1、呼吸机波形分析 Ventilator Waveform Analysis,山东大学齐鲁医院ICU 陈晓梅,如果没有波形分析反馈信息的帮助 管理病人是一件困难的事情,主要问题,波形的概念 Flow, Pressure and Volume波形特点 各种Modes的波形特点 Lung在不同状况下的波形变化 借助waveform analysis 选择最佳通气支持,Flow, Pressure and Volume 波形特点,学习流程,1. Know Your Normal First: Time-based waveforms in Volume and Pressure-targeted ven
2、tilation Volume-Pressure and Flow-Volume Loops2. Abnormal Time-Based Waveforms: Flow-Time Curve Volume-Time Curve Pressure-Time Curve3. Abnormal Loops: Pressure-Volume Loop Flow-Volume Loop,Normal Time-based Curves（1）,容量控制通气 1、Pressure-Time, 2、Flow-Time 3、Volume-Time Curves,Normal Time-based Curves（
3、2）,压力控制通气 1、Pressure-Time, 2、Flow-Time 3、Volume-Time Curves,Flow-Time Curve,原理 流速时间曲线反映了吸气相和呼气相各自的流速变化，流速的单位为升/分（纵轴），而时间单位为秒（横轴），横轴上的曲线为吸气流速，横轴下的曲线为呼气流速，呼吸机输送的容量是流速在时间上积分计算而得且等于流速曲线下面积。,流速 LPM,时间,1,4,5,3,2,图1 流速曲线（方波）-机械呼吸,吸气相,呼气相,Flow versus Time,ACCELERATING,DECELERATING,SINE,SQUARE,Volume-Time Cu
4、rve,原理 容量时间曲线中，上升肢代表了容量输送到病人，下降肢代表了总的呼出潮气量。典型的呼出容量等于吸入容量，除非存在着漏气。,VT LITERS,A,B,吸时间,呼时间,TIME,Volume vs Time,Inspiration,Expiration,Time (sec),Volume (ml),TI,Pressure-Time Curve,压力-时间曲线的原理 A至B点的压力明显增加是由于从呼吸机至肺整个系统的阻力所致，此压力即为克服阻力的压力。 C点为峰压代表充气压力，对抗气流的压力和肺扩张的压力。 D至E点平台压力，需要扩张肺泡的压力。平台期无气体供应到肺，吸气流速是零。 E点
5、呼气开始。F点呼气结束，压力再次回复到呼气末水平,Pressure versus Time,Inspiration,Expiration,Paw (cm H2O),Time (sec),TI,TE,Normal Volume-Pressure and Flow-Volume Loops,原理 压力容量曲线（PV环）容量与压力的关系，反映了顺应性（CVP），在图23中，横轴代表压力，正压代表机械正压通气，负压代表自发呼吸力。纵轴代表潮气量,强制通气的P-V环,PAW cmH2O,A,B,VT LITERS,Pressure-Volume Loop,Controlled,Assisted,Spon
6、taneous,Vol (ml),Paw(cm H2O),I: Inspiration E: Expiration,I,E,E,E,I,I,Abnormal Time-Based Waveforms1、Flow-Time Curve2、Volume-Time Curve3、Pressure-Time Curve Abnormal Loops1、Pressure-Volume Loop2、Flow-Volume Loop,1：Abnormal Time-Based 2：WaveformsAbnormal Loops,Abnormal Flow-Time Curve（1）,1、Airway Obs
7、truction 气道阻塞表现：呼气峰流速降低、呼气时间延长常见原因：气道阻力增加（气管内黏液增加或分泌物聚集）,Abnormal Flow-Time Curve（2）,2、Air trapping 气体陷闭and auto-PEEP （1）黄色为正常波形：呼气流速回到基线（下一次吸气之前） （2）红色为异常波形：呼气流速未回到基线，表明存在气体陷闭和auto-PEEP。呼气不完全、或呼气时间不足够、或呼气时气道不稳定或陷闭，这种现象非常常见，尤其COPD病人,Abnormal Volume-Time Curve（1）,1、Air Leak 漏气 表现：呼气容积不能回到基线 常见原因：回路或气
8、管内插管漏气,Abnormal Volume-Time Curve（2）,2、Active Exhalation主动呼气 正常：呼气降到基线水平 异常：呼气降到基线水平以下。常见原因主动呼气,Abnormal Pressure-Time Curves（1）,1、Increased Resistance 阻力增加 表现：峰压升高、平台压不变 原因：气管插管阻塞或分泌物聚集,Abnormal Pressure-Time Curves（2）,2、Decreased Compliance 顺应性降低 表现：峰压和平台压均升高 原因：顺应性降低（ARDS）,1：Abnormal Time-Based 2
9、：WaveformsAbnormal Loops,Common Abnormal Loops,、Pressure-Volume Loops 、Flow-Volume Loops,Pressure-Volume Loops（1）,、PEEP and PV loop.PV环：可发现和测量PEEP ，自压力轴向右变化。PEEP水平为决定y 轴和x轴在吸气开始的距离,Pressure-Volume Loops（2）,2、High Resistance 容量控制通气时，容量恒 定，压力依据阻力和顺应性而 变化当阻力增加时， PIP 上升 （A-B）， PV loops 变宽。 该种PV loop，称为滞
10、后 （Hysteresis）,Pressure-Volume Loops（3）,3、High and Low Compliance 顺应性容量控制通气时，顺应性 增加，输出lower PIP ；顺应 性降低，输出higher PIP,Pressure-Volume Loops（4）,4、Overdistention 过度膨胀当潮气量达到肺总容量时 发生过度膨胀。表现PIP 增加 （A-B）时，潮气量改变不明 显。降低潮气量能够修正这种 现象,Pressure-Volume Loops（5）,5、Air Leak漏气 表现：呼气支不能回到0点 原因：回路或气管内插管漏气,Flow-Volume
