病人與呼吸器的互動 .doc
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参见附件(52kb)。
病人與呼吸器的互動
前言
使用呼吸器輔助呼吸的病患基本上可分成兩類。第一類是病患完全沒有自發性的呼吸，機械呼吸將由呼吸器全權操控﹝控制型機械呼吸，controlled mechanical ventilation﹞，因此病人與呼吸器的互動問題並不重要；第二類是病患仍有自發性的呼吸，機械呼吸的綜合輸出將由病患及呼吸器共同參與決定﹝輔助型機械呼吸，assisted mechanical ventilation﹞，此時病人與呼吸器的互動問題就必須要考慮了。基於避免控制型機械呼吸可能導致呼吸肌萎縮，過量之鎮定劑及神經肌肉阻斷劑之使用或是不適當之換氣量所引起之酸鹼度異常變化，臨床使用上仍以輔助型機械呼吸為主，允許病患自發性呼吸同時併存。因此病患與呼吸器將彼此交互影響，且衍生出一系列之相關問題。fighting the ventilator是臨床常見的問題之一，雖然多肇因於病患緊張焦躁，輔助呼吸不足或呼吸道阻塞等因素，但病人與呼吸器互動不良也是原因之一。此互動不良可影響輔助型機械呼吸的品質，嚴重時可降低氣體交換，破壞呼吸之協調性及舒適性，增加病患呼吸功及呼吸器使用之併發症，甚至於危及病患的生命。臨床呼吸照護工作者必須能深入了解病人與呼吸器的互動問題，如此才可提供最佳的呼吸照護。
病人與呼吸器的同步問題
早在數十年前呼吸器發展初期，醫學工程師就為了能使病患的自發性呼吸與呼吸器能協調配合而有了啟動(trigger)的設計，病患的吸氣動作帶動管路壓力的降低進而誘發呼吸器給予同步的一次輔助呼吸。隨著醫學科技的進步，呼吸器的設計也是日新月異、一日千里，啟動的設計由早年的氣動式進展到電動式，同時藉著壓力轉能器的加入不僅大幅提高敏感度甚而呼吸器反應時間(response time)也明顯縮短了，呼吸器能在幾十毫秒之內作出反應。進幾年來也發展出流速啟動(flow trigger)的設計，寄望能進一步減少病患的呼吸作功且強化呼吸同步的效果。然而在這一系列高科技電腦化呼吸器問市的同時，臨床觀察發現病患的呼吸仍會與呼吸器配合不良，產生非同步式呼吸，這主要是病人與呼吸器的互動問題。非同步式呼吸可略分為兩類，氣流不同步(flow asynchrony)及相位不同步(phase asynchrony)。氣流不同步是指呼吸器輔助呼吸所給予之氣流量不符病患之需求，此可肇因於呼吸器設定不良、病患換氣量需求較高或呼吸驅動力過強等，並可導致病患呼吸功增加及氣道壓降低。相位不同步是指病患呼吸相位與呼吸器輔助呼吸相位不同，當病患吸氣起始時呼吸器輔助吸氣尚未啟動，或病患開始呼氣時呼吸器仍在吸氣期，甚至於病患吸氣動作無法適當啟動呼吸器輔助吸氣，產生病患自發性呼吸次數大於呼吸器輔助呼吸次數，或是呈現倍數的變化，產生所謂的非同步解離式呼吸。非同步式呼吸臨床上以相位不同步較為重要，以下再深入討論。
非同步解離式呼吸出現的原因及處置
使用呼吸器輔助呼吸的目的是要改善氣體交換，減少病患的呼吸作功，使呼吸肌得到適當的休息。如果非同步解離式呼吸出現，病患自己的呼吸和呼吸器配合不佳或呼吸器根本未適時給與輔助呼吸，都會明顯影響呼吸器輔助呼吸的效果。為深入探討非同步解離式呼吸出現的原因，必須先談談吸氣反應延遲 (inspiratory response delay) 與呼氣反應延遲 (expiratory response delay)。(1)
吸氣反應延遲
