BIPAP呼吸机的原理和实践

1、先哲曾经说过：世界就是由矛盾组成的统一体，不得不承认，这个论断，在机械通气领域基本也是靠谱的。复张-过度膨胀，PEEP-血流动力学，纠正缺氧-氧中毒.似乎呼吸治疗就是在种种的矛盾之中寻找平衡。而其中最根本、最重要的矛盾，个人认为应该就是机械辅助与自主呼吸之间的矛盾了。病人的自主呼吸不能维持了，才需要机械通气的辅助支持；但在机械通气的时候，最好又能尽可能保留和促进患者的自主呼吸能力。你说，这不是强人所难、吹毛求疵么？没办法，谁让咱干这一行呢？有困难要上，没有困难创造困难也要上那到底有没有办法让这一对矛盾和谐共存呢？现在看来，似乎是有的，它就是双水平气道正压通气-BIPAP。话说得好象缺乏点底气，

2、不着急，我们共同来认识一下这位“善变”的人物.一、 万变不离其宗-BIPAP的工作原理初次接触BIPAP的人，往往会感到一种疑惑：这究竟是一种什么模式？为什么有时候看起来像是一个吹风机，可实际上却是刮胡刀呢？确实，BIPAP给我的第一印象就是“变”，根据不同的设置、不同的病情，可以表现出不同的结果。但是只要搞清楚它的工作原理，就会发现其实还是万变不离其宗。先看看老前辈给BIPAP的定义，Benzer等的描述是：让病人的自主呼吸在双压力水平的基础上进行，气道压力周期性的在高压力和低压力两个水平之间转换，每个压力水平均可以独立调节，以两个压力水平之间转换时引起的呼吸容量改变来达到机械通气辅助的作用

3、。这话容易理解吗？老实说我第一次看到这段话的时候颇有种把书扔出窗口去的冲动，完全处于晕菜状态，所以还是试着用我的方式来解读这个定义。其实我们可以拿最基础的压力控制通气作为对比，在PCV模式下，只要我们设置了PEEP，那么整个通气过程中就存在两个压力水平（PC和PEEP），而且气道压力周期性的在高压力（吸气时的PC）和低压力（呼气时的PEEP）之间转换，病人能够得到多少潮气量或者说通气辅助是由这两个压力转换时的差值（PC above PEEP）产生的。与BIPAP唯一不同的地方在于，PCV模式下患者的自主呼吸是无从发挥的，在高压相（也就是吸气相）患者如果出现吸气是无法得到额外的流量支持的；在低压

4、相（也就是呼气相）患者如果有吸气则会触发另外一次辅助通气。而BIPAP则能够固定高压相和低压相的时间（Thigh和Tlow），并且允许患者在这两个压力水平上自主呼吸，这就是它的工作原理。从对BIPAP定义的解读可以看出，不管它用的是什么名字，其本质与PCV一样，还是一种压力限制，时间切换的通气模式，去年全国重症会上来自宝岛的杜美莲老师就把它直接归入到P-SIMV中去了。只是由于自主呼吸在其中可以发挥的余地比较大，使得BIPAP看起来更像是多种压力目标型通气模式的总合，因此也被称为“万能模式”。“万能”到底体现在哪里？来看看下面这张图 这是患者处在不同强度的自主呼吸状态以及不同参数设置下的通气情

5、况。1. 如果患者完全没有自主呼吸，那就如同第一道波形，就是传统的压力控制通气PCV（图中CMV的含义是Controlled Mechanical Ventilation，控制通气）2. 如果患者的自主呼吸只出现在低压相，那就如同第二道波形所示，实际上是P-IMV（当然现在实际应用的BIPAP模式都存在同步功能，所以也就是P-SIMV，也可以叠加PSV）3. 如果患者的自主呼吸能够同时出现在高压相和低压相，如同第三道波形所示，此时才是我们真正意义上所说的“双水平气道正压通气”BIPAP，如果此时高压时间设置的明显长于低压时间，那就用另外一种特有的名字称呼它-气道压力释放通气APRV（在欧洲有时

6、候BIPAP和APRV是可以通用的）4. 如果患者有稳定的自主呼吸能力，而我们又将BIPAP的高压水平和低压水平设置一致，如同第四道波形所示，就成了常见的CPAP模式，这种情况往往见于用BIPAP模式脱机的最后阶段。从右边的示意图可以看到，从上到下，患者的做功在逐渐增加，而机器的做功则相应减少，模拟出了病人从完全控制通气到完全自主呼吸的整个过程，这也是为什么把BIPAP称为“万能模式”的原因。二、 双兔傍地走，安能辨我是雌雄-BIPAP和BiPAP的区别看过圣斗士星矢的朋友一定对双子座的两位黄金圣斗士-撒加和加隆印象深刻，几乎一模一样的外表下面跳动着两颗完全不同的心，同样的情况也出现在BIPA

