机械通气的呼吸机波形

呼吸机波形是机械通气期间呼吸全过程内的压力、流速和容量变化的图形表示。这些参数随时间的变化可以单独显示或组合绘制（压力-容积和流速-容积循环）。机械通气的呼吸机波形有 6 种基本形状，但只有 3 种在功能上不同（方波、斜波和正弦波）。当采用恒定流速（例如，容量控制）模式并使用吸气暂停功能时，压力指标是特别有价值的工具。在这种情况下，压力波形的检查可以确定静态、准静态和动态顺应性，以及气道阻力的相对变化。检查压力波形还可以帮助识别患者治疗反应、不同步和空气滞留（自动呼气末正压 [auto-PEEP]）的许多重要方面。根据所采用的通气模式，流速波形的形状可以由呼吸机操作员设置，也可以取决于患者的吸气努力和呼吸力学。当此选项可用时，减速模式有几个重要的优势。检查流速波形对于识别不同步、设置最佳吸气时间、评估对支气管扩张剂的反应以及识别自动 PEEP 至关重要。与其他 2 种类型的图形相比，容积波形通常包含的有用信息稍少，但在识别环中的泄漏方面起着至关重要的作用。压力容积环在设置 PEEP 和峰值吸气压力范围时特别有用。检查这些环还有助于评估呼吸力学、识别环泄漏以及评估患者的触发努力。流速-容积环在识别泄漏和过多的气道分泌物以及气道阻力的改变方面非常有用。最后，在许多情况下，串行波形检查对于识别和解决人机不同步至关重要。

介绍

长期（大于24 小时）间歇性正压通气 (IPPV) 可以作为严重呼吸损害患者的救命疗法。它也经常被用作短暂性呼吸功能障碍患者（例如抑郁症）的短期支持措施麻醉期间的呼吸驱动）。在选择呼吸机设置时，医师必须首先选择一种通气模式，然后根据指南和假定的患者需求选择机器设置。这些初始设置可以根据具体情况进行调整，依据对患者呼吸系统疾病的性质以及医生的经验不断调整以致最佳。在开始机械通气后，根据需要更改呼吸机设置以达到目标气体交换水平。检查呼吸机波形，结合动脉血气值和患者检查，通常可以最全面地概述当前设置的适当性，允许监测疾病状态和呼吸机故障排除，还可能有助于识别发病原因，人机不同步 (PVD)。

波形类型

呼吸机波形通常分为随时间绘制的单个参数（标量）或同时绘制的 2 个参数。标量波形通常具有 6 种特征形状（图 1）：方波、上升斜坡、下降斜坡、正弦波、指数上升和指数衰减。斜坡和指数波形在功能上非常相似，指数波形通常可以归为斜坡类别，留下 3 种特征形状：方波、斜坡和正弦波。正弦波形是患者吸气努力的特征，例如在持续气道正压通气或同步间歇强制通气 (SIMV) 下的自主呼吸。方波表示给定参数突然变化，但随后在一段时间内保持在接近恒定的值。斜坡和指数波形表明参数随时间逐渐变化，变化率可以是恒定的（斜坡）或可变的（指数）。标量由一系列随时间在轴上方或下方绘制的波形组成（图 2）。许多现代呼吸机可以同时显示多个不同标量（图 2）。轴线以下的偏转可以表明数值低于参考点(例如，低于基线的压力)或方向性(例如，患者呼气或者吸气)。确定最密切监测的波形取决于环境和临床医生的需要。根据经验，代表因变量的标量将包含信息最直接反映患者的呼吸力学。例如，如果患者在压力控制模式下通气，那么流速和容积标量将包含有用的信息，而压力标量应该出现，但临床医生将其设置为出现。然而，这条规则并不完全适用于 PVD，因为患者在这种情况下的努力通常会导致自变量图发生细微的变化。

