如何改善人机不协调？

甜甜圈

   虽然在美国呼吸机的管理工作是由呼吸治疗师来承担，但是，每所医院在每年的护士教育日（Education Day）仍然会给护士安排一些有关呼吸机方面的在职教育讲座。而在国内，由于呼吸治疗师的不足，呼吸机的管理工作在很多医院还是由医生和护士共同承担。这就需要在护理版加强针对我们大多数从事急救和危重护理的护士，在呼吸机基础知识和临床管理方面的学习和讨论。
   在丁香园其它版，有关呼吸机的讨论已经很多了。在这里我想先简单的介绍一篇2009年12月刊登在美国CriticalCareNurse上，题为 “Patient-Ventilator Dyssynchrony Clinical Significance and Implications for Practice” 的文章。这篇文章是由Karen G. Mellott，RN，MS及其它几位护士和医生共同完成的。我想这篇文章应该是从护士的角度去探讨有关人机不谐调的问题，因此，在学习的过程中，对我们的护士来说也就更亲近了许多。
   现在，呼吸机的使用越来越广泛。把病患放在呼吸机上，一般问题不大。但是，日常的呼吸机管理，病患的撤机却不容易。而人-机不谐调的问题是我们在使用呼吸机时面临的最大挑战。

一.什么是人机不谐调：
   人机不谐调是指在人的自然呼吸和呼吸机辅助呼吸之间存在着不匹配的状况（phase asynchrony）, 呼吸机输送的气体流量也无法满足病患的需要（flow asynchrony）。

二.人机不谐调的并发症：
1.低氧血症hypoxemia
2.肺气压伤barotrauma
3.延长机械通气prolonged mechanical ventilation
4.病患感觉不舒服discomfort

三.通常处理人机不谐调的方法：
1.镇静剂 通常使用镇静剂是为了增加病患对气管插管的忍受力，减少焦虑，便于睡眠。在特殊情况下，镇静剂被频繁的使用在减少人机不谐调的问题上。
2.先进的呼吸机模式 除了我们现在接触的呼吸机模式以外，NAVA-neural control of the mechanical ventilation,即利用病患的呼吸中枢控制呼吸机的机械通气，是目前减少人机不谐调的最新技术。
3.呼吸机的调节 随着科学技术的不断发展，呼吸机的功能也在不断增加。现在呼吸机的调节已经不是单纯的把动脉血气作为调节呼吸机参数的唯一依据。呼吸机波形图也在逐渐成为调节呼吸机参数的重要依据。
   实际上，纠正人机不谐调的问题是复杂和多方面的。目前，在没有更好的解决人机不谐调的方法出现前，护士仍然要面对防止人机不谐调造成的后果，以及由于过多的镇静和镇静不足带来的并发症的挑战。

四.影响人机相互关系的因素
   要想改善人机不谐调的问题，首先要了解影响人机相互关系的因素有哪些。
   病患和呼吸机的相互关系是受与病患相关和与呼吸机相关的诸多因素所影响。
1.病患的因素：在使用类似辅助控制通气（AC）和同步间歇指令通气（SIMV）时要实现人机谐调并非容易。因为，病患的通气是受机械的，化学的，行为上的和高度动态的反射机制(reflex mechanisms that are highly dynamic) 所控制, 而这些因素可以破坏人机之间的谐调关系。鉴于在危重病期间病患的不稳定性，与病患相关的因素，例如, 呼吸中枢的输出（respiratory center output）,呼吸机制（respiratory mechanics）,疾病的状态或状况(disease states or conditions)，气管插管的种类或尺寸都会影响到人机之间的相互关系。
   呼吸中枢的输出（Respiratory Center Output）
   病患的呼吸中枢的输出可以产生一个减少或增加促成人机不谐调的呼吸驱动。这个呼吸驱动是依赖于随意和自主两方面的神经系统所控制
   一旦脑延髓接受到来自体内多个与呼吸相关的神经末梢所发出的脉冲，呼吸中枢就会对吸气或呼气是否需要刺激或抑制作出反应。
   如果呼吸驱动减弱，呼吸机也许不能对这种减弱的状况作出反应。尤其是在医生没有把呼吸机的触发灵敏度设置在一个可以查觉到病患有吸气努力的适当水平。
   减少呼吸驱动可以由镇静剂，止痛药和安眠药所引起。并且，这些药物可以造成从病患开始产生吸气努力到呼吸机被触发的时间间隔的延长。
   如果呼吸驱动过强，那么吸气驱动的时间远远超过呼吸机的吸气时间，就会引起呼吸机的触发增加，造成双触发的现象发生。不仅如次，呼吸驱动的增加还会引起病患对气体流量需求的增加。如果，呼吸机的流量设置不能满足病患的需要，就会造成流量的不谐调（flow dyssynchrony）。
   增加对化学感受器的刺激，疼痛，精神上的改变，药物和增加对呼吸的需求，代谢率，和工作量都会引起呼吸输出（respiratory output）的增加。

