1、,新生儿机械通气 模式、策略及进展,福建省新生儿救护中心 陈涵强,一、引 言,新生儿机 械通气是治疗呼衰重要手段新生儿代偿能力低，患呼吸疾病时易呼衰, NICU中使用机械通气的频率较高呼吸机使用不当出现的各种并发症增多,引 言,并发症（气漏）,引 言,并发症（BPD）,引 言,新生儿急救医生应熟练准确地掌握: 呼吸机原理及相关肺力学知识 参数对气体交换的影响及调节原则 参数的肺功能监测 通气模式临床应用常规 所用呼吸机的性能,持续气流、压力限定-时间转换型呼吸机持续气流: 指呼吸机在吸气相和呼气相均持续向其管道内送气。在吸气相，呼气阀关闭气体送入肺内，过多气体通过泄压阀排入大气，在呼气相，呼气
2、阀开放，气体排入大气 压力限定: 是予调的呼吸机管道和气道内在吸气相时的最高压力，当压力超过所调定的压力时，气体即通过泄压阀排出，使呼吸机管道和气道内高压力等于调定压力 时间转换: 根据需要直接调定吸气时间和频率，呼气时间和吸、呼比呼吸机自动计算并直接显示,二、新生儿呼吸机基本原理,病人,病人,吸气,呼气,Inspiration,Mechanical Breath,Spontaneous Breath,Pressure,Time,肺泡压力的变化,自主呼吸,容量变化,气体流动,压力不同,机械通气,压力不同,容量变化,气体流动,呼吸机主要参数的作用,吸气峰压 （Peak inspiratory p
3、ressure, PIP） PIP即吸气相最高压力，使肺泡扩张 提高PIP：增加VT ，降低PaCO2 ，增加MAP，提高PaO2 PIP30cmH2O 增加肺气伤危险性,呼气末正压 （Positive end-expiratory pressure, PEEP）,PEEP即呼气末压力： 防止肺泡萎陷，保持FRC，改善肺顺应性 提高PEEP：减少潮气量，PaCO2增加增大MAP值，PaO2升高 PEEP10cmH2O 降低肺顺应性和影响循环,呼吸频率 （Respiratory rate, RR）,RR在一定范围内变化：改变肺泡通气量，影响PaCO2不改变MAP，对PaO2无明显影响 RR变化超
4、过一定范围：Te过短，产生非调定PEEP，PaCO2升高Ti过短，产生非调定MAP下降，PaO2降低,吸、呼比 （Inspiration time/expiration time, I/E）,I/E变化影响MAP，影响PaO2 其作用小于PIP或PEEP变化 Ti和Te足够，I/E变化不改变潮气量不影响PaCO2,流 速 （Flow rate, FR）,FR决定气道压力波型 新生儿呼吸机流速为810L/分，压力波型为方型，有利于氧合 过高流速对改善氧合无大作用，造成气体浪费,Evaluating Inspiratory Flow,Volume,Volume,Pressure,Pressure,
5、Normal,Insufficient Flow,Pressure Volume Loops,Cusping,吸入气氧分数 （Fraction of inspired oxygen, FiO2）,提高Fi O2可使肺泡PO2增加，提高PaO2 先增加Fi O2，当Fi O2为0.7时再增加MAP 撤机时同样先降低Fi O2，然后降低MAP,三、新生儿常用的基本呼吸模式,容量控制通气 volume controlled ventilation, VCV压力控制通气 pressure controlled ventilation, PCV压力调节-容量控制通气 pressure-regulated
6、 volume-controlled ventilation, PRVCV,容量控制通气 VCV,呼吸机按照予调的VT, FR, RR, PEEP/CPAP, FiO2及流速波型进行机械通气. 当予调的VT给予后，吸气终止转为呼气方型流速波型表明在整个吸气相中呼吸机以恒定的予调流速送气下降流速波型表明在吸气开始呼吸机以予调流速送气，然后以一定速率下降无TI 设定，压力变化,压力控制通气 PCV,呼吸机按照予调的PIP, TI, RR, PEEP/CPAP 及FiO2进行机械通气. 呼吸机自动调整流速 及其峰值以尽快达到PIP，当达到予调的TI 时吸气终止转为呼气压力波型为方型，流速波型为下降波
