呼吸機波形及其臨床意義

1、浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院浙江大學醫(yī)學院附屬第一醫(yī)院方強方強 吸吸 氣氣 呼呼 氣氣o2 co2co2o2 呼吸呼吸u氧氣和二氧氣和二氧化碳在氧化碳在組織間與組織間與外界環(huán)境外界環(huán)境的交換的交換o2co2u通氣通氣- 機械運動機械運動- 壓力差壓力差u彌散彌散- 分子運動分子運動- 濃度梯度濃度梯度u灌注灌注u管道管道 + 氣囊的模型氣囊的模型u氣道氣道 (管子管子)u肺泡肺泡 (氣囊氣囊)胸膜腔壓力胸膜腔壓力氣管壓氣管壓近氣道壓近氣道壓胸膜壓胸膜壓肺泡壓肺泡壓自主吸氣自主吸氣容量變化容量變化 氣流氣流壓力改變壓力改變機械通氣機械通氣 壓力變化壓力變化 容量改變容量改變氣流氣流吸氣吸氣機械通氣

2、機械通氣自主呼吸自主呼吸pressuretime肺泡內壓力變化肺泡內壓力變化術語術語: flow and volume分鐘通氣量分鐘通氣量 = 潮氣量潮氣量 x 送氣頻率送氣頻率pressureflowtime 潮氣量潮氣量volumeflow rate timevolume = flow x time切換切換 vs. 限制限制切換pressuretimetime限制pressurepressureflowtime容量控制通氣（容量控制通氣（pcv）u 流量恒定流量恒定u 恒定的潮氣量恒定的潮氣量u 不受肺阻力影響不受肺阻力影響u 變化的壓力變化的壓力順應性順應性 volumepressure

3、容量控制通氣（容量控制通氣（pcv）what is measured?u壓力壓力pressureu時間時間time u流速流速flow (dv /dt )u容量容量volume(calculated)timevolumeflowvolumepressured d vd d pc = d d vd d pvolumetv動態(tài)順應性曲線靜態(tài)順應性曲線動力學特性動力學特性volumepressuredpdvhysteresis靜態(tài)和動態(tài)壓力靜態(tài)和動態(tài)壓力timepressurepeeppippplat肺泡膨脹肺泡膨脹 (recoil) 壓力差壓力差 (pdis)流速阻抗流速阻抗 壓力差壓力差 (pr

4、es)基本計算基本計算cst = dv / (pplat-peep)r = (pip-pplat) / flow timepressurepeeppippplatdp = r x flow + dv / c st慢速沖氣法慢速沖氣法u 慢吸氣流速慢吸氣流速s (5-10 lpm) 大大 vt 和和 zeep u 動態(tài)動態(tài) p-v 環(huán)環(huán) 接近靜態(tài)曲線接近靜態(tài)曲線u 由流速阻抗產生的壓力減由流速阻抗產生的壓力減小小u 容易做容易做, 省時省時 和相對舒服和相對舒服servillo: ajrccm 1997lu: ajrccm 1999pressurevolumelpiflexupiflexinsp

5、irationstatic curve順應性順應性u順應性描述呼吸系統(tǒng)各個部分的彈性特征順應性描述呼吸系統(tǒng)各個部分的彈性特征。u順應性為容量改變除以壓力變化。順應性為容量改變除以壓力變化。u順應性（順應性（c）=容量變化（容量變化（v）/壓力變化壓力變化（p）或）或 順應性順應性=ml/cmh2ou呼吸系統(tǒng)的順應性包括胸壁順應性和肺順呼吸系統(tǒng)的順應性包括胸壁順應性和肺順應性。應性。u總靜態(tài)順應性是在吸氣末和呼氣末均無主總靜態(tài)順應性是在吸氣末和呼氣末均無主動的呼吸氣流時測出。動的呼吸氣流時測出。u總動態(tài)順應性是在主動吸氣時測出?？倓討B(tài)順應性是在主動吸氣時測出。u它們反映容量它們反映容量壓力關系的