11、Loops（1）,1、Flow-Volume Loop 横轴容积；纵轴流速 上环吸气；下环呼气 A点：吸气开始 B点：吸气峰流速，伴容积增大 C点；潮气量输出结束，流速降为0，呼气开始 D点：呼气峰流速 A点：流速降低至0，肺排空结束，呼气结束，下一次吸气开始 A-C：潮气量,Flow-Volume Loops（2）,2、Increased resistance 气道阻力增加 表现：呼气峰流速降低，呼气轨迹内陷。支气管扩张剂可以修正这种现象 常见：哮喘,Flow-Volume Loops（3）,3、Air trapping and auto-PEEP 表现：呼气末流速未能回到 0基线，从而产生
12、气体陷闭和 auto-PEEP 。但不能定量。注意： flow-time curve可 以监测到该种现象,Flow-Volume Loops（4）,4、Air Leak 表现：呼气末流速不能回到0容积水平（回到0基线）。可以定量 常见：回路或气管内插管漏气 注意： volume-time curve可 以监测到该种现象,Waveforms For Common Modes of Ventilation,、CPAP Mode 、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation) 、SIMV Mode 、SIMV + Pressure Support 、SIMV
13、+PS+PEEP,、CPAP Mode,CPAP mode :自主呼吸模式，仅有Pressure-Time Curves中设定基线水平 观察:基线水平5 cm H2O 、以及病人的触发triggering,、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation),主要特点： “assisted” 意指病人触发 注意：在Flow-time 和 Volume-time curves 形态相似；Pressure-time curve表明病人的触发（微小的负折回）,、SIMV Mode,SIMV mode ：提供两种呼吸形式 （自主和指令），通常为两次指令呼吸 中出现自
14、主呼吸 观察： Flow-time curve 中自主呼吸呈典型的 sine-wave shape (rounded). Pressure-time curve 中微小负折回提 示自主呼吸的触发 Volume-time curve 提示自主呼吸的 volume 低于ventilator 的volume,、SIMV + Pressure Support,Pressure support：常附着于SIMV 模式，增大自主呼吸的能力 ，而不受指 令呼吸的影响 观察： Flow-time curve：自主呼吸的形态呈 递减波decelerating （非正弦波 rounded-shape ） Pres
15、sure-time curve ：吸气期，设定 PS水平保持不变，以及存在微小负折回,、SIMV+PS+PEEP,flow-time 和 volume-time curves基本相似于SIMV+PS 模式 Pressure-time curves 的 基线抬高。提示附加了 PEEP,Time-Based Waveforms意义,流速-时间曲线 1.鉴别呼吸类型 2.判断是否存在auto-PEEP 3.衡量病人对支气管扩张药物的反应 4.评估PCV通气时吸气时间 5.检查流速触发时回路泄漏速度,压力-时间曲线 1.鉴别呼吸类型 2.压力支持通气 3.估算平台压 4.评估吸气触发 5.评价整个呼吸
16、时相，调节峰流速 6.测算静态呼吸力学参数（C、R）,容量-时间曲线 1、判断肺内气体是否存在泄漏 2、是否存在用力呼气,Waveforms Loops意义,压力-容量环 1、估算吸气相面积和吸气触 发功 2、估算Flow-by的效果 3、估算顺应性、阻力 4、是否存在过度膨胀及漏气 5、衡量PEEP水平,流速-容量环 衡量对支气管扩张药物的反应 是否存在过度膨胀和漏气 评价气道阻力,回顾与总结,Flow-Volume Loop,Volume (ml),PEFR,FRC,Inspiration,Expiration,Flow (L/min),PIFR,VT,Air Trapping,Inspi
17、ration,Expiration,Time (sec),Flow (L/min),Air Trapping,Inspiration,Expiration,Volume (ml),Flow (L/min),Does not return to baseline,Normal Abnormal,Air Leak,Volume (ml),Time (sec),Air Leak,Volume (ml),Pressure (cm H2O),Air Leak,Air Leak,Inspiration,Expiration,Volume (ml),Flow (L/min),Air Leak in mL,N
18、ormal Abnormal,Paw (cm H2O),Normal PPlat (Normal Compliance),Increased PIP,Increased PTA (increased Airway Resistance),Increased Airway Resistance,Response to Bronchodilator,Before,Time (sec),Flow (L/min),PEFR,After,Long TE,Higher PEFR,Shorter TE,Increased Airway Resistance,Inspiration,Expiration,Vo
19、lume (ml),Flow (L/min),Decreased PEFR,Normal Abnormal,“Scooped out”pattern,DECREASED COMPLIANCE,Time (sec),Paw (cm H2O),Normal PPlat (Normal Compliance),Increased PPlat (Decreased Compliance),Normal,PIP,Lung Compliance Changes and the P-V Loop,Volume (mL),Preset PIP,VT levels,Paw (cm H2O),COMPLIANCE
20、 Increased Normal Decreased,Pressure Targeted Ventilation,Overdistension,Volume (ml),Pressure (cm H2O),With little or no change in VT,Paw rises,Normal Abnormal,Waveform Used During Mechanical Ventilation,auto-PEEP bronchodilator response work of breathing Hyperexpansion adequacy of flow ventilator sensitivity Complianceleaks,Problems with Waveforms,1、数量趋势很重要（Tend to be more qualitative than quantitative） 2、需要动态观察，而非作为治疗或诊断的工具（We tend to look at them, but not use them as therapeutic or diagnostic tools） 3、一些波形的相关性尚未明确 4、需要大量文献判定他们的价值,谢谢,
