第三章 呼吸機的工作原理及組成

第一節 呼吸機的基本工作原理

呼吸機是一種能代替、控制或改變人的正常生理呼吸，增加肺通氣量，改善呼吸功能，減輕呼吸功消耗，節約心臟儲備能力的裝置。

一、世界上第一臺呼吸機——鐵肺

鐵肺（圖3-1）是由美國工程師菲利普·德林克在1929年發明，鐵肺是第一個代替人體器官功能的機器。鐵肺曾挽救了許多人的生命，鐵肺雖然很古老，已被淘汰，但她最大的優點是：不用氣管插管，所以對呼吸道的并發癥也最小。

鐵肺的功能與原理——負壓通氣。空氣是否有規律地進入肺里，取決于有關的肌肉是否有規律地充分收縮。有時肌肉因疾病麻痹失去了收縮功能，病人就停止了呼吸，要想維持病人的呼吸，就必須維持病人的胸廓有節律地運動。因此鐵肺就是利用這個原理設想而研制出來的。德林克把病人完全放在一個密封艙內，只有頸部以上暴露在空氣中。連接頸部和腔室的是可調整的塑膠環。“鐵肺”的足底部，有個電動馬達，馬達利用皮帶驅動轉輪，通過連動裝置連接到鐵肺背部上面可以移動的隔膜板，使隔膜板固定地上下移動。當隔膜板上下移動，抽走腔室內的氣體，腔室可以使胸腔進行必要的有規律的擴張。用泵使氣密箱里的氣壓產生有節奏的起伏。這就會使病人胸廓也產生有節律地縮小與擴張，這樣肺泡內的壓力也就隨著增大與變小，由于肺泡通過氣管、喉嚨、鼻子和嘴巴則與外面相通，這種壓力的變化就會使外界空氣而進出肺內。在這樣的情況下，每當鐵肺中的空氣被吸出時，空氣泵使鐵肺箱里的氣壓低于外面的氣壓，鐵肺內就形成負壓，使胸廓擴大，肺泡內也就有了負壓，大氣壓力就會迫使空氣進入胸腔。當鐵肺中的壓力升高時，肺內的空氣被壓出去。

二、正壓通氣呼吸機

20世紀50年代后期，正壓呼吸器制成后，鐵肺便被淘汰了。正壓呼吸器用一根管子插入患者的氣管，把空氣輸入肺部，而且可以模仿人的呼吸的正常節奏；經過改良后，正壓呼吸器還能讓肺在每兩次呼吸之間休息，并預先把空氣增溫加濕，能維持患者的生命達數月、甚至數年之久。

目前臨床主要使用呼吸機通過正壓通氣支持肺功能，目前提供的呼吸機大多是正壓通氣的呼吸機。自主呼吸時，由于呼吸肌主動收縮，膈肌下降，胸內負壓增加，使肺泡內壓低于氣道口壓，氣體進入氣管。支氣管和肺泡內，而正壓通氣是指呼吸機提供高于肺泡內壓的正壓氣流，使氣道口與肺泡之間產生壓力差，從而建立機械通氣。

三、各類通氣模式的意義和產生機制

隨著對各種類型呼吸衰竭發病機制，病理生理認識的不斷深化，以及呼吸機技術的進步，機械通氣模式越來越多。在20世紀40～50年代，廣泛使用的定壓型呼吸；即呼吸機在吸氣相產生氣流，進入呼吸道，使肺泡擴張，隨著氣道壓力不斷升高，當達到某個預定值時，呼吸機停止送氣，開始呼氣。該類呼吸機技術上存在缺陷，不能提供穩定的潮氣量，同時因監測技術落后，不能保證穩定的通氣。故定壓型呼吸機漸被定容型呼吸機取代。定容型呼吸機的特點是吸氣時呼吸機產生氣流，送入氣道，使肺泡擴張；當預定的潮氣量輸送完畢，呼吸機停止送氣，開始呼氣。定容型呼吸機的優點是能夠提供穩定的潮氣量，保證通氣穩定。其缺點是當病人順應性下降時，氣道壓力升高，甚至可產生氣壓傷。20世紀80年代末，由于微電腦技術的應用，壓力預置（容量調節）型通氣模式隨即產生。由于吸氣流量的精確變化，保證預設氣道壓力得到有效控制。同時因有完善的監測和報警系統，壓力預置型通氣模式得到廣泛的承認。