不同通气模式下的波形

标量波形根据所采用的通气模式呈现特征形状。与常用的通气模式相关的呼吸机波形如图 2 和图 3 所示。在图 2 中，使用容量控制模式（容量辅助/控制通气 [V-ACV] 和 SIMV 容量控制 [ SIMV-VC]) 显示。显示了两次连续的机器呼吸，没有患者触发或自主呼吸。压力波形具有特征指数上升形状（“鲨鱼鳍”）。突出显示的区域表示吸气保持期，这为气体在肺内重新分布（“呼吸摆动”）留出时间，从而导致压力从吸气峰压 (PIP) 下降到吸气平台压压 (Pplat)。如果取消吸气保持，那么凹度就不会出现，一旦达到预设的潮气量就会开始呼气。应该注意的是，此设置中的流速分布在整个吸气过程中是恒定的（方形）。以恒定速率输送流速可以对气道阻力 (Raw) 进行有意义的评估。然而，一些呼吸机允许在容积控制模式下以下降斜坡曲线输送流速，这有几个潜在的好处。如图 3 所示，吸气保持还会导致容积波形中的显著平台压；显示压力控制模式（压力-ACV [P-ACV] 和 SIMV-PC）和支持模式下看到的波形特征。在压力控制模式下，压力波形现在是具有特征形状的波形，而流速波形通常呈现指数衰减的形状。容积波形可能与在容积控制模式下观察到的波形没有区别。该图右侧的一系列波形显示了压力支持模式的典型曲线（例如，带有 PSV 的 SIMV）。在这种情况下，预计吸气流速不会在呼气开始前达到零。机械通气期间一旦达到预设百分比的峰值流速（例如，峰值的 30%），吸气流速就会被设置为循环关闭。该点位于图中上方的虚线圆圈内。因为吸气流速的终止发生在流速低但不为零时，所以容积波形显示出最小的平台压（下方虚线圆圈）。在某些临床环境中，使用同步间歇指令通气 (SIMV) 作为通气模式可能是首选；然而，当涉及到呼吸机波形解释时，它代表了额外的复杂性。图 4 中显示四种 SIMV 模式的呼吸比较。标记为“A”的垂直系列描绘了与 SIMV-VC 中的强制呼吸相关的典型波形。在这种情况下，鲨鱼鳍压力示踪和方波流速示踪是明显的。没有规定吸气保持，因此一旦达到目标潮气量就开始呼气。在吸气气流开始之前，没有患者努力（触发）的证据。第二次呼吸（垂直系列“B”）是具有特征正弦波外观的自主呼吸。应该注意的是，压力追踪的负压部分与向内流速相关，因为这是自主呼吸，而不是机器输送或辅助或支持的正压呼吸。患者达到的潮气量低于之前强制呼吸时潮气量，这是通常观察到的（但不是强制性的，因为它取决于患者的努力和能力）。第三次呼吸（垂直系列“C”）代表同步的、患者触发的、机器传递的呼吸。在这种情况下，患者的吸气努力下降到接近下一次强制呼吸的时间。因此，呼吸机提供了与强制呼吸（“A”系列）等效的呼吸，但与患者的呼吸努力同步。潮气量与第一次呼吸时的潮气量相同。病人的努力只是改变了呼吸的时间，而不是它的性质。SIMV 的性质是，在强制呼吸后立即有预设的时间段，患者可以自主呼吸，而在强制呼吸之前有一小段时间间隔，在此期间，患者的努力将触发下一次呼吸机呼吸的早期输送（因此SIMV 的同步特性IMV）。第四次呼吸（垂直系列“D”）代表具有压力支持的 SIMV 的典型波形。在这里，患者的吸气努力导致呼吸机提供额外的流速，以补充患者自己努力实现的流速。一旦达到预定水平的吸气流速（例如，峰值流速的 30%），该压力支持就会停止。这反映在流速波形中，吸气流速突然停止在零以上的水平。达到潮气量大于患者自主呼吸（“B”），但小于强制呼吸（“A”和“C”）。然而通过增加压力支持水平实现等效潮气量。

