呼吸機小講課

1、呼吸機小講課,呼吸生理基礎知識,氣體交換所需要的肺泡通氣，由吸氣和呼氣的節(jié)律性交替來實現。吸氣時含氧豐富的新鮮氣體進入肺腔。呼氣時含氧少而富含CO2的氣體排出體外。吸氣和呼氣時的氣體運動，是由于胸腔的擴大和縮小的節(jié)律性交替所致。胸腔的擴大和縮小，依賴于呼吸肌的收縮與舒張，而后者受呼吸中樞的調節(jié)。,呼吸動力學,呼吸肌,肺 的 通 氣,吸氣（主動） 胸廓擴大+肺膨脹+氣體通過呼吸道被動地進入肺內。 呼氣（被動） 呼吸功的消耗：三大阻力 1.彈性阻力 70% 2.摩擦阻力 30% 3.粘性阻力（組織變形）,呼吸系統組成,呼吸道（環(huán)狀軟骨） 上呼吸道：鼻、鼻竇、咽、喉 下呼吸道：氣管 主支氣管 葉支氣

2、管、 段支氣管 、小支氣管、細支氣管 （20mm） （13mm） （8mm） （5mm） (3mm) （2） （4-8） （16） （32-2千） (4千) 終末支氣管 、呼吸性細支氣管、 肺泡管 、 肺泡 （1mm) (0.5mm) (0.3mm) (0.2mm) (6.5萬) (50萬) （4千萬） （3億）,肺與肺泡,肺是具有彈性的海綿狀器官，類似圓錐形。 肺泡：內徑0.2-0.25mm 數量約2 - 6億個之間 總表面積可達50-120m2 每一肺泡有1-2個肺泡孔與相鄰相溝通,我們每天吸入10000-12000L空氣 (1)吸入氣體調節(jié)功能（溫度、濕度） (2)過濾及清潔機制 （咳嗽

3、/噴嚏）,通氣: 外界空氣吸入肺泡內,并將已交換氣體自肺泡呼出的過程. 肺泡-毛細血管膜氣體交換:交換肺泡中的氧氣和肺毛細血管中的二氧化碳 灌注 循環(huán): 將肺毛細血管中的氧氣轉移到體細胞,并將體細胞中的二氧化碳轉移到肺毛細血管. 細胞呼吸: 將血液中的氧氣轉移到細胞并將細胞中的二氧化碳轉移到血液中.,呼吸生理,肺泡/毛細血管膜,毛細血管,肺泡,生理,O2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,O2,O2,O2,O2,O2,O2

4、,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,膜,PalvCO2 = % CO2 x P大氣壓 肺泡二氧化碳分壓 例. 5 % x 760 = 38 mm Hg PalvO2 = % O2 x P大氣壓 肺泡氧分壓 e.g. 13.3 % x 760 = 101 mm Hg e.g. 50 % x 760 = 380 mm Hg e.g. 50 % x (760 + 25) = 393 mm Hg (25 mm Hg = 33 cm H2O),肺泡,生理,氣體交換,生理,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,結合和溶解氧,% SAT血紅蛋白百分飽和數,PaO2 氧分壓

5、,氧合血紅蛋白離解曲線,血液中的氧分壓,氣體交換,氧合血紅蛋白離解曲線,生理,100,80,60,40,20,0,20,16,12,8,4,20,40,60,80,100,靜脈 PO2 = 40,Sat = 75,動脈l PO2 = 100,Sat = 97,HEMOGLOBIN SATURATION,O2 溶解氧 ml/100ml,PO2 mm Hg,氣體交換,正常PH值時PaO2 和 SaO2 對應關系,生理,氣體交換,氧的傳輸,生理,10.0,5.3,2.7,13.3,20.9,吸入空氣,肺泡氣,動脈血,靜脈血,組織,PO2 kPa,Alveoli,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O

