呼吸機的基本原理及臨床應(yīng)用

1、呼吸機的基本原理及臨床應(yīng)用F肺部換氣肺部換氣( (機械通氣機械通氣) )：空氣和肺泡之間空：空氣和肺泡之間空氣的氣的 吸入和呼出吸入和呼出F肺內(nèi)氣體交換：血液中的氧氣和二氧化碳肺內(nèi)氣體交換：血液中的氧氣和二氧化碳在肺泡毛細血管內(nèi)外的交換擴散在肺泡毛細血管內(nèi)外的交換擴散F血液循環(huán)：血液將氧氣帶到身體各部分血液循環(huán)：血液將氧氣帶到身體各部分F細胞內(nèi)呼吸：血液和身體中的氧氣和二氧細胞內(nèi)呼吸：血液和身體中的氧氣和二氧化碳在細胞間的交換擴散化碳在細胞間的交換擴散ARDS的病理生理改變 部分肺泡塌陷導(dǎo)致肺的順應(yīng)性降低并出現(xiàn)壓縮性的肺不張 大量肺泡閉陷和水腫液充沛肺泡導(dǎo)致V/Q比失調(diào)和靜脈血摻雜增加 機械通

2、氣導(dǎo)致的健康肺泡的過度擴張可引起漸進性的肺損傷ARDS-病理過于膨脹的肺區(qū)域施加了PEEP而重新復(fù)張了的肺區(qū)域塌陷或?qū)嵶兊姆螀^(qū)域HEARTSPGattinoni L. J Thorac Imag 1986; 1(3): 25 I E I E 自主呼吸自主呼吸 正壓通氣正壓通氣呼吸機工作的基本原理呼吸機呼吸機 電子打氣筒電子打氣筒閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)( (監(jiān)測監(jiān)測-反饋控制反饋控制) )呼氣末時，呼吸機在氣道銜接的開口處施加一個正壓，因為此時肺內(nèi)的氣體壓力等于零，則由于壓力差的關(guān)系，氣體向肺內(nèi)流動，當(dāng)呼吸機送完預(yù)定氣體量或肺內(nèi)氣體壓力達到限定壓力水平時，則呼吸機停止送氣。此時，送氣回路關(guān)閉，

3、呼氣回路打開。由于胸廓的自然彈性回縮力，呼氣可自動完成。呼吸機的主要應(yīng)用指征 自主通氣減弱或自主通氣完全消失的患者 氧合功能嚴重障礙并伴有呼吸窘迫或呼吸困難的患者 呼吸肌肉功能障礙或呼吸作功較大,氧耗急劇增加的患者呼吸機的銜接氣管插管氣管切開導(dǎo)管面罩壓力型呼吸機： 容量型呼吸機：送氣壓力達到限定壓力 送氣容量達到預(yù)定 則向呼氣轉(zhuǎn)化 容量則向呼氣轉(zhuǎn)化呼吸機的工作分型及主要工作特點分型依據(jù)：送氣末向呼氣轉(zhuǎn)化的機制壓力型呼吸機： 容量型呼吸機：優(yōu)點：不易造成呼吸通 優(yōu)點：壓力信號顯示 氣損傷 * 送氣量衡定缺點：無壓力信號顯示 缺點：易造成呼吸通氣 *送氣量易受呼吸 氣損傷 系統(tǒng)順應(yīng)性和氣 道阻力的

4、影響壓力控制通氣預(yù)設(shè)參數(shù) 吸氣壓力 吸氣時間PawcmH2060120123456SEC123456-20120SECVLPM.變化參數(shù) 吸氣流速 潮氣量壓力時間曲線Pressure Time Curve12345630-10PawcmH20SecACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMSFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50VolumeExpiration12345630PawcmH20SecACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT W

5、AVEFORMSFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50壓力時間曲線吸氣吸氣Pressure Time Curve12345630-10PawcmH20SecACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMSFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50VolumeExpiration12345630PawcmH20SecACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMS

6、FEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50壓力時間曲線呼氣123456SECV.LPM120120EXHFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMSINSP流速時間曲線123456秒V.LPM120120EXHFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50ACCESS FUNCTION 60 TO