6、兩項指標，根壓力關系的兩項指標，根據(jù)流速據(jù)流速-時間曲線、壓力時間曲線、壓力-時間曲線和壓力時間曲線和壓力-容量環(huán)也可以評估病人的順應性。容量環(huán)也可以評估病人的順應性?！肮艿捞卣鞴艿捞卣鳌眗 = d d pd d f壓力差壓力差 = 流速流速 x 管道阻力管道阻力壓力差壓力差 = 流速流速 x 阻力阻力r =8 l (visc.)p p r 4c= d d vd d pr = d d pd d f阻力和回縮力阻力和回縮力動態(tài)特性動態(tài)特性dp = dv / cdyn阻力阻力dpresistive = r x flow靜態(tài)順應性靜態(tài)順應性dpdistensive = dv / cstdp = dp

7、resist. + dp dist. dp = r x flow + dv / c st3 個水平的呼吸力學個水平的呼吸力學動態(tài)特性動態(tài)特性:dp = dv / cdyn阻力阻力:dp = r x flow靜態(tài)順應性靜態(tài)順應性:dp = dv / cst 氣道阻力氣道阻力dp = raw x flow增加阻力增加阻力:dp = rimp x flow胸廓順應性胸廓順應性dp = dv / ccw 肺順應性肺順應性 dp = dv / clvolumeflow rate time容量容量 = 流速流速 x 時間時間u保證和維持適當?shù)臍怏w交換u盡可能減小肺損傷的危險u減小病人的呼吸功u盡可能使得病

8、人的痛苦減少理想的呼吸狀態(tài)理想的呼吸狀態(tài)u理想呼吸的界定:-呼吸機與病人自主吸氣和呼氣同步-盡可能在低氣道壓下維持適當及恒定的潮氣量和分鐘通氣量-對肺的力學變化和病人的需求迅速反應-保證最低的呼吸作功輔助機械通氣時的輔助機械通氣時的wobu在高水平的機械通氣支持下，相當?shù)牟∪说暮粑κ歉叩膗在輔助通氣下仍病人用力的吸氣u病人的wob 增加可以導致或加重呼吸肌疲勞和呼吸困難marini, et al.: am rev resp dis 134:61;1986marini: prob crit care 4:184;1990u在輔助通氣主要影響病人呼吸作功的因素是最大吸氣流速(peak flow)

9、u在低流速時病人呼吸功達到總吸氣作功的65%u當送氣流速增加時wob 減少 ward, et al.: anaesthesiology 69:29;1988sassoon, et al.: chest 93:571;1988呼吸作功呼吸作功u什么功什么功? u如何測量如何測量?呼吸作功呼吸作功“wob 在床邊肺功能留下一個沒解在床邊肺功能留下一個沒解決的難題決的難題”from: monitoring of pulmonary functionsin goldschmidt: assisted ventilation of the neonate 1996uwob是熱量和氧的消耗是熱量和氧的消耗

10、 u大約大約 70% 是消耗在克服彈力，是消耗在克服彈力，30%對抗管道阻力。對抗管道阻力。 wob 測量測量 pabcdevwob = 0 ti p x vdtu 彈性功彈性功: abcau 阻力功阻力功- 吸氣吸氣: adca- 呼氣呼氣: aceawob的測量的測量wob = 0 ti p x vdtupaw: 呼吸機作功呼吸機作功: 機械力推動氣體進入肺機械力推動氣體進入肺，表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)作功總量。（病人，表現(xiàn)為呼吸系統(tǒng)作功總量。（病人+呼呼吸機）吸機） upeso: 病人作功病人作功: 呼吸肌作功呼吸肌作功, 表現(xiàn)為肺的表現(xiàn)為肺的呼吸功呼吸功 。upawptr:克服支氣管阻力的功?？?/p>

