人机不同步的识别与处理

人机不同步的危险因素

发生人机不同步之后，我们应该分析原因，主要包括三方面因素——患者、呼吸机以及连接两者的呼吸回路。患者相关因素主要是与其呼吸需求以及肌肉收缩力量相关，呼吸机因素包括呼吸机性能和人为的设置，呼吸机回路因素主要是漏气和积水。明确原因之后才能采取对应的处理措施。

人机不同步可产生很多危害，包括：①增加患者的焦虑和不适；②呼吸做功增加；③镇静需求增加；④脱机困难和脱机时间长；⑤呼吸机使用天数延长；⑥住ICU和住院时间延长；⑦VAP发生率较高；⑧气管切开需求增加。

临床上应该如何识别人机不同步？2016年发表的一篇文献提到，识别人机不同步的方法包括呼吸机波形、膈肌电活动、食道压、跨膈压以及呼吸软件的自动识别。膈肌电活动、食道压、跨膈压在临床研究中应用较多，距其真正普及到临床应用仍需一定的时间。临床最主要还是通过呼吸机波形这种简便实用、普及性强的方式来识别人机不同步。

触发不同步

导致无效触发的原因有两方面，①肌力不足：呼吸驱动降低、肌无力、镇静剂的使用；②触发阈值过高：触发灵敏度设置、触发方式（压力或流速）、吸气压力或潮气量过高、呼吸频率或吸气时间过长（控制通气）、内源性PEEP。

目前针对无效触发的处理策略主要包括改善呼吸驱动，降低触发阈值，改变触发方式（流速触发＞压力触发）。可以通过减少镇静镇痛的使用、避免过度通气或过度氧合、加强呼吸锻炼来改善呼吸驱动。研究显示，流速触发在触发做功和触发延迟方面优于压力触发，因此很多呼吸机默认的触发方式都是流速触发。此外，还可以通过降低内源性PEEP，缓解气道痉挛，清除分泌物，延长呼气时间；或者设置外源性PEEP来抵消一部分内源性PEEP的不良作用。

误触发是指因虚假触发导致的非预期的反复的气体输送。

导致误触发的原因可能是触发阈值设置过于灵敏，气囊、呼吸机回路或胸腔引流管漏气，以及气流振荡（回路中有水或分泌物、心脏振荡）。如果设置的触发灵敏度过于灵敏，很小的管路中的气体波动都会触发一次额外送气。在心脏震荡引起的压力时间曲线和流速时间曲线上，振荡比较规律，而且与患者心率相匹配；而分泌物或回路积水造成的紊乱波形主要是细小的不规则的锯齿波。

误触发的危害包括：①增加呼吸频率；②增加患者通气量，导致呼吸性碱中毒；③引起医务人员误判呼吸窘迫；④增加镇静剂用量；⑤误判SBT失败；⑥延长机械通气时间。

临床上处理误触发的措施包括：①消除触发因素，例如清除回路积水和分泌物等，但心脏震荡通常无法消除；②提高患者的触发阈值，即将灵敏度数值设置高一些；③切换为压力触发。

触发延迟是指患者吸气努力和呼吸机开始气体输送的时间间隔延长。导致触发延迟的原因包括触发阈值设置过高、呼吸机性能、存在内源性PEEP、呼吸驱动降低、吸气努力减弱、回路阻力增加。

双触发是指两个连续的呼吸间隔很短的（＜1/2平均吸气时间）或没有呼气时间。

图源：Thille A W, et al. Intensive Care Med, 2007, 33:744-745.

在波形上可以看到，无论是流速时间曲线还是压力时间曲线，都呈m型波形，它可以发生在控制通气过程中，额外再触发一次吸气，或者是患者本身触发的辅助通气过程中再触发一次吸气。为什么在吸气过程中还没有呼气或者呼气时间很短又触发了一次吸气？这主要是因为小潮气量、吸气流速不足、高呼吸驱动，吸气时间过短，神经Ti＞呼吸机Ti，以及切换阈值设置过高，过早切换。常见于肺保护性通气的ARDS患者，咳嗽或叹气，以及容量控制通气。在容量控制通气中，由于容量是设置的，很难达到与患者百分百匹配，所以发生双触发的概率高于定压通气。

双触发的处理对策包括：增加呼吸频率或潮气量以增加分钟通气量，给予镇静以减少通气需求，缩短升压时间，增加吸气峰流速，延长吸气时间，设置合适的呼气触发灵敏度。

反向触发是指呼吸机触发的患者吸气努力，可发生于清醒、睡眠、麻醉的机械通气患者。可能与深镇静和过度支持相关。在波形上可以看到，压力时间曲线和流速时间曲线与双触发非常相像。

图源：Evangelia A, et al. Chest, 2013, 143: 927-938.