7、型无FR调定，VT变化,压力调节-容量控制通气 PRVCV,呼吸机按照予调的PL, TV，TI, RR, FiO2及 PEEP/CPAP 进行机械通气. 呼吸机自动调整 流速及其峰值尽快达到目标压力（PL） 以达到调定的VT，当达到予调的TI时吸气 终止转为呼气压力波型为方型，流速为变化的下降波型无FR调定，VT变化CPAP时为压力支持-容量控制通气,四、新生儿常用的基本通气模式,持续气道正压 continuous positive airway pressure, CPAP 间歇指令通气 intermittent mandatory ventilation, IMV 同步间歇指令通气 syn
8、chronized IMV, SIMV 辅助-控制通气 assist/control ventilation, A/C 压力支持通气 pressure support ventilation, PSV,定义：也称自主呼吸（sponteneous breathing, Spont.）是使有自主呼吸的婴儿在整个呼吸周期中（吸气和呼气）接受呼吸机或其它气源供给的高于大气压的气体压力作用：吸气时-气体易于进入肺内，减少呼吸功呼气时-可防止病变肺泡萎陷，增加FRC，改善肺泡通气/血流，从而升高PaO2,持续气道正压 CPAP,适应症： 轻型的RDS频发呼吸暂停上机或撤机前的一种过渡通气方式方 法：鼻塞C
9、PAP-常用，易致腹胀，应放置胃管气管插管CPAP-可增加气道阻力和呼吸功压 力： 一般为38cmH2O8cmH2O：降低静脉回流及心输出量减低潮气量和升高PCO2。注 意：CPAP不宜使用纯氧作气源。,持续气道正压 CPAP,间歇指令通气 IMV,也称间歇正压通气 intermittent positive pressure ventilation, IPPV呼吸机以预设频率、压力、流速和吸、呼气时间施以 正压通气无自主呼吸，呼吸机以预设参数正压通气 有自主呼吸，在正压通气间歇按自主呼吸频率和形式进行呼吸总通气量自主呼吸通气量 + 呼吸机正压通气量正压通气频率呼吸机预设频率,应用较高频率IM
10、V时，呼吸机可提供完全的通气支持，当患儿无自主呼吸时，可应用较高频率IMV随着自主呼吸的出现和增强，应相应减低IMV的频率，撤机前则可使IMV的频率降到5-10次/分，减少呼吸机的正压通气，以增强患儿自主呼吸的能力，达到依靠自主呼吸能保证气体交换的目的此方式由于机器送气经常与患儿的呼气相冲突即人机不同步，故可导致小气道损伤、慢性肺疾病、脑室内出血和脑室周围白质软化等的发生,间歇指令通气 IMV,同步间歇指令通气 SIMV,是指呼吸机通过识别患儿吸气初期气道压力或气体流速或腹部阻抗的变化，触发呼吸机以预设的频率进行机械通气，即与患儿吸气同步当患儿呼吸暂停或无自主呼吸时，呼吸机则以设定的频率控制通
11、气患儿的吸气只有在呼吸机按预设频率送气后的较短时间内（时间窗）才能触发呼吸机的机械通气患儿接受正压通气的频率呼吸机的预设频率SIMV解决了人机不同步现象，避免IMV的副作用,辅助-控制通气 A / C,辅助通气：自主吸气可触发机械通气，机械通气频率是由自主呼吸频率所决定控制通气：指呼吸机按预设的频率进行机械通气A / C：是将辅助通气与控制通气相结合的通气模式自主呼吸强时：自主吸气触发与自主呼吸频率 相同并且同步的机械通气无自主呼吸时：呼吸机则按预设频率进行机械通气,患儿接受机械通气的频率预设的频率当患儿自主呼吸较强和较快时，由于患儿接受机械通气的频率大于预设频率，可产生过度通气，故应及时调低