7、 CHANGE OR EXIT WAVEFORMSINSP流速時間曲線吸氣123456秒V.LPM120120EXPFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMSINSP吸氣呼氣123456SECV.LPM120120EXHFEB 11 1996 WAVEFORM MONITORING PATIENT ID 98787987 13:50ACCESS FUNCTION 60 TO CHANGE OR EXIT WAVEFORMS Tota

8、l I:E Time CEXPINS吸氣呼氣壓力-容量環(huán)VPPV順應(yīng)性 呼吸三要素呼吸三要素: :壓力、容壓力、容( (流流) )量和時量和時間間流速流速- -時間曲線時間曲線壓力壓力- -時間曲線時間曲線壓力壓力(P )：Pressure容量容量(V )：Volume流速流速( f )：Flow時間時間( t )：Time吸呼比吸呼比 ( I : E ) 其中：其中： 吸氣相吸氣相( I ) = 吸氣時間吸氣時間(Insp.)+平臺時間平臺時間(Pause) 呼氣相呼氣相( E ) = 呼氣時間呼氣時間(Exp.) 重要呼吸參數(shù)重要呼吸參數(shù)阻力壓阻力壓Presi順應(yīng)性壓順應(yīng)性壓Pcomp壓力

9、壓力- -時間曲線時間曲線流速流速- -時間曲線時間曲線INSP PAUSE:氣道阻力氣道阻力Resi. = 阻力壓阻力壓Presi / 吸氣流速吸氣流速Insp Flow cmH2O / l/s 肺順應(yīng)性肺順應(yīng)性Comp. = 潮氣量潮氣量VT / 順應(yīng)性壓順應(yīng)性壓Pcomp ml / cmH2O平臺壓力平臺壓力峰值壓力峰值壓力(PIP)呼氣末壓力呼氣末壓力(PEEP)吸氣流速吸氣流速呼氣末流速呼氣末流速呼出潮氣量呼出潮氣量密閉系統(tǒng)：吸入潮氣量密閉系統(tǒng)：吸入潮氣量=呼出潮氣量呼出潮氣量EXP PAUSE:(End Exp Flow 0)內(nèi)源性內(nèi)源性PEEPi, Auto-PEEP 總總PEE

10、Ptot吸入潮氣量吸入潮氣量重要呼吸參數(shù)重要呼吸參數(shù)平臺壓力平臺壓力峰值壓力峰值壓力(PIP)P= VR+V C V=流速 R=氣道阻力 V=送氣量 C=彈性抗阻力 V= P / R. 正常阻力 正常順應(yīng)性高氣道阻力(哮喘)正常順應(yīng)性正常阻力(ARDS) 低順應(yīng)性氣 道 壓 力 波 型呼吸機的工作參數(shù)及設(shè)定一. 用于控制通氣量的相關(guān)參數(shù)設(shè)定潮氣量呼吸頻率高峰流量(單位時間內(nèi)送氣量)吸(送)氣和呼氣時間比(I:E比)敏感度二. 用于改善氧合的相關(guān)參數(shù)設(shè)定給氧含量(FiO2)吸氣停頓時間呼氣末端正壓(PEEP)嘆氣呼吸6s2s 流速觸發(fā)的優(yōu)點流速觸發(fā)的優(yōu)點 明顯減少呼吸功明顯減少呼吸功 減低治療費

11、用減低治療費用 減少氣體的浪費減少氣體的浪費 節(jié)約能源節(jié)約能源Upper And Lower Inflection Points02040602040-600.2LITERS0.40.6PawcmH2OVTAlveolar overdisentionAlveolar collapsePV CURVEPEEP = 5 cm H2OSetting PEEPPEEP = 12 cm H2O壓力觸發(fā) 壓力敏感度 -2 cm H2O 頭兩次病人的吸氣努力達到了壓力敏感度的觸發(fā)閾值,呼吸機同步送氣 第三次病人的吸氣努力未達到了壓力敏感度的觸發(fā)閾值,呼吸機沒有送氣-2 cm H2O呼吸機的工作模式呼吸機的工

