被动病人机械通气期间,pAVG和WOB可以通过整合气道压(Paw)-容积曲线决定,而Pavg通过Vt区分的面积决定。作为选择,在中间-呼吸时间或中间-容量的气道压力能被用于估计Pavg。这是最容易的方法,但不是最准确的方法,在持续流量充气期间Paw-时间描记可用于决定Pavg。该描记可在床边进行,通过使用一血流动力学压力监测器换能Paw[1]。最后,Pavg可以通过常规记录持续流量充气期间的气道压-吸气压峰值(Pd)、Ps和Pex而决定。在该例中,Pavg = Pd –(Ps – Pex)/2(图9)[1]。
大多数情况下,机械通气病人将实施WOB的一部分,通气机将提供剩余部分。为估计病人作的WOB,必须测量病人活跃时(参与通气)和被动时(当病人重度镇静或瘫痪时通气机做的所有功)。通气容量模式期间,Paw-容量曲线可被整合以估计功。铜鼓测量活跃病人和被动呼吸病人间WOB的差异,在容量辅助模式病人的WOB可被决定。作为选择之一的食道球可放置以准确测量胸膜腔压力。在一Pes-容积曲线建立后,活跃或被动呼吸的差异可决定病人WOB。虽然放置食道球可产生更准确的结果,但其很少在临床实施。
在通气压力模式下的病人WOB的决定更复杂[1]。如果病人被动,测量可以如上进行。然而,如果病人参与了WOB(压力支持模式),最初的努力产生一负的经胸廓压力(胸膜腔压力)。当机器启动、使用正压时,经胸腔压增加。因此,来自通气机的PV曲线的压力变化将不能准确反映压力的全部变化。来自通气机的气道压可用于估计肌肉作用力并计算WOB,但这很困难。作为选择的食道球的放置以及Pes和流量的整合用于计算肺的WOB。然后运动方程必须用于估计胸壁完成的功,然后胸腔WOB可被决定。
图9 恒流机械通气的被动病人每升换气(Pavg)功的计算。Pavg可以通过三种方法计算。(a)通过吸气时间(Ti)区分整个气道压(Paw)。(b)在中间吸气时间(Ti/2)记录气道压。(c)计算Pd – (Ps – Pex)/2,Pd=吸气压峰值,Ps=估计的吸气末压力,Pex=估计的呼气末压力。
相同WOB的不同个体,呼吸效率(WOB/呼吸肌的氧耗)变化很大[39]。这种变化可以通过注意功的计算需要容积变化而被理解。在呼吸生理,呼吸等容阶段能量被消耗。压力时间乘积(PTP)是平均吸气压(起于努力开始)和吸气时间的乘积:PTP = Pavg × Ti。PTP被发展用于解释呼吸的动态和等容阶段期间的能量消耗。因此,PTP将更直接的测量呼吸总能量(除总功外)[1,39]。
传统上,PTP可以通过食道压描记和胸壁弹回压间差异的时间整合而测量[40]。然而,但是在动态充气过度病人吸气开始时,该方法不能解释克服呼吸肌负荷需要的能量消耗[40]。传统方法也不能解释中止自主呼吸所需要的能量[40]。“上、下界PTP的决定”使呼吸循环期间的PTP计算可能,因此总能量消耗可被大致估计(图10)。
压力时间指数(PTI)是PTP的扩展。其决定于下面方程[1,41]:PTI = (Pavg/MIP) ×(Ti/Ttot),MIP为机体产生的最大吸气压,Ti为吸气持续时间,Ttot是呼吸循环持续时间。包括用于PTP中的测量在内,PTI也产生呼吸中总能量消耗的更可靠估计(与WOB相比)。MIP加入PTI计算中允许与呼吸力相关的呼吸努力的决定。MIP在机械通气病人床边使用单向活瓣而容易的计算出来[1]。加入Ttot到PTI计算中允许呼吸循环中能量消耗持续时间,与休息时间相比。PTI,更像Bellemare和Grassino[37]的疲劳阈值,用于预测随后呼吸疲劳和需要插管的可能性[41,42]。相反,其可用于机械通气停止时成功停机的第预测[43,44]。PTI在决定成功拔管方面作用很弱,因为其不能与呼吸速度混合。呼吸衰竭病人的共同反应是增加呼吸频率,减少Vt以减少呼吸困难的主观感觉。在这样病人,当Vt减少时PTI将减少。
吸气WOB的定量也被用于预测成功停机。不幸的是,这些计算,如同PTI,不能证明有高的预测性,限制了其床边应用。更简单决定的其他测量证明更有用,并将在综述的随后部分讨论。
图10 在压力支持通气病人能量消耗决定于压力时间乘积(PTP)。图中,连续曲线为食道压力(Pes),简短曲线为估计的胸壁弹回压(Pescw)。(a)压力描记重叠因此在首次吸气努力时Pescw等于Pes,整合差异(阴影面积)代表PTPinsp上界。(b)压力描记重叠因此在从呼气向吸气过度的最初时刻Pescw等于Pes,整合差异(阴影面积)代表PTPinsp下界。(c)压力描记重叠因此在呼气向吸气过度的第二时刻Pescw等于Pes,整合差异(阴影面积)代表呼气PTPexp上界。(d)压力描记重叠因此在二次吸气努力开始时Pescw等于Pes,整合差异(阴影面积)代表PTPexp下界。该图经过Jubran等[56]允许。