12、压力或降低触发敏感度（增大其负值）一般触发敏感度设置既要避免过度敏感，导致过多触发，也要避免触发敏感度过低，造成费力触发。,辅助-控制通气 A / C,压力支持通气 PSV,是指呼吸机通过识别自主吸气初期气道压力 或气体流速的变化，触发呼吸机以调定的压 力支持值（PEEP/CPAP）进行辅助机械 通气，当流速降至阈值或达到TI吸气终止呼吸机自动调节流速及峰值目的为减少自主呼吸功,O2,CO2,五、新生儿机械通气策略,机械通气基本目的：保证有效通气排出CO2保证有效换气摄入O2,CO2的排出,MV=（VT-VD）RRMV: 每分肺泡通气量; VT : 潮气量 VD : 死腔量（相对不变）；RR:
13、 呼吸频率VT 定容呼吸机：予设VT定压呼吸机：取决于（PIP-PEEP）RR 任何呼吸机：予设RRPaCO2增高：增加PIP或降低PEEP或提高RR,O2的摄取,PaO2与吸入气氧分数（FiO2）和平均气道压力 （MAP）呈正相关：需要的FiO2 = 给予的FiO2 理想的PaO2 / 实测的PaO2MAP定义：一个呼吸周期中施于气道和肺的平均压力MAP公式：MAP = K PIPTi/(Ti+Te)+PEEPTe/ (Ti+Te)K：正弦波为0.5；方形波为1.0MAP范围： 5-15cmH2O,Pressure,Time,影响 MAP 的因素, PIP, Base Line, F, ti
14、,调节MAP注意事项,PIP或PEEP改变优于Ti改变 PEEP 5-8cmH2O时，再提高PEEP，PaO2升高不明显 过高MAP导致肺过度膨胀，静脉还流及心搏量减少 PaO2降低可提高MAP即提高PIP或PEEP或延长Ti,机械通气的临床应用,机械通气指征PaO270mmHg伴pH值7.25 确诊RDS 反复发作的呼吸暂停 具备四项中任意一项者,初始参数调定,初调参数应因人、因病而异 双侧胸廓适度起伏，双肺呼吸音清晰 口唇、皮肤无发绀及SO290% 动脉血气结果是判断参数调定的金标准,新生儿常见疾病初调参数,注：适于持续气流、限压、时间转换型呼吸机，流速 为810L/分,呼吸机参数监测,初
15、调或参数变化后1530分钟检测动脉血气 血气结果偏于下表范围，应立即调整参数 如在下表范围内，可每46小时监测血气 临床：动脉化足跟血PCO2代表PaCO2经皮血氧饱和度代表SaO2末梢循环不良者应行动脉血气检测,新生儿适宜动脉血气值,参数调节幅度,一般情况下每次调节1或2个参数 血气结果偏差大可多参数一起调整 原则是使用最低参数保证通换气功能,呼吸机参数调节幅度,撤离呼吸机指征,血气正常: PIP18cmH2O; FiO20.4 PEEP=2cmH2O; RR10bpm 转为CPAP: 压力=PEEP值，增加FiO20.05-0.11-4小时后血气正常，可撤机 直接撤机: 低体重儿或上机时间
16、较长者,机械通气相关肺力学,不论自主呼吸还是机械通气，均需口和肺泡间存在一定的压力差，方能克服肺及胸壁弹性（顺应性）和气道阻力，从而完成吸气和呼气,肺顺应性 (compliance of lungs，CL),CL是指肺的弹性阻力，常以施加单位压力时肺容积改变的大小来表示公式：顺应性（L/cmH2O）=容量（L）/压力（cmH2O）呼吸系统总顺应性是胸壁顺应性与肺顺应性之和，由于新生儿胸壁弹性好，肺顺应性可代表呼吸系统总顺应性新生儿肺顺应性：正 常：0.005L/cmH2ORDS： 0.001 L/cmH2O MAS： 0.003 L/cmH2O,气道阻力(Resistance, R),R是指气
17、道对气流的阻力，常以单位流速流动的气体所需要的压力来表示公式：气道阻力（cmH2O/ L/sec）=压力（cmH2O）/流速（L/sec）新生儿总气道阻力：正常： 20-40 cmH2O/ L/sec气管插管：50-150 cmH2O/ L/secMAS：100-140 cmH2O/ L/sec或更高,非调定的呼气末正压（Inadvertent PEEP）,常频机械通气的呼气是被动的 气体呼出所需的时间与Compliance及Resistance即Time Constant有关 顺应性差、气道阻力小，肺内气体排出所需时间短，反之也然 时间常数是常频机械通气不同策略的重要理论依据之一,时间常数及