11、服支氣管阻力的功。wob意義意義-病人作功是呼吸機依賴最敏感的指標病人作功是呼吸機依賴最敏感的指標。-比較呼吸機和病人的功在脫機過程中比較呼吸機和病人的功在脫機過程中非常有用。非常有用。-順應性和阻力變化順應性和阻力變化 、吸氣努力、壓、吸氣努力、壓力支持水平、力支持水平、peep、不適合的吸氣、不適合的吸氣時間、靈敏度的改變模式的變化時間、靈敏度的改變模式的變化wob可以改變?？梢愿淖?。 -wob提高提示脫機過程有不當。提高提示脫機過程有不當。 pv pv pv順應性和阻力正常順應性和阻力正常順應性正常阻力增加順應性正常阻力增加順應性降低阻力正常順應性降低阻力正常methods of rrs

12、 measurementu同容量法同容量法 (krieger)u彈性減小法彈性減小法 (neergard)u被動呼氣法被動呼氣法 (comroe)u峰呼氣法峰呼氣法 (jonson)u呼氣時間常數(shù)法呼氣時間常數(shù)法 (bergman)u加力振動法加力振動法 (goldman)u吸氣壓吸氣壓 / 流速流速 法法 (suter)評價靜態(tài)評價靜態(tài) p-v 曲線曲線u用一個大的注射器逐步用一個大的注射器逐步膨脹肺，分次測定個容膨脹肺，分次測定個容量時的壓力量時的壓力 .- 耗時耗時- 操作麻煩操作麻煩- 難以標準化難以標準化- 病人必須肌松，連接病人必須肌松，連接特殊設備特殊設備- 冒低氧血癥的風險冒低

13、氧血癥的風險volumepressure機械通氣機械通氣u 機械通氣的基本原理遵循了流體力學的原則。機械通氣的基本原理遵循了流體力學的原則。u 通氣支持的過程及目的是改變肺容量，包括氣體通氣支持的過程及目的是改變肺容量，包括氣體的流量及壓力輸送到病人的氣道增加肺容量。的流量及壓力輸送到病人的氣道增加肺容量。u 氣體在一個特定環(huán)境中運動用流體力學的原則去氣體在一個特定環(huán)境中運動用流體力學的原則去研究可以用上述三個參數(shù)來描述，因為流量參數(shù)研究可以用上述三個參數(shù)來描述，因為流量參數(shù)中包含了時間的概念，所以描述呼吸機送氣、氣中包含了時間的概念，所以描述呼吸機送氣、氣體在呼吸管路中的運動、病人氣道和肺組

14、織對送體在呼吸管路中的運動、病人氣道和肺組織對送入氣體的反應涉及上述四個參數(shù)既壓力（入氣體的反應涉及上述四個參數(shù)既壓力（p）、）、容量（容量（v）、流量（）、流量（f）和時間（）和時間（t）。）。正壓通氣正壓通氣key-wordsupressureuflowutimeuvolume術語術語: pip & map a=a1+a2+anpressure inspiration + exhalation amean airway pressurepeak inspiratory pressuretime術語術語: peep, i:e ratiopressuretimepositive end

15、expiratory pr.t insp.t exp. i : e = 1 : 2 i : e = 4 : 1peeppippippeept insp.術語術語: flow and volumeminute ventilation = tidal volume x breath ratepressureflowtime tidal volume壓力壓力u 壓力應該包括呼吸機的送氣壓力、呼吸回路內壓力應該包括呼吸機的送氣壓力、呼吸回路內的壓力、病人氣道內的壓力。的壓力、病人氣道內的壓力。u 上述管路的口徑不同，即使在相同壓力下流速上述管路的口徑不同，即使在相同壓力下流速也不同，在相同的時段經過的

