呼吸器設定（機械通氣） Mechanical Ventilation

1. Manage ventilator settings 呼吸器設定

機械通氣(Mechanical Ventilation) 主要的功能是在病人因為各種原因造成呼吸衰竭時，提供穩定的氧氣，以便治療 underlying disease。會藉由調整 volume or pressure-targeted mode來達到安全及有效的 oxygenation and ventilation。兩種模式的調整通常是根據操作者的經驗及個人偏好，並不會影響到病人的 outcome。

(1) Volume targeted 容積導向模式

在 volume-targeted mode，呼吸器會在一段時間內提供足夠的流量來達到預設目標的 volume。為了避免呼吸器造成的傷害，許多研究顯示相較於以往設定較大的 volume，有限制的 volume會使病人的預後更好。有急性呼吸窘迫症候群(acute respiratory distress syndrome, ARDS) 風險的病人可以從 6ml/kg(理想體重) 開始設定，而一般人則建議從 6-8ml/kg(理想體重) 開始設定。ARDS風險因子包括: pneumonia, sepsis, trauma, pancreatitis, or any shock state。

ARDS definition

在 volume-targeted mode，airway pressure 取決於 tidal volume 加上病人呼吸系統的順應性以及大小。Peak pressure指的是每次呼吸當中被呼吸器測量到的最大壓力，而 peak pressure 會和呼吸系統的 resistance 以及胸腔壓力有關，因此peak pressure的值可以反映出 proximal airway resistance，但不能代表真正進入肺泡的壓力。若要看肺泡壓力則要在吸氣末端測量 plateau pressure，而通常我們會設定 plateau pressure< 30cm H2O。

上圖反映出高的peak pressure但是pleateau pressure很低，代表病人的proximal airway有很高的resistance(e.g., chronic obstructive pulmonary disease or asthma)。

上圖反映出低的peak pressure但是pleateau pressure很高，代表病人的 lung compliance很差且沒有 proximal airway resistance，這種圖會發生在ARDS的病人。

(2) Pressure targeted 壓力導向模式

在 pressure targeted mode ，呼吸器會在設定的吸氣時間內將氣道壓力提升到所設定的數值以超過吐氣末正壓(PEEP)。在此模式中，tidal volume 取決於病人呼吸系統的順應性以及resistance。此模式中我們會持續追蹤病人的tidal volume及呼吸次數來調整至適當的通氣量。通常會先從10cm H2O above PEEP開始，再上下調整至tidal volume 6-8ml/kg(理想體重)。在可以自呼，且不是因為 hypoxia或 obstructive lung disease 插管的病人會建議調整成 pressure targeted mode，因為這個模式通常對病人來說比較舒服。

(3) Synchronus intermittent mandatory ventilation(SIMV) 同步間歇強迫式呼吸

SIMV模式允許病人在機器強制通氣期間能有自發性呼吸，在這個模式中會設定強迫式呼吸(volume-targeted 或 pressure-targeted)，讓呼吸器能在病人自發性呼吸下確保每分鐘至少能有足夠的通氣量。此模式中，機器對於可以自發性呼吸病人的呼吸模式會取決於病人觸發呼吸的時間。如果病人在機器強制呼吸時間點附近觸發自呼，則此次呼吸會完全受到機器控制; 如果病人在機器強制呼吸的時間點以外觸發自呼，則此次呼吸機器會幫忙提供足夠的壓力。這種呼吸模式較適合有一定吸氣驅動能力的病人;如果要用在較嚴重的病人身上，要注意確保病人在自發性呼吸中有足夠的tidal volumes。

(4) Respiratory rate

插管病人當中，對於還能自呼的病人來說，他們的呼吸頻率可能會高於呼吸器的設定; 而對於 sedated or paralyzed 的病人來說，我們所設定的呼吸器呼吸頻率就是他們實際的呼吸頻率。設定呼吸頻率時要考慮到病人的demand，舉例來說，在 severe metabolic acidosis 的病人中我們就要設定較高的呼吸頻率以提升每分鐘的通氣量。

(5) Positive end-expiratory pressure(PEEP)

設定呼吸器時，要提高病人的oxygenation可以透過提高FiO2或增加PEEP來達成。PEEP可以避免肺泡塌陷，透過增加氣體交換的表面積來提高氧合。一般病人初始的PEEP會設在5cm H2O; 在比較肥胖或是腹壓較大的病人會設定PEEP在8-10cm H2O。如果遇到提高PEEP也不好提升oxygenation的病人，會建議參照下表進行呼吸器的調整，逐步調高PEEP。

(6) Hyoeroxia

在插管病人中，給予太多的氧氣也會增加病人的mortality。目前的證據顯示盡量調整FiO2使得病人血氧不要超過96%。

呼吸器建議的初始設定

2. Anelgesia and sedation in mechanically ventilated patients

sedation藥物在使用ventilator病人身上時要思考的問題:1.到底是呼吸器要被調整來配合病人，還是病人要使用鎮靜藥物以配合呼吸器? 2.鎮靜藥物要開多少量? 若病人是因為severe hypoxia/hypoxemia/hypercapnic respiratory failure而使用呼吸器，那麼病人可能就需要較深層的sedation來配合呼吸器以保護肺部; 若病人是為了airway protection而使用呼吸器，需要sedation的量可能就不需要太多。此外，適時停止或減少sedation藥物使用也能幫助病人回到自發性呼吸。

另外，插管病人也需要開立適當的anaelgesic，因為疼痛會導致病人躁動無法配合呼吸器。使用Richmond Agitation­Sedation Scale(RASS)來評估病人疼痛以及躁動的程度，在插管病人當中我們會將 RASS目標訂在-2~0分。

插管完的病人建議適當的sedation為"comfortable but easily awakened"。一般病人會建議給予輕度sedation，而severe hypoxia/hypoxemia/obstructive lung disease則需要較深層的sedation來配合呼吸器以保護肺部。

達到輕度鎮靜的方式為"analgesia first"，也就是先給予足夠的analgesic，再給予sedatives以達到輕度鎮靜。Analgesic第一線會選擇IV opioids(e.g. fentanyl, hydromorphone, morphine)，可以用intermittent dose or continuous infusion。可以使用多種不同種類的藥物來降低對opioid的需求。給完analgesic若病人還是躁動再加上sedatives(e.g. propofol, dexmedetomidine)。避免使用BZD，因為BZD可能會導致delirium以及prolonged sedation進而導致較差的outcome。

3. Obstructive lung disease

對這類型的病人(COPD, acutely decompensated asthma等)來說，呼吸器的調整是非常困難的，因為病人本身的問題並不會因為插管而獲得解決。在呼吸器的調整上可能會遇到increased airway resistance, pulmonary hyperinflation, increased dead space causing hypercapnia等問題。阻塞型肺病的病人因為病生理的關係會導致呼氣時間延長，加上arterial hypercapnia，可能會讓醫師在調整呼吸器時調高respiratory rate想加速CO2排出，然而這樣會讓病人狀況更差，因為調高respiratory rate會使病人進入dynamic hyperinflation的狀態，吐氣尚未完全排空肺內空氣(incomplete emptying)又開始下一次吸氣，導致肺內氣體堆積(air trapping)，使barotrauma, pneumothorax, and hypotension的風險上升。這些氣體堆積產生的壓力以auto PEEP(or intrinsic PEEP)來表示，其值為total PEEP和set PEEP的壓力差。

4. Severe hypoxia/hypoxemia, ARDS and trauma

(1) Severe hypoxia/ hypoxemia

對於無論是hypoxia(低氧，指組織缺氧)或者是hypoxemia(低血氧)的病人，首先需要釐清造成hypoxia/hypoxemia的etiology是屬於單側或雙側肺部問題。如果是雙側肺部問題的病人且有發展成ARDS的風險，則需使用前面所說的方式來做保護肺部的呼吸器設定。

(2) ARDS

對於懷疑為ARDS的病人，主要的調整方式為low tidal volume ventilation, adequate PEEP，以及治療underlying disease。在plateau pressure> 30cm H2O的情況下，tidal volume應漸進式下降，從下降1 mL/kg開始一直到下降4ml/kg。雖然Tidal volume的下調可能會導致hypercapnia & acidemia，但控制在pH> 7.20是可接受的。有restrictive lung disease呼吸速率可控制在30-35下以防氣體堆積(air trapping)。此外，需避免過高的血氧，SpO2控制在88%-95%，PaO2控制在55-80mmHg最適當。PEEP的設定則需參照1.(5)表格來做適當的PEEP設置以提升肺部氧氣交換面積以及減少肺泡塌陷。若ARDS病人調整上述設定後仍有refractory hypoxemia的情形，其他替代方式包括使用neuromuscular blockade, prone positioning, pulmonary vasodilators以及使用extracorporeal membrane oxygenation (ECMO)。

(3) Trauma

Trauma病人若是因為肺部損傷(primary or secondary皆可)而需要呼吸器，所需呼吸器設定的觀念和前述相同，最好維持plateau pressure <30 cm H2O and adequate PEEP。

在Traumatic brain injury的病人，目標為normoxia and normocapnia，PaCO2維持在35-45mmHg，且在腦壓較高的病人中需維持hyperventilation的狀態。

5. Ventilator care bundle

在每個插管的病人中需儘早實施ventilator care bundle，包括測量病人身高以計算理想體重、床頭搖高30度、放NG減壓以及每兩個小時進行oral care等。此外，儘管許多文獻專家建議可預防性使用Proton pump inhibitor or H2 blocker預防stress ulcer，但目前相關研究仍沒有經過確切實證。

歷屆急診專科考題

這個章節單獨的考題較少，大多都是融合其他臨床狀況分散在各個選項中，基本上只要有大觀念就能夠拿分。

110年

詳解：(A)錯誤，病人可以因為hypoxia調整至volume targeted volume，但pressure targeted volume對病人的傷害應該比較小
(B)錯誤，ARDS定義：

Mild=> PaO2/FiO2= 200-300mmHg
Moderate=> PaO2/FiO2= 100-200mmHg

Severe=> PaO2/FiO2 < 100mmHg

此題PaO2/FiO2= 96/100%= 96/1= 96mmHg，屬於Severe ARDS
(C)錯誤，初始設定建議為6-8ml/kg

109年

詳解：依照此章內容，low tidal volume ventilation, adequate PEEP，以及治療underlying disease被證實能降低死亡率，選(B)

 

Edited by Yu Hsuan, Huang

Reference: Tintinalli's Emergency Medicine Chapter 29B, Mechanical ventilator