12、作模式呼吸模式：呼吸模式：F輔助輔助/控制型控制型(A/C:Assist/Control; CMV)F半自主型半自主型: 同步間歇指令呼吸同步間歇指令呼吸SIMVF自主型自主型(Spontaneous)控制呼吸方式：控制呼吸方式： 容量控制方式容量控制方式(VCV):Volume Control 壓力控制方式壓力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式自主呼吸方式： 持續(xù)正壓呼吸持續(xù)正壓呼吸 : CPAP 壓力支持壓力支持(PSV): Pressure Support輔助輔助/ /控制模式控制模式(A/C)(A/C)F呼吸機根據(jù)臨床醫(yī)生的設(shè)定參數(shù)供氣：呼吸機根據(jù)臨床

13、醫(yī)生的設(shè)定參數(shù)供氣：n潮氣量或壓力潮氣量或壓力n流速和流速波形，或吸氣時間流速和流速波形，或吸氣時間n呼吸頻率呼吸頻率F臨床應(yīng)用：病人基本沒有自主呼吸臨床應(yīng)用：病人基本沒有自主呼吸F可由機器啟動或病人觸發(fā)通氣可由機器啟動或病人觸發(fā)通氣控制呼吸控制呼吸容量控制容量控制(VCV):Volume Control壓力壓力- -時間曲線時間曲線流量流量- -時間曲線時間曲線潮氣量固定潮氣量固定按病人理想公斤體重按病人理想公斤體重(IBW)設(shè)定設(shè)定: 7-10ml/1kg 設(shè)定：潮氣量、吸氣流速和波形、設(shè)定：潮氣量、吸氣流速和波形、 呼吸頻率呼吸頻率壓力：隨病人順應(yīng)性和氣道阻力變化壓力：隨病人順應(yīng)性和氣道

14、阻力變化控制呼吸控制呼吸壓力控制壓力控制(PCV): Pressure Control設(shè)定：吸氣壓力、吸氣時間、呼吸頻率設(shè)定：吸氣壓力、吸氣時間、呼吸頻率根據(jù)病人情況設(shè)定根據(jù)病人情況設(shè)定流速波形：遞減波，隨流速波形：遞減波，隨病人的需求而變化病人的需求而變化潮氣量：隨病人順應(yīng)性變化潮氣量：隨病人順應(yīng)性變化壓力壓力- -時間曲線時間曲線流量流量- -時間曲線時間曲線監(jiān)測潮氣量是否滿足病人需求監(jiān)測潮氣量是否滿足病人需求:根據(jù)病人理想公斤體重根據(jù)病人理想公斤體重(IBW)7-10ml/1kg 同步間隙指令通氣同步間隙指令通氣 (SIMV)(SIMV)F臨床應(yīng)用：病人有一定頻率的自主呼吸臨床應(yīng)用：病人

15、有一定頻率的自主呼吸F由呼吸機強制通氣和自主呼吸組合而成由呼吸機強制通氣和自主呼吸組合而成F強制通氣是由機器啟動或病人觸發(fā)而成強制通氣是由機器啟動或病人觸發(fā)而成 ( (同步：壓力觸發(fā)或流速觸發(fā)同步：壓力觸發(fā)或流速觸發(fā)) )壓力支持通氣 (P S V)用途或目的克服人工氣道或呼吸機管路的磨擦作功使人/機通氣更加協(xié)調(diào)和同步增加自然呼吸時的潮氣量呼吸機撤離10cmTimePressure缺點如果病人狀況改變時，會發(fā)生通氣支持不足病人有疲勞或順應(yīng)性、阻力的變化不管病人驅(qū)動能力有無改變，呼吸機保持恒定的支持水平自主呼吸自主呼吸壓力支持壓力支持(PSV): Pressure Support壓力壓力- -時

16、間曲線時間曲線流量流量- -時間曲線時間曲線1. 由病人觸發(fā)呼吸由病人觸發(fā)呼吸: 壓力觸發(fā)，流速觸發(fā)壓力觸發(fā)，流速觸發(fā)2. 吸氣壓力固定吸氣壓力固定 根據(jù)病人情況設(shè)定根據(jù)病人情況設(shè)定3. 呼氣靈敏度呼氣靈敏度(PB840&760可調(diào)可調(diào))： 流速為峰值流速的流速為峰值流速的25%時時 由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣F吸氣流速吸氣流速: 遞減波遞減波F病人決定呼吸頻率、峰流速病人決定呼吸頻率、峰流速 吸氣時間和潮氣量吸氣時間和潮氣量F增強功能殘氣量增強功能殘氣量 ( (FRC) FRC) 并可改并可改善氧合善氧合n使塌陷的肺泡復(fù)原使塌陷的肺泡復(fù)原n擴張已打開的肺泡擴張已打開的肺泡n使肺水重新分布，