理想上的呼吸器輔助呼吸是希望能與病患自己的呼吸作到天衣無縫緊密配合的程度，當病患的吸氣開始時呼吸器輔助呼吸立即啟動且須持續至病患的吸氣終止時輔助呼吸也立即停止，如此才是完美。否則，病患開始吸氣時呼吸器並未配合立即啟動，病患的呼吸得不到任何輔助徒然增加呼吸作功。因此為定量吸氣同步的程度，我們將病患吸氣開始至呼吸器輔助呼吸啟動的時間定為吸氣反應延遲。實際上吸氣反應延遲難免會存在，其理由也是顯而易見的。首先呼吸器必須感應到病患的吸氣動作，感應到病患的吸氣須要的同時事實上已延誤了一些時間，這包括呼吸中樞引發的一次神經脈衝的時間、神經脈衝經由膈神經傳導至橫膈肌的時間﹝正常人約須6-10毫秒﹞(2)、橫膈肌開始收縮到胸內壓降低的時間﹝正常人約須數十毫秒﹞、胸內壓降低至低於呼吸器設定之啟動壓力值至其傳達經氣道口至呼吸器的時間﹝數毫秒﹞。呼吸器感應到病患的吸氣需求後的反應時間及輔助呼吸經由呼吸器傳達至肺部的時間﹝數十毫秒﹞，全部總計至少約須延遲0.1-0.15秒。吸氣反應延遲的時間則是指由橫膈肌開始收縮到輔助呼吸經由呼吸器傳達至肺部的時間。某些因素也會增加吸氣反應延遲，如啟動呼吸器敏感度(trigger sensitivity)降低、前次輔助呼吸潮氣容積太大(過高的pressure support、過長的吸氣時間)使呼氣時間不足、吸氣力量不足、氣道阻塞、呼吸器反應時間太長及AUTO-PEEP產生等。當吸氣反應延遲時間超過病患一次呼吸的時間，就會有一次病患的呼吸未帶動呼吸器輔助呼吸，直到下一次才帶動呼吸器。這就發生了非同步解離式呼吸。如果吸氣反應延遲時間太長，也可能連續好幾次病患呼吸均未帶動呼吸器輔助呼吸。
呼氣反應延遲
呼氣反應延遲定義為病患的吸氣終止(即呼氣開始)至呼吸器輔助呼吸終止(允許呼氣開始)的時間。一般而言，後者發生的時間會較晚。這當然也與呼吸模式有關，使用assist/control volume-cycled mode 時吸氣時間已被固定，使用pressure support mode時吸氣終止的時機在不同的呼吸器也不一樣，常以吸氣流速衰減至某定點(如尖峰吸氣流速的25%)即終止pressure support。但若在使用高吸氣流速之輔助呼吸時，如壓力快速拉高的pressure support，病患吸氣終止發生的時間可能會比呼吸器終止更晚。呼氣反應延遲對於病患的影響主要是呼吸器阻礙了正常的呼氣，如果時間夠長，呼氣時間相對較短(當呼吸次數快時)且病患有氣道阻塞的問題時，動態肺充氣過度(dynamic hyperinflation)就出現了。因為病患呼氣呼不完，吐氣末仍有較多空氣在肺內，一系列續發的問題就接連上場了。首先因為肺擴大了，橫膈肌肌長及曲度會受影響，假設其它條件不變橫膈肌收縮降低胸內壓的效率會變差，因此病患帶動呼吸器的力量將變小。其次，肺擴大後肺回彈力(elastic recoil)一定增大，病患啟動呼吸器除了須克服呼吸器敏感度設定外(一般為 -2cmH2O)還必須對抗多出之肺回彈力才行。以上兩個因素就可能導致病患無法啟動呼吸器，病患自發呼吸，呼吸器有時給予輔助呼吸有時不給，病患呼吸次數比呼吸器輔助呼吸次數多，這就是非同步解離式呼吸。根據我們的觀察，非同步解離式呼吸臨床上並不少見。為定量非同步解離式呼吸的嚴重度，有學者提出解離度={1- (呼吸器輔助呼吸次數/病患呼吸次數)} x 100%表示。
特別提出說明的是，呼吸器輔助呼吸亦可因其機械呼吸次數及潮氣容積而影響到呼吸中樞的自發性呼吸節奏，這呼吸節奏可能和呼吸器節奏不搭稱，進而發生規則或不規則的呼吸器與呼吸中樞成比例之呼吸節奏變化﹝如1:2, 2:1, 3:2等﹞ ......