   机体对呼吸的控制和调节是一个相当复杂的过程。
   下面我把机体在不同部位的化学感受器和它们对自主呼吸驱动的影响以图示加以说明：

2．呼吸系统机制（Respiratory System Mechanics）

   一个病患的呼吸机制可以促成人机不谐调的发生。

   1).病患的吸气时间过长

   病患也许会有一个较长的吸气时间。如果病患的吸气时间超过了呼吸机设定的吸气时间，病患就有可能会产生另一个额外的呼吸，这是因为呼吸机还没有达到病患对通气的需要。因此，就引发了双触发的情况发生。

   2).病患的呼气时间过短

   另一方面，病患也许具有一个较短的呼气时间，从而产生了内源性PEEPi。 这个问题会导致出现一个动态过度充气（dynamic hyperinflation），以致病患出现一个高潮气量和高弹性回缩压的呼吸。在这个过多的压力下，病患呼吸时的横膈作功增加了。内源性PEEPi通常会引起触发衰竭（failure-to-trigger）的人机不谐调。

   3).其它因素

   呼吸肌的虚弱，营养的缺乏以及神经肌肉的疾病都会减少病患呼吸所需要的基本能力。

   昨天早上查房，一位82岁的女病患报怨呼吸困难。这位患者呼吸衰竭，已气切。现在PB-840呼吸机上。呼吸机设置为：SIMV4，VT=500CC，40%FiO2，PS（呼吸支持）=18，PEEP=5。气体峰流量PF=70L/M，Esens(呼气触发灵敏度)=35%，呼吸机流量触发=2.0

   病患的呼吸频率=35。呼吸机波形图显示在病患触发的强制通气和自主呼吸后都伴随着另一次自主呼吸。病患神智清楚，没有神经肌肉受损伤一类的疾病。那么，为什么会出现双触发的问题？如何解决呢？

   这个病例的处理对护士来说可能有点难度，即便是医生，如果你对呼吸机波形图不熟悉也可能不会做出适当的处理。
   那么，为了节省大家的时间，我就把我处理的方法简单的说一下，供大家参考。
   首先，我们都知道呼吸机是用来给病患作呼吸支持的。虽然，引起病患呼吸困难的原因很多，但是，呼吸机的设置是否合理是在诸多需要检查的因素中最为重要的因素之一。
   第一个，我们需要检查的就是呼吸机的触发灵敏度。因为，触发灵敏度的设置是否合适，是人机能否做到谐调的第一步。触发灵敏度设置的基本原则就是：as low as without auto cycle. 就是说，在不发生误触发的情况下尽可能的降低灵敏度设置的数值（灵敏度的设置数值越低灵敏度越高，例如：病患使用触发灵敏度=0.5L/M就比使用触发灵敏度=2.0L/M时更容易触发呼吸机）。我们的病患在使用流量触发时，灵敏度的设置通常在0.5-1.0L/M。
   第二个，检查呼吸机波形图，通过波形图找出病患在呼吸过程中有哪些参数设置不合理。呼吸机波形图中的双触发有可能是告诉我们，呼吸机设置的吸气时间与病患的neural inspiratory time不谐调，并且是呼吸机设置的吸气时间太短。
   改善这个人机不谐调的方法：将PF=70L/M 减少到PF=60L/M，以延长强制呼吸的吸气时间；将Esens=35% 减少到Esens=20% 以延长自主呼吸的吸气时间；将呼吸机流量触发灵敏度由2.0L/M减少到0.5L/M 以增加病患触发呼吸机的灵敏度。
   5分钟后，呼吸机波形图恢复正常，双触发波形图全部消失，病患感觉呼吸困难状况好转。10分钟后病患睡着了。