18、计算公式,时间常数（Time Constant, TC）：近气道压力或潮气量的63%进出肺泡所需的时间 计算公式： TC（sec）=CL（L/cmH2O）Rt（ cmH2O/L/sec）,新生儿不同状态的时间常数,正常儿：CL=0.005L/cmH2O Rt=30cmH2O/L/sec TC= 0.00530=0.15sec RDS：CL=0.001L/cmH2O Rt=30cmH2O/L/sec TC= 0.00130=0.03sec MAS：CL=0.003L/cmH2O Rt=120cmH2O/L/sec TC= 0.003120=0.36sec,TC与潮气量的关系,TC与潮气量的关系：
19、V/V0= e-TC V：呼气后剩余的潮气量； V0：潮气量； e：2.7134 TC=1，V/V0=0.37，呼出潮气量的63% TC=3，V/V0=0.05，呼出潮气量的95% TC=5，V/V0=0.01，呼出潮气量的99% 理论上呼气时间为5个TC，气体方能排出临床实践中呼气时间为3-5个时间常数即可,时 间 常 数,100,80,60,40,Time Constants,20,0,1,2,3,4,5,63%,86%,95%,98%,99%,time,Change In Pressure （%）,非调定的PEEP,当呼气时间短于三个TC，肺泡内气体（潮气量）不能完全排出，造成气体潴留，
20、使呼气末肺泡内的压力高于大气压或调定的 PEEP(aPEEP) ，其高出大气压的或调定PEEP的值称为非调定的 PEEP（iPEEP）tPEEP = aPEEP + iPEEP,非调定PEEP的副作用,功能残气量（FRC）升高，易引起气压伤 肺顺应性和潮气量降低，每分通气量减少 减少静脉回留和心搏量 呼吸机压力表指示的PEEP值不能准确反映肺泡内呼气末压,对非调定PEEP的代偿作用,快频率时气体潴留，导致高FRC 肺顺应性和小气道阻力下降，时间常数缩短 PIP-PEEP小，潮气量下降，所需时间短 呼出更多气体，达到新平衡，限制气体潴留 解释PEEP愈高，气体潴留愈少,监测i PEEP,预测可能
21、性：疾病性质（CL高或Rt大） 体征：桶状胸，胸动幅度小，呼吸音减弱 胸片：肺气肿，膈肌低位 血气：PaCO2升高，PaO2升高 循环障碍：血压下降，中心静脉压升高 肺功能：监测TC、流速-时间曲线,Detecting Auto-PEEP,The transition from expiratory to inspiratory occurs without the expiratory flow returning to zero,1,2,3,4,5,6,SEC,120,120,V,.,LPM,气体陷闭,相关肺力学小结,高CL和/或大Rt可增加肺TC Te不够造成非调定的PEEP 快频率时需
22、用长Te和低PEEP 呼吸机压力表不能反映肺泡内PEEP 非调定的PEEP可引起气压伤、Vt和MV下降及障碍循环,Mandatory Breath,Expiration,0,20,40,60,20,40,-60,0.2,LITERS,0.4,0.6,Paw,cmH2O,Inspiration,VT,Counterclockwise,Lung Overdistension,Overdistension,B,A,0,20,40,60,-20,-40,-60,0.2,0.4,0.6,LITERS,Paw,cmH2O,C,A = inspiratory pressure B = upper infle