病人與呼吸器的互動
前言
使用呼吸器輔助呼吸的病患基本上可分成兩類。第一類是病患完全沒有自發性的呼吸，機械呼吸將由呼吸器全權操控﹝控制型機械呼吸，controlled mechanical ventilation﹞，因此病人與呼吸器的互動問題並不重要；第二類是病患仍有自發性的呼吸，機械呼吸的綜合輸出將由病患及呼吸器共同參與決定﹝輔助型機械呼吸，assisted mechanical ventilation﹞，此時病人與呼吸器的互動問題就必須要考慮了。基於避免控制型機械呼吸可能導致呼吸肌萎縮，過量之鎮定劑及神經肌肉阻斷劑之使用或是不適當之換氣量所引起之酸鹼度異常變化，臨床使用上仍以輔助型機械呼吸為主，允許病患自發性呼吸同時併存。因此病患與呼吸器將彼此交互影響，且衍生出一系列之相關問題。fighting the ventilator是臨床常見的問題之一，雖然多肇因於病患緊張焦躁，輔助呼吸不足或呼吸道阻塞等因素，但病人與呼吸器互動不良也是原因之一。此互動不良可影響輔助型機械呼吸的品質，嚴重時可降低氣體交換，破壞呼吸之協調性及舒適性，增加病患呼吸功及呼吸器使用之併發症，甚至於危及病患的生命。臨床呼吸照護工作者必須能深入了解病人與呼吸器的互動問題，如此才可提供最佳的呼吸照護。
病人與呼吸器的同步問題
早在數十年前呼吸器發展初期，醫學工程師就為了能使病患的自發性呼吸與呼吸器能協調配合而有了啟動(trigger)的設計，病患的吸氣動作帶動管路壓力的降低進而誘發呼吸器給予同步的一次輔助呼吸。隨著醫學科技的進步，呼吸器的設計也是日新月異、一日千里，啟動的設計由早年的氣動式進展到電動式，同時藉著壓力轉能器的加入不僅大幅提高敏感度甚而呼吸器反應時間(response time)也明顯縮短了，呼吸器能在幾十毫秒之內作出反應。進幾年來也發展出流速啟動(flow trigger)的設計，寄望能進一步減少病患的呼吸作功且強化呼吸同步的效果。然而在這一系列高科技電腦化呼吸器問市的同時，臨床觀察發現病患的呼吸仍會與呼吸器配合不良，產生非同步式呼吸，這主要是病人與呼吸器的互動問題。非同步式呼吸可略分為兩類，氣流不同步(flow asynchrony)及相位不同步(phase asynchrony)。氣流不同步是指呼吸器輔助呼吸所給予之氣流量不符病患之需求，此可肇因於呼吸器設定不良、病患換氣量需求較高或呼吸驅動力過強等，並可導致病患呼吸功增加及氣道壓降低。相位不同步是指病患呼吸相位與呼吸器輔助呼吸相位不同，當病患吸氣起始時呼吸器輔助吸氣尚未啟動，或病患開始呼氣時呼吸器仍在吸氣期，甚至於病患吸氣動作無法適當啟動呼吸器輔助吸氣，產生病患自發性呼吸次數大於呼吸器輔助呼吸次數，或是呈現倍數的變化，產生所謂的非同步解離式呼吸。非同步式呼吸臨床上以相位不同步較為重要，以下再深入討論。
非同步解離式呼吸出現的原因及處置
使用呼吸器輔助呼吸的目的是要改善氣體交換，減少病患的呼吸作功，使呼吸肌得到適當的休息。如果非同步解離式呼吸出現，病患自己的呼吸和呼吸器配合不佳或呼吸器根本未適時給與輔助呼吸，都會明顯影響呼吸器輔助呼吸的效果。為深入探討非同步解離式呼吸出現的原因，必須先談談吸氣反應延遲 (inspiratory response delay) 與呼氣反應延遲 (expiratory response delay)。(1)
吸氣反應延遲