压力波形

压力波形通常呈指数上升（恒定流速的容积控制模式）或方波（压力控制）（图 5iA 和 C）。在具有指数衰减流速分布的容积控制模式中，压力标量分布通常看起来不那么方形而更圆润。如前所述，当吸气暂停到位时，压力波形呈现图 5iB 中所示的形状，ii 显示当应用 PEEP 时，预计压力永远不会回到基线，而是保持在预设水平呼吸之间的大气压以上（虚线）。低于此水平压力下降表明患者的努力、伪影或环泄漏。当出现吸气暂停时，检查压力波形会揭示与患者有关的呼吸力学大量信息（图 5iii）。在这种情况下，可以确定（PIP；“a”）和平台压压（Pplat；c）；压力可分别用于计算动态和静态顺应性。例如，潮气量/(PIP-PEEP) 将估计动态顺应性，而潮气量/(Pplat-PEEP) 将估计静态顺应性。动态顺应性 (CdYn) 高于静态顺应性 (Cs)，因为克服环和 Raw 所需压力增加。该压力将通过该图中标记为“I”的区域的大小来反映。只有在大流速（气体输送）和肺内流速（摆动）停止（点“C”）后才能确定真正的静态顺应性。在许多情况下，临床医生可能不愿意设计具有必要长度（1.5 秒）的吸气屏气来真正测量静态顺应性，而是设计应用更短的吸气屏气。在这种情况下，压力下降到标记为“b”的点，使用这些值得出的顺应性测量被称为“准静态”（即 Cqs）。在图 5iii 中，可以理解平均气道压力 (MAP) 的决定因素。对 MAP 值的主要影响是 4 种不同压力的相对高度和宽度：(1) 用于克服环和气道阻力的压力，(2) 用于使肺变形和扩张肺泡的压力，(3) 整个呼气过程中的压力流速相，和 (4) PEEP.17 这些区域中任何区域的表面积增加而其他区域没有相应减少将导致更高的 MAP。压力标量上的 PIP 值也可用于估算 Raw，因为阻力等于驱动压力除以流速。Raw 的增加被视为 PIP 增加，而 Pplat 没有伴随增加（图 6i）。相反，顺应性下降表现为 PIP 和 Pplat 均增加，两个值之间的差异不变（图 6i）。虽然吸气屏气可以产生大量关于呼吸力学的信息，但呼气屏气也可以产生有用的信息。许多呼吸机都配备执行呼气屏气操作的选项。只要自动 PEEP 的值大于设定的 PEEP（如图 6ii 所示），执行此任务就可以量化由于气体旋涡（autoPEEP）引起的内在 PEEP。在所示示例中，设置 PEEP 为 +5 cmH2O，但存在自动 PEEP，总 PEEP 实际上为 +10 cmH2O。在这种情况下，自动 PEEP 可能会产生许多不利影响，包括使患者触发呼吸机更具挑战性。在这种情况下，如果触发值设置为比 PEEP 低 -2 cmH2O，则在触发呼吸之前，患者必须将气道压力降至 -7 cmH2O 而不是 -2 cmH2O，因为来自自动装置的额外气道压力-PEEP。

流速波形

根据所采用的通气模式，流速标量呈现出可预测的、可重复的形状或可变的形状。在通气的容量控制模式中，流速波形通常为方形或下降斜坡。许多呼吸机允许操作员在此设置中选择流速剖面。在自主呼吸中，流速分布在外观上是正弦波。最后，在压力控制模式下，流速波形通常呈现指数衰减外观（图2 和 3).20 使用恒定流速模式（方波）确实允许进行某些呼吸力学测量，因为可以为流速分配绝对值，然后测量压差，然后最终计算阻力。然而，恒流方法确实有缺点。如图 7i 和 ii 所示，对于给定的潮气量输送，使用恒定流速输送将导致比采用减速斜坡方法时稍高的 PIP。此外，减速斜坡模式的使用允许微调吸气时间 (I-time)。图 8 显示 4 种不同的容量控制强制呼吸，具有 2 种不同的流速曲线。对于最左侧的呼吸，选择恒定（方形）流速输送，而对于其余 3 次，选择减速斜坡流速模式。第三次呼吸 (“c”) 显示 I 时间最佳时的波形外观。在呼气开始之前，流速一直归零。在呼吸“b”中，I 时间太短，这可能导致气流不同步。在呼吸“d”的情况下，I-时间过长，在呼气前有一段明显“零流速状态”。零流速状态使患者面临双重触发和其他形式PVD 风险。当我们观察呼吸“a”时，我们可以看到，恒定流量选项并不适合调整I-time，因为当选择这种流量模式时，从吸气到呼气的过渡总是突然的，除非一直吸气保持。因此，如果临床医生选择了通气的容积控制模式，那么选择减速斜坡流模式可以降低PIP值，并允许使用波形检查方法优化I-time。流速标量也是关键工具，在检测自动呼气末正压时，无需呼气保持。当存在自体呼气末正压时，呼气流量在呼出之前不归零(图9)。也就是说，当呼出下一口气时，患者还没有呼完最后一口气。即使没有胸内气道功能障碍的患者也会发生自体呼气末正压。

容量波形

在 3 种标准标量波形中，容积追踪通常包含的信息最少，会导致临床医生更改呼吸机设置。这是因为大多数可以显示图形输出的呼吸机也提供数字输出。因此，患者通常依赖于潮气量的输出，因此需要花更多时间检查其他 2 个标量。然而，对容积标量目视检查是有一定价值。特别是，它可以提供 SIMV 期间自主呼吸和强制呼吸的相对大小或持续气道正压呼吸期间患者吸气努力的快速定性图像。容积波形与流速波形密不可分。在许多现代呼吸机中，环流速是确定的（通常通过流速干扰器和压差传感器），它是随时间变化的流速信号，用于计算输送量或呼出量。因此，当查看容积跟踪时，可以看到曲线在任意点的斜率反映了瞬时流速（ΔV/Δt），如图 10i 所示。在同一张图中，可以看到在标记为“a”和“b”的点之间，斜率很大且为正，因此流速标量在同一点应该有很大的正偏转。在“b”和“c”之间，容积波形的斜率为零，因此容积不变，因此在流速标量上预期相应的零流速周期。最后，在“c”和“d”之间，人们会期望在流速标量上看到很大负偏转，以反映环中快速减少的容积。潮气量也可以通过检查容积来确定，标量如该图所示。最后，容积波形检测另一个主要作用是识别管道回路泄漏或气体自循环。如图 10ii 所示，在呼气中期到呼气末期垂直下降到基线的容积波形表明通过流速传感器的容积比最终返回的容积要多。这可能意味着环中存在泄漏或给定容积气体意外地留在了患者体内（例如，气体滞留或单向流入胸膜腔）。