23、ction point C = lower inflection point,VT,1,2,3,4,5,6,SEC,1,2,3,4,5,6,600 cc,120,120,SEC,0,450 cc,Setting Appropriate I-Time,Setting Appropriate I-Time,500 cc,450 cc,Lost VT,1,2,3,4,5,6,SEC,1,2,3,4,5,6,600 cc,120,120,SEC,0,Inspiratory Time Short Normal Long,RDS机械通气策略,RDS患儿1个TC为0.03秒，5个TC为0.15秒 RDS极期
24、可以采用较高频率，而不能产生非调定的PEEP RDS以缺氧为主，增加吸气时间可提高MAP即PaO2，而所需呼气时间又很短，故可应用倒置的吸、呼比即2/14/1,RDS增加频率氧合增加,对因调定的PEEP较低，呼气末肺泡萎陷或FRC少引起肺内分流者，非调定的PEEP也可恢复正常FRC，保持肺泡呼气末开放，改善氧合。这可解释对RDS患儿增加通气频率动脉氧分压有时会陡度增加。,MAS机械通气策略,MAS的1个TC为0.36秒，3个TC为1.08秒 以肺气肿（慢肺泡）为通气目标 ，宜选择慢频率和长呼气时间，提高频率应降低PEEP 以正常肺（快肺泡）为通气目标，宜采用中等频率 增加快肺泡通气，保证气体交
25、换 减少慢肺泡通气，肺泡不易破裂,六、机械通气治疗进展,高频通气 (high frequency ventilation，HFV) 定义：是指通气频率超过正常呼吸频率4倍以上(在成人60次min)，而潮气量接近或低于解剖死腔量的机械通气模式。 HFV的共同特点：气道压、胸内压低，可减少肺组织及气道压损伤；对循环系统影响较少；反射性抑制自主呼吸。,高频通气分类,高频正压通气：用常规呼吸机将通气频率提高到60次min-120次/min，在本质上与机械正压通气无差别 高频喷射通气：通过高频电磁阀、气流控制阀、压力调节阀和喷嘴，喷射出高频率、低潮气量的快速气流进入病人气道和肺内 ，100一400次mi
26、n 高频振荡通气 ：以300一3000次min的高频活塞泵运动，将少量气体(20-80解剖死腔量)送入和抽出气道,高频振荡通气,原理：呼吸机的呼吸回路中连接有一个可往复运动的活塞，活塞的进出气口与患者的呼吸管路直接相通，活塞的往复运动将患者呼吸管路中的气体吸入活塞内，然后又压入患者管路，这种运动可以在呼吸回路内造成一定幅度和频率的振动压力(P)，然后将这个幅度可调的振动压(150cmH2O）叠加在一个可调的平均(持续)气道压（Paw ）上,HF,Simplified Layout of the SLE5000,HFO工作特点,低潮气量可防止肺过度膨胀，从而减少肺的负担，有利于肺顺应性减少等肺疾
27、患的治疗。 低气道压力，可减少肺气压伤发生率，对循环系统的影响较小。 可主动地进行吸气和呼气，可减少气体陷闭的发生率 气道振荡有利于气道分泌物的排除，具有一定的理疗排痰作用 偏置气流的存在，可促进C02的排出 动脉血氧分压(Pa02)及动脉二氧化碳分压(PaC02)的调节可通过独立的系统来调节 可得到较满意的气道加湿加温效果 容易监测平均气道内压及振幅,高频振荡通气与常规通气之间的差异,常规通气 分钟通气量VTf，VA(VTVD)f若VT小于死腔，则肺泡通气量为0 氧合由Fi02和MAP决定。MAP受PIP、PEEP、FR、I/E影响MAP的改变影响 Pa02和PaC02,高频振荡通气与常规通
28、气之间的差异,HFOV 每分钟通气量Vt2f 氧合：由FiO2和平均气道压(Paw)决定，Paw可独立调节，Paw决定肺容积和Pa02 Pa02的调节与PaC02的调节分离 影响HFOV潮气量的因素包括振幅(P)、频率、气管套管(ETT)内径的大小和病人呼吸系统顺应性 P又受ETT内径大小和频率影响，ETT管径越大，P衰减越少；频率越小，P衰减越少,HFO中压力的衰减,Modes of ventilation,High Frequency Oscillation Ventilation (HFOV),Neonatal Ventilation,HFO 适应症： 各种类型的新生儿呼吸衰竭,呼吸窘迫