3.病患的疾病状态和状况(Patient’s Disease States and Conditions)病患的疾病状态是指病患处于某种疾病的状态，例如，肺水肿，COPD，ARDS…。
   病患的疾病状况是指病患疾病所处的程度，例如，稳定，危重…。
   病患的原发病（underlying diseases)和疾病的状况可以导致人机不谐调。
   1). COPD, dynamic hyperinflation state - 例如，病患患有慢性阻塞性肺病或高通气需求，在使用反比通气或气道压力释放通气（Airway Pressure Release Ventilation- APRV）时可能会有动态过度通气的发生。动态过度通气可以造成横膈肌由拱形变为平坦型，这种情况可以限制病患产生有效的吸气和触发呼吸机的能力。
   2). Pain, Splinting- 来自手术后或由其它原因引起的疼痛和夹板疗法会减少病患的吸气努力和促成人机不谐调的发生。
   3). 来自焦虑，恐惧和压力也会促成人机不谐调。这是由于过度焦虑可以引起呼吸加速和减少心理承受的能力
   4). 接受机械通气的躁动患者可能会由于许多其它的因素而加重病情。象疾病状态（肺水肿，肺拴塞，气胸），体位，腹胀，滞留在气道内的痰液，疼痛，和气管痉挛。这些因素都有可能引发人机不谐调的发生。
   5). 最后，环境可能是对病患产生有害刺激的来源。象噪音过度(大声说话，电视的音量，拿东西时的碰碰撞撞…) 灯光，或身体上的刺激（Physical Stimulation）（无序的检查体征，打针，灌胃管，做伤口处理…，由其是在病患休息或睡觉的时候）， 这些都会造成病患的应激反应，因此增加了病患的焦虑和噪动的可能。
4.人工气道人工气道的类型和尺寸也会促成人机不谐调。
   气管插管的直径选择不当会增加气道阻力和限制对通气有较高要求的病患所需气体的流量。这是因为气管插管的内径可能会被痰液和碎屑（debris）的聚集所减小，从而导致气道阻力的增加。
   病患与呼吸机的相互关系依赖于病患克服这种阻力的能力和呼吸机支持的多少。

5.呼吸机相关因素谐调的人机相互关系需要呼吸机对病患的呼吸努力要敏感，对病患所需要的气体流量的要求要能够满足。
   在呼吸机相关因素中有两个促成人机不谐调的主要因素：
   1). 呼吸机的触发（ventilator triggering）
   2). 呼吸机的切换（ventilator cycling）

1). 呼吸机的触发问题，包括：
   a.无效触发( Ineffective trigger)
   呼吸机的触发灵敏度设置太低以至于不能够察觉到病患的吸气努力。在这种情况下，病患的吸气努力不仅被浪费掉，而且呼吸机仍不能被触发。这种无效作功导致增加呼吸肌的负载。
   内源性PEEPi过高
   In Line 雾化治疗（机械通气时与管道连接的雾化治疗）
   呼气终止延迟
   b.自动或误触发(Auto-cycling)
   呼吸机触发设置过于灵敏
   气囊充气不足或气囊漏气
   气道湿化时造成管道有过多的冷凝水
   人工气道，呼吸机管道和胸腔插管漏气
   心脏震荡（cardiac oscillations）
   c. 双触发(Double triggering)
   病患的神经系统所需的吸气时间超过呼吸机设置的吸气时间
   脑损伤
   中枢神经系统的疾病
   呼吸机参数设置不当

   

Double triggering:

2). 呼吸机的切换问题
   呼吸机的呼吸切换，从吸气终止到呼气开始，是医生通过事先对呼吸机的潮气量，吸气压力，峰流量/流速类型，和吸气时间或吸呼比的设置完成的。但是，通常吸气终止和呼气开始的切换很难做到人机谐调。常常是呼吸机的流量终止发生在病患已经停止吸气努力之前或之后。
   机械呼吸终止超前（Premature Termination）
   机械呼吸（mechanical breath）在病患的呼吸愿望达到之前终止称为Premature Termination。这时，病患的呼吸并没有结束，病患的吸气肌仍然在收缩，当气道压克服肺的弹性收缩压力达到可以触发新的呼吸阈值时，新一轮的呼吸被触发了，这就是双触发的形成。
   机械呼吸终止超前会造成病患在呼气阶段吸气肌的工作过度和医护人员过高的估计呼吸频率。最理想的是，护士能够利用呼吸机的压力-时间波形图，识别呼吸机的双触发，并且可以确认有可能出现的呼吸频率的增加。
   机械呼吸终止滞后（Delayed Termination）
   机械呼吸在病患的吸气完成后仍然没有结束称为Delayed Termination。此时，病患的呼气时间受到限制，呼气作功和内源性PEEPi增加，从而导致随后的呼吸触发无效或触发失败。
   机械呼吸终止滞后会引起病患使用呼气肌对抗呼吸机传入的通气气流，并有可能造成气胸，气压伤和改变脑部血流量。

四.如何鉴定人机不谐调
   改善人机不谐调不是医生的专利。护士应该在改善人机不谐调的过程中扮演重要的角色。如果，今天你还没有认识到自己在改善人机不谐调的过程中所扮演的这个角色的重要性，说明你在改善人机不谐调方面的工作有待于改善（这些是我说的话）。
   （就像我们在查房的时候，医生没有看出的人机不谐调的问题，呼吸治疗师或护士看出来并提出如何改善的意见时，我们的医生主管总爱说，如果我们什么都知道还要你们干什么。）
   所以，处理人机不谐调的问题不要只会给病患镇静，肌松。其实，我们还有很多，很好的评估人机不谐调的方法，我们需要把它们总结出来。
   1). 人机不谐调的生物学标志（Biological markers）
   a.呼吸机波形图中的压力-时间或流量-时间波形图
   b.心动过速（Tachycardia）
   c.呼吸急促（Tachypnea）
   d.血氧含量下降（Decreased oxygen saturation）
   2). 行为标志 (Behavioral markers)
   a.反常胸腹呼吸 (Paradoxical thoracoabdominal breaths)
   b.鼻翼扇动（Nasal flaring)
   c.主动呼气（Expiratory muscle activity, forceful exhalation）
   d.吸气肋间收缩（Inspiratory intercostal retraction）
   e.增加肢体的移动 (Increased movement of extremities)
   f.咳嗽 (Coughing)
   g.表情痛苦 (grimacing)
   h.躁动/焦虑不安 (Agitation)
   i.腹部漂移 (Abdominal excursions)
   j.增加使用辅助呼吸肌（Increased use of accessory muscles）
   k.吸气努力无法触发呼吸肌 (Inspiratory effort without triggering the ventilator)
   虽然，上述这些病患的表现就像呼吸机报警一样可以提醒我们病患有可能出现了人机不谐调的问题，但是，这些表现还没有被确认为评估人机不谐调的依据。最广泛的使用和最客观的评价人机不谐调的方法是利用呼吸机的压力/流量波形图。然而，这方面的临床应用还没有被护士广泛使用。因此，在缺少评估人机不谐调的经验的基础上，不适当的使用或滥用镇静剂的情况就有可能发生，从而导致病患在生理上的不稳定和躁动。