（一）容量預置模式

1．機械控制通氣

機械控制通氣（control mechanical ventilation, CMV）是臨床出現最早，應用最普遍的通氣模式，也是目前機械通氣最基本的通氣模式。CMV是時間啟動、容量限定、容量或時間切換。在吸氣時由呼吸機產生正壓，將預設容量的氣體送入肺內，氣道壓力升高；呼氣時肺內氣體靠胸肺彈性回縮，排出體外，氣道壓力回復至零。CMV時若PEEP=0，又稱為間歇正壓通氣（intermittent positive pressure ventilation, IPPV）。若PEEP＞0，則稱為持續正壓通氣（continuous positive pressure ventilation, CPPV）。

CMV時，呼吸機完成全部的吸氣呼吸功，是一種完全呼吸支持模式。CMV時，吸氣相是定時啟動的，與病人的自主呼吸周期無關，即是非同步的。但目前多數呼吸機配置同步裝置，使得CMV轉變成下面介紹的輔助控制通氣（Assisted/control ventilation, A/C）。

2．機械輔助呼吸

機械輔助呼吸（Assisted Mechanical Ventilation, AMV）有輔助/控制呼吸（Assist/control ventilation, A/C），是一種壓力或流量啟動、容量限定、容量切換的通氣方式。AMV可保持呼吸機工作與病人吸氣同步，以利病人呼吸恢復，并減少病人做功。輔助/控制呼吸可自動轉換，當病人自主呼吸觸發呼吸機時，進行輔助呼吸。當病人無自主呼吸或自主呼吸負壓較小，不能觸發呼吸機時，呼吸機自動轉換到控制呼吸。輔助控制呼吸通氣方式適用于需完全呼吸支持的病人。

CMV和AMV通氣時，可應用吸氣平臺方式，此時，CMV、AMV即轉變為時間切換方式。吸氣平臺又稱吸氣末停頓（End-inspiratory pause, EIP），其含義為：CMV時，于吸氣末呼氣前，呼氣活瓣通過呼吸機的控制裝置再繼續停留一定時間（0.3～3s），一般不超過吸氣時間的15%，在此期間不再供給氣流，但肺內的氣體可發生再分布，使不易擴張的肺泡充氣，氣道壓下降，形成一個平臺壓。吸氣平臺的時間為吸氣時間的一部分。主要用于肺順應性較差的病人。

3．間歇指令通氣和同步間歇指令通氣

間歇指令通氣（Intermittent Mandatory Ventilation, IMV）又稱間歇強制呼吸。1971年，Kirby報告用IMV治療新生兒呼吸窘迫綜合征。1973年，Dowrs等提出用IMV撤離正壓通氣。近年來，采用同步間歇指令通氣（synchronized intermittent mandatory venti-lation, SIMV）實際上是自主呼吸和控制呼吸的結合，在自主呼吸的基礎上，給病人有規律地和間歇地觸發指令潮氣量，并將氣體強制送入肺內，提供病人所需要的那部分通氣量，以保持血氣分析值在正常范圍（pH值小于7.35, PaCO235～45mmHg），與CMV類似，潮氣量由呼吸機自動產生，病人容易從機械通氣過渡到自主呼吸，而最后撤離呼吸機。

IMV的優點：①氣道內壓和胸膜腔內壓比CMV和AMV低，故對心臟和腎臟功能的影響較小，氣壓傷的危險性也少；②保證適當通氣量，避免通氣過度和通氣不足；③減少鎮靜、鎮痛和肌肉松弛藥的使用；④維持呼吸肌活動，減少呼吸肌失用性萎縮和不協調；⑤V/Q比率更適當；⑥使病人迅速脫離呼吸機。

IMV的缺點：①不能隨臨床病情變化而隨時調節通氣量，易至CO2潴留；②呼吸做功增加；③呼吸肌疲勞；④如IMV頻率減少太慢，則呼吸機撤離延長；⑤在機械通氣撤離期間可能發生心臟功能不全；⑥呼吸幅度增大發生氣壓傷機會多。