压力-容积环

压力-容积环（PV 环）是环压力和环容积变化之间动态互连的图形表示。PV 环的检查长期以来一直用于评估使用呼吸机的患者的呼吸力学。在过去的 20 年中，PV 环评估在设计保护性肺策略以支持急性呼吸窘迫综合征患者方面也发挥了重要作用。图 11 显示了典型PV 环使用呼吸机的患者机器输送呼吸。当患者接受 IPPV 时，肺部充气对应于环压力（吸气支）的升高。应该注意的是，对于有自主呼吸的患者（或使用负压呼吸机或肺纤维化患者），增加环的容量会降低环压力，因此环的追踪将而是顺时针方向（未显示）。图 11i 的几个特征值得注意。首先，循环不是从压力值 0 开始。这表明患者处于 PEEP 状态。接下来，在环的最高值（图的右上角区域）记录的压力和容积值将分别对应于 PIP 和潮气量。最后，添加了一条连接成交量不变2 个点虚线。这条线连接吸气起点和终点。由于在这些点没有出现明显的环流速，因此压力值主要反映将肺扩张到该容量所需的压力，而不是克服气道和环阻力所需的额外压力。吸气支弯曲远离这条线反映了克服这些阻力所需额外压力。这条线斜率反应肺顺应性。由于肺内血流没有足够的时间停止，这种形式的顺应性将被称为动态顺应性（CdYn）而不是静态顺应性。图 11 显示用于比较的患者触发PV 环。这种“图 8”类型的循环是典型的患者吸气努力。在这种情况下，患者吸气努力正在触发或启动活动，因此小循环位于跟踪的左下方。PVD 可能会在追踪的其他点（例如，呼气支体）处导致患者生成的小环。垂直虚线和箭头表示 PEEP 值，可以注意到患者努力使气道压力低于该静息值。一旦达到触发阈值，机器输送的呼吸就会继续。患者吸气努力环的阴影区域的大小表示患者为触发呼吸所做的工作。如果触发灵敏度发生变化，那么患者将需要做更多或更少的工作来触发呼吸机，并且该区域的大小会发生变化。PV 环的方向和面积的变化可以表明患者肺部、环或两者的机械特性的改变。图 12 显示了同一患者的 2 个环。灰色环是初始跟踪，而黑色环显示预期随着气道或环阻力或两者的增加而发生的变化。环路从动态曲线向外弯曲，表明需要相对更大的施加压力来克服阻力并达到给定的容积。应该注意的是，CdYn（如线的斜率所示）已经下降。与静态顺应性不同，CdYn 的值会因阻力的变化而改变，因为不允许完全停止流速。 PV 环弯曲度增加应促使临床医生检查气管内导管是否扭结或阻塞，是否发生热湿交换器阻塞，或是否需要气道抽吸或支气管扩张剂给药。顺应性变化也会改变 PV 环的形状和位置。如图 12 ii 所示，顺应性降低（例如，出现肺水肿）导致 PV 环旋转（标记为“A”），就好像它的起点被锚定并且环向 X 轴旋转。相反，如果顺应性增加（例如，水肿消退），就好像它的起点被锚定并且环向 Y 轴旋转（标记为“B”）。顺应性的变化可以通过 CdYn 线斜率的显著变化来理解。必须记住，PV 环的形状并不完全独立于呼吸机设置。以更快的流速提供相同的潮气量将导致环远离顺应线的弯曲增加。此外，在压力控制模式下，吸气支的后半部分可以看起来几乎是垂直的，因为保持恒定的吸气压力（图 13i）。潮气量过大会导致肺泡过度扩张和吸气支末端的“喙”。喙反映了环压力进一步增加，而额外的容积增加最小。一旦肺泡过度扩张并且只能接受压力增加较大的额外容积，就会采用这种形状。对呼吸机引起的肺损伤机制的认识使 PV 环检查在优化呼吸机设置方面发挥更大作用。在这种情况下，建议临床医生检查环路以寻找 2 个重要拐点（图 14i）。较低的拐点反映了肺顺应性显著提高。这被认为是许多塌陷的肺泡或气体交换单元或两者都打开的点。这些区域的循环打开和关闭会导致严重的肺损伤（肺不张）。可以通过将 PEEP 增加到大于或等于观察到的较低拐点值来预防肺不张。相比之下，上拐点反映了由于肺泡过度扩张导致肺顺应性显著下降和肺泡损伤（容积伤）风险增加的点。通常建议将 PIP 保持在上拐点所在的压力以下。必须注意的是，对于体型较小患者，除了最敏感的设备外，其他所有设备都可能难以获得流速信号（以及容积变化）。当监控设备无法获取信号时，许多模型会继续绘制最后记录的值。具有绝对恒定容积的压力上升图会在吸气末流速最低的地方产生尖锐、狭窄的水平喙。这种信号采集伪影可以模拟这些小患者真实喙。临床医生应该记住，生物过程很少导致本质上绝对线性的生物物理关系。PV 环的变化也可以反映呼吸机环中的泄漏。图 14 ii 显示典型回路泄漏图形以及管道断开波形。监测泄漏对于确保袖带适当充气、确保提供目标潮气量以及提醒临床医生注意空气从呼吸道泄漏到胸膜腔非常重要。