16、容量不同。也不同，在相同的時段經過的容量不同。u 目前還不能檢測氣道內的參數(shù)，只能檢測近人目前還不能檢測氣道內的參數(shù)，只能檢測近人工氣道的參數(shù)。工氣道的參數(shù)。u 近氣道的參數(shù)來反映病人氣道對氣流的反應以近氣道的參數(shù)來反映病人氣道對氣流的反應以及肺泡對壓力和容積的反應及肺泡對壓力和容積的反應。從而可以推測肺從而可以推測肺通氣功能的狀態(tài)。通氣功能的狀態(tài)。壓力壓力u把不同時段壓力變化的軌跡連接起來就形把不同時段壓力變化的軌跡連接起來就形成一條壓力曲線，通過它可以了解大氣道成一條壓力曲線，通過它可以了解大氣道不同時相和時段的壓力。同樣的方法可以不同時相和時段的壓力。同樣的方法可以得到流速曲線和容量曲線

17、。得到流速曲線和容量曲線。u把上述除時間參數(shù)以外的參數(shù)兩兩組合在把上述除時間參數(shù)以外的參數(shù)兩兩組合在二維坐標中，可以得到壓力容積曲線、容二維坐標中，可以得到壓力容積曲線、容積流速曲線、壓力流速曲線。積流速曲線、壓力流速曲線。環(huán)環(huán)pressurevolumevolumeflowinsp.expir.insp.expir.壓力壓力-時間曲線時間曲線ua/ 觸發(fā)觸發(fā):- 病人病人 (assisted)- 呼吸機呼吸機 (controlled)ub/ 限制限制:- 流速流速- 壓力壓力uc/ 切換切換:- 容量容量- 時間時間abc切換與限制切換與限制cycledpressuretimetimelim

18、itedpressure在吸氣相所記錄的測量值 圖圖2. 在吸氣相和呼氣相中所評估的變量在吸氣相和呼氣相中所評估的變量 二、壓力二、壓力時間曲線時間曲線 壓力通常在呼吸機回路（如丫形管處，吸氣端壓力通常在呼吸機回路（如丫形管處，吸氣端或呼氣端）中測量。雖然氣管插管的管子在總氣管或呼氣端）中測量。雖然氣管插管的管子在總氣管內分隔出來，但壓力仍與氣道壓力有關，壓力傳感內分隔出來，但壓力仍與氣道壓力有關，壓力傳感器可測至器可測至150cmh2o，而且應是抗?jié)窕?，抗液體或病，而且應是抗?jié)窕?，抗液體或病人的分泌物。人的分泌物。 壓力壓力時間曲線的臨床應用：區(qū)分呼吸類型，時間曲線的臨床應用：區(qū)分呼吸類型，

19、計算平臺壓，評估吸氣觸發(fā)所作功，評估整個呼吸計算平臺壓，評估吸氣觸發(fā)所作功，評估整個呼吸時相，調節(jié)峰流速，計算靜態(tài)呼吸動力學的參數(shù)。時相，調節(jié)峰流速，計算靜態(tài)呼吸動力學的參數(shù)。 12345630-10pawcmh20sec壓力-時間曲線pressure time curve12345630-10pawcmh20secaccess function 60 to change or exit waveformsfeb 11 1996 waveform monitoring patient id 98787987 13:50volumeexpiration12345630pawcmh20secvol

20、ume壓力-時間曲線v.inspirationpressure time curve12345630-10pawcmh20secaccess function 60 to change or exit waveformsfeb 11 1996 waveform monitoring patient id 98787987 13:50volumeexpiration12345630pawcmh20secvolume壓力-時間曲線v. expirationpressure time curvevolumeexpiration12345630pawcmh20secvolumepressureinsp

21、iration壓力-時間曲線v.pressure time curve12345630-10pawcmh20secaccess function 60 to change or exit waveformsfeb 11 1996 waveform monitoring patient id 98787987 13:50volumeexpiration12345630pawcmh20secvolumepressure壓力-時間曲線v.inspiratory timepressure time curve12345630-10pawcmh20secaccess function 60 to cha

