機(jī)械通氣的原理及生理學(xué)影響

1、中曰友好醫(yī)院CHIHA-JAPAN FRIENDSHIP HOSPITAL4 / 46機(jī)械通氣的原理及生理學(xué)影響Prin ciple of Mecha ni cal Ven tilation and impacts on Physiology中日友好醫(yī)院呼吸內(nèi)科-RICU陶新曹7中日友好醫(yī)尿i !OITF機(jī)械通氣的原理及生理學(xué)影響機(jī)械通氣的定義和發(fā)展歷史4機(jī)械通.氣.的基本原理 4機(jī)械通氣的生理學(xué)影響r中日友好醫(yī)院，、什么是機(jī)械通氣機(jī)械通氣是利用機(jī)械裝置來代替、控制或改變自主呼吸運(yùn) 動(dòng)的一種通氣方式。在呼吸機(jī)的幫助下維持氣道通暢、改善通氣和氧合、防止 機(jī)體缺氧和二氧化碳蓄積。對(duì)呼吸功能衰竭提供

2、呼吸支持，為基礎(chǔ)疾病的治療創(chuàng)造條 件。依據(jù)使用呼吸機(jī)的不同，機(jī)械通氣可分為正壓、負(fù)壓和高 頻通氣。正壓機(jī)械通氣是目前應(yīng)用最普遍的人工通氣技術(shù)。5 / 46中日芨好醫(yī)険OSAS取得滿意的效果7 / 461、機(jī)械通氣的發(fā)展歷史1774年，Tossach首次運(yùn)用口對(duì)口呼吸成功對(duì)一例患者進(jìn)行復(fù)蘇1792年，Curry首次進(jìn)行人氣管內(nèi)插管及風(fēng)箱式正壓通氣技術(shù)1928 年，Drinker 和 Shaw 利用髓灰質(zhì)炎呼吸衷竭而昏迷的“鐵肺”箱式負(fù)壓治療機(jī)治療因脊 歲女孩獲得成功。1940年，第一臺(tái)間歇正壓通氣（IPPV）麻醉機(jī)應(yīng)用于胸外科手 術(shù)和戰(zhàn)傷ARDS患者搶救中獲得成功。1981 年，1946年，Be

3、nnet公司研制出世界第一臺(tái)初具現(xiàn)代呼吸機(jī)基本結(jié)構(gòu)的間歇正壓呼吸機(jī)PR-1A （氣動(dòng)氣控壓力限制型）。Sullivan等報(bào)道應(yīng)用經(jīng)鼻面罩持續(xù)氣道正壓通氣治療f中日芨好醫(yī)IR“鐵肺”呼吸機(jī)人工智能呼吸機(jī)I7 / 46/中曰：R好醫(yī)険tooP.28 4.： f_ 141 樸 75. U ISA IE 1：l»v|ir1.05>-CONTROLP.28Ef中日友好醫(yī)尿r機(jī)械通氣的發(fā)展歷史是醫(yī)學(xué)科學(xué)與工程技術(shù)完美結(jié)合的典范 臨床水平提高 呼吸生理發(fā)展丿丿_第三代初_)_第三代末 )W W多模式或多功能 多功能安全舒適/ /IlII/ / /機(jī)械通氣的原理及生理學(xué)影響機(jī)械通氣的定義和發(fā)展

4、歷史4機(jī)械通氣的基本原理竽械通氣的生理學(xué)影響15 / 46r中日友好醫(yī)院肺泡17 / 46人體呼吸系統(tǒng)組成廠上呼吸道.喉FronBafc sinus Sphencwdl Binns IM晶詢 cavityNaal vestibuleOfbiI cavrfy Pharyox Epigiattis下呼吸道亞段支氣管支氣管冬末細(xì)支氣管 1呼吸性細(xì)支氣管*:肺泡管細(xì)支氣管TrafihejiD apllragmVccai foldThyroid cartitegeCiwoid cwiilageSuperior lobe - Lobar brorKihufii Rtht superiorSuperiar1

5、 lobeLingular dMsion bronchusCanrKa Ql tractieaInlernwdiate brondhtmMdn bmchl (right ftM MJLobar bronchus.Left wnwriwLoft inferiorMbddlelobeObliqud fis&ufe Cardiac noichInferior toteLingula 口f king intw lobeConwde hMU#AlveolarAlVGKSiRF dudOtrtK|ue fiMureRight irtlenorHorijontat fissureAtnuiTiMuc

