《急診醫(yī)學(xué)》 第三節(jié)　機(jī)械通氣對(duì)生理功能的影響

機(jī)械通氣是借助呼吸機(jī)進(jìn)行呼吸，與正常人的自主呼吸有顯著的差別。正常人自主呼吸時(shí)，胸廓擴(kuò)張、膈肌下移使胸腔內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，從而氣管到肺之間形成一個(gè)壓力梯度，產(chǎn)生吸氣氣流。而機(jī)械通氣時(shí)，呼吸機(jī)產(chǎn)生正壓，吸氣過程中胸內(nèi)壓從-0.49kPa（-5cm H2O）增至+0.294kPa（+3cmH2O），這種胸內(nèi)壓和肺內(nèi)壓力的增加，是呼吸機(jī)對(duì)人體正常生理過程產(chǎn)生影響的基本原因。

一、對(duì)呼吸生理的影響

（一）增加肺泡通氣量　機(jī)械通氣時(shí)可擴(kuò)張氣道和肺泡，增加肺容量，使肺泡通氣量增加。肺泡通氣量不僅與潮氣量和呼吸頻率有關(guān)，而且與無效腔/潮氣量（VD/VT）比值相關(guān)。潮氣量增加則減小VD/VT的比值（最好維持在0.3～0.4），可改善肺泡通氣。但是如潮氣量太大，VD/VT則少于0.3,產(chǎn)生通氣過度并增加循環(huán)的負(fù)擔(dān)。

（二）肺內(nèi)氣體分布 機(jī)械通氣時(shí)進(jìn)入氣體的分布取決于呼吸道內(nèi)壓力、氣道阻力和局部組織的彈性?？v隔及中間部位的支氣管周圍肺組織充氣較多，邊緣肺組織充氣相對(duì)較小，相同壓力下，氣道阻力低和彈性好的肺泡量先充氣、充氣量也較多；而氣道阻力高，彈力差的肺泡充氣慢、充氣量也少。此外機(jī)械通氣時(shí)，氣流通過分支曲折的呼吸道，吸氣流速愈高，就愈容易形成渦流，可增加氣道阻力，加重氣體分布不均。如適當(dāng)延長(zhǎng)吸氣時(shí)間或吸氣末加壓，則可使吸入氣體分布均勻。

（三）對(duì)通氣/血流（/）比例的影響 正常人在自主呼吸時(shí)，因重力影響可引起胸腔內(nèi)壓力梯度的變化，有利于吸入氣體分布到肺下部。機(jī)械通氣時(shí)，這種壓力梯度被改變，全肺可發(fā)生通氣分布不均。由于重力影響，肺血流在肺下垂部位分布較多，所以機(jī)械通氣時(shí)可產(chǎn)生較大的/比例失調(diào)，表現(xiàn)為生理死腔增加和/不均增加。

（四）對(duì)呼吸動(dòng)力的影響

1．增加肺順應(yīng)性 機(jī)械通氣后肺泡通氣增加，減輕肺臟充血及肺水腫，復(fù)張萎陷的肺泡，改善肺泡彈性，從而增加肺順應(yīng)性。

2．降低氣道阻力?、贁U(kuò)張細(xì)支氣管；②增加肺泡充氣，提高肺泡壓力，增加咳嗽和排痰效能，保持氣道通暢；③缺氧緩解，呼吸性酸中毒的糾正，可使細(xì)支氣管舒張；④如應(yīng)用較慢的呼吸頻率，較大潮氣量，控制吸氣流速，也可使氣道阻力相對(duì)下降。

3．減少呼吸功 機(jī)械通氣應(yīng)用適當(dāng)，由于呼吸肌的工作被代替，呼吸功減少，氧耗量也降低，循環(huán)負(fù)擔(dān)可減少。但是如呼吸機(jī)應(yīng)用不當(dāng)，自主呼吸與呼吸機(jī)拮抗，呼吸功反可增加。