SIMV是IMV的一種改良方式，為了保證機械呼吸與病人自主呼吸相同步，又不干擾病人的自主呼吸，除調節SIMV的機械通氣頻率外，還必須調節同步呼吸的觸發或靈敏度，在有規律的觸發時間內（觸發窗），通過吸氣努力使SIMV與自主呼吸同步。

IMV/SIMV主要用于脫機前的訓練和過渡，也可用于一般的常規通氣，如部分呼吸情況相對平穩的情況下。應用于脫機前準備時，可將IMV/SIMV的呼吸次數由正常水平逐漸減少，直到完全脫機。一般當指令呼吸次數降至4～5次/min，病人仍可保持較好氧合狀態時，即可考慮脫機。

4．分鐘指令通氣

分鐘指令通氣（mandatory minute volume ventilation, MMV）最早由Hewlett于1977年首先介紹。產生和設計MMV的主要目的是試圖解決采用IMV/SIMV脫機時可能遇到的問題：病人自主呼吸不穩定，使潮氣量和分鐘通氣量下降，而IMV/SIMV不能自動彌補其不足，從而可能發生缺氧或二氧化碳潴留。MMV則可根據病人需要，自動根據預設通氣量來控制和調節指令通氣的頻率，當分鐘通氣量達到預先設定的通氣量時，仍依靠病人的自主呼吸；但當自主呼吸所產生的分鐘通氣量低于預定值時，機器可自動提高指令通氣的頻率予以補足分鐘通氣量。

對呼吸不穩定和通氣量不恒定的病人，用MMV通氣方式作脫機前的準備或從機械通氣的形式過渡到自主呼吸，可能較IMV/SIMV更安全。目前多種呼吸機有MMV功能，如：Enqstrom, Serveo, Drager Evita, Bear-5 and Hamilton等。

（二）壓力預置模式

1．壓力限制通氣

壓力限制通氣（Pressure Limited Ventilation, PLV）是Evita呼吸機的特有功能，通過限定氣道壓力，可“降低”氣道峰壓而不減少潮氣量。通常設置的吸氣峰壓（PIP）=平臺壓（EIP）+3cmH2O。最高報警壓設置為PIP+10cmH2O。當氣道壓力達到設置的PIP值時，流量減慢，延長供氣時間，將剩余潮氣量慢慢送入。采用PLV，有兩個優點：①降低氣道峰壓，減少氣壓傷和氣管損傷的危險；②遞減流量減少了在不等量分配通氣期間通氣良好的肺組織過度通氣的現象。

2．壓力控制通氣

壓力控制通氣（pressure controlled ventilation, PCV）是時間切換壓力控制模式。它的特點是氣道壓力迅速上升到預設峰壓，后接一個遞減流量波形以維持氣道壓力于預設水平。PCV可以按通常吸呼比例通氣，也可行反比通氣。PCV時，若肺順應性或氣道阻力發生改變時，潮氣量即會改變。所以，使用該通氣模式時應嚴密監測，并保持報警系統工作正常。PCV的優點是：①降低氣道峰壓，減少氣壓傷發生的危險性。②氣體分布更加均勻。③改善氣體交換。④適用于兒童、不帶套囊的氣管導管及有瘺管的病人，因為通過增加流量可維持預設的壓力。研究業已表明，對嚴重的ARDS病人，采用PCV方式和通常的呼吸比，可增加PaO2，改善組織氧合，增加心臟指數及肺順應性。

3．壓力支持通氣

壓力支持通氣（pressure support ventilation, PSV）是流量切換壓力控制模式。它的特點是病人自行調節吸氣時間、呼吸頻率、由呼吸機產生預定的正壓；若自主呼吸的流速及幅度不變，潮氣量則取決于吸氣用力、預置壓力水平及呼吸回路的阻力和順應性。壓力支持從吸氣開始，直至病人吸氣流速降低到峰值的25%停止。PSV的主要優點是減少膈肌的疲勞和呼吸做功；當潮氣量達到10～20ml/kg時的PSV水平可消除呼吸做功，稱為PSVmax。PSV可與SIMV或CPAP聯合應用，有利于撤離呼吸機。PSV是一種輔助通氣方式，預置壓力水平較困難，可能發生通氣不足或過度、呼吸運動或肺功能不穩定者不宜單獨使用。

