CN110975087A - 一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，主要涉及呼吸机触发分析方法领域。主要包括如下步骤：确定肺泡内压为研究对象，并确定触发点；确定触发模式为流量触发模式还是压力触发模式；确定该触发模式下触发点对应的回路压力与回路流量；确定该触发模式下触发点的肺泡内压力；确定该触发模式下自吸气开始至触发点的肺泡内压力变化幅度与触发所需的时间跨度；确定肺泡内压力在触发期间的时间变化率。本发明的有益效果在于：本发明通过对肺泡内压的压力时间变化率进行计算，以此评价患者在使用呼吸机时做出的触发努力，能够为医务人员呈现更为直观的逻辑关系，帮助医务人员更好地了解患者对于呼吸机的触发需求，对临床工作有一定的指导性。

Description

一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法
技术领域
本发明主要涉及呼吸机触发分析方法领域，具体是一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法。
背景技术
呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。呼吸机的触发方式主要分为流量触发与压力触发两种方式，但是使用这两种触发方式对患者的使用状况进行评估时，通常无法进行准确地判断。其具体表现在有些病人触发呼吸机需要的压力跨度相同，但经历的时间却不相同；显然，经历的时间越短，做得触发努力越大。如果病人不能达到要求的压力跨度，显然不能有效触发；但有些病人虽然能达到有效触发的压力跨度，却耗费了很长的吸气过程(如图1中的慢速触发)，即使其启动了送气程序，但呼吸机的送气过程却与其呼吸节律形成了冲突(患者的呼吸节律已进入呼气程序)，便会造成人机的不协调，从而使实习生在接手呼吸机调试工作时无法胜任此项任务，无法满足患者的呼吸机触发需求。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，它通过对肺泡内压的压力时间变化率进行计算，以此评价患者在使用呼吸机时做出的触发努力，能够为医务人员呈现更为直观的逻辑关系，帮助医务人员更好地了解患者对于呼吸机的触发需求，对临床工作有一定的指导性。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，包括以下步骤：
S1：确定肺泡内压为研究对象，并确定触发点；
S2：确定触发模式为流量触发模式还是压力触发模式；
S3：确定该触发模式下触发点对应的回路压力与气道内流量；
S4：确定该触发模式下触发点的肺泡内压力(Pa)；
S5：确定该触发模式下自吸气开始至触发点的肺泡内压力变化幅度(△P)与触发所需的时间跨度(△T)；
S6：确定肺泡内压力在触发期间的时间变化率(FP)。
优选的，确定该触发模式下触发点对应的回路压力与气道内流量具体表现如下：
当触发模式为流量触发模式时：达到触发点时，回路压力(PY-T)≤所设置的呼气末正压(PEEP)，设为“PY-T＝PEEP-Pn”，其中Pn≥0，根据呼吸机触发原理，在触发点，患者吸入的流量正好是所设置的流量触发灵敏度值(VTrig)；
当触发模式为压力触发模式时：达到触发点时，回路压力(PY-T)降至呼气末正压(PEEP)以下压力触发灵敏度幅度(PTrig)处，设为“PY-T＝PEEP-PTrig”，在触发点，患者需要将呼吸机在呼气期间所提供的偏流(Vn)完全吸入，此时患者吸入的流量为Vn，其中Vn≥0。
优选的，根据呼吸力学欧姆定律“P1-P2＝QR”确定该触发模式下触发点的肺泡内压力(Pa)，其中，P1、P2为管路两端压力，Q为管路内气体流量，R为管路阻力，对于Y型口与肺泡而言，则存在“PY-Pa＝QR”。这样，根据上述压力与流量对应关系我们可以得出在触发时刻，PY为PY-T，Pa为Pa-T；
当触发模式为流量触发模式时：Pa-T＝PEEP-Pn-VTrigR；
当触发模式为压力触发模式时：Pa-T＝PEEP-PTrig-VnR。