流速-容积环

流速-容积环与流速标量有关，吸气和呼气支应分别与 X 轴上方和下方的流速标量部分的形状大致匹配（图 15i 和 ii）。波形的形态并不精确匹配，因为根据时间绘制流速，根据容积绘制，但波形应该在质量上相似。流速-容积环在评估过度 Raw 和提醒临床医生存在大量气道分泌物或环泄漏方面特别重要。正如稍后在 PVD 部分中讨论的那样，流速不同步也可以通过流速-容积环检测。在呼吸机波形呈现中，流速-容积环通常在 X 轴上方显示吸气支（图 16）。在肺功能测试中，流速-容积环更典型地呈现为呼气支体在 X 轴上方，吸气末最靠近 Y 轴（即倒置和倒置；如图 16 中的环顺时针旋转 180℃）。在图 16 中，“a”表示吸气开始。吸气继续指向“b”点，然后停止。吸气支的整体形状是方形的，表明在这种情况下采用恒定流速控制模式。呼气支从“b”点到“c”点的过渡开始。呼气峰值流速在呼气早期达到，并且取决于患者的努力（通常与完全辅助控制通气的麻醉患者无关）。达到峰值流速后，呼气支体追踪进展到曲线的与吸气努力无关部分（“d”）。标有“d”的曲线部分与原始变化的评估最相关，尽管峰值流速也经常发生变化。在 Raw 显著增加情况下，呼气支体中后期出现“缺失”外观，伴随着呼气峰值流速的减少（图 17i）。这种变化应促使临床医生调查是否需要进行吸痰或支气管扩张剂给药。也可以在流速-容积环上检测到环泄漏（图 17 ii）。在每种情况下，关键特征是吸气量和呼气量不相等。与 PV 环一样，环泄漏对流速-容积环的影响是造成破损、不完整的外观。过多的气道分泌物也可以通过流速-容积环检查来检测。图 17iii 显示了流速-容积环的示例，其在呼气支体的与吸气努力无关的部分呈锯齿状。（连同听诊气管）被认为是需要气管吸引的最可靠指标之一，而听诊胸部爆裂音则不太能预测吸引需要。