6、ous gtemd今中日友好醫(yī)険Chest wallPleural sacVolume of air in kings is at functional resitJual capacityTranspulmonary pressure Palv - pip M 4 mm HgForce due to negative intrapleural pressureElastic r&coll lungPleural sac Chest wallElastic recoil of chest wall呼吸系統(tǒng)各部位壓力Atmospheric pressure (Patm760 mm Hg

7、(0 mm Hg used as reference)intrapleural pressure (P(p)756 mm Hg (4 mm Hg relative to atmospheremtra-alveolar pressure (P3|¥)760 mm Hg (0 mm Hg relative to atmosphere)© 2011 Pearson Education Inc11 / 46”中日友好醫(yī)険f iaU.044呼吸肌主動(dòng)收縮f膈肌下移f胸腔負(fù)壓f 加泡內(nèi)壓 < 氣道 口壓力f空氣進(jìn)入氣管、支氣管和肺泡irErns*20 / 46中日友好醫(yī)院正壓機(jī)械

8、通氣原理與肺Rcsistfve pressurePEtP13 / 46Peak pressure Plateau pressuref空氣進(jìn)入Inhalation Hold EypirationTIME呼吸機(jī)正壓氣流 > 肺泡內(nèi)壓氣道口和肺泡之間壓力差 氣管、支氣管和肺泡建立呼吸道開口（口腔、鼻腔、氣管插管及氣管切開導(dǎo)管） 泡間的壓力差。r中日友好醫(yī)院呼吸機(jī)的分類?按使用對(duì)象成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機(jī)；?按工作原理氣控氣動(dòng)、電控氣動(dòng)、電控電動(dòng)呼吸機(jī)；?按人機(jī)接口方式有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機(jī)；?按機(jī)器的功能急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。23 / 46呼吸機(jī)的功能組成f中日

9、友好醫(yī)院i .M.25 / 46IS1呼吸亂原理圖儲(chǔ)氣嫌控制電路閥 氣 呼流量閥 送氣閥一、基本功能1、產(chǎn)生呼吸機(jī)驅(qū)動(dòng)力2、調(diào)節(jié)吸氣時(shí)間及吸氣氣量3、完成吸氣向呼氣的轉(zhuǎn)化4、呼氣時(shí)間、氣流和壓力的調(diào) 節(jié)5、完成呼氣向吸氣的轉(zhuǎn)化二、次級(jí)功能1、調(diào)節(jié)吸入氧濃度2、加溫加濕3、壓力安全閥三、通氣方式的調(diào)節(jié)和實(shí)施四、附屬功能1、報(bào)警系統(tǒng)2、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3、記錄系統(tǒng)中日友好醫(yī)院27 / 46呼吸機(jī)基本原理示意圖插管呼氣回路除水瓶二二呼壓吸氣閥 < IH呼氣閥呼流吸流壓力表X _ 60-70 "cniHzO0Air混合器細(xì)菌過濾吸壓濕化器過壓保護(hù)主機(jī)一一氣源處理、模式選擇、吸呼控制、參數(shù)調(diào)節(jié)、

10、監(jiān)測(cè)報(bào)警氣源以適當(dāng)方式提供壓縮空氣和氧氣混合器外置或內(nèi)置機(jī)械式，比例閥或電子配比濕化器 病人吸入氣體的加溫、加濕通氣管路包括吸氣管路和呼氣管路，吸入和呼出氣體的傳輸其它一一主機(jī)和管路的固定或支撐裝46f中曰友好醫(yī)u vfcli jAMdi正壓機(jī)械通氣的實(shí)施必備三項(xiàng)機(jī)械功能：?jiǎn)?dòng)(initiating)、限定(limited)、切換(cycling)19 / 46中日友好醫(yī)院呼吸機(jī)的啟動(dòng)-壓力觸發(fā)I fl ft fl V A t _Q fLT:吸氣嘗試1吸氣壓力r中日友好醫(yī)院呼吸機(jī)的啟動(dòng)-流量觸發(fā)2 1 / 46-吸氣管路流速丿圖例流量觸發(fā)一綠色 J壓力觸發(fā)一紅色/壓力觸發(fā)較流量觸發(fā)有輕微延遲r

11、中日友好醫(yī)院呼吸機(jī)的限定正壓通氣時(shí)，應(yīng)限定呼吸機(jī)輸送氣體的量和壓力，避 免對(duì)病人和機(jī)器回路造成損害。1、容量限定一預(yù)設(shè)潮氣量改變流量/壓力/時(shí)間，輸送預(yù)設(shè)潮氣量。2、壓力限定一預(yù)置氣道壓力改變流量/容量/時(shí)間，維持氣道壓力恒定。3、流速限定一預(yù)設(shè)氣體流速。改變壓力/容量/時(shí)間，達(dá)到預(yù)設(shè)氣體流速。37 / 46f中日友好醫(yī)IB呼吸機(jī)的切換機(jī)械通氣由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣有四種方式。1、壓力切換一早期定壓型呼吸機(jī)的切換方式，氣道壓達(dá) 預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)為呼氣，已基本淘汰。2、容量切換一早期定容型呼吸機(jī)的切換方式，潮氣量達(dá) 預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)為呼氣，使用漸減少。3、時(shí)間切換一吸氣時(shí)間達(dá)預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)為呼氣，就目前定容 和定壓型通氣模式