3). 人机不谐调的类型和形成的因素
   Nilsestuen 和Hargett 把病患的辅助呼吸分成不同阶段，把人机不谐调分为四个主要的类型。
   a. 触发不谐调 (Trigger Dyssynchrony)
    a). 吸气努力无效   

    b). 触发失败
    c). 双触发
    d). 误触发
   b. 流量不谐调 (Flow Dyssynchrony)
   流量不谐调发生在吸气阶段（Inspiratory Phase）。流量不谐调就是呼吸机提供的气体流量不能满足病患的需要。尤其是气体流量设置过低。流速不谐调所造成的一个后果就是会产生内源性PEEPi。流速不谐调可以发生在容量控制或压力控制通气。
   c. 吸气终止不谐调 (Termination Dyssynchrony)
   吸气终止不谐调发生在呼吸机的吸气与呼气的切换过程。
    a). 吸气终止超前

    b). 吸气终止置后
   d. 呼气不谐调 (Expiratory Dyssynchrony)
   在呼气末阶段，如果呼吸机不能与病患的呼气努力相匹配(unmatched), 呼气不谐调就可能发生。在呼气阶段，呼气可长可短。呼气过短会造成气体闭陷(air trapping)，产生内源性PEEPi，还有可能造成下一个吸气触发失败。呼气过长有可能造成低通气（hypoventila)的发生。

五.护士在改善人机不谐调的作用
1). 人机不谐调的监测
   在临床上，要实现人机谐调，就要找出引起人机不谐调的问题，准确的评估病患的行为，调整好各种呼吸机的参数，和提供最适当的镇静治疗（我想应该包括药物的选择和与心理药物的综合使用）。
   引入注目的是，简单的增加镇静剂的水平，没有确认引起人机不谐调的原因或只做简单的呼吸机参数的调节，只会延长病患接受不必要的呼吸机使用的时间（这就是为什么许多医院的ICU压床严重的原因之一）
   虽然，在过去10年里呼吸机波形图的分析已经出现，但是这门技术仍没有得到广泛的使用。这种状况也许是由于波形图的解释的复杂性，ICU 资源的缺乏，和护士所得到的有限的教育，培训有关。
   有人（Burns）提出了一种可以从呼吸机得到连续监测病患气道压的技术，其最大的好处就是象监测心电图发现和处理心率不齐一样，把人机不谐调的信息记录下来并可以打印出来，供护士鉴别和处理人机不谐调的问题。
2). 把人机不谐调作为使用镇静剂评估的一部分
   由于镇静剂是用于完善人机相互作用，减少人机不谐调，所以，识别人机不谐调就成为在完善镇静剂的运用中最重要的一个方面。然而，在现有的使用镇静剂的评估中并没有包括人机不谐调在内。最近，人们开始在使用镇静剂的评估中包含了对人机不谐调的评估。
   美国危重护理护士协会发展了一个包含了对人机不谐调的评估在内的镇静评估工具（a sedation assessment tool） ，它的评估范围从最好（Best）到最坏（Worst）。虽然，它没有包括特殊的对心理反应的描述。由于这个评估工具的不完善，未来护理研究需要确定人机不谐调的生理行为标志（to identify the biobehavioral markers）
   评估范围：
   >Best---从人机相互关系中能够实现适当的生理反应
   >Worst---人机不谐调伴随有害的生理反应
3). 医疗团队的合作
   在管理人机不谐调的过程中，护士，医生和呼吸治疗师之间的合作是必要的。在病患的护理过程中，每一个专业都要承担不同的职责。并且能够向医疗团队提供有价值的资讯。呼吸治疗师具有详细了解呼吸机操作和模式，评估病患对呼吸机设置的反应，和检测气道压力监测方面的技能。医生除了要有这些相似的技能以外，还要对接受机械通气的病患加以治疗。护士在观察和管理病患对疾病的反应和技术方面有特殊的技能，并且，在与病患谐调方面扮演着重要的角色。
   最后，教导接受机械通气的病患要如何适应呼吸机是非常重要的。病患的精神压力和危重护理的环境也应当评估。早期和准确的鉴定人机不谐调会增强最佳的使用镇静剂治疗的效果，减少机械通气的使用时间。
   这篇文章的内容很多，如果全部登出，恐怕会没人能够坚持看完。因为，每个人的英语水平有限，包括我在内，对原文的理解不一定恰当，我想关键是领会作者的意图。护士在改善人机不谐调方面还有很多工作，我们尽可能多的了解这方面的信息，逐步积累经验，逐步提高我们的临床护理水平。希望这一交流能对我们的护士起到一个小小的帮助。谢谢！