17、從肺泡分布至血使肺水重新分布，從肺泡分布至血管周圍空間管周圍空間F臨床應(yīng)用：病人有自主呼吸臨床應(yīng)用：病人有自主呼吸F定義定義n要求有主動的自主呼吸驅(qū)動力要求有主動的自主呼吸驅(qū)動力n恒定的正壓恒定的正壓( (PEEP)PEEP)作用于整個自主作用于整個自主呼吸過程中呼吸過程中n連續(xù)氣道正壓連續(xù)氣道正壓(CPAP)(CPAP)F提供或不提供吸氣輔助提供或不提供吸氣輔助(PSV)(PSV) 可減少呼吸作功可減少呼吸作功(WOB)(WOB) 潮氣量和呼吸頻率由病人自己決定潮氣量和呼吸頻率由病人自己決定 通常是拔管前最后的通氣模式通常是拔管前最后的通氣模式10 cm H2O PEEPTime自主型自主型

18、(Spontaneous)自主呼吸自主呼吸: CPAP(持續(xù)正壓呼吸持續(xù)正壓呼吸)壓力壓力- -時間曲線時間曲線流量流量- -時間曲線時間曲線什么是什么是 APRV ？ APRV APRV 是非常簡單的，但正是很好地利用了一個瞬間呼是非常簡單的，但正是很好地利用了一個瞬間呼氣實現(xiàn)壓力釋放氣實現(xiàn)壓力釋放 通氣時低壓區(qū)間極短通氣時低壓區(qū)間極短 APRV APRV 也是一種反比通氣也是一種反比通氣 所有自主呼吸均在高壓時段完成所有自主呼吸均在高壓時段完成Spontaneous BreathsPTRelease調(diào)節(jié)調(diào)節(jié) APRV - APRV - 壓力變化壓力變化 高高PEEPPEEP值水平設(shè)定決定于

19、順應(yīng)性、所調(diào)節(jié)的值水平設(shè)定決定于順應(yīng)性、所調(diào)節(jié)的MAPMAP及氧合及氧合(10-30cm(10-30cm之間之間) ) 低低PEEPPEEP值水平（值水平（ 3-5 cm3-5 cm）決定于達到）決定于達到FRCFRC、MAPMAP及氧合情況及氧合情況 氧合情況可以受到氧合情況可以受到MAPMAP的增加的影響，如：的增加的影響，如： PEEPPEEPL L 增加增加 在在30 - 35 cmH30 - 35 cmH2 20 0范圍內(nèi)增加范圍內(nèi)增加 PEEPPEEPH H 在頻率設(shè)定好或在頻率設(shè)定好或T TL L 適當(dāng)?shù)那闆r下延長適當(dāng)?shù)那闆r下延長T TH H控制在高低拐點之間進行通氣控制在高低拐點之間進行通氣 高低拐點逐漸被接受做為ARDS病人通氣參數(shù)設(shè)置的參照值 須在高灌注或低方波通氣情況下測定 當(dāng)前的目標(biāo)有 提高MAP同時要限制肺泡內(nèi)壓 應(yīng)在低拐點之上通氣，防止肺泡塌陷 應(yīng)在高拐點之下通氣，防止過度膨脹 在定壓通氣時，以時間限定一個最小功能殘氣量，并允許有自主呼吸窒息救命通氣： 當(dāng)病人在設(shè)置的時間內(nèi)沒有自主呼吸，機器會立刻報警，同時自動按預(yù)定的頻率和潮氣量給病人送氣。呼吸機的撤機指征 呼吸機模式可轉(zhuǎn)變?yōu)镃PAP+PSV PSV支持水平小于8-10cmH2O CPAP3-5cmH