理想上的呼吸器輔助呼吸是希望能與病患自己的呼吸作到天衣無縫緊密配合的程度，當病患的吸氣開始時呼吸器輔助呼吸立即啟動且須持續至病患的吸氣終止時輔助呼吸也立即停止，如此才是完美。否則，病患開始吸氣時呼吸器並未配合立即啟動，病患的呼吸得不到任何輔助徒然增加呼吸作功。因此為定量吸氣同步的程度，我們將病患吸氣開始至呼吸器輔助呼吸啟動的時間定為吸氣反應延遲。實際上吸氣反應延遲難免會存在，其理由也是顯而易見的。首先呼吸器必須感應到病患的吸氣動作，感應到病患的吸氣須要的同時事實上已延誤了一些時間，這包括呼吸中樞引發的一次神經脈衝的時間、神經脈衝經由膈神經傳導至橫膈肌的時間﹝正常人約須6-10毫秒﹞(2)、橫膈肌開始收縮到胸內壓降低的時間﹝正常人約須數十毫秒﹞、胸內壓降低至低於呼吸器設定之啟動壓力值至其傳達經氣道口至呼吸器的時間﹝數毫秒﹞。呼吸器感應到病患的吸氣需求後的反應時間及輔助呼吸經由呼吸器傳達至肺部的時間﹝數十毫秒﹞，全部總計至少約須延遲0.1-0.15秒。吸氣反應延遲的時間則是指由橫膈肌開始收縮到輔助呼吸經由呼吸器傳達至肺部的時間。某些因素也會增加吸氣反應延遲，如啟動呼吸器敏感度(trigger sensitivity)降低、前次輔助呼吸潮氣容積太大(過高的pressure support、過長的吸氣時間)使呼氣時間不足、吸氣力量不足、氣道阻塞、呼吸器反應時間太長及AUTO-PEEP產生等。當吸氣反應延遲時間超過病患一次呼吸的時間，就會有一次病患的呼吸未帶動呼吸器輔助呼吸，直到下一次才帶動呼吸器。這就發生了非同步解離式呼吸。如果吸氣反應延遲時間太長，也可能連續好幾次病患呼吸均未帶動呼吸器輔助呼吸。
呼氣反應延遲
呼氣反應延遲定義為病患的吸氣終止(即呼氣開始)至呼吸器輔助呼吸終止(允許呼氣開始)的時間。一般而言，後者發生的時間會較晚。這當然也與呼吸模式有關，使用assist/control volume-cycled mode 時吸氣時間已被固定，使用pressure support mode時吸氣終止的時機在不同的呼吸器也不一樣，常以吸氣流速衰減至某定點(如尖峰吸氣流速的25%)即終止pressure support。但若在使用高吸氣流速之輔助呼吸時，如壓力快速拉高的pressure support，病患吸氣終止發生的時間可能會比呼吸器終止更晚。呼氣反應延遲對於病患的影響主要是呼吸器阻礙了正常的呼氣，如果時間夠長，呼氣時間相對較短(當呼吸次數快時)且病患有氣道阻塞的問題時，動態肺充氣過度(dynamic hyperinflation)就出現了。因為病患呼氣呼不完，吐氣末仍有較多空氣在肺內，一系列續發的問題就接連上場了。首先因為肺擴大了，橫膈肌肌長及曲度會受影響，假設其它條件不變橫膈肌收縮降低胸內壓的效率會變差，因此病患帶動呼吸器的力量將變小。其次，肺擴大後肺回彈力(elastic recoil)一定增大，病患啟動呼吸器除了須克服呼吸器敏感度設定外(一般為 -2cmH2O)還必須對抗多出之肺回彈力才行。以上兩個因素就可能導致病患無法啟動呼吸器，病患自發呼吸，呼吸器有時給予輔助呼吸有時不給，病患呼吸次數比呼吸器輔助呼吸次數多，這就是非同步解離式呼吸。根據我們的觀察，非同步解離式呼吸臨床上並不少見。為定量非同步解離式呼吸的嚴重度，有學者提出解離度={1- (呼吸器輔助呼吸次數/病患呼吸次數)} x 100%表示。
特別提出說明的是，呼吸器輔助呼吸亦可因其機械呼吸次數及潮氣容積而影響到呼吸中樞的自發性呼吸節奏，這呼吸節奏可能和呼吸器節奏不搭稱，進而發生規則或不規則的呼吸器與呼吸中樞成比例之呼吸節奏變化﹝如1:2, 2:1, 3:2等﹞ ......
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