实例分析：

   现在我有一个护士转来的病例，请大家就现有的病人情况及呼吸机参数的设置和波形图做个分析。如果你是照顾这个病人的护士，你会对现在的波形图和呼吸机设置做哪些调整，或建议医生做哪些调整，但是，最好能阐述你的理由。

   呼吸机的调节没有唯一的标准。每个人都有自己的看法，我们只是通过这个病例来学习如何看波形图，如何思考呼吸机的调节，也许这种学习方法对初学者有一定难度，不妨我们试试看。希望大家畅所欲言。也希望我们的医生给与指导。
   “患者男性，72岁，体重70kg，慢支急性发作，双肺肺炎，入院时PaCO2：98，PO2：42，满肺哮鸣音，呼气时明显，呼吸困难RR:38次，口唇及皮肤都重度紫绀。后来逐渐意识淡漠，紧急插管上机，A/C，f：16，VT: 500ML, FiO2：60%，镇静，血压不稳定，78/40，后来扩容，加快补液，血压回升至90~105/50~70左右。常规中心静脉营养，血气显示PaCO2：45 ，PO2：105，之后调节FiO2：45%，
   第二日，停止镇静后，患者非常配合治疗，积极主动，变模式为SIMV16，PS：10. 氧浓度30%，后来发现氧浓度下来以后，PaO2也下降至68~70左右，SaO2：88%，于是调节FiO2：40%，SaO2上升至：99%~100%
   第三日，患者没有不适，神志完全恢复，可以书写文字进行沟通，表示非常愿意配合，但我看到呼吸机波形以后，询问其有没有觉得呼吸机不舒服。患者摇头说没有，但是此时呼吸波形出现一条潮气量很低的自主呼吸波形。目前体温有点升高38.2
   第四日今天晨起体温已经下降至36.8~37度，血气中的PaCO2：54，比昨天升高了，因此今天RR改为18次，呼吸机波形夜间没有再出现自主低潮气量波形。现在患者上机三天，三天都有不同的变化，但是为什么呢？”

波形图如下：

   是不是目前的呼吸机设置和波形图的显示告诉我们，病人和呼吸机之间已经或基本上达到人机谐调了？有没有什么需要考虑进行调整或改善的？
再补充一张照片：

   任何呼吸机设置最基本的是要保证人机谐调，只有这样才能给病人一个最大的呼吸支持。如果，我们先不考虑为什么医生要这样设置。而先从波形图上看，有没有人机不谐调的问题？如果有，有哪些？先易后难。一点点来。

   不管你用什么呼吸机模式，要让呼吸机为病人提供最有效的呼吸支持，人机谐调是最基本的条件。那么，如何盼断人机是否协调？
1.要注意观察病人
2.要注意呼吸机的设置，观察呼吸机的波形图
   当你站在呼吸机面前观察呼吸机波形图的时候，首先你脑子里要有一个正常的波形图的概念，要了解正常的波形图是由哪几部分组成。而这些部分与呼吸机的哪些设置参数有关？
   先看压力-时间波形图，这个波形图是在峰流速PF=40L/M 时的压力波形图。波形图中1，3，4形状相同，但是呼气时间在吸呼比上显示较短，对于一个PaCO2较高的病人来说，应该适当延长呼气时间有利于CO2的排除。延长呼气时间可以参照吸呼比，增加峰流速的数值而达到。
   在压力波形图中的1和2波形图之间出现的小波折。实际上是病人的一次未触发成功的呼吸（在潮气量-时间波形图中有一个相对应的波折）。这个未触发成功的呼吸引起了第二个波形图中吸气上升过程中出现了一个压力下降，所以在第二个波形图中出现了一个塌陷。这可能跟呼吸机触发灵敏度的设置不当有关。这个现象不是由于峰流速过低引起，否则，每一个波形图在相同峰流速下，应该出现相同的波形图。
   在潮气量-时间波形图中红色箭头所指的是一个内源性PEEP。内源性PEEP会增加吸气功，减小内源性PEEP的方法通常是通过适当设置一个外源形PEEP来改善。

图示如下：

原文链接：http://www.dxy.cn/bbs/topic/17965194

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