PVD

PVD（人机不同步）越来越被认为是需要长期机械通气支持患者预后重要因素。对于使用呼吸机的患者，呼吸周期可以分为 4 个不同的阶段（图 18）。PVD 可能发生在其中超过 1min同时检测到 PVD的形式。第一个（阶段 1）是“吸气开始”，也称为“触发机制”。阶段 1 PVD 通常被称为“触发不同步”。触发不同步已被证明是迄今为止人类患者中最常见 PVD 形式。触发不同步的主要类型包括无效触发、自动触发和双重触发（分别为图 19i、ii 和 iii）。无效触发涉及患者产生的气道压力降低，同时气流增加，而不会触发机器输送的呼吸。这种形式的 PVD 通常是呼吸机灵敏度设置不当的结果。然而，已经表明，增加压力支持水平会抑制呼吸驱动并导致无效触发频率增加。触发延迟和无效触发通常在流速标量上比在压力标量上更容易识别，因为在流速标量上的相对变化较大。该参数（即流速的相对变化大于压力，触发吸气无效）。当检测到无效触发时，临床医生应寻找触发阈值不当、自动 PEEP (PEEPi)、明显的肌肉无力或疲劳、呼吸动力降低或镇静或麻醉水平过深的证据。并非所有形式的触发不同步都可以仅通过调整阈值来纠正。自动触发是触发不同步的另一种形式，发生在呼吸机由于气道压力或流速的变化而不是由患者努力引起的呼吸时。大多数情况下，自动触发是由于不适当的小阈值或灵敏度设置造成的。或者，流速或压力变形可能是由于其他因素造成的，包括管道漏气、环内的流体或分泌物。当两次呼吸之间长时间没有呼气气流时，自动触发会更频繁。双触发定义为 2 次呼吸，其呼气时间小于平均呼气时间的一半。当患者的吸气努力在呼吸机的预设 I 时间中持续并因此在 I 时间完成后仍然存在时，就会发生这种情况。这种长时间的努力会触发另一次呼吸。最终结果是患者接受两倍于所需或预设大小的潮气量。这会带来过度膨胀和肺泡损伤的风险。这种类型的触发不同步可能是由于患者的通气需求异常高、潮气量低和 I 时间太短，或者流速循环阈值设置得太高。流速不同步是呼吸机向吸气环供应新鲜气体的结果，对个体患者而言，太快或太慢。在容量控制或压力控制期间，可以使用呼吸机波形识别流速不同步，但在每种情况下表现有所不同。在具有恒定吸气流速的容量控制模式下，通过比较压力和流速标量上的被动呼吸和患者触发的呼吸，最容易检测流速不同步。在血流不同步的患者中，触发的呼吸在压力描记的上升部分通常具有凹形外观（图 20i，标记为“A”），并且在血流描记的平台压期呈现锯齿状外观（图20 ii，标记为“B”）相对于凸强制呼吸。流速不同步在流速-容积和压力-容积环上也可能很明显，并且可能表现为吸气支的不规则凹陷（图 20iii 和 iv，标记为“C”和“D”）。如有上述发现应该促使临床医生增加吸气流速，直到两种类型的呼吸具有相似的出现波形。在压力控制（具有可变吸气流速）中，应该查看压力时间标量。当吸气流速不足时，压力时间标量在吸气平台压期间呈现凹型外观。当吸气流速过多时，可能会看到气道压力波形的早期过冲（图 21iii）。临床医生应在此设置下调整上升时间，直到压力波形几乎呈方形，没有平台压凹陷，并且没有过冲的迹象. 终止不同步也称为循环不同步。终止不同步的两种主要类型包括过早终止吸气（过早的循环；图 21i）或过晚（延迟循环；图 21ii）。在第一种情况下，患者在呼吸机循环关闭时继续进行吸气努力。在后一种情况下，患者开始主动呼气，同时呼吸机继续输送吸气气流。如果吸气努力足以在第一次呼吸终止后触发第二次呼吸，则过早的循环可能与双重触发有关（图 19iii）。在呼吸机波形上，通过可视化呼气流速波形中突然初始反转（通常在压力波形中同时具有凹度）来检测过早的循环。增加 I 时间或潮气量应解决提前终止问题。在呼吸机波形上，延迟终止表现为吸气中后期压力标量上的压力峰值（图 21ii）。在流速标量上，我们可以看到在吸气末期吸气流速突然快速下降。这种类型的不同步是通过减少 I 时间或潮气量来调节的。重要的是不要将早期平台压变化与流速不同步相混淆，以及晚期平台压变化与延迟循环相混淆，因为解决这些问题所需的调整是完全不同的。这些形式的 PVD中每一种的波形都放在图 21ii 和 iii 中，以帮助直接比较。呼气不同步通常表现为自动 PEEP（气体旋涡），这已在前面关于流速标量的部分中描述（图 9）。如果检测到自动 PEEP，则可以调整多个参数，几乎所有这些参数都用于延长呼气时间（即触发灵敏度、峰值流速、流速模式、上升时间、I 时间、循环阈值、I:E 比率和呼吸频率）。自动 PEEP 的主要不利方面是它对触发的影响。自动 PEEP 增加了患者在达到触发阈值时面临的困难。增加 PEEP 解决自动 PEEP 会提高触发灵敏度和功效。

概括

总之，任何长期使用机械通气支持的患者都应每小时检查呼吸机波形，并在患者出现“与呼吸机拮抗”时立即检查。呼吸机波形对于识别系统泄漏、抽吸需求和呼吸力学变化至关重要。除了评估对支气管扩张剂的反应外，这些波形结合血气分析结果更有利于疾病监测，优化呼吸力学。识别 PVD 的频率在很大程度上取决于寻找它的频率。评估所有 4 个阶段的系统、逐步方法可以帮助临床医生优化呼吸机设置并避免机械通气患者产生不良反应。

图1所示呼吸机波形的特征形状。给出了构成标准通气模式6种基本图像。上升斜坡和下降斜坡分别在函数上等价于指数上升和指数衰减。正弦波通常与自发呼吸有关。

图2所示(i-iii)典型容量控制模式的波形。压力、流速和容积标量显示为采用容控模式通常出现的情况。吸气保持到位(阴影区)，使压力标量(i)呈现出凹型的的鲨鱼鳍典型外观。吸气保持导致呼气前流速标量上有一段零流速的时期，容积标量上有显著的平台期。在本例中，选择了恒流输送选项(第(ii)项中的方波输送)，而不是许多现代呼吸机中的下行坡道。