22、nge or exit waveformsfeb 11 1996 waveform monitoring patient id 98787987 13:50volumeexpiration12345630-10pawcmh20secvolumepressure expiration壓力-時間曲線壓力曲線的臨床應用壓力曲線的臨床應用壓力壓力-時間曲線的臨床意義時間曲線的臨床意義u區(qū)別各種通氣模式和特殊通氣方式區(qū)別各種通氣模式和特殊通氣方式u估計觸發(fā)的做功估計觸發(fā)的做功u計算吸計算吸-呼時比，估計呼氣時間是否充足。呼時比，估計呼氣時間是否充足。u估計是否達到充分的平臺壓估計是否達到充分的平臺壓u觀

23、察壓力上升速度估計所用吸氣流速是否觀察壓力上升速度估計所用吸氣流速是否適合適合u測定靜態(tài)呼吸力學參數(shù)測定靜態(tài)呼吸力學參數(shù)u顯示壓力波型形態(tài)顯示壓力波型形態(tài)12345630-10pawcmh 20sec病人呼吸機同步病人呼吸機同步 12345630-10pawcmh20secadequate flow病人呼吸機同步病人呼吸機同步v olume ventilation delivering a preset flow and volume12345630-10pawcmh20secair starvationwhat options do we have?病人呼吸機同步病人呼吸機同步the pat

24、ient is outbreathing the set flowvolume ventilationpressure ventilationpressureflowtimepressureflowtimeassist/controlsimv + pressure supportpressure supported spontaneous + patient, or machine-initiated mandatory breaths pawcpapsynchronized imva/c 5 bpmsimv 5 bpm12 secassist windowsimv vs. assist/co

25、ntrolpressuretime a = pipc = baselineb = rise timed = frequency流速流速-時間曲線時間曲線123456secv.lpm120120exh流速-時間曲線insp吸氣123456secv.lpm120120exhinsp呼氣流速-時間曲線123456secv.lpm120120exhinsp inspiration流速-時間曲線123456secv.lpm120120exh流速-時間曲線insp. pauseexpirationinsp流速流速-時間曲線的臨床意義時間曲線的臨床意義u吸氣流速和呼氣流速吸氣流速和呼氣流速u呼吸類型的鑒別呼

26、吸類型的鑒別u判別是否存在內源性判別是否存在內源性peepu觀察患者對支氣管擴張劑的反應觀察患者對支氣管擴張劑的反應u選擇選擇pcv時合適的吸氣時間時合適的吸氣時間u發(fā)現(xiàn)漏氣及速度發(fā)現(xiàn)漏氣及速度u顯示流速波形的形態(tài)顯示流速波形的形態(tài)123456secv.lpm120120 遞減流速有更多的氣體向前遞減流速有更多的氣體向前123456secv.lpm120120峰流速相同遞減流速延長吸氣時峰流速相同遞減流速延長吸氣時間間123456secv.lpm120120減少呼氣時間引起減少呼氣時間引起auto-peep123456secv.lpm120120發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) auto-peep zero flow

27、 at end exhalation indicatesequilibration of lung and circuit pressurenote: there can still be pressure in the lung behindairways that are completely obstructed123456secv.lpm120120the transition from exp. to insp. occurs without the exp. flow returning to zero發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn) auto-peep 1245what do you suppose i

28、s happening here?120 lpmsec120 lpmv.lpm123456secv.lpm120120expiratory flow tracing of missed insp. efforts due to auto-peepmissed effortmissed effort12345630-10pawcmh20secdenotes auto-peep maneuverand equilibrium pointassessing an equilibrium point between lungs and circuittotal peepset peepminimum

29、adequatetime for maneuverauto-peep 檢測檢測123456secv.lpm120120改變流速對吸氣時間的影響改變流速對吸氣時間的影響120123456secv.lpm120insp改變流速對吸氣時間的影響改變流速對吸氣時間的影響return you to a short insp time123456sec123456vt600 cc -20120120secv.lpm0450cc123456sec123456vt-20120120secv.lpm0500cc450cclost vt600 cc pressureflow12345630-10pawcmh20s