7、P和BiPAP这两个概念身上，由于“长相”过于相似，两者往往非常容易混淆，甚至在一些专业书籍上也经常张冠李戴，这也使得“BIPAP和BiPAP有什么区别”成为呼吸治疗领域出镜率最高的问题之一。BIPAP的中文名字叫做“双水平气道正压通气”，而BiPAP的中文名字则叫做“双相气道正压通气”，有些专业书籍会出现相反的命名，个人感觉，既然BIPAP这个概念最早是由Drager提出的，那还是尊重Drager的命名规则，将BIPAP称为双水平气道正压通气为好，而且这样的称谓也比较容易让人理解。两者的差异在哪里呢？还是从我的理解角度看，其实从名字上就可以看到最大的差别。“双水平”指的是两个不同的压力水平，

8、与患者的呼吸状态无关，换句话说，在BIPAP模式下，患者既可以在高压相吸和呼，也可以在低压相吸和呼；而“双相”的含义是两个呼吸相，即吸气相和呼气相，也就是说，在BiPAP模式下，患者只能在高压相吸，在低压相呼，两个压力会跟着患者的一呼一吸来回切换，这就是我认为得两者内在的最大差别。当然原版的解释，诸如BiPAP实际上已经是伟康公司的注册商标，特指伟康研发的无创呼吸机上的通气模式等等，这些在任何一本机械通气专业书籍上都有提到，不再赘述了，写着一段的目的是和大家分享一下我的理解和体会，有不妥之处还请各位指正。三、 谁是山寨，谁是正宗？-BIPAP的诸多马甲专利法有时候也比较不靠谱，Drager最早

9、注册了BIPAP这个名字，当然是保护了它的利益，但客观上也造成了一些混乱的情况，在其之后出现的诸多其他公司相近似的通气模式，都不得不冠以另外的名字，好比是PB的Bi-Level，MAQUET的Bi-vent，Hamilton的DuoPAP等等，倒是不禁让我想起了最近在驿站闹得正欢的“海边家族”这些命名上的混乱给临床应用带来了很多困扰：它们之间究竟有什么差别？对我们的临床应用究竟有什么影响？我想还是从接触最多的“三大品牌”-Drager、PB和MAQUET说起吧。BIPAP的概念最早是由Drager公司提出的，在它目前的产品中，从最低端的Savina到最高端的Evita XL，都配备了这种模式。

10、遵循先来后到的原则，还是把Drager的BIPAP奉为“正宗”，其他几位只好委屈一下做回“山寨”了看一下在不同呼吸状态下典型的BIPAP波形图（上方是压力-时间曲线，下方是流速-时间曲线，第一个呼吸是没有自主呼吸的控制通气，类似于PCV，而第二个则是在高低压相都有自主呼吸的“真正的”BIPAP通气） 分析一下第二个呼吸波形，其实已经可以发现现在Drager机器上的BIPAP已经比其最初的设计更进一步了。在低压相患者存在自主呼吸的时候，可以得到压力支持（ASB），而高压相则没有。请注意这个细节，因为这就是不同呼吸机上BIPAP模式的主要区别之一。同时，为了保证人机能够最大程度实现同步，在从低压相

11、切换到高压相的时候采用了类似于SIMV模式中的触发窗设定。好，接下来是山寨一号登场，PB840上的Bi-Level模式。本质上来讲Bi-Level与BIPAP相同，只是在某些方面做出了一些改进。最大的区别在两个方面：第一，Bi-Level允许在高低压相都给予压力支持，但这两个压力支持的水平是相同的（可以比较高压相的PS和后面低压相那个PS的呼吸）；第二，Bi-Level不仅在低压相向高压相切换时存在触发窗，在高压相向低压相切换时也存在触发窗，在同步转换方面更进一步。最后是山寨二号，Servo i上的Bi-vent模式，又是一个大同小异的作品。Bi-vent与Bi-level唯一的区别在于，Bi

12、-vent模式中的压力支持是可以分别设定的，也就是说，高压相和低压相的PS幅度可以不同，具体可见下图。其实对于在BIPAP模式上叠加压力支持，这种做法本身还是存在争议的。一般来说，在低压相合用PS基本得到大家的认可，可以增强自主呼吸的幅度，减少呼吸功；但在高压相是否应该再加压力支持分歧很大，支持意见认为高压相的PS仍然能够获得与低压相时相同的效应，反对意见认为在高压相肺已经处在相对扩张的情况下再增加正压支持有导致过度膨胀的危险。孰是孰非现在也没有明确的依据可以证实，不过我个人观点，在没有最终结果之前，多一点选择余地总是好的，最多把PS设置成0就OK咯 bycq0 wrote:支持Baggio老