比例輔助通氣（proportional assist ventilation, PAV），也稱成比例壓力支持（PPS），是Evita-4呼吸機提供的一種新的輔助呼吸模式，是用于自主呼吸需要輔助或由于氣道阻力增加和/或肺順應性降低而致呼吸功增加的患者。它可看做是壓力支持通氣（PSV）的進一步發展，雖然二者之間有著某些顯著的差別。PSV時，患者自主吸氣觸發呼吸機后，呼吸機提供預設的壓力。當患者自主吸氣增大后，呼吸機提供的壓力并不改變。雖然呼吸機提供的氣流速度和容量相應增加，相應于該部分的呼吸功其實是由病人完成。

以公式表示即：Pvent+Pmus=R×V+1/c×V（1）；

Paw：即呼吸機提供的壓力；

Pmus：即患者自主呼吸時肌肉收縮力；

R：氣道阻力；V：氣流速度；C：肺順應性；V：潮氣量。

而在PAV時，壓力支持會根據吸氣壓力而改變。

改變公式（1）為：Pmus=R×V+1/c×V（2）。

若呼吸機能控制病人的氣流速度和所需潮氣量，則Pvent=K1×V+K2×V（3）。

將（3）代入（2），則為：Pmus=R×V+1/c×V-K1×V -K2×V（4）。

根據（4）式，很顯然，只要合適的設定常數K1和K2，患者的自主呼吸功可得到最大程度的補償。在PAV中，K1即為流量輔助，K2即為容量輔助。

PAV時呼吸機持續測量和計算患者的流量和潮氣量。利用預設的流量輔助和容量輔助，在呼吸周期中的每一點呼吸機均持續計算。

當患者吸氣用力改變后，PSV時壓力支持恒定，而PAV時壓力支持是成比例的，與病人所做的呼吸功也是成比例的，潮氣量、吸氣和呼氣的持續時間、氣體流量等呼吸參數都完全由病人自己控制，病人的吸氣努力越大，機器所提供的輔助也越多。因為流量輔助和容量輔助可能相對于實際的氣道阻力或肺順應性被過高設定，因此，氣道阻力和肺順應性的測定就非常重要。

PAV時，VT有著更高的可變性。即使病人的通氣需求增加，RR也可保持相對恒定，避免了PSV時RR變快所致的內源性PEEP（PEEPi）增加。且吸氣時，氣道峰壓較低，可以經面罩使用而避免氣管插管，主觀感覺較舒適，不僅可以降低病人總的呼吸功，容量和流量輔助還可選擇性地用以降低彈性附加功和阻力附加功；對于脫機困難的COPD患者，PAV除改善通氣外，還降低口腔關閉壓（P0.1），減輕呼吸肌負荷，便于呼吸機撤離。

4．自動導管補償（automatic tube compensation, ATC）

氣管插管病人在自主呼吸時，需克服人工氣道阻力而做功。因此，與不插管病人相比，呼吸更加費力。以前所有的輔助通氣模式（PSV等），由于其本身的設計缺陷，只能進行固定的呼吸補償。呼吸機參數一經設定，就不會改變，除非再次人工設定。ATC就是對這些通氣模式的一種新的補充。它可以對人工氣道阻力進行精確的補償，從而減少病人的呼吸附加功，使病人感覺更加舒適。

氣流通過氣管導管時在導管兩端形成一個壓力差（·Ptube）。自主呼吸時，病人呼吸肌在肺內產生額外負壓，用以代償此壓力差。實際上，呼吸機可以通過在導管頂端精確地產生這一·Ptube來消除病人這一部分額外的附加功。但由于·Ptube隨著通過導管的氣體流量的改變而相應的發生變化，意味著機器產生的補償壓力必須根據氣體流量持續地進行調節才能準確地進行補償。在PSV模式下，當呼吸機檢測到病人的吸氣努力后，就按照預設的壓力水平產生一固定的通氣壓力（Paw），可對導管進行補償，但它不會隨著病人自主呼吸情況和氣體流量的改變而自動調節。如果病人的吸氣努力增強，通過氣管導管的流量也大，·Ptube就會高于預設的壓力支撐水平，導致補償不足。相反，則會過度補償發生。當氣管導管內徑7.5mm時，PSV 5cmH2O對·Ptube所提供的補償僅在氣體流量為45L/min時最合適。因而，隨著病人自主呼吸情況的變化，PSV的水平必須經常手動調節。而在ATC模式下，呼吸機通過持續測量導管內的氣體流量，計算·Ptube并自動調節起到精確的調節作用。ATC的參數設置僅有兩個，即氣管導管內徑和補償程度。