图3所示(i-iii)压力控制通气模式典型图像。压力、流速和容积标量显示为采用压力控制通气模式时通常出现的情况。与容量模态中标量的出现(图2)相反，在这种情况下，吸气(i)时压力是恒定的，而流速标量则呈指数衰减形式。仍然可以规定吸气保持，这同样会导致容积标量(iii)稳定。第二次呼吸的标量是典型的压力支持通气模式。为了提高清晰度，忽略了患者吸气努力的效果。在压力支持模式下，吸气流速(ii)在达到目标流速率(例如，峰值流量的30%)时循环关闭，这反映在呼气开始前流速没有达到零。因此，以前看到的容控模式的平台压不再被观察到(iii)。

图4所示SIMV呼吸典型的标量波形。SIMV通气模式时压力、流量和容积典型情况。图中所示的前3次呼吸(A-C)是按照SIMV-VC的方式进行描述的。呼吸A和C的吸气流速是恒定的，呼吸A和C的压力具有不吸气保持时典型的容积控制模式的鱼翅外观。两者的区别在于A是完全强制的呼吸，而C是由患者触发的、同步的、机器传送的呼吸，正如在呼吸C(而不是A)之前由患者产生的气道压力下降所示。这两次呼吸的潮气量和流速模式是相同的，唯一的区别是触发因素(时间与患者努力)。呼吸B是在强制呼吸间隔期间的典型的自发呼吸。可以看到典型的正弦波图样。本例中潮汐量较小。呼吸D轨迹是具有压力支撑的SIMV的典型特征。患者触发在压力追踪(iD)上表现明显，伴有下行斜坡流模式(iiD)。吸气流速在达到零流量之前循环关闭，这是典型的支持模式。在这个例子中，达到了介于强制呼吸和自然呼吸之间的潮气量。

图5所示(i-iii)压力波形。波形iA和iB分别在吸气保持和不吸气时是典型的容量控制波形。在压力控制模式下，吸气压力保持恒定(iC)，压力标量呈方形。正压的存在会使基线压力高于大气(ii.中的虚线)，而病人触发的吸气努力被视为压力低于正压值。当增加吸气压时，压力曲线可以被描记，呼吸力学的许多方面可以被量化。点(a)表示PIP，点(c)表示Pplat。从(a)到(c)的压力下降是由于气体从快速填充到肺泡，气体被重新分配造成的。使用PIP的合规性度量构成动态图形，而使用Pplat的度量估计静态顺应性。当只使用非常短暂的吸气保持时，得到(b)点的压力并确定准静态顺应性。标记为1-4的区域对总体平均气道压力各种贡献。

图6所示(i-ii)使用压力波形来评估呼吸力学的变化。(i)在气道阻力增加和顺应性降低的情况下显示压力波形、PIP、Pplat或两者的特征变化。(ii)可以使用呼气保持动作来确定是否存在内源性呼气末正压。在这种情况下，压力高于设定压力值反映了由于气道闭塞而产生的内源性PEEP。

图7所示。(i-ii)流速波形。(i)显示了采用容量控制模式时通常看到的流速波形。(iA)方波，指示恒定的吸气流模式。(iB)下行坡道流量模式也是许多现代呼吸机一种选择。(ii)以容量控制方式传送的2次等潮气量呼吸的压力波形。使用下降斜坡流模式的优点是相同的潮气量可以在较低的吸气压力达到峰值。

图8所示.利用流速优化吸气时间。描述了四种不同容量控制强制呼吸两种不同流动剖面的流速波形。对于呼吸(a)，选择了恒定(方形)流速输送，而对于其余3 (b-d)选择了减速斜坡流模式。第三次呼吸(c)显示I-时间最优时波形的外观。呼气开始前，流速会一直回到零。在呼吸b中，I-时间太短了。呼吸“d”时，I-时间过长，呼气前出现明显的“零流速状态”。当我们观察呼吸“a”时，我们可以看到，恒定流速选项并不适合I-time的调整，因为当选择这种流速模式时，从吸气到呼气的过渡总是突然的，除非吸气保持到位。

图9所示。(i-ii)使用流速标量检测呼气末正压。描述了在容量控制模式下以下降斜坡流模式连续呼吸的压力情况。在本例中，在进行下一次呼吸之前，呼气流速不能回到零，表明存在内源性呼气末正压。

