（一）呼吸机的工作方式
呼吸机的作用在于产生病人上呼吸道与肺组织之间的压差，将空气流按一定频率输送给肺组织，最常应用的呼吸机类型为①定压呼吸机：患者吸入气体是在设定压力下，进行肺－气道－呼吸机的气体循环；即吸气压力恒定，而吸入气体容量随气道阻力、肺组织顺应性产生变化，例如哮喘病人肺顺应性低，气道阻力高，则吸入气体容量便会减低；对于阻塞性肺疾病病人，恒定的吸入压力和随气道阻力改变的气体容量可变性，可以防止肺组织过度充气和气体滞留，消除自身性呼气末正压的不利影响。②定容呼吸机：工作方式表现为吸气压力随肺组织运动状态变化，使每次吸入气体容量维持恒定。即呼吸机随气道阻力升高或降低，改变其输入的压力升高或降低，保持气体按机器设定容量进入肺组织。此类呼吸机是目前普遍应用的机型。
呼吸机的常见工作模式有以下几种：
1．控制性通气（CMV） 无论病人自主呼吸状态如何，呼吸机完全代替病人呼吸，以持续的固定频率输送气体。此工作模式适用于麻醉、镇静状态或中枢神经系统损伤无自主呼吸运动者。不适于撤除呼吸机前的过渡呼吸（图3－3，图3－4）。
图3－3 自然呼吸
图3－4 控制性通气工作波形
2．辅助控制指令通气（AMV） 病人无自主呼吸时，呼吸机按设置的频率工作；当病人自主呼吸出现时，依靠病人产生的负性吸气压力触发呼吸机按病人的呼吸频率“辅助”通气，触发辅助通气的负性吸气压力值，要按病人情况设定，通常为－0．2～－0．4kPa（－2～－4cmH2O）（图3－5）。缺点是某些情况下如预置通气量过大或病人呼吸频率过快，可产生过度通气及呼吸性碱中毒。
图3－5 辅助控制指令通气工作波形
3．间歇指令通气（IMV） 呼吸机按固定频率间断工作传送常规正压通气，机械通气周期之间允许病人进行自主呼吸，而不触发机械通气，主要用于撤除呼吸机前的呼吸过渡（图3－6）。缺点是机械通气周期可能出现在病人自主呼吸周期的任何时相，产生二者的不同步，使患者感到不适和紧张。
图3－6 间歇控制通气工作波形
4．同步间歇指令通气（SIMV） 呼吸机按设置频率工作，允许病人自主呼吸触发机械同步通气，避免了机械通气与自主呼吸不同步的对抗问题；如在一段时间内应该由病人自主呼吸触发一个机械通气过程而没有时或潮气量不足时，呼吸机将自主提供1次同步机械通气（图3－7）。
图3－7 同步间歇指令通气工作波形
5．压力支持通气（PSA） 呼吸机设定呼吸正压，病人自主呼吸触发呼吸机送气，而吸气流速、吸气时间、呼吸频率随病人的呼吸能力决定。病人吸气时，呼吸机提供正压送气，吸气末气道正压消失，允许患者自由呼气。即呼吸机只在病人吸气期间施加恒定压力，病人自己决定流速方式、呼吸深度、吸气时间和呼吸时间。病人潮气量由病人呼吸能力、呼吸机设定压力及呼吸系统阻抗三因素决定，潮气量在每次呼吸周期中随三因素不同关系改变而改变，通过设定呼吸机输送压力调整呼吸机机械辅助的程度，使机械通气，帮助病人克服吸气阻力和扩张肺脏，减少呼吸用力又与病人有更好的同步适应性。使用PSV通气主要调整2个参数，触发敏感度［－0．2kPa（－2cmH2O）］和压力支持水平［0．5～3kPa（5～30cmH2O）］。此模式不适用于无自主呼吸、气道漏气病人（图3－8）。
图3－8 压力支持通气工作波形
6．持续气道正压通气（CPAP） 病人自主呼吸基础上，维持病人吸气和呼气期间均为正压力水平的通气方式。作用是增加功能残气管，维持整个呼吸周期肺泡通畅，改善通气／血流比。主要适合于婴儿呼吸机撤除前的过渡治疗。
7．反比通气（IRV） 是呼吸机吸气时间大于呼气时间，即吸呼比＞1［通常为（1．5～4）∶1］的通气方式。作用主要在于增加功能残气，使气体在肺内交换时间延长，利于氧合，改善通气／血流比失调，防治肺的微小萎陷，增加肺泡的复张。可以用于呼吸窘迫综合征或哮喘持续状态的治疗。
（二）人工机械通气的应用指征
1．心脏呼吸停止或呼吸浅慢，频率＜8／min，临床有缺氧性发绀。
2．呼吸频率＞35／min，表现有发绀，烦躁，甚至意识模糊、循环功能不稳定。