使用ATC可使病人主觀感覺舒適，通過導管阻力作足夠的補償，避免了過度補償或補償不足的發生或所致的不適，病人呼吸做功減少；也可以用于鑒別急性呼吸功能不全的原因，是由于氣管內插管或真正的呼吸力學機制障礙所致。補償程度的設置（1～100%）還可以用來鍛煉呼吸肌，為病人的順利脫機作準備。ATC與PAV一起應用時，能有選擇性地對病人的呼吸進行補償。

5．容量支持

容量支持（volume support ventilation, VSV）是Servo300特有的通氣方式，工作原理與PRVC基本相同，即不同的是VSV僅用于自主呼吸的病人，需調節吸氣負壓靈敏度才能啟動。呼吸頻率和吸/呼比率也由病人自主呼吸控制，當吸氣減慢至流速50%吸氣時間超過預置呼吸周期80%時，吸氣停止，轉換為呼氣。吸氣壓力支持也可隨自主呼吸增強而自動降低，而且當呼吸暫停時間成人超過20s，兒童超過15s，新生兒超過10s時呼吸機可自動將VSV轉換為PRVC。VSV主要用于存在自主呼吸而尚不完善的病人，麻醉和手術后呼吸支持、COPD伴呼吸功能不全及撤離呼吸機時，并可與其他通氣方式聯合使用。

6．氣道壓力釋放通氣

氣道壓力釋放通氣（Airway Pressure Release Ventilation, APRV）于1987年由Stock和Downs介紹。它是一種時間切換或病人觸發、壓力調節的通氣模式。它采用將氣道壓力從預置（高）CPAP壓力值瞬變到較低的CPAP值的方法來達到讓自主呼吸的病人更多的呼氣。APRV允許病人在整個呼吸周期自主呼吸。由于從CPAP的較高壓力降低到較低壓力，也方便了氣體交換，且無需病人自主努力。預置的CPAP值決不會被任何峰壓值超過。APRV被認為是一種比目前所用大多數通氣方法損傷性小的通氣模式。

Downs采用的方法是：盡可能保留病人的自主呼吸，CPAP 20～25cmH2O，維持2～3s。壓力降低到0（維持0.5s），減壓時間短使肺泡不會萎陷，使CO2容易排出。眾多科研機構對APRV進行了研究。一組包括50例病人的研究表明：使用APRV后，均保持了相似的血氣狀態、血流動力學狀態和分鐘通氣量，但氣道壓力較低。氣道壓力平均降低28 ±12cmH2O。另一個研究報道與傳統通氣模式相比，使用APRV平均氣道壓降低25 cmH2O。Ros-nanen、Stock和Downs等指出APRV能糾正呼吸性酸中毒，但對氧合、靜脈回流、心臟指數或組織氧合影響不顯著。而傳統通氣模式會導致血壓、每搏輸出量降低，組織氧供受損。

7．壓力調節容量控制

壓力調節容量控制（pressure regulated volume control, PRVC）為Servo300特有的通氣方式，PRVC設預置潮氣量，先給第一次控制呼吸（吸氣壓為5cmH2O），后根據呼吸機自動連續測定胸肺順應性和容量/壓力關系，調節第二次呼吸的潮氣量和通氣壓力（為上述計算機值的75%），依次類推，直至第四次呼吸后，通氣壓力峰值達到100%，使實際潮氣量與預置潮氣量相同。吸氣峰壓在預置下5cmH2O時，可自動調節，兩個相鄰吸氣峰壓超過預置壓力50%時，可自動轉換為呼氣，以防發生氣肺氣壓傷。PRVC主要用于無自主呼吸的病人，如支氣管哮喘病人的呼吸支持，可加用PEEP。