优选的，确定该触发模式下自吸气开始至触发点的肺泡内压力变化幅度(△P)与触发所需的时间跨度(△T)；当患者没有内源性呼气末正压(PEEPi，此处指基于此时呼吸机设置的PEEP及患者呼吸状态时的动态PEEPi)时，吸气开始时的Pa为Pa-0＝PEEP，有PEEPi时，则Pa-0＝PEEPi；即Pa从吸气开始点至触发点的压力跨度为ΔP＝Pa-0-Pa-T；
△T为自吸气开始点(T0)至触发点(TT)的时间间隔，即ΔT＝TT-T0。
优选的，确定触发点在触发期间的时间变化率(FP)；FP为到单位时间内的肺泡内压力变化情况，即FP＝ΔP/ΔT。
对比现有技术，本发明的有益效果是：
本发明通过以肺泡内气压为研究对象，分析肺泡内压的压力时间变化率，以此评价患者在使用呼吸机时做出的触发努力，通过该数据可以直观的展示患者在呼吸机使用过程中因为个体差异而造成的触发能力不同，能够为医务人员呈现更为直观的逻辑关系，帮助医务人员更好地了解患者对于呼吸机的触发需求，对临床工作有一定的指导性。
附图说明
附图1是本发明吸气触发过程中两种触发模式下回路压力与气道流量的对应关系模式图；
附图1注：T0为吸气开始时刻，TT为触发点时刻；VTrig流量触发灵敏度，PTrig压力触发灵敏度，Pn压力下降幅度。深色线为吸气送气相曲线，浅色线为呼气相曲线(流量时间曲线横轴以上实为吸气)。
附图2是本发明TT时刻两种模式下的气路状态；
附图2注：Q1、Q2为氧气、压缩空气端的流量传感器，Q3为呼气端的流量传感器；P1、P2为送气端与呼气端的压力传感器；Pa为肺泡内压(模拟肺内压)，PY为Y型口处压力；TT为触发点时刻。
具体实施方式
结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
如图1-2所示，本发明所述一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，具体步骤如下：
S1：确定肺泡内压为研究对象，并确定触发点。
S2：确定触发模式为流量触发模式还是压力触发模式。
S3：确定该触发模式下触发点对应的回路压力与气道内流量：
(1、触发点对应的回路压力PY-T(即呼吸机回路Y型口处压力)：
流量触发模式：根据吸气触发的快慢，及不同呼吸机反应速度的不同，达到触发点时，回路压力PY-T可以等于所设置的呼气末正压(PEEP)，也可以低于PEEP，设为“PY-T＝PEEP-Pn”，其中Pn≥0。
压力触发模式：无论触发快慢，达到触发点时，回路压力PY均降至PEEP以下压力触发灵敏度幅度(PTrig)处，设为“PY-T＝PEEP-PTrig”。
(2、触发点对应的气道吸入流量：
流量触发模式：根据呼吸机触发原理，在触发点，患者吸入的流量正好是所设置的流量触发灵敏度值(VTrig)。
压力触发模式：根据呼吸机触发原理，在触发点，患者需要将呼吸机在呼气期间所提供的偏流(Vn)完全吸入，此时患者吸入的流量应为Vn，其中Vn≥0。
S4：确定该触发模式下触发点的肺泡内压力(Pa)：
根据呼吸力学欧姆定律“P1-P2＝QR”，其中，P1、P2为管路两端压力，Q为管路内气体流量，R为管路阻力。
对于Y型口与肺泡而言，则存在“PY-Pa＝QR”。这样，根据上述压力与流量对应关系我们可以得出在触发时刻，PY为PY-T，Pa为Pa-T。
流量触发模式：吸入流量为“Q＝VTrig”，Y型口处压力为PY-T＝PEEP-Pn；所以，PY-T-Pa-T＝QR＝PEEP-Pn-Pa-T＝VTrigR，即Pa-T＝PEEP-Pn-VTrigR。
压力触发模式：吸入流量为“Q＝Vn”，Y型口处压力为PY-T＝PEEP-PTrig；所以，PY-T-Pa-T＝QR＝(PEEP-PTrig)-Pa-T＝VnR，即Pa-T＝PEEP-PTrig-VnR。
S5：确定该触发模式下自吸气开始至触发点的肺泡内压力变化幅度(△P)与触发所需的时间跨度(△T)：
Pa从吸气开始至触发点的压力跨度△P：
根据常识，当患者没有内源性呼气末正压(PEEPi，此处指基于此时呼吸机设置的PEEP及患者呼吸状态时的动态PEEPi)时，吸气开始时的Pa为Pa-0＝PEEP；有PEEPi时，则Pa-0＝PEEPi。
所以，Pa从吸气开始点至触发点的压力跨度为ΔP＝Pa-0-Pa-T：
(1、流量触发模式：
无PEEPi：ΔP＝PEEP-(PEEP-Pn-VTrigR)＝Pn+VTrigR；
有PEEPi：ΔP＝PEEPi-(PEEP-Pn-VTrigR)＝PEEPi-PEEP+Pn+VTrigR。