29、综合征(RDS) 新生儿胎粪吸入综合征 各种肺发育不全 新生儿持续性肺动脉高压(PPHN) 气胸、间质性肺气肿 气管食管瘘及开胸手术等 先天性膈疝 肺炎、败血症、ARDS及其他肺顺应性低下疾患气胸、间质性肺气肿及先天性膈疝疾患时，常直接使用HFOV人工呼吸机，而其他疾患可以先用常频呼吸机(CMV)，当其无效时可改用HFOV人工呼吸机。,初始参数调节,高容量策略：适用于双肺均质性病变的病人 低容量策略：适用于有或无肺部疾患，气漏病人，如：气胸、间质气肿、气腹、先天性膈疝等,高容量策略,初始参数设置： HFO Mean Paw =CMV MAP + 1-2 cmH2O，如在气管插管后立即应用HFO
30、，Paw一般设定10-12cmH2ODelta P 根据适宜的胸壁振动，一般初期设定值为3-5ml/kg潮气量 FiO2 1.00 频率： 体重 1.0kg：10Hz 吸气时间：33%-50%（即：I:E = 1:21:1）,高容量策略,监测指标： 氧合指标：每次调节Mean Paw 1-2 cmH2O，逐渐增加使SaO2维持在88-92%。通常在参数改变后5-10分钟观察SaO2 SaO2稳定后，作血气分析和摄胸片， 胸片见：右肺下界第8-9后肋间 通气指标：根据血气调节P ，以1-2 cmH2O逐渐增加使PCO2维持在35-45mmHg 胸片：头24小时应每4-6小时动态摄胸片观察，以免肺
31、过度扩张,低容量策略,初始参数设置： HFO Mean Paw = CMV MAP ，或如在气管插管后立即应用HFO，Paw一般设定值10-12 cmH2O Delta P 根据适宜的胸壁振动 FiO2 1.00 频率：体重 1.0kg：10Hz 吸气时间：33%-50%（即：I:E=1:21:1）,低容量策略,监测指标：氧合指标：调节Mean Paw 1 cmH2O，逐渐增加使SaO2 87%，通常在参数改变后5-10分钟观察SaO2。SaO2稳定后，作血气分析和摄胸片，胸片见：右肺下界第8后肋。通气指标：根据血气调节P ，以1-2 cmH2O逐渐增加，维持 PCO2 87%。胸片：在48小
32、时内通常需加摄胸片，以观察肺间质气肿吸收情况。,治疗中的调节,通气指标：首先通过调节P，改善通气，可观察到胸壁 运动如果最大P仍不能改善通气，降低频率，减少ETT频率依赖的衰减及增加Te如果PaC02仍高，可将吸气时间从30提高50，高频潮气量可增加10,治疗中的调节,氧合指标 当氧合改善并稳定时，首先调低Fi02，等下降到04后再开始下降Paw 降低Mean Paw 1-2 cmH2O，并观察肺泡萎陷征象；若氧合指标恶化和需氧增加提示肺泡萎陷可能，需要重新恢复到原来的Mean Paw设置,撤机原则,当气胸和(或)肺间质气肿痊愈，Fi0203，Paw 6-9cmH2O，P20cmH2O时，可改
33、为常规呼吸机(CMV)或改NCPAP，然后撤机 在撤机过程中，应当避免急速降低Paw，因其可导致肺泡虚脱。一旦当 动脉血气发生急剧恶化时，首先应考虑到有发生这种情况的可能。,机械通气治疗新观点 （2005年欧洲新生儿会议）,1. nasal-CPAP： 早期呼衰使用nasal-CPAP,可减少呼吸机应用及早产儿CLD的发生。应用于拆机后过渡，可提高拆离呼吸机的成功率。,机械通气治疗新观点,2、理想的呼吸机参数（早产儿）： 高PEEP：4-6mmHg ， 低PIP： 18-20mmHg 低潮气量：3-5ml/Kg可减少肺部损伤，对患儿有利。,机械通气治疗新观点,3、早产儿允许性高碳酸血症:允许性高PCO2：45-55mmHg允许性低PO2：50-55mmHg 保持SaO2 : 89-90%。,机械通气治疗新观点,NO吸入治疗PPHN 改善氧合： 扩张肺血管，减少肺外R-L分流 减少肺内分流（对肺泡萎陷者） 增加V/Q匹配（micro-selectivity) 抑制肺小血管平滑肌肌化 抑制中性粒细胞的聚集，减轻肺炎症、肺水肿，保护Surf的功能，降低氧化损伤（低剂量）,