12、的基本轉(zhuǎn)換方式。4、流量切換一吸氣流量降低到預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)為呼氣，是壓力 支持通氣及衍生模式的基本轉(zhuǎn)換方式。f中日友好醫(yī)院i* 1 if機(jī)械通氣的原理及生理學(xué)影響機(jī)械通氣的定義和發(fā)展歷史4機(jī)械通氣的基本原理K.J機(jī)械通氣的生理學(xué)影響41 / 46f中日芨好醫(yī)瞬、機(jī)械通氣的生理學(xué)影響A對(duì)呼吸生理的影響C對(duì)循環(huán)功能 對(duì)腦、腎臟、 的影響肝臟等器官功能的影響42 / 46f中日灰好醫(yī)院44 / 46對(duì)呼吸生理的影響氣道壓力氣道阻力*1呼吸中樞氣體分布*1肺容積丿肺泡通氣機(jī)械通氣命散功能V/Q比值對(duì)呼吸道壓力影響正壓機(jī)械通氣時(shí)， 氣道內(nèi)壓、胸腔內(nèi) 壓與自主呼吸完全 不同若吸氣壓過高，可 出現(xiàn)肺實(shí)質(zhì)和間質(zhì) 的

13、氣壓傷。0X/胸簇腔內(nèi)壓肺泡內(nèi)壓Z自主呼鬣機(jī)捷通花(L/») °0-0,50.5+0.5(L) °5詢膜腔內(nèi)壓 亍/Pb/ *氣道口圧L VJ-0 *5 (cmH2O )as育吸WiEffiMBftTK自主呼吸的壓力、流農(nóng) 容積昭圖 備設(shè)吸氣、呼氣時(shí)間相等）FRC功能殘27蘇陽(yáng)克服氣道阻力的壓力消耗匚Pb克服胸療及肺彈性阻力的壓力消耗辛丹克服吸氣或呼氣氣道阻力的壓力消耗f中日友好醫(yī)尿i ia&li47 / 46對(duì)呼吸道阻力的影響/Z/r中日友好醫(yī)院對(duì)肺內(nèi)氣體分布的影響對(duì)肺容積和肺泡通氣的影響?正壓通氣使氣道和肺泡擴(kuò)張，肺血容量減少，肺氣 體容量增加，使肺泡

14、通氣量增加。?機(jī)械通氣改善肺泡通氣功能的原因：1、克服通氣阻力，肺泡通氣量增加；2、緩解呼吸肌疲勞；3、改 善病變區(qū)的肺泡通氣。?肺泡通氣量=（潮氣量-死腔量）x呼吸頻率，因 此影響潮氣量、無效腔的大小和呼吸頻率均可影響肺 泡通氣量。1、自主和控制呼吸氣體交換的差異：?自主呼吸-胸廓運(yùn)動(dòng)-靠近胸壁和膈肌的肺組織 通氣量和氣體交換較好。?機(jī)械正壓通氣-氣體正壓進(jìn)入肺內(nèi)-支氣管中央 部位肺組織（肺泡管處肺泡）通氣量和氣體交換 較好氣流、溫度等刺激小氣道痙攣或分泌物 阻塞-氣體分布不均、肺泡不張（尤其吸較高濃 度氧）。50 / 46中日友好醫(yī)院對(duì)肺內(nèi)氣體分布的影響圖人3肺內(nèi)r體分布與5ati

15、4;u 46R)&肺顫餐性(o的關(guān)系2、不同肺組織病變對(duì)機(jī)械通氣氣體分布的影響。C中日友好醫(yī)院對(duì)肺內(nèi)氣體分布的影響3、不同通氣方式對(duì)氣體分布的影響? PEEP和CPAP有利于肺組織內(nèi)氣體分布均勻。?壓力控制通氣（PCV）-達(dá)到預(yù)設(shè)壓力-氣流減 慢T利于不易擴(kuò)張的肺組織通氣。?反比呼吸（IRV）應(yīng)用恰當(dāng)順應(yīng)性差的肺組 織通氣量增加。?呼吸機(jī)輔助自主呼吸（PSV、SIMV等）存在自54 / 46對(duì)肺內(nèi)氣體分布的影響f中日友好醫(yī)院亍*ha>4、吸氣時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)氣體分布的影響：?肺內(nèi)結(jié)構(gòu)異常時(shí)T吸氣時(shí)間延長(zhǎng)T改善順應(yīng)性差 的肺組織通氣 宀過長(zhǎng)吸氣時(shí)間會(huì)影響循環(huán)。5、氣流速度和形態(tài)對(duì)肺內(nèi)氣體