30、ecwhat if your pressure curve in pcv starts looking like this.what do you suppose is happening?pressure higher than set12345630-10pawcmh20sec評估pcv正確的吸氣時間too longoptimalanswer- 吸氣時間太長吸氣時間太長 patient is starting to exhale prematurely.123456sec123456pawcmh2060-20120120secv.lpm異常波形糾正how do you know that

31、the problem is with the patient?120123456sec123456pawcmh2060-20120secv.lpmno flow as pressure rises異常波形糾正how do you know that the problem is with the patient?這種情況時壓力支持可以選擇ptpatient allowed to breathspontaneously during inspiratory time in pcv主動呼氣閥ptimev.time any ideas whats represented here?what is

32、this?what is this? fap = 1 fap = 50 fap = 100流速加速率壓力釋放壓力釋放壓力過沖 fap = 1 fap = 50 fap = 100流速加速率壓力通氣壓力通氣u 恒定的壓力恒定的壓力 .u 遞減遞減, 可變的流量可變的流量u 時間切換時間切換: (a)- pressure controlu 流速切換流速切換: (b)- pressure supportpressureflowabtime cycled flow cycledflowpressuretinsp.pippeak flow25%pressure controlpressure suppo

33、rt12345660pawcmh20secwhat is this?12345660pawcmh20sec壓力過沖伴反沖壓力過沖伴反沖123456secv.lpm120120發(fā)生了什么？壓力支持123456secv.lpm120120expiration starts before inspiratory flow returns to zero呼氣靈敏度設置15 %壓力支持123456secv.lpm120120esens setting is 20 %壓力支持呼氣靈敏度呼氣靈敏度flowpeak flow (100%)timeleak123456secv.lpm120120 通過評估呼氣流

34、速變化來評估呼氣阻力通過評估呼氣流速變化來評估呼氣阻力 123456secv.lpm120120注意低呼氣流速與長呼氣時間的關系注意低呼氣流速與長呼氣時間的關系123456secv.lpm120120insp高呼氣流速和高呼氣流速和 呼氣時間減小呼氣時間減小顯示小呼氣阻力顯示小呼氣阻力容積容積-時間曲線時間曲線23456secvt800 ml1容量-時間曲線 23456secvt800 ml1inspiration容量-時間曲線 23456secvt800 ml1expiration容量-時間曲線 容量容量-時間曲線的臨床意義時間曲線的臨床意義u肺內氣體陷閉肺內氣體陷閉u呼吸回路漏氣呼吸回路漏

35、氣壓力壓力-容積環(huán)容積環(huán)u水平軸描述壓力，縱軸描述容量水平軸描述壓力，縱軸描述容量02040602040600.2pawcmh20vtliters 0.40.6壓力-容積環(huán)02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliters指令呼吸 inspiration02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliters inspirationexpiration指令呼吸指令呼吸壓力壓力-容量環(huán)容量環(huán)volumepressurevolumepressure02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliters自主呼吸自主呼吸 inspir

36、ationexpiration02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliters inspirationexpiration輔助呼吸輔助呼吸02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliters這是？ 02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliters切換時的減壓 02040602040600.20.40.6pawcmh20vtliterswhat would cause this to get worse? 02040602040600.20.40.6pawcmh20vtlitershigher pressure =

37、more decompression 02040602040600.20.40.6pawcmh20vtlitersdotted loop changes to solid loop - any ideas? 02040602040600.20.40.6pawcmh20vtlitersindicates a dropin compliance (higher pressure for the same volume) did you say changing compliance?0204060204060.2.4pawcmh20vtliters .6cdabwhat does this represent? what is a?what is b? what is c? and how about d?0204060204060pawcmh20vtliters“d” = lower inflection point ab“a” represents peep“b” repres