6、2,O2,Cells,1 mmHg = 1,359 cmH2O 1 cmH2O = 0,735 mmHg 1 hPa = 1 cmH2O = 1 mbar,氣體交換,二氧化碳的傳輸,生理,6.1,5.3,2.7,6.7,組織,靜脈血,動脈血,呼出氣,PCO2 kPa,Alveoli,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,Cell,氣體交換,生理,分流,栓塞,正常,死腔,A,B,C,D,通氣 血流灌注比,肺容量,潮氣量（TVtidal volume） :在靜息呼吸時每次吸入或呼出的氣量為潮氣量。 肺活量（VC）：盡量深吸氣后作深呼氣，所能呼出的最大氣量稱為肺活量。 補吸氣量（IRV）：平靜吸氣

7、后再吸入的最大氣量。 深吸氣量（IC）：平靜呼氣后再吸入的最大氣量。 補呼氣量（ERV）：平靜呼氣后再呼出的最大氣量。 功能殘氣量（FRC）：安靜呼吸時，每次呼氣末肺內殘留氣量稱功能殘氣量 殘氣量（RV）：用力呼氣后殘存在肺內的氣體量 總肺容量（TLC）：最大深吸氣后肺內總含氣量 TLC-RV=VC,呼吸衰竭的定義：,由于呼吸系統或其他疾病而導致呼吸功能嚴重障礙，從而使得機體在呼吸正常大氣壓空氣時發(fā)生嚴重的缺氧或合并有二氧化碳潴留，而產生的一系列生理功能紊亂及代謝障礙的臨床綜合癥。,過程,呼吸機的發(fā)展史,1667年 Hooke 切開氣管插管（狗） 應用風箱正壓通氣 1846年 Morton 氣

8、管內麻醉 1869年 Trendeleuburg（德） 氣管內麻醉 加氣囊 1895年 Kirstein（德） 喉鏡應用，氣管插管 - 建立人工氣道 1907年 Drager 自動供氧人工呼吸器 1909年 Janeway 小型鐵肺 間歇正壓通氣 1926年 Drinker 鐵肺（脊髓灰質炎治療、搶救） 40到50年代，脊髓灰質炎大流行 促進了 機械通氣技術的發(fā)展 1946年 Bennett 生產第一臺定壓呼吸機 1950年 Engstroin（瑞典） 定容型呼吸機 60到70年代，發(fā)展較快 IMV SIMV PEEP 高頻正壓（HEPPV）震蕩（HFOV）噴射（HFJV） 80年代 PSV

9、1992年 壓力調節(jié)容積控制（PRVC） 2000- 液體通氣技術 沒有機械通氣技術，現代治療學將是不完整的。,呼吸機的組成,氣源 主機 機械臂 濕化裝置 呼吸回路附件,氣源,主機,機械臂,濕化裝置,呼吸回路附件,管路,面罩,插管,按驅動與控制方式分： 氣動氣控呼吸機； 氣動電控呼吸機； 電動電控呼吸機.,按作用于人體部位分： 正壓呼吸機； 負壓呼吸機,第三節(jié) 呼吸機的分類,按驅動與控制方式分： 氣動氣控呼吸機； 氣動電控呼吸機； 電動電控呼吸機.,按作用于人體部位分： 正壓呼吸機； 負壓呼吸機,按吸呼氣轉化方式分： 定容（容量切換）呼吸機； 定壓（壓力切換）呼吸機； 定時（時間切換）呼吸機；

10、 流速控制（流速切換）呼吸機； 混合型多功能呼吸機.,按通氣頻率高低分： 常頻呼吸機；(1-100bpm) 高頻（噴射）呼吸機；(150bpm以上) 高頻（振蕩）呼吸機.,按應用對象分： 成人呼吸機； 成人/兒童呼吸機； 嬰兒/新生兒專用呼吸機.,第四節(jié) 呼吸機相關基本概念,1. 潮氣量TV（Tidal Volume) 潮氣量通常是指在靜息狀態(tài)下每次吸入或呼出的氣量。它與年齡、性別、體積表面、呼吸習慣、肌體新陳代謝有關。呼吸機設定的潮氣量通常指吸入氣量。潮氣量的設定并非恒定，應根據病人的血氣分析進行調整。正常情況下：成人：8-12ml/kg, 小兒：10-15ml/kg,2. 呼吸頻率BPM(

