无创呼吸机的新通气模式设计与应用

摘要：急性呼吸窘迫综合征患者采用双水平气道正压通气模式，提供吸气压/呼气压支持，扩张急性呼吸窘迫综合征患者塌陷的肺泡，然而持续高水平的呼气末正压通气会对患者肺部产生二次损害。为此，本文重点探讨一种变压双水平气道正压新通气模式，利用无创呼吸机交替呼出两种不同大小的基础正压，在此基础上输出一定的吸气支持，避免患者长时间处于高压状态。

关键词：无创呼吸机;新通气模式;设计

急性呼吸窘迫综合征患者发病后要用无创呼吸机进行治疗，有效降低气管插管率，减少呼吸机相关性肺炎，原有的BiPAP通气模式保持固定的呼气压和吸气压，然而在长时间的高压状态下会使患者的肺泡过度扩张，引发相关性肺损伤。为了减少无创呼吸机治疗的负面效果，本文提出安全性更高的变压无创正压通气方法——DPAP通气模式，提升呼吸机的使用性能，降低临床使用风险。

1 无创呼吸机概述

无创呼吸机能够为人体提供适当的压力支持和气体交换，确保恰当的肺泡通气和肺顺应性，减少肺部继发性损伤，降低呼吸氧消耗和呼吸循环负担，主要有定容型通气模式和定压型通气模式，分别治疗病症相对严重的患者及具有一定自主呼吸的患者，采用持续气道正压通气和双水平气道正压通气模式，前者仅提供恒定的压力，后者提供两个恒定的压力，即：较高的吸气末压力和较低的呼气末正压力，属于定压型通气模式，帮助患者自主控制呼吸的深度和频率，具有流量同步触发和漏气补偿机制。

无创呼吸机的基本运行过程主要包括以下几种：（1）无创呼吸机触发。这是指无创呼吸机基于预设频率定期向患者供应空气，采用控制触发或事件触发的方式，通常与其他方式结合应用。（2）自主触发。由患者主动吸气，直接引起呼吸机气流的压力波动及流量波动，在流量触发和压力触发的条件下帮助患者通气。（3）操作者触发。人为向无创呼吸机发送通气触发指令，不常应用。

2 无创呼吸机新通气模式——DPAP通气模式设计

DPAP通气新模式是基于BiPAP通气模式的变压无创通气方法，安全性较高，为患者提供高于基础压力的气道吸气支持压力，基础压力和吸气支持压力的设置要充分考虑患者的肺功能参数，如：气道及肺阻力的大小、肺顺应性大小等。

2.1 DPAP通气新模式的无创呼吸机结构设计

该模式包括有进风口、高速阀门、高速风机、呼吸管路、流量信号采集、呼吸管路压力信号采集、风机阀门控制系统等，由进风口过滤处理进入呼吸管路的空气，高速风机将产生的气流输出至调整阀门，再将输出气压由呼吸管路进入到患者的气道，进行气流的采集和反馈，形成气流闭环控制。同时，还设计有人机操作界面和人机监测界面，通过人机操作界面设置呼吸机的基础正压、吸气支持正压、作用时间等工作参数，通过人机监测界面监测呼吸机的输出气压波形及流量波形，使呼吸机输出正气压处于规律性的周期性变化状态，而不是持续位于固定的高呼气压和吸气压[1]。

2.2 无创呼吸机新通气模式DPAP的实验

2.2.1 模拟肺实验

可以采用TestChest泰斯心肺仿生系统进行实验，真实再现人体肺气体交换、血流动力学变化及心肺相互作用，模拟患者由正常自发呼吸到临界呼吸衰竭的病理生理变化，监测不同输出压力下潮气量、气道压的变化，进行图像处理和分析，减少临床治疗风险。在模拟肺实验中，可以分别设置不同的呼吸机吸气时间：0.5s、1.0s、1.5s，根据潮气量波形图求取波峰和波谷的差，计算获悉潮气量的平均值，分析可知：当ARDS患者在基础正压2时的潮气量与实际情况相吻合。患者在基础正压1和基础正压2上的吸气支持正压符合呼吸机设置参数，具有可操作性和实效性。

2.2.2 正常人实验

连接测压管和呼吸管路，并使FLEXO呼吸机通气孔与面罩相连接，确保连接部位没有漏气现象，进入到无创呼吸机的人机交互界面之中，调整面罩及相关参数，待通气稳定后保证无创呼吸机的漏气量在30ml以内，实验结束后要进行面罩的酒精消毒。通过实验分析可知，当EPAP压力水平上升时，无效触发率也相应增加，其压力是按照预置的时间进行交替变化，然而其无效触发率没有过多改变，表现出人机同步的一致性，能够较好地应用于临床应用[2]。

2.2.3 临床应用

对一位ARDS患者给予DPAP新通气模式的临床应用，结合该病人的具体信息和情况：70岁高龄女性，有二十余年的高血压病史，通过肺部CT显示：双肺多发炎症，右侧胸腔積液，之前的BiPAP通气模式不够理想，转变为DPAP新通气模式，进行血气分析，合理调整无创呼吸机参数，如：动脉氧分压、二氧化碳分压、PH、碱剩余、血清K+、血清Na+等，持续氧气吸入810L/min，使氧饱和率约为96%，淋巴结消退，没有出现发热咳嗽、咳痰的现象，好转出院。

3 小结

综上所述，无创呼吸机的合理规范应用较好地缓解ARDS患者的病症，减少气管插管率和病死率，DPAP新通气模式是相较于BiPAP模式安全性更高的变压无创通气模式，能够依照预置的基础压持续交替变化作用时间，使气道压在不同的压力支持下发生周期性变化，使病患的气道压力不再持续处于固定的高呼气压和吸气压状态，通过模拟肺实验、正常人实验和临床应用的相关性分析可知，DPAP新通气模式可行并具有实效性。

参考文献：

[1]王桂芳，刘莞，沈晓红，张萍.BiPAP对AECOPD呼吸衰竭患者血气指标及呼吸作功的影响[J].西部医学，2017（06）.

[2]孙慧男，陈旭昕，韩志海.呼吸机相关性肺损伤与炎症反应[J].国际呼吸杂志，2016（24）.

作者简介：赵英（1981），男，汉族，河北保定人，专科，助理工程师，目前从事医疗器械设备的结构设计工作。