13、大的BIPAP专题啊 BIPAP我一直都想不通啊 BIPAP从低压相到高压相就相当于PCV的吸气期 那怎么能进行自由呼吸呢 你们高的基线呼气时候的阻力不是很大 ？为什么PCV的时候吸气相自主呼吸就没用会产生对抗？这个问题我觉得可以这样看，所谓的BIPAP，可以用CPAP的概念来理解它。在CPAP模式下，患者可以完全“自由”的呼吸，因为此时呼吸机的呼出阀保持打开状态，相当于一个持续流量系统，患者可以随时从中得到需要的气流，呼出的气体也可以随时通过呼出阀排出，因此不会出现人机对抗。但单纯的CPAP有一个问题，就是潮气量完全由患者的自主呼吸能力决定，因此就想到，能否通过两个压力水平的转换，高压力水平

14、下肺容量增加，低压力下肺容量减少，通过在不同压力水平下容量的改变来产生潮气量，这样的话，既能够让患者“自由呼吸”，也能够在一定程度上保证潮气量，这就是BIPAP，也有人把它描述为两个不同水平的CPAP之间的定时切换，在BIPAP模式下，患者得到的潮气量大小由预设的压力水平差值大小和患者的自主呼吸能力共同决定。至于传统的PCV，在吸气相时流速递减，呼出阀关闭，如果此时患者有吸气努力，将无法得到额外的气流供应；同样的，如果患者需要呼气，由于呼出阀处于关闭状态，也无法顺利完成，除非呼气动作增强使得气道阻力明显升高超出安全范围造成保护性压力切换，因此在PCV模式下患者如果有很强的自主呼吸能力，将造成明

15、显的人机对抗。当然，现在的呼吸机硬件设计较以前有了很大的改进，很多新型的呼吸机都有“动态呼出阀”的设计，可以在吸气相根据需要迅速打开，满足患者一部分的呼气需要，可以改善人机关系。以上都是临床思维，如果深究BIPAP在呼吸机上实现的硬件细节，肯定要更为复杂，如果想进一步了解这些问题的话，只有联系厂家的工程师或者设计者了至于在高的压力基线下呼吸的阻力肯定会增大，不仅是呼气，由于高压下肺容量增加，达一定程度后吸气阻力也会增加，因此在应用BIPAP时也强调对高压水平的控制，一般高限在35cm H2O左右，更高的压力肯定会对患者的自主呼吸带来影响。其实了解肺复张的话就会知道，有一种肺复张的方法（Recr

16、uitment Maneuver，RM）就是采用高水平的CPAP，把压力调节到40cm H2O，维持40秒钟。一般理解CPAP模式下是允许患者自由呼吸的，但在这样高的压力水平下，即使没有深度镇静肌松，之前尚存在自主呼吸的患者，很多也完全无法完成自主呼吸，所以过高的高压水平肯定还是需要避免的关于BIPAP及其山寨、马甲，我一直认为这是厂家的忽悠，可能还是自己认识不够吧，借巴乔兄的帖子向各位请教一下。1、从最基本原理上来说，最初的BIPAP就是两个压力水平的定时切换，这与PCV+PEEP在本质上是没区别的。2、随着呼吸机的发展，BIPAP加入了压力切换水平触发、压力支持等等手段，但同时我们看到SI

17、MV模式目前也有了ETS、PSV等设置。3、从上面两点来看，现在的BIPAP与P-SIMV差别是不大的，BIPAP中所设置的高压、低压就等同与P-SIMV时的Pc与PEEP，压力切换触发基本等同于Trigger和ETS等等，两种压力的持续时间在P-SIMV中高压时间就是吸气时间，低压时间倒是不能设定，但实际上呼吸频率和吸气时间确定后，低压时间也就是PEEP的时间也是确定的。所唯一不同的我觉得就是BIPAP允许在高压相的吸气，但意义有多大呢？事实上在实际用的过程中，想Evit这样的呼吸机没有P-SIMV模式，我就用BIPAP模拟一个。4、所以P-SIMV与BIPAP到底有多大区别，还是搞不清，B

18、IPAP虽然号称万能模式，我的理解：这个万能恐怕不是一用上去就不用调整了，只是说同一个模式可以从头用尾，但是你要不断调参数，说万能只怕又是忽悠。此外厂家是不是也认为BIPAP没多大意义呢，记得科里买PB840的时候，BILEVEL、NIV、ASV三种模式是需要花钱升级才能用的，BILEVEL和NIV讲讲价都赠送了，ASV死也不肯赠送，是不是说明厂家本身对BIPAP也不是太看好呢？这是题外话，呵呵。回D3D兄台的问题：确实，从基本原理和实际在临床上应用的情况来看，BIPAP与P-SIMV差别不大，Drager的呼吸机，不仅没有P-SIMV，连PC也没有，所以大多数时间临床上都在把BIPAP当成P