11、Breath Per Minuter） 呼吸頻率指每分鐘呼吸的次數，成人的呼吸頻率一般為1220次/min，小兒的呼吸頻率較快，且年齡越小呼吸頻率越快。,3. 分鐘通氣量MV (Minute Volume) 分鐘通氣量為每分鐘吸入或呼出的氣量。平靜呼吸時，成人的分鐘通氣量為515L/min。小兒略低，且隨年齡增長分鐘通氣量逐漸增加。,4. 吸呼比(I:E Ratio) 從吸氣開始到呼氣結束為一個呼吸周期。從吸氣開始到呼氣開始的一段時間為吸氣時間，從呼氣開始到吸氣開始的一段時間為呼氣時間。吸氣時間和呼氣時間的比值稱為吸呼比。,5. 吸氣流速(Inspiratory Flow) 患者在吸氣時，氣體

12、在呼吸道內流動的速度。它分為峰值流速和平均流速。,6 . 壓力觸發(fā)靈敏度(Pressure Trigger Sensitivity) 當患者自主呼吸時，會使密閉呼吸回路中的壓力下降，當壓力下降到預設定的觸發(fā)數值時，呼吸機開始響應患者的自主呼吸需要，供給患者氣體。這個預設定的觸發(fā)數值稱為，壓力觸發(fā)靈敏度。,7. 流量觸發(fā)靈敏度(Flow Trigger Sensitivity) 當患者自主呼吸時，會使密閉呼吸回路中的氣體發(fā)生流動，當流動速度達到預設定的觸發(fā)數值時，呼吸機開始響應患者的自主呼吸需要，這個預設定的觸發(fā)數值稱為，流量觸發(fā)靈敏度。,8. 吸氣平臺(Inspiratory Pause) 在

13、機械通氣時，于吸氣末呼氣前，通過呼吸機的控制裝置再停留一段時間（0.3-3秒），在此期間不再繼續(xù)供給氣流，但肺內的氣體可能發(fā)生再分布，使不易擴張的肺泡充氣，這個過程稱為吸氣平臺。在這個過程壓力有所下降，終點為吸氣平臺壓。,吸氣平臺的時間為吸氣時間的一部分。 吸氣平臺有利于氣體在肺內的再分布。 吸氣平臺有利于吸入霧化藥物在肺內的彌散。 利用平臺壓可計算靜態(tài)胸肺順應性。 吸氣平臺對靜脈回流、顱內壓等有一定影響，尤其是平臺時間延長時，一般不要超過吸氣時間的25% 主要用于肺泡萎陷或肺順應性較差的病人。,9. 順應性（C）：每單位壓力變化而產生的容積變化。 容積變化（V） 順應性（C） = （L/Kp

14、a） 壓力變化（P） C 彈性阻力 C 彈性阻力,利用平臺壓和潮氣量可以計算出胸肺順應性 靜態(tài)胸肺順應性=潮氣量/（平臺壓-PEEP) 動態(tài)胸肺順應性=潮氣量/（峰壓-PEEP),第五節(jié) 機械通氣模式,1. 容量控制-輔助通氣（CMV-ACMV）：Volume Control Ventilation 是一種定容型通氣模式,預置潮氣量、呼吸 頻率、吸呼比。通過兩種方式來執(zhí)行，一種是控制，一種是輔助。病人如果能夠觸發(fā)，則以高于預設頻率的任何頻率來執(zhí)行輔助通氣，否則執(zhí)行控制通氣，潮氣量都是一定的。,CMV-ACMV時的流速、容量波形,CMV-ACMV時的壓力、流速波形,CMV-ACMV時的壓力、容量