有研究显示，约有1/3的双触发是反向触发所引起，但二者的原因又存在很大差别，甚至相反。双触发是由于支持力度不足或驱动过强，处理措施是要增加支持力度或给予镇静。而反向触发可能与深镇静和过度支持有关。所以，反向触发的处理措施是减轻镇静或降低支持力度，与双触发恰好相反。因此，我们在临床工作中要能够识别和区分反向触发和双触发。

（1）反向触发通常有固定的节律和频率。当有1次控制通气，触发患者1次肌肉收缩；或者2次机械通气，触发患者1次肌肉收缩；再或者3次机械通气，才触发患者的肌肉收缩。因此，反向触发通常稳定重复，机械呼吸与患者触发成固定比例，如1:1，2:1或3:1，常见1:1和2:1的比例。

图源：de Vries H, et al. Ann Am Thorac Soc, 2019, 16(4):499-505.

（2）通常反向触发时机、时长、程度变化较小，可通过食道压或膈肌电活动计算。

图源：de Vries H, et al. Ann Am Thorac Soc, 2019, 16(4):499-505.

既然反向触发是控制通气，触发了患者的肌肉收缩，那么我们将控制通气转换为压力支持通气（PSV），观察患者有无吸气。如果是呼吸过强导致的双触发，再换成PSV，必然有自主呼吸频率。如果是控制通气触发患者的肌肉收缩，一旦将控制通气转换为PSV，就不再吸气，反而会启动窒息的后备通气。通过这种简便的方法，可以区分反向触发和双触发。

图源：de Vries H, et al. Ann Am Thorac Soc, 2019, 16(4):499-505.

反向触发的危害：①吸气负压加重肺水肿，呼吸摆动，增加潮气量和跨肺压；②呼吸肌活动过强可导致肌纤维损伤、膈肌功能不全、延长脱机时间；虽然它能维持一定的呼吸肌肉活动，预防废用性畏缩，但这种利弊程度很难权衡；③增加氧耗和CO₂产生，吸气负压增加右心前负荷和左心后负荷。

反向触发的处理对策包括：减轻镇静，增加触发灵敏度，降低潮气量，增加呼吸频率，使用神经肌肉阻滞剂。

流速不同步

吸气流速不足是指患者流量需求超过呼吸机输送流量，导致支持不足。升压时间设置过长（定压），患者对流速需求高（如发热、脓毒症、疼痛、焦虑等），分钟通气量、潮气量、吸气流速不足，以及低氧血症和高碳酸血症均可导致吸气流速不足。如下图所示，在定容通气情况下，压力时间曲线会有一个向下的凹陷。流速不足可以导致镇静剂用量增加，增加氧耗，使患者产生不适感，引起气压伤，甚至导致治疗失败。

图源：Gilstrap D, et al. Am J Respir Crit Care Med, 2013, 188(9):1058-1068.

针对吸气流速不足的处理措施包括：在容量控制模式下，可以增加吸气流速，或更换为定压模式。在定压模式下，可以缩短升压时间。如果患者病理性呼吸驱动增加，可缓解疼痛、焦虑及发热，增加镇静剂用量。

图源：Jean-Michel Arnal. Monitoring Mechanical Ventilation Using Ventilator Waveforms[M]. 2018: 116

导致吸气流速过快的原因是峰流速设置过快（定容通气）和升压时间过短（定压通气）。流速过快会增加患者不适，导致过早切换，潮气量不足，并且增加呼吸频率。处理原则是降低流速。

切换不同步

切换过早是指机械呼吸的持续时间短于患者吸气努力的持续时间，其波形表现呈双触发的形式。

图源：Oto B, et al. Anaesth Intensive Care, 2021, 49(2):86-97.

导致切换过早的原因包括呼气触发灵敏度过高（PSV）、吸气时间过短（PCV）、压力支持水平过低（定压通气）以及潮气量过低（定容通气）。处理对策是延长吸气时间，包括降低呼气触发灵敏度（PSV）、增加吸气时间（PCV）、增加潮气量和降低吸气流速。

延迟切换是指机械呼吸的持续时间长于患者吸气努力的持续时间。下图所示为PSV模式下的波形，可见压力时间曲线上，在吸气末有一个向上的尖波，压力增高，说明患者已经开始呼气了，提示我们设置的吸气时间过长，可能导致过度充气，造成内源性PEEP形成，从而导致一系列的不良反应。

图源：Nilsestuen J O, et al. Respir Care, 2005, 50(2):202-234; discussion 232-234.

小结

人机不同步是非常常见的现象，会对患者预后产生不良影响。识别人机不同步最普遍的方法是波形分析。无论是物理治疗师、呼吸治疗师、医生还是护士，或既往有使用呼吸机的经验，都不足以提高识别人机不同步的能力，只有通过相关的培训，才能够显著提高识别人机不同步的能力及数量。