(2、压力触发模式：
无PEEPi：ΔP＝PEEP-(PEEP-PTrig-VnR)＝PTrig+VnR；
有PEEPi：ΔP＝PEEPi-(PEEP-PTrig-VnR)＝PEEPi-PEEP+PTrig+VnR。
从吸气开始点至触发点的时间跨度△T：
△T为自吸气开始点(T0)至触发点(TT)的时间间隔，ΔT＝TT-T0。
T0时刻的辨认：如附图1所示，以呼气流量减速曲线斜率骤变时刻为准，可以起始于呼气完全时(流量时间-曲线横轴)，也可以起始于呼气不完全时(流量时间-曲线横轴下方)。
TT时刻辨认：有吸气/呼气曲线颜色分界的呼吸机，以两中颜色的交点为准。
S6：确定肺泡内压力在触发期间的时间变化率(FP)。
△P的时间变化率FP：
FP＝ΔP/ΔT。
在△P相同情况下，△T越短，说明触发越快；同样，相同的△T，ΔP越大，意味着患者所做的触发努力越大。以肺泡内压的压力时间变化率“FP＝ΔP/ΔT”来评价触发努力更加合适。
针对以上力学分析方法，总结机械通气中吸气触发时的呼吸力学关系如下表：
Figure BDA0002308267030000061

Claims (5)

1.一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定肺泡内压为研究对象，并确定触发点；
S2：确定触发模式为流量触发模式还是压力触发模式；
S3：确定该触发模式下触发点对应的回路压力与气道内流量；
S4：确定该触发模式下触发点的肺泡内压力(Pa)；
S5：确定该触发模式下自吸气开始至触发点的肺泡内压力变化幅度(△P)与触发所需的时间跨度(△T)；
S6：确定肺泡内压力在触发期间的时间变化率(FP)。
2.根据权利要求1所述的一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，其特征在于：确定该触发模式下触发点对应的回路压力与气道内流量；
当触发模式为流量触发模式时：达到触发点时，回路压力(PY-T)≤所设置的呼气末正压(PEEP)，设为“PY-T＝PEEP-Pn”，其中Pn≥0，根据呼吸机触发原理，在触发点，患者经气道吸入的的流量正好是所设置的流量触发灵敏度值(VTrig)；
当触发模式为压力触发模式时：达到触发点时，回路压力(PY-T)降至呼气末正压(PEEP)以下压力触发灵敏度幅度(PTrig)处，设为“PY-T＝PEEP-PTrig”，在触发点，患者需要将呼吸机在呼气期间所提供的偏流(Vn)完全吸入，此时患者经气道吸入的流量为Vn，其中Vn≥0。
3.根据权利要求1所述的一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，其特征在于：根据呼吸力学欧姆定律“P1-P2＝QR”确定该触发模式下触发点的肺泡内压力(Pa)，其中，P1、P2为管路两端压力，Q为管路内气体流量，R为管路阻力；对于Y型口与肺泡而言，则存在“PY-Pa＝QR”，其中，PY为Y型口处压力。这样，根据上述压力与流量对应关系我们可以得出在触发时刻，PY为PY-T，Pa为Pa-T；
当触发模式为流量触发模式时：Pa-T＝PEEP-Pn-VTrigR；
当触发模式为压力触发模式时：Pa-T＝PEEP-PTrig-VnR。
4.根据权利要求1所述的一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，其特征在于：确定该触发模式下自吸气开始至触发点的肺泡内压力变化幅度(△P)与触发所需的时间跨度(△T)；当患者没有内源性呼气末正压(PEEPi，此处指基于此时呼吸机设置的PEEP及患者呼吸状态时的动态PEEPi)时，吸气开始时的Pa为Pa-0＝PEEP，有PEEPi时，则Pa-0＝PEEPi；即Pa从吸气开始点至触发点的压力跨度为ΔP＝Pa-0-Pa-T；
△T为自吸气开始点(T0)至触发点(TT)的时间间隔，即ΔT＝TT-T0。
5.根据权利要求1所述的一种机械通气中吸气触发时的呼吸力学分析方法，其特征在于：确定肺泡内压力在触发期间的时间变化率(FP)；FP为到单位时间内的压力变化情况，即FP＝ΔP/ΔT。
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