 氧含量与有灌注但无通气的肺泡血氧含量两者混合的结果是有用的。 （4）血乳酸水平的测定 血乳酸水平和危

16、重病之间存在良好的相关关系， 全身性感染患者临床上明显 的低血容量、心功能不全、低氧血症和贫血得到纠正后，组织仍然缺氧。另外还 可由于：糖酵解增加、乳酸清除延迟、蛋白转氨基作用增加和丙酮酸脱羧酶受抑 制。 为区别需氧性高乳酸血症或厌氧性高乳酸血症，可计算血中乳酸 / 丙酮酸的 比值，但丙酮酸测定在技术上较困难。 血乳酸浓度可反映组织的灌注情况， 清除在肝脏中进行， 故肝功能衰竭时血 乳酸可以升高。另外，内毒素中毒时，即使没有缺氧，血乳酸浓度也增加。 血乳酸水平监测的最大优点是方法简便，可抽血直接测定，其正常值是 1mmol/L ，当超过 1.5-2mmol/L 时，可考虑组织氧合不足。乳酸水平

17、持续升 高提示细胞功能存在重要的代谢改变，而且是疾病严重和死亡率高的标志。 2、局部氧合的测定 胃粘膜 PH（ PHi ） 全身感染时，胃肠道尤其容易发生缺氧，在其他组织氧 供和氧耗仍处在非依赖阶段时， 胃肠道的氧合已处在氧供依赖阶段。 另外胃肠道 可能是全身炎症反应的主要来源， 缺血和低氧可增加胃肠道粘膜的通透性， 使细 菌和毒素进入到血循环中，故 PHi 测定可提供早期预警信号。 PHi 的测定轻度有创，其方法是将尖端带有可通过 CO 2 的球囊的胃管送到 胃内，球囊内充满生理盐水， CO2 能够在胃壁、 胃内容物和球囊中生理盐水之间 自由弥散达到平衡，抽取生理盐水测定 PCO 2 ，以 Henderson-Hasselbach公 式计算 PHi 。 PHi=Cx(HCO 3-/PCO 2) C 是一个常数，其测定是基于两个假设： 1)球囊中 PCO2 与胃粘膜内 PCO2 相同； 2)动脉血中碳酸氢根与胃粘膜相同。 PHi 是反映局部组织灌注不足的有用指标，其正常低限是 7.32 。 呼出气二氧化碳的监测 PETCO 2和 PaCO 2有较好的相关性，在气道正常的机械通气条件下， PETCO 2比 PaCO 2低 3-4mmHg ，自主呼吸时两者几乎相等。