19、-SIMV甚至PC用，可能是厂家的理念觉得BIPAP可以完全替代这两种模式吧。如果一定要说BIPAP特别在什么地方，确实如兄台所言，高压相可以完成自主呼吸是最重要的特点，其实现在很多新型的呼吸机，经过改进的P-SIMV模式，由于“动态呼出阀”的存在，也可以在一定程度上允许患者进行吸气和呼气，Varpula T等就曾经论述过Servo 300A上P-SIMV的类似功能。所以说它“万能”，更多的还是理解成BIPAP可以在不同的设置和不同的病情下表现为多种呼吸模式，“一用上去就不用调整”的，可能是现在所谓“闭合环通气”宣传的理念，不过要真正达到这个目标，还差得远。所以不管机器发展的再怎么先进，从事呼

20、吸治疗的医生都不用担心会失业至于在高压相的自主呼吸有什么意义，在后面几部分很想讨论一下这方面的问题，请兄台多多指教。也是题外话：PB的升级模式应该不是ASV（这个是Hamilton机器上的）而是PAV吧，这个估计是死也不赠送的四、 知易行难？知难行易？还是知行合一？-BIPAP的临床应用究竟是知易行难还是知难行易，是理学家们争论了数百年的命题，最后被明代著名猛人王守仁大师*-知行合一，对于机械通气，我觉得也是可以借鉴的，“知”的目的是为了“行”，“行”的经验多了，“知”就能更进一步，所以讨论机制原理和临床实践，是相辅相成的两个方面。对于BIPAP的机制探讨，前面已经有所涉及，那么从纯呼吸治疗的

21、角度来看，BIPAP究竟如何对患者产生呼吸辅助呢？我的理解是两方面。在高压相（Phigh），主要解决氧合问题，相当于不断向肺内充气使其膨胀，改善气体交换效率；但光有氧合还不够，还必须有CO2的排除也就是通常的呼气过程，在BIPAP，这个目的是通过气道压力从高向低转换，使得肺容量降低而达到的。这样BIPAP的设置原则就清楚了，为了保证合适的氧合，就需要提高Phigh，延长Thigh；为了保证充足的CO2清除，就需要延长Tlow，必要时降低Plow，根据血气情况，调整这些参数的设置，使之达到一个平衡点，就是BIPAP模式的设置原则。在实际应用过程中，还是有一些参考的方法，从其他模式转换到BIPAP

22、和直接应用BIPAP都可以参照进行，如下图所示 最早BIPAP，准确地说应该是APRV是Downs和Stock两位于1987年用在急性肺损伤模型上的，长久以来，APRV一直被认为是ALI和ARDS机械通气治疗的途径之一，它在这方面的优势和不足后面会讨论，但最优化的参数设置仍然是一个问题，众说纷纭。有的学者建议，在ALI或者ARDS病人，Phigh的设置可以参考常规通气时的平台压，假如该患者常规通气时平台压为25 cm H2O，那么初始的Phigh建议就设置在25 cm H2O，当然，从避免肺部过度膨胀的角度，高于35 cm H2O以上的Phigh是应该避免的；对于Plow，有人觉得应该从0开始

23、，也有人建议最佳PEEP为参照，我个人感觉后一种似乎更可行一些；Thigh的设置，比较公认的看法是至少应该在4秒钟以上，有研究表明短于4秒的Thigh将无法保证足够的平均气道压，而会导致肺复张的效果降低；Tlow的设置又有分歧了，上世纪80-90年代的时候流行把Tlow设置的长一些，如1-1.5秒，理由是比较长的Tlow可以促进肺排空，改善通气效率，防止PEEPi出现。不过最近，这个理念受到了挑战。近年来更多学者建议，缩短Tlow到0.5-1.0秒（如0.8秒），理由是，过长Tlow容易导致肺泡塌陷，同时适当的PEEPi具有防止肺泡在呼气末塌陷的作用，可能有积极的意义（这一点以前我曾经在drqin的帖子里提到过，我把它称为“隐性肺复张”，看来跟老先生是心有戚戚焉）。实际操作中，可以观察呼气末流速，如果流速降低到峰流速的50%-25%，就可以重新切换到高压相了。还有一部分学者，推荐采用P-V曲线分析的方法来设置压力，将高压设置在高位拐点稍低一点，防止肺泡过度膨胀，低压设置在低位拐点以