3．出现下列监测指标变化①潮气量（VT）＜5ml／kg，是反映肺扩张及顺应性的指标；②最大吸气负压（MIF）＞－2kPa（－20cmH2O）是判断呼吸机功能的常用指标；③第一秒时间肺活量（FEV1）＜10ml／kg，意义同MIF；④死腔指数（VD／VT）＞60%，反映有效通气的程度，见于呼吸道阻塞和气管插管不适宜等；⑤动脉二氧化碳分压（PaCO2）＞6．7～7．3kPa（50～55mmHg），反映了肺通气的状态；注意PaCO2降低使脑血管收缩，反之脑血管扩张。正常情况下，脑处于高顺应性状态，即使血容量波动大，颅内压不变；而脑低顺应性时［通常PaCO2在3．3kPa（25mmHg）］，血容量很小的改变可产生很大的颅内压力变化；⑥动脉氧分压（PaO2）＜8kPa（60mmHg），反映组织缺氧程度的指标；⑦混合静脉血气（PvO2）＜4．7kPa（35mmHg）；⑧肺泡－动脉血氧低差［P（A－a）O2＞4．7kPa（35mmHg）］（FiO21．0时）。
（三）建立人工机械通气的注意事项
1．建立人工机械通气过程中，可产生如血压下降和心律失常等心血管系统功能不稳定，其影响因素包括：①气管插管刺激；②气管插管操作时间延长；③插管前应用肌肉松弛药或镇静药的影响。
2．缺氧、高碳酸血症、酸中毒及病人情绪焦躁等呼吸功能不全表现使交感神经张力明显增高，而一旦人工机械通气建立，则使上述病理改变得以矫正，交感神经张力随即下降，使动静脉血管扩张，继而产生血容量相对不足，体液来不及重新分布而表现血压下降。
3．人工机械通气使胸腔内压力增加，而心脏静脉回流下降，心脏排血量减少，因此尤其在低血容量状态下，要注意静脉补充容量，并使病人下肢抬高20°～30°，也可以适当延长吸气以减轻相对静脉回流的影响。
4．呼吸机使用前，应注意检查呼吸机工作状态是否正常，管道连接是否正确，连接气管插管后要加强呼吸音和生命体征观察，防止气管插管脱位、打折、位置过深、套囊松脱、分泌物气道阻塞等。
5．呼吸机应用常见并发症和处理见表3－2。
表3－2 呼吸机应用常见并发症及处理方法
（四）呼吸机基本参数的意义
1．频率及潮气量 有效通气量是减去死腔量后，由潮气量和呼吸频率两个变量决定的，频率慢便于气体分布，但同时潮气量（VT）增大会使功能残气量上升，频率过快和潮气量的下降，则可能使气体分布不均匀，交换减少，肺内分流增加，通常成人频率以12～14／min；儿童20～24／min；潮气量10～12ml／kg为宜，维持PaCO2值在4．7～6kPa（35～45mmHg）水平。
2．吸气流速 常用吸气流速婴儿4～10L／min，成人40～80L／min，通常吸气流速越大，气道肺压和胸内压越高，潮气量增大，利于气体交换，但另方面，短时间内肺泡充盈使肺泡量过度膨胀，气体分布不均，气压伤发生可能性增加。
3．呼吸时间比（I∶E） ①吸气相长：气体分布好，肺泡－动脉氧差小，功能残气量增加，胸内压增加，使回心血量减少。②呼气相长：二氧化碳呼出增加，功能残气量小，对心功能影响小。
通常呼吸比为1∶1．5，对于阻塞性肺疾患为1∶1，限制性肺疾患者1∶2为宜。
4．吸气峰值（peak pressure） 为压力型呼吸机提供气体压力的设置值，用以驱动气体克服呼吸道阻力，保证必需的潮气量，通常成人为1～2kPa（10～20cmH2O）。吸气峰值的增加可以使胸内压上升，影响静脉回心血量，亦容易产生肺泡或肺大疱破裂。因此，仅在肺顺应性差及高气道阻力（如哮喘状态等）时提高吸气峰值［3～4kPa（30～40cmH2O）］。
5．吸气停顿压（pause pressure） 指吸气与呼气活瓣皆关闭时的气道压力，其大小影响吸入气体的肺内分布和呼吸死腔程度，以调节在吸气峰值的70%～80%的为宜，并参照PaCO2水平和心功能状态。
6．气道平均压（mean pressare） 以保持在低水平为佳［＜1kPa（10cmH2O）］，可以通过增加呼吸频率，缩短吸气时间，降低潮气量，增加肺顺应性来改善。
7．呼气末正压（PEEP） 呼气末正压可以增加肺泡容量，膨胀萎陷的肺泡，改善血氧含量，减少肺泡渗出；另一方面呼气末正压使胸腔及气道压力上升，静脉回心血流受阻和肺循环阻力增加，产生右室舒张末压升高而影响心排血量。通常以0．3～0．5kPa（3～5cmH2O）为宜，可在不影响心脏功能和不产生气胸及气道损伤情况下增加PEEP，以改善PaO2，但不宜超过1．5～2kPa（15～20cmH2O）。
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