图10所示.(i-ii)容量波形。展示了2次连续呼吸的容积波形。人们通常不能仅通过检查容积波形来辨别所采用的通气模式。(i)潮汐气量可确定为所达到的峰值。在任意一点上体积曲线的斜率等于该情况下的瞬时流量。吸气发生在点(a)和点(b)之间。点(b)和点(c)之间的平台表明吸气已经完成。在(c)点和(d)点之间，发生呼气。检查容积可以提醒临床医生管道泄漏。

图11所示.(i-ii)压力-容积(PV)环。描述了机器触发(i)和患者触发(ii)呼吸的典型PV环。两个例子中都出现了PEEP(虚线和箭头)。回路(ii)中的阴影区域反映触发阶段中施加的患者吸气努力的程度。在最小流量发生的两点(呼气结束和吸气结束)之间可以画一条线，这条线的斜率可估计动态肺顺应性。

图12所示.(i-ii)压力-容积回路的改变与呼吸力学的改变。(i)描述来自同一患者的两个PV曲线。灰色的回路是最初的追踪而黑色的回路显示了随着气道阻力或回路阻力的增加或两者兼有可能发生的变化。线圈离动态顺应线越远，表明需要施加相对更大的压力来克服阻力并达到给定的容积。注意，Cdyn下降了(由直线“a”与直线“b”的斜率表示)。(ii)顺应性降低(例如，如果发生肺水肿)会导致PV环旋转(标记为“A”)，就好像它的起始点被锚定并向x轴旋转。相反，如果顺应性增加(例如，水肿消除)，PV环将旋转，就像它的起始点被锚定一样，并向y轴旋转(标记为“B”)。顺应性变化也可以通过Cdyn线斜坡的显著变化来衡量。

图13所示。(i-ii) PV回路的压力控制和过度膨胀效应。(i)吸气时施加的恒定压力可以形成更方形的PV环。(ii)过大的潮气量使肺泡过度膨胀，可导致靠近吸气端部分的PV环呈喙状延伸。

图14所示.PV回路上或下拐点和回路泄漏。(i)在一些(但不是所有)PV回路上，可以确定一个上或下的拐点，或两者兼有。在这些感染发生时维持气道压力有助于减少呼吸机引起的肺损伤。(ii)回路泄漏导致PV回路破裂、开放，其中呼气肢体不能完全回到起始点。

图15所示.(i-ii)流速-容量环。在流速-容量环(iA和iB)及其对应的流量标量波形(iia和iib)上，流动示踪点提示一般形状非常相似。

图16所示.流速-容量环的典型外观。对于呼吸机的图形，吸气支(点“a”到“b”)通常画在x轴上方。吸气流量峰值在呼气早期达到(c)。随着呼气流速从峰值速率到零，观察到一段与吸气努力无关的最大流量。

图17.(i-iii)流量-容积回路增加气道压，回路的泄漏及过多分泌物。(i)气道阻力增加可导致流速-容积回路的呼气支呈凹形状。(ii)正如PV回路所见，回路泄漏导致流速回路变形。过多的气管分泌物常使小容量环路的呼气肢出现锯齿状外观。这通常被认为是需要吸痰的可靠指标。

图18.机器传递呼吸的阶段。病人触发的，机器传递的呼吸的4个阶段并标记在压力标量波形上。波形的形状表明，呼吸是在容量控制模式传递与吸气保持。

图19.(i-iii)在呼吸机波形上的各种形式的触发不同步的证据。(i)无效的触发被证明是在呼气阶段的流量和压力的小反转，而没有由此产生的机器输送呼吸。(ii)描述了由呼吸管道漏气引起的自动触发情况。泄漏导致第一次呼吸后管道压力的损失，这足以触发呼吸传递独立于病人的努力。(iii)当患者的吸气努力超过设定的吸气时间时，可发生双重触发。

图20.（i-iv）流速不同步。(i)在压力标量波形上，流速不同步通过吸气(A).期间的凹出的外观来表示在流速标量波形流中，当流速在这一时间内恒定时，吸气流量波形中会出现一系列的凹度来表示异步。(i)和(ii)中的波形是在容积控制通气模式下获得的波形。(iii)当流量-容积回路的吸气肢体中出现一系列凹面形状时，也可以表示流速不同步。(iv)在压力-体积回路追踪中，流速不同步可能会严重扭曲回路的吸气支。

图21.（i-iii）周期不同步。(i)过早循环导致流动波形的呼气部分流动的瞬态反转(A)。(ii)延迟循环导致压力标量波形的压力峰值。(iii)流速不同步导致早期吸气时压力标量波形上的压力峰值，不应与延迟循环相混淆。

---Top Companion Anim Med. 2013 Aug;28(3):112-23. doi: 10.1053/j.tcam.2013.04.001.