8．雙氣道正壓通氣

雙氣道正壓通氣（Bi-phasic positive airway pressure, BiPAP）于1994年由Horman等介紹。它可看做是一種壓力控制型通氣，該系統允許在通氣周期的任何時間進行不受限制的自主呼吸。也可將它看作是一種對CPAP采用時間切換的連續CPAP系統。如同在壓力控制、時間切換方式中一樣，每一相的持續時間（Thigh和Tlow），以及相應的壓力（Phigh和Plow）均可分別進行調整。

按照自主呼吸情況，BIPAP可分為：

（1）非自主呼吸：CMV-BIPAP（連續指令通氣BIPAP）。

（2）在低壓（CPAP）上自主呼吸：SIMV-BIPAP（同步間隙指令通氣BIPAP）。

（3）在高壓（CPAP）上自主呼吸：APRV-BIPAP。

（4）在兩種CPAP上自主呼吸：真正的BIPAP。

由此可見BIPAP是一種適合于整個機械通氣期的方式。它甚至能使大多數通氣狀況受到損傷的病人自由地呼吸。APRV始終是反比通氣，BIPAP對吸呼比的調整不受限制。BIPAP的氣道壓力按下述進行調整：Plow按照容量控制通氣時的PEEP調整，Phigh按先前所用IPPV的平臺壓調節。Thigh和Tlow分別與容量控制通氣時的吸氣時間和呼氣時間相符。

在具體實施時，可發現在相同的FIO2時氣體交換無顯著差異。在由CPPV轉換到BIPAP后，平均氣道壓將輕微上升，但無顯著差異。若未使用過容量控制通氣，建議按下述方法進行：按照所需要的PEEP值，調整Plow，根據所估計的病人肺順應性，在超出Plow之上的12～16cmH2O選擇Phigh。通過提高或降低Phigh可增加或減少所獲得的潮氣量。要改變BIPAP的調整值，必須按血氣分析進行，并需區分通氣欠佳和氧合功能障礙。若通氣紊亂（通氣不足或過度通氣），提高或降低通氣是必需的。而在氧合障礙時，提高平均氣道壓力則可增加氣體交換面積。

BIPAP的脫機程序為：①減少FIO2小于0.5。②減少Thigh至I∶E小于1∶1。③逐步調整Plow和Phigh，使平均氣道壓力降低。④調整Phigh和Plow，使△P降至8～12cmH2O。⑤減少RR至8～9次/min，進一步降低Phigh和Plow至平均氣道壓，即CPAP模式，再降低CPAP至理想水平。

BIPAP具有很多優點：①所設定的吸氣壓（Phigh）不會被超出，甚至不會被病人強力作出的呼氣所超出。②在整個通氣周期，均可進行不受限制的自主呼吸，不需要用極度的鎮靜和肌松來抑制自主呼吸。③吸氣和呼氣促發靈敏度變化，壓力上升時間和流量觸發靈敏度可調，使得病人呼吸較舒適。

9．呼氣末正壓和持續氣道正壓

呼氣末正壓（positive end-expiratory pressure, PEEP）指在控制呼吸呼氣末，氣道壓力不降低到零，而仍保持一定的正壓水平。其產生原理是借助PEEP閥，在呼氣相使氣道仍保持一定的正壓。

早在1938年，Barach就描述了PEEP的治療作用，1967年和1969年Ashkrech描述了PEEP治療急性呼吸衰竭的作用，以后廣泛地應用于臨床，目前已成為治療低氧血癥，尤其是ARDS的主要手段之一。PEEP可增加FRC，使原來萎陷的肺再膨脹，同時肺順應性也增加，因此，改善通氣和氧合，減少Qs/Qt，提高PaO2。但PEEP增加了氣道內壓力，可影響心血管功能，臨床應用時需選擇最佳PEEP，以減輕對循環功能的抑制。

持續氣道正壓（continuous positive airway pressure, CPAP）于1970年由Gregory首先介紹用于治療新生兒透明膜肺病，存活率可提高到70%～80%。CPAP是指在病人有自主呼吸的情況下，在整個呼吸周期，由呼吸機向氣道內輸送一個恒定的新鮮正壓氣流，正壓氣流大于吸氣氣流。