二、對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響

正常情況下，心輸出量與靜脈回流量有關(guān)。靜脈回流量又與周圍靜脈與中心靜脈的壓力差有關(guān)。自主呼吸時(shí)，吸氣期間胸內(nèi)負(fù)壓增大，中心靜脈壓下降，使周圍靜脈與中心靜脈之間的壓力差增大，促使靜脈回流及心臟充盈。機(jī)械通氣時(shí)，胸膜腔及肺內(nèi)成為正壓，導(dǎo)致靜脈回心血量減少，心輸出量下降，血壓降低。如加用PEEP，則靜脈血回流減少和心輸出量降低的效應(yīng)更為明顯。因?yàn)棰儆倚氖仪柏?fù)荷降低：PEEP使胸內(nèi)壓增加，靜脈回流的阻力也增加，回心血量下降，右心室前負(fù)荷降低；②右心室后負(fù)荷增加：PEEP使肺容量增加，膨脹的肺組織壓迫毛細(xì)血管前動(dòng)脈，導(dǎo)致肺血管阻力增加，使右心室后負(fù)荷隨之增加；③左心室前負(fù)荷降低：PEEP治療后，有室間隔的左移及左室橫斷面活動(dòng)的減弱。右室舒張末容量則擴(kuò)大，而左室舒張末容量和左室舒張終末壓則降低，因左室順應(yīng)性下降，左心室前負(fù)荷降低，使心輸出量減少。

機(jī)械通氣的方式也影響靜脈回流及心輸出量的降低程度?？刂仆?PEEP，即連續(xù)正壓通氣（continuous positive pressureventilation,CPPV）對(duì)心輸出量影響較大。因CPPV在整個(gè)通氣周期內(nèi)氣道中壓力始終為正壓。而間歇強(qiáng)制通氣（intermittent mandatory ventilation,IMV）+PEEP時(shí)，患者可間斷自主呼吸，平均氣道壓力較低，故對(duì)心輸出量的影響小于CPPV。如以連續(xù)氣道正壓（continuous positive airwaypressure,CPAP）的形式接受PEEP治療，其平均氣道壓力最低，所以對(duì)心輸出量的影響比IMV+PEEP還要小些。

由于機(jī)械通氣對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的作用，故在調(diào)整呼氣與吸氣的比值時(shí)，應(yīng)在保證肺泡通氣及氧合的前提下，盡可能縮短吸氣時(shí)間，減輕其對(duì)靜脈回流和心輸出量的副作用，一般吸氣與呼氣的比值為1：1.5～1：2。

機(jī)械通氣對(duì)循環(huán)的影響，如患者心功能良好，血容量正常，則能通過交感神經(jīng)反射和血管加壓受體使周圍靜脈收縮，恢復(fù)周圍靜脈與中心靜脈的壓力差，恢復(fù)足夠的靜脈回流。

三、對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響

機(jī)械通氣時(shí)，如通氣過度，PaCO2低于2.67kPa(20mmHg)，腦血流量可減少到正常血流量的40%。這與呼吸性堿中毒使腦血管收縮、腦循環(huán)阻力增加有關(guān)。過度通氣減少腦血流量的同時(shí)，腦脊液壓力也降低，故可降低顱內(nèi)壓。因而臨床上可應(yīng)用機(jī)械通氣，減少頭部創(chuàng)傷后的腦水腫及降低顱內(nèi)壓。另一方面，如果機(jī)械通氣時(shí)應(yīng)用PEEP，尤其是高水平PEEP時(shí)（>1.96kPa），胸內(nèi)壓的增加，中心靜脈壓也增加，可影響大腦靜脈回流，血液郁積在頭部，使顱內(nèi)壓升高。為減少這種影響，患者的床頭應(yīng)抬高30度。此外當(dāng)PEEP突然降低時(shí)，顱內(nèi)壓也會(huì)增加，故如要停用PEEP，則應(yīng)以0.196～0.490kPa的量逐漸降低。

四、對(duì)腎功能的影響

機(jī)械通氣可使腎血流量、腎小球?yàn)V過率和尿量減少，尤其加用PEEP時(shí)更為明顯。其原因與機(jī)械通氣時(shí)心輸出量減少和血壓降低、腎血流灌注下降有關(guān)。另外也與腎臟神經(jīng)功能的改變與激素水平的變化有關(guān)。機(jī)械通氣可影響腎交感神經(jīng)活動(dòng)，血中抗利尿激素、腎素和醛固酮水平是升高的，這些均能減少尿液生成和排出。