呼吸機(jī)基本波形詳解

1、 呼吸機(jī)基本波形詳解呼吸機(jī)基本波形詳解微理器和有關(guān)軟件微理器和有關(guān)軟件現(xiàn)代呼吸機(jī)現(xiàn)代呼吸機(jī) 各種監(jiān)測(cè)參數(shù)各種監(jiān)測(cè)參數(shù) 機(jī)械通氣時(shí)機(jī)械通氣時(shí)壓力、流速壓力、流速和和容積容積的變化曲線(xiàn)以及各種呼吸環(huán)的變化曲線(xiàn)以及各種呼吸環(huán). 目的目的 根據(jù)各種不同呼吸波形曲線(xiàn)特征根據(jù)各種不同呼吸波形曲線(xiàn)特征, 來(lái)指導(dǎo)調(diào)節(jié)呼吸機(jī)的通氣參數(shù)來(lái)指導(dǎo)調(diào)節(jié)呼吸機(jī)的通氣參數(shù), 有效的機(jī)械通氣支持或通氣治療有效的機(jī)械通氣支持或通氣治療在通氣過(guò)程中的壓力、流速和容在通氣過(guò)程中的壓力、流速和容積相互的作用而達(dá)到以下目的積相互的作用而達(dá)到以下目的: :a.a. 能維持動(dòng)脈血?dú)饽芫S持動(dòng)脈血?dú)? /血血pHpH的基的基 本要求本要求(

2、( 即即PaCOPaCO2 2 和和 pH pH 正常正常, , PaOPaO2 2 達(dá)到基本期望值達(dá)到基本期望值 如如 至少至少 50-60 mmHg) 50-60 mmHg)b.b. 無(wú)氣壓傷、容積傷或肺泡無(wú)氣壓傷、容積傷或肺泡傷傷c.c. 患者呼吸不同步情況減低患者呼吸不同步情況減低 到最少到最少, ,減少鎮(zhèn)靜劑、肌減少鎮(zhèn)靜劑、肌 松弛劑的應(yīng)用松弛劑的應(yīng)用 d.d. 患者呼吸肌得到適當(dāng)患者呼吸肌得到適當(dāng) 的休息和康復(fù)的休息和康復(fù)1呼吸機(jī)工作過(guò)程: 吸氣控制吸氣控制A A 時(shí)間控制時(shí)間控制 通過(guò)預(yù)設(shè)的吸氣時(shí)間使吸氣通過(guò)預(yù)設(shè)的吸氣時(shí)間使吸氣 終止終止, , 如如PCVPCV的設(shè)置的設(shè)