16、分布的影響?自主呼吸T氣流為緩增緩降得正弦波 T氣體分布 較好。?機(jī)械通氣方波或遞減波T容易形成湍流T增加 氣道阻力氣體分布不均。33 / 46r中日友好醫(yī)院(TIbBA faflkk對(duì)通氣/血流比值的影響令中日友好醫(yī)院對(duì)氣體彌散功能的影響呼吸機(jī)應(yīng)用適當(dāng)可增加氣體彌漫對(duì)呼吸中樞的影響產(chǎn)生呼吸機(jī)依賴59 / 46中曰友好醫(yī)瞬機(jī)械通氣對(duì)循環(huán)功能的影響?自主呼吸T胸腔靜脈受負(fù)壓的牽引擴(kuò)張T靜脈壓 力下降T利于靜脈回流和右室充盈。?自主呼吸吸氣期肺內(nèi)血容量 f （約占總血容量9% ），呼氣期J （約占總血容量6% ）。?機(jī)械通氣-胸腔內(nèi)負(fù)壓減小甚至正壓 -靜脈壓力 f-靜脈回流！和右室充盈鳥?機(jī)械通氣

17、肺泡內(nèi)壓力f -肺血流量減少對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響62 / 46計(jì)循環(huán)系統(tǒng)F中日友好醫(yī)院9 'Udi hUbd' &!#對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響11大靜脯/VJ11 聃動(dòng)穌J 右窒$:1肺毛細(xì)血管11肺靜脈vJ主動(dòng)脈1呼吸相胸腔內(nèi)壓右心室充盈 和搏出ft右心寃 排血議總胸腔 血容銳左心宅充盈和轉(zhuǎn)出左心室»«密 fr丨 P主動(dòng)滅少(T増加増加1增加睛少減少增加(-2 cm H.D)相對(duì)法少減少1械少增帽増加吸氣 械動(dòng)堆加淺少減少械少增加Jtlli*呼氣 植動(dòng)礁少(0)相對(duì)增加相對(duì)增加增加1 腫少購(gòu)少圖7-4自發(fā)呼吸與機(jī)械呼吸對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響的比較卜正壓吸氣后開始35

18、次心跳的心搏屯9/魁八 隨后由于胸腔呈正壓*限制心臟的擴(kuò)張和充盈再故心搏出量即減少彳山若正壓吸氣時(shí)間過長(zhǎng).左心搏岀量可減少小中日友好醫(yī)S?對(duì)腦血流和顱內(nèi)壓的影響65 / 46C中日芨好醫(yī)読對(duì)腎血流和腎功能的影響僅因嚴(yán)重缺氧引起的腎功能不全，機(jī)械通氣改善缺氧后，腎功能可迅速好轉(zhuǎn) 若呼吸機(jī)使用不當(dāng)，可導(dǎo)致心輸出量下降，腎血流減少，出現(xiàn)水鈉潴留。止壓 胸腔內(nèi) 通氣一-壓升高左心房抗利尿尿量舒張受限激素分泌一=減少回心血M少激動(dòng)腎索一血管緊張 素和腎上腺素系統(tǒng)心輸出量減少體內(nèi)水 鈉潴留腎血流減少心房前負(fù)荷減少輸液量增加心房肚（ANP）釋放減少尿蚤減少7-5機(jī)械通r時(shí)1/掰留的發(fā)生機(jī)制對(duì)消化系統(tǒng)的影響68 / 46r中日友好醫(yī)院對(duì)周圍組織器官循環(huán)的影響?不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣可導(dǎo)致心輸出量下降， 周圍組織器官血流灌注減少。69 / 46r中日友好醫(yī)院小結(jié)?機(jī)械通氣是呼吸支持手段，基礎(chǔ)疾病的治 療是關(guān)鍵。?正壓機(jī)械通氣是目前最常用的通氣技術(shù)。?啟動(dòng)、限定和切換是呼吸機(jī)基本工作方式， 由此形成多種通氣模式。?呼吸機(jī)的使用達(dá)到最小的影響和最好的氣 體交換。71 / 46中曰友好醫(yī)険P(yáng)RIMAR Y前提：AvoidI