15、波形,2. 壓力控制-控制通氣（PCMV-APCMV）：Pressure Control Ventilation 它是一種定壓型通氣模式，預置吸氣壓力、呼吸 頻率、吸呼比。通過兩種方式來執(zhí)行，一種是控制，一種是輔助。病人如果能夠觸發(fā)，則以高于預設頻率的任何頻率來執(zhí)行輔助通氣，否則執(zhí)行控制通氣，潮氣量是不固定的。,PCMV-APCMV時的壓力、容量波形,PCMV-APCMV時的壓力、流速波形,PCMV-APCMV時的容量、流速波形,3.同步間歇指令頻率通氣（SIMV）：synchronized intermittent mandatory ventilation,屬于定容型通氣模式的一種，在兩次

16、控制通氣之間允許病人有自主呼吸，是控制通氣與自主呼吸相結合的一種通氣模式。其原理是在兩次控制通氣之間設定一個觸發(fā)窗，如果在觸發(fā)窗內病人能夠觸發(fā)就進行一次自主呼吸，如果不能觸發(fā)那么呼吸機就給一次控制通氣。,PSV模式屬于部分通氣模式，部分通氣支持時的呼吸方式的一部分是由病人來控制的。PSV是一種壓力-目標通氣模式，每次通氣均由病人觸發(fā)和結束，由呼吸機給予一定的壓力支持。病人自己控制呼吸頻率、吸氣時間和呼氣時間以及吸氣流速。,4.壓力支持通氣（PSV）：pressure support ventilation,5.持續(xù)氣道正壓 (CPAP) Continuous Positive Airway P

17、ressure 病人通過按需活瓣或快速、持續(xù)正壓氣流系統進行自主呼吸，正壓氣流大于吸氣氣流，呼氣活瓣系統對呼出氣流給予一定的阻力 (多用球囊活瓣)使吸氣期和呼氣期氣道壓均高于大氣壓。呼吸機內裝有靈敏的氣道壓測量和調節(jié)系統，隨時調整正壓氣流的流速，維持氣道壓基本恒定在預調的CPAP水平。 氣壓波動較小,CPAP時的壓力、流速波形,CPAP時的壓力、容量波形,CPAP時的容量、流速波形,CPAP的好處 吸氣期由于恒定正壓氣流大于吸氣氣流，吸氣省力，自覺舒服。 呼氣期氣道內正壓，起到PEEP的作用:防止小氣道閉合和肺萎陷，增加FRC，PaO2增高。同時胸內壓增加。,使用CPAP注意事項 只能用于呼吸

18、中樞功能正常、有自主呼吸的病人。作為輔助呼吸，可鍛煉呼吸肌功能。 插管病人可從35cmH2O開始，根據需要可增到10l5cmH2O，最高不超過25cmH2O。 未插管的病人可用面罩或鼻塞間斷使用CPAP，一般用2l0cmH2O，最高不超過l5cmH2O，若超過2天呼吸功能仍沒恢復者應行氣管插管。 未插管的病人使用CPAP，應防止胃擴張、嘔吐、惡心、腮腺炎、鼻腔炎、淚囊炎等。 CPAP可和SIMV、PSV等方式合用。,6.雙相氣道正壓通氣（BIPAP）： bi-psasic positive airway pressure,BIPAP是指機械通氣或自主呼吸時，呼吸機交替給予兩個不同水平的氣道正壓，且這個壓力均采用壓力控制方式。其原理是以連續(xù)氣流CPAP系統為基礎作簡單改進，保持CPAP系統的吸氣回路不變，而對呼氣回路進行改造，以主動閥代替常規(guī)閥，電磁閥在Phi和Plo間轉換。,7.氣道壓力釋放通氣（APRV）： airway pressure release ventilation,氣道壓力釋放通氣是一種可以設定兩種PEEP水平的特殊自主呼吸模式，如果對PEEP的釋放周期不加以限定，那么就相當于BIPAP模式。其原理是在CPAP回路上加一個氣道壓力自動釋放閥。,8.壓力支持最小潮氣量保障（VAPS）：volume assure pressure support,屬于雙因素控制模式的