呼氣活瓣系統對呼出氣流給予一定的阻力，使吸氣期和呼氣期氣道壓均高于大氣壓。呼吸機內裝有靈敏的氣道壓測量和調節系統，隨時調整正壓氣流的流速，維持氣道壓基本恒定在預調的CPAP水平。

CPAP只能用于呼吸中樞功能正常，有自主呼吸的病人。凡是用肺內分流量增加引起的低氧血癥都可應用CPAP。CPAP可用于插管病人，也可經面罩或鼻塞使用。CPAP可和SIMV、PSV等方式合用。

10．反比通氣

反比通氣（Inverse Ratio Ventilation, IRV）是延長吸氣時間的一種通氣方式。常規通氣IPPV的I/E為1∶2或1∶3，而反比通氣I/E一般在1.1∶1～1.7∶1之間，最高可達4 ∶1，并可同時使用EIP或低水平PEEP/CPAP。反比通氣的特點是吸氣時間延長，氣體在肺內停留時間長，產生類似PEEP的作用，由于FRC增加可防止肺泡萎陷，減少Qs/Qt肺順應性增加和通氣阻力降低，因而改變時間常數。常與限壓型通氣方式同時應用于治療嚴重ARDS病人。但反比通氣也有缺點，可使平均氣道壓力升高，心排血量減少和肺氣壓傷機會增多，二氧化碳排出受到影響，使用時還需監測氧輸送，一般只限于自主呼吸消失的病人。

11．高頻通氣和低頻通氣隨體外CO2排除

（1）高頻通氣（High Frequency Ventilation, HFV）高頻呼吸機是裝上氣動閥頭后由氧或壓縮空氣驅動，輸出高速氣流的一種呼吸機。根據不同的機械裝置的氣體運輸方式，目前HFV可分為3種通氣的類型，即高頻正壓通氣（High Frequency Positive Pressure Ventilation, HFPPV），頻率60～100次/min，高頻噴射通氣（High Frequency Jet Ventilation, HFJV），頻率60～100次/min，潮氣量50～250ml，高頻振蕩（High Frequency Occilation, HFO），頻率300～800次/min。潮氣量5～50ml。

HFV的頻率較IPPV快3～4倍，一般60～100n/min, I/E小于0.5，潮氣量較小，或相當于病人的解剖死腔量，呼吸道內壓較低，不易產生肺氣壓傷，而且對循環功能的影響較小。肺順應性較差時，氣流速度也不變，氣體分布均勻，不與自主呼吸對抗，病人容易耐受，而且減少了鎮靜藥和肌松藥的使用，因為呼出氣流受限，肺容量增多，功能殘氣量增加，有類似PEEP的作用，如呼吸參數調節適當，通氣和氧合效果滿意，能維持較高PaO2和正常的PaCO2。

其適應證為：①麻醉和手術中應用：喉鏡檢查及激光手術、支氣管鏡檢查、氣管和支氣管重建手術、降主動脈瘤手術、聲帶手術、顳淺動脈與中腦動脈顯微外科吻合術及體外碎石術等；②重危病人治療：伴有休克的急性呼吸衰竭、急性心室功能不全、支氣管胸膜瘺及氣管切開或長期氣管插管的繼發性病損等。

禁忌征為：①慢性阻塞性肺部疾病；②哮喘狀態。

（2）低頻正壓通氣（Low Frequency Positive Ventilation，簡稱LFPPV）和體外二氧化碳排除（Extracorporal CO2Removal，簡稱ECCOR）主要用于治療晚期ARDS。病人經氣管插管后，用低頻率LFPV維持呼吸，同時用膜肺由頸內靜脈-股靜脈旁路排除CO2。LFPPV的頻率為2～3次/min，通氣量僅0.7～1.5L/min, FIO2為1.0，可用于肺順應性差的病人，能避免CPPV引起的并發癥，減少肺氣壓傷，使PaO2升高及Qs/Qt降低，CO增加，腎功能也有改善，但本法為創傷性，價格昂貴，同時全身肝素化可致出血，如動靜脈旁路系統局部肝素化，則可能避免出血。應用LFP-PV-ECCOR治療嚴重ARDS，成活率可提高到50%左右。