1、呼吸机的基本原理及临床应用,肖 军,桂林医学院附属医院,肺部换气(机械通气)：空气和肺泡之间空气的 吸入和呼出 肺内气体交换：血液中的氧气和二氧化碳在肺泡毛细血管内外的交换扩散 血液循环：血液将氧气带到身体各部分 细胞内呼吸：血液和身体中的氧气和二氧化碳在细胞间的交换扩散,整个呼吸过程,肺容量,ARDS的病理生理改变,部分肺泡塌陷导致肺的顺应性降低并出现压缩性的肺不张 大量肺泡闭陷和水肿液充沛肺泡导致V/Q比失调和静脉血掺杂增加 机械通气导致的健康肺泡的过度扩张可引起渐进性的肺损伤,ARDS-病理,过于膨胀的肺区域施加了PEEP而重新 复张了的肺区域塌陷或实变的肺区域,Gattinoni L.
2、 J Thorac Imag 1986; 1(3): 25,自主呼吸 vs. 正压通气,呼吸机工作的基本原理,呼吸机 电子打气筒,闭环控制系统 (监测-反馈控制),呼气末时，呼吸机在气道衔接的开口处施加一个正压，因为此时肺内的气体压力等于零，则由于压力差的关系，气体向肺内流动，当呼吸机送完预定气体量或肺内气体压力达到限定压力水平时，则呼吸机停止送气。此时，送气回路关闭，呼气回路打开。由于胸廓的自然弹性回缩力，呼气可自动完成。,呼吸机的主要应用指征,自主通气减弱或自主通气完全消失的患者 氧合功能严重障碍并伴有呼吸窘迫或呼吸困难的患者 呼吸肌肉功能障碍或呼吸作功较大,氧耗急剧增加的患者,呼吸机的衔
3、接,气管插管 气管切开导管 面罩,压力型呼吸机： 容量型呼吸机： 送气压力达到限定压力 送气容量达到预定 则向呼气转化 容量则向呼气转化,呼吸机的工作分型及主要工作特点,分型依据：送气末向呼气转化的机制,压力型呼吸机： 容量型呼吸机： 优点：不易造成呼吸通 优点：压力信号显示气损伤 * 送气量衡定 缺点：无压力信号显示 缺点：易造成呼吸通气*送气量易受呼吸 气损伤 系统顺应性和气道阻力的影响,压力控制通气,预设参数 吸气压力 吸气时间,Paw cmH20,60,120,变化参数 吸气流速 潮气量,压力时间曲线,Pressure Time Curve,Expiration,1,2,3,4,5,6
4、,30,P,aw,cmH,2,0,Sec,ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMS,FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50,压力时间曲线,吸气,吸气,Pressure Time Curve,Expiration,1,2,3,4,5,6,30,P,aw,cmH,2,0,Sec,ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMS,FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987
5、 13:50,压力时间曲线,呼气,1,2,3,4,5,6,SEC,V,.,LPM,120,120,EXH,FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50,ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMS,INSP,流速时间曲线,1,2,3,4,5,6,秒,V,.,LPM,120,120,EXH,FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50,ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT W
6、AVEFORMS,INSP,流速时间曲线,吸气,1,2,3,4,5,6,秒,V,.,LPM,120,120,EXP,FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50,ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMS,INSP,吸气,呼气,1,2,3,4,5,6,SEC,V,.,LPM,120,120,EXH,FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50,ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR
7、EXIT WAVEFORMS,Total I:E Time,C,C,D,EXP,INS,E,F,B,A,吸气,呼气,压力-容量环,压力呼吸: 减少潮气量,容量呼吸: 增加压力,顺应性,呼吸三要素:压力、容(流)量和时间,流速-时间曲线,压力-时间曲线,压力(P )：Pressure 容量(V )：Volume 流速( f )：Flow时间( t )：Time,吸呼比 ( I : E )其中：吸气相( I )= 吸气时间(Insp.)+平台时间(Pause)呼气相( E )= 呼气时间(Exp.),重要呼吸参数,阻力压Presi,顺应性压Pcomp,压力-时间曲线,流速-时间曲线,INSP PA
8、USE:气道阻力Resi. = 阻力压Presi / 吸气流速Insp FlowcmH2O / l/s肺顺应性Comp. = 潮气量VT / 顺应性压Pcompml / cmH2O,密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量,EXP PAUSE:(End Exp Flow 0) 内源性PEEPi, Auto-PEEP 总PEEPtot,重要呼吸参数,P= VR+V CV=流速R=气道阻力V=送气量C=弹性抗阻力,V= P / R,.,.,.,正常阻力正常顺应性,高气道阻力(哮喘) 正常顺应性,正常阻力(ARDS)低顺应性,气 道 压 力 波 型,呼吸机的工作参数及设定,一. 用于控制通气量的相关参数设定
9、,潮气量 呼吸频率 高峰流量(单位时间内送气量) 吸(送)气和呼气时间比(I:E比) 敏感度,二. 用于改善氧合的相关参数设定,给氧含量(FiO2) 吸气停顿时间 呼气末端正压(PEEP) 叹气呼吸,6s,2s,流速触发的优点明显减少呼吸功减低治疗费用减少气体的浪费节约能源,Upper And Lower Inflection Points,Alveolar overdisention,Alveolar collapse,PV CURVE,PEEP = 5 cm H2O,Setting PEEP,PEEP = 12 cm H2O,压力触发,压力敏感度 -2 cm H2O 头两次病人的吸气努力达
10、到了压力敏感度的触发阈值,呼吸机同步送气 第三次病人的吸气努力未达到了压力敏感度的触发阈值,呼吸机没有送气,-2 cm H2O,呼吸机的工作模式,呼吸模式： 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous)控制呼吸方式：容量控制方式(VCV):Volume Control压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式：持续正压呼吸 : CPAP压力支持(PSV): Pressure Support,辅助/控制模式(A/C),呼吸机根据临床医生的设定参数供气： 潮气量或压力 流速和流速
11、波形，或吸气时间 呼吸频率 临床应用：病人基本没有自主呼吸 可由机器启动或病人触发通气,控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control,压力-时间曲线,流量-时间曲线,吸气流速波形： 1.方波 2.智能容量递减波降低峰值压力减少气压伤和心肺对抗,潮气量固定 按病人理想公斤体重(IBW) 设定: 7-10ml/1kg,设定：潮气量、吸气流速和波形、呼吸频率 压力：随病人顺应性和气道阻力变化,控制呼吸 压力控制(PCV): Pressure Control,设定：吸气压力、吸气时间、呼吸频率 根据病人情况设定 流速波形：递减波，随病人的需求而变化 潮气量：随病人顺应性变化,压力-时间曲
12、线,流量-时间曲线,监测潮气量是否满足病人需求: 根据病人理想公斤体重(IBW) 7-10ml/1kg,同步间隙指令通气 (SIMV),临床应用：病人有一定频率的自主呼吸 由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成 强制通气是由机器启动或病人触发而成(同步：压力触发或流速触发),压力支持通气 (P S V),用途或目的 克服人工气道或呼吸机管路的磨擦作功 使人/机通气更加协调和同步 增加自然呼吸时的潮气量 呼吸机撤离,10cm,Time,Pressure,缺点 如果病人状况改变时，会发生通气支持不足 病人有疲劳或顺应性、阻力的变化 不管病人驱动能力有无改变，呼吸机保持恒定的支持水平,自主呼吸 压力支持
13、(PSV): Pressure Support,压力-时间曲线,流量-时间曲线,吸气流速: 递减波 病人决定呼吸频率、峰流速吸气时间和潮气量,PEEP(呼气末端正压),增强功能残气量 (FRC) 并可改善氧合 使塌陷的肺泡复原 扩张已打开的肺泡 使肺水重新分布，从肺泡分布至血管周围空间,临床应用：病人有自主呼吸 定义 要求有主动的自主呼吸驱动力 恒定的正压(PEEP)作用于整个自主呼吸过程中 连续气道正压(CPAP) 提供或不提供吸气辅助(PSV),自主型(Spontaneous),可减少呼吸作功(WOB) 潮气量和呼吸频率由病人自己决定 通常是拔管前最后的通气模式,10 cm H2O PEE
14、P,Time,自主型(Spontaneous),自主呼吸: CPAP(持续正压呼吸),压力-时间曲线,流量-时间曲线,什么是 APRV ？,APRV 是非常简单的，但正是很好地利用了一个瞬间呼气实现压力释放 通气时低压区间极短 APRV 也是一种反比通气 所有自主呼吸均在高压时段完成,调节 APRV - 压力变化,高PEEP值水平设定决定于顺应性、所调节的MAP及氧合(10-30cm之间) 低PEEP值水平（ 3-5 cm）决定于达到FRC、MAP及氧合情况 氧合情况可以受到MAP的增加的影响，如： PEEPL 增加 在30 - 35 cmH20范围内增加 PEEPH 在频率设定好或TL 适当
15、的情况下延长TH,控制在高低拐点之间进行通气,高低拐点逐渐被接受做为ARDS病人通气参数设置的参照值 须在高灌注或低方波通气情况下测定 当前的目标有 提高MAP同时要限制肺泡内压 应在低拐点之上通气，防止肺泡塌陷 应在高拐点之下通气，防止过度膨胀 在定压通气时，以时间限定一个最小功能残气量，并允许有自主呼吸,窒息救命通气：,当病人在设置的时间内没有自主呼吸，机器会立刻报警，同时自动按预定的频率和潮气量给病人送气。,呼吸机的撤机指征,呼吸机模式可转变为CPAP+PSV PSV支持水平小于8-10cmH2O CPAP3-5cmH2O 给氧浓度小于40% 此时病人潮气量接近正常水平,呼吸频率一般不大于25次.,
