机械通气是危重病患者重要的生命支持手段。目前，在临床上配置有呼吸波形监测的呼吸机的应用日益广泛，为呼吸波形监测和分析以及根据呼吸波形进行呼吸机参数的调整起到了积极的作用。
机械通气时有4个基本参数：压力、容积、流速和时间，这些参数相互结合后就构成了各种通气波形，包括流速-时间、压力-时间、容积-时间曲线及压力-容积环和流速-容积环等，这些图形能提供患者机械通气的诸多信息。本章将在不同通气模式下，对上述波形的监测和分析逐一进行介绍。
(一)定容型通气模式波形分析
定容型通气是指呼吸机按照预置容积为患者输送气体，且气流流速恒定，按预设时间进行吸气与呼气的切换。主要通气模式有容量辅助/控制通气
(A/C)、间歇指令通气(IMV)及容量型同步间歇指令通气(SIMV)等。
通气波形
1.流速-时间曲线 流速-时间曲线反映了吸气流速和呼气流速各自的变化形式，纵轴为流速，单位是L/min，横轴为时间，单位是s。传统定容型通气时呼吸机以恒定流速为患者输送气体，流速波形为方波(图17-1)。当吸气开始时，流速很快升至呼吸机设定的流速值并保持恒定，直至所预置的潮气量被完全输送。有时容量型通气会预设吸气暂停时间，在吸气流速降至0至呼气开始前存在一段吸气暂停时间(平台期)。平台期结束后，呼气开始，此时呼气流速最大，正常情况下呼气流速呈指数递减，呼吸末降为0。
态P-V曲线，研究证实低流速法测定的P-V曲线吸气支与气道闭合法的准确性相当，且简便安全，易于在临床上推广应用。近年又出现了可控制呼气流速的呼吸机，使准静态 P-V曲线呼气支的描记更加接近静态P-V曲线的水平。
定容型通气当气道阻力升高时，流速-时间波形可见呼气初始阶段流速降低，且由气道阻力正常时的指数递减转变为线性递减(图17-7A)。当患者气道阻力明显升高且出现主动呼气时(如慢性阻塞性肺疾病患者)，可见呼气初始阶段呼气流速高于正常，但迅速下降，最终以低呼气流速缓慢将气体呼出,呼气时间延长(图17-7B)。
导致一部分气体陷闭在肺内，使呼气末肺内压力升高,产生内源性PEEP(PEEPi)(图17-10)。
4.顺应性异常 定容型通气顺应性正常时压力-时间曲线为图17=11A 所示，顺应性下降时压力-时间曲线转变为图17-11B。可见吸气支起始阶段A与B相同，线性上升阶段B斜率大于A，顺应性下降时气道峰压和气道平台压均明显升高，但峰压与平台压的差值不变。
定容型通气顺应性增加时 P-V环可见吸气末潮气量不变，但气道峰压较正常降低，整个曲线面积减少，代表呼吸做功减少。顺应性下降时，吸气末潮气量仍不变，为预设潮气量，但气道峰压较正常升高，整个曲线面积增加，代表呼吸做功增加(图17-12)。
2.间歇指令通气波形 间歇指令通气是指呼吸机以预设的频率向患者输送预置的潮气量，在两次机械呼吸周期之间允许患者自主呼吸。呼吸机可提供0~100%的通气支持水平，增加指令通气的频率就增加了通气支持的比率，可根据患者的需要提供不同水平的通气支持，并具有预设指令通气水平的安全保障。间歇指令通气波形可见呼吸机按照预置潮气量进行的指令通气，以及两次指令通气间及患者的自主呼吸(图17-14)。
3.同步间歇指令通气 同步间歇指令通气是在间歇指令通气基础上的改进，保证机械呼吸与患者自主呼吸相同步，同时又不影响患者的自主呼吸。同步间歇指令通气时，存在一个等待触发期(称触发窗)，患者若在触发窗内有效触发，则呼吸机同步输送一次指令通气，若在触发窗内无有效自主呼吸触发，则在触发窗结束时呼吸机自动给一次指令通气，这样可以避免人机对抗。在触发窗外，患者可进行自主呼吸(图17-15)。SIMV 还允许对触发窗外的自主呼吸进行一定水平的压
(二)定压型通气模式波形分析
现代意义上的定压型通气是指呼吸机按预设的压力水平送气，采用减速气流，吸气和呼气的切换按照预设的时间进行，潮气量不恒定。定压型通气模式主要包括压力辅助/控制通气(PCV)、双水平正压通气(BIPAP)及气道压力释放通气(APRV)等。
通气波形
1.流速-时间曲线 定压型通气模式的流速-时间曲线为减速气流，在吸气开始时气流迅速升至最大值，随后呈指数下降。正常情况下在吸气过程中流速可回复到0(图17-17A、C)，随着肺内充气容积的增加，肺泡压也随之上升，在吸气结束时，肺泡压等于呼吸机设置的压力。呼气相流速也呈指数递减。有些情况下吸气末吸气流速并未降至0(图17-17B)，或者在吸气过程中，吸气流速过早降至0(图17-17C)可能与顺应性减退、吸气时间设置过长或吸气峰流速过高有关。
2.压力-时间曲线 在定压型通气模式中，压力-时间曲线在吸气初期快速上升到预设压力水平，并在整个吸气相保持恒定，呼气时气道压力呈指数下降至基线水平(图17-18)。
3.容积-时间曲线 定压型通气时，呼吸机按照设定的压力送气，当气道和弹性阻力变化时，患者的潮气量会产生相应变化。当阻力增加时，患者潮气量下降，阻力降低，潮气量相应增加(图17-19)。
4.压力-容积环 当阻力正常时，吸气开始后，定压型通气的压力迅速上升至气道峰压水平并在整个吸气相保持恒定，吸入潮气量取决于顺应性和阻力。在呼气起始阶段，气道压力快速下降，此时容积变化很少，随后压力与容积均降至基线水平(图17-20)。曲线类似方盒状。
5.流速-容积环 定压型通气的流速-容积环(图17-21)，吸气相吸气气流迅速上升至峰值，随后逐渐降低，呼气开始时流速最大，随后逐渐降至基线。
常见异常波形
1.气道阻力增加 定压型通气气道阻力增加时，压力-时间曲线可见呼气相压力并非呈指数下降，而是先快速下降，随后呈线性递减至基线(图17-22)。
定压型通气气道阻力增加时，流速-时间曲线可见吸气流速在整个吸气相下降缓慢，而气道阻力正常时吸气流速呈指数递减，阻力增加时呼气流速呈线性递减，阻力正常时呈指数递减(图17-23)。气道阻力增加时容积-时间曲线显示潮气下降，见图17-19。
2.顺应性异常 定压型通气顺应性下降时，流速-时间曲线可见吸气流速迅速降低，多在吸气终止前降为0，呼气流速也快速降至0，而顺应性正常时，吸气和呼气流速下降较缓慢(图17-24)。顺应性下降时，即使呼吸机设定的压力和吸气时间相同，但潮气量也低于正常。
定压型通气顺应性变化时，P-V环可见吸气末气道压力仍为呼吸机预设的压力，顺应性下降时，吸气末潮气量降低，顺应性升高时，吸气末潮气量增加。顺应性逐渐下降时，P-V环看似一片逐渐向下倾倒的树叶(图17-25)。
通气模式
1.压力辅助/控制通气 压力辅助/控制通气是指呼吸机按预设的频率(无自主呼吸触发时)或在患者触发呼吸机后，给患者送气，使气道压升高达到预设值，然后通过反馈系统使输出气流减慢，维持气道压在预设的水平，直至吸气时间结束，转为呼气。压力辅助/控制通气气波形见图17-26，图17-26A波形为无患者自主呼吸触发时呼吸机按预置压力进行控制通气，图17-26B为患者自主呼吸触发呼吸机按预置压力输送气体，可见在压力-时间波形上有明显的患者吸气触发导致的压力下降。
自主呼吸触发，呼吸机就按照预设的压力支持水平给患者输送气体。
此外，BIPAP 通气还允许患者自主呼吸触发高压和低压之间的切换，在高、低压时间的后段设定了触发窗，以实现更好的人机同步。如果患者在触发窗内有自主呼吸触发，则呼吸机进行高、低压之间的切换。不同呼吸机触发窗的设定不同，如Drager呼吸机在高压时间的后25%为呼气触发窗，低压时间的后25%为吸气触发窗；PB840呼吸机的吸气触发窗为低压时间后150 ms至低压时间后40%或4s(取其短)，呼气触发窗为高压时间后150ms至高压时间后30%或3s(取其短)。BIPAP 通气触发窗见图17-29。
2.双水平正压通气 双水平正压通气是指呼吸机交替给予两个不同水平的气道正压，BIPAP是在连续气流持续气道内正压(CPAP)系统基础上发展而来的，实际上就是两个不同水平的CPAP，呼吸机按照预设的高、低压水平及高、低压时间自动调整输送气流，实现两个压力水平交替的切换。高压时气流进入患者肺内，相当与吸气，低压时气体从患者肺内流出，相当于呼气。BIPAP 采用递减的流速波形和主动呼气阀，保证气道压恒定在预设水平，并采用压力/流速触发机制，允许患者在呼吸机提供高压和低压两个压力水平上进行自主呼吸，减少人机对抗，还可以在低压水平上设置压力支持，支持患者自主呼吸。图 17-27 显示 BIPAP 通气时压力-时间波形。图17-28 显示BIPAP 通气时,允许在低压水平上设置压力支持的波形，在低压时，一旦患者有
2.持续气道内正压 CPAP 是指患者通过按需阀或持续高流量系统进行自主呼吸，正压气流大于吸气气流，呼气活瓣系统对呼出气流给予一定的阻力，使吸气相和呼气相气道压均高于大气压。呼吸机内的压力测量和调节系统可随时调整正压气流的流速，维持气道压基本恒定在预设水平。CPAP只适用于有一定强度自主呼吸的患者。CPAP 通气的波形及P-V环见图17-31和图17-32。
3.压力支持通气 压力支持通气是指在自主呼吸时，患者开始吸气触发呼吸机后，呼吸机即提供预设的气道正压，以帮助患者克服吸气阻力和扩张肺脏。当吸气流速降低至最高流速的一定比例(一般为25%，部分呼吸机该比例可调整)时，呼吸机终止送气，由吸气转换为呼气。PSV 最重要的特点就是能较好地与患者的吸气流速需要相配合，从而减少患者的呼吸做功。PSV 时患者自己决定吸气流速方式、呼吸深度、吸气时间和呼气时间。潮气量的大小取决于压力支持水平的高低、整个呼吸系统的阻力和顺应性以及自主呼吸强度。图17-33为
PSV通气波形，在流速-时间曲线可见，当吸气流速降至峰流速的25%时，吸气停止，转为呼气。当顺应性下降时，患者潮气量减少(图17-33B)，患者吸气努力增加时，吸气峰流速增加，潮气量也相应增加，但气道压力仍保持不变(图17-33C)。PSV通气P-V环可见明显的患者吸气努力产生的气道内压力下降和相应的容积变化，一旦触发了呼吸机按照预设的压力输送气体，气道内即转为正压(图17-34)。
PSV通气时，通常当吸气流速下降至吸气峰流速的25%时，呼吸机停止送气并转为呼气。这个流速临界值即为 PSV 的呼气触发灵敏度。当存在呼吸回路漏气且流速较大，超过患者吸气峰流速的25%(预设的呼气触发灵敏度)时，患者的吸气虽然终止，但呼吸机仍继续送气，直到吸气时间达到呼吸机允许的最大吸气时间(如PB7200为5s)，造成不必要的呼吸做功及人机不同步(图17-35)。在出现较大量漏气无法纠正的情况下可适当上调呼气灵敏度，以达到及时的吸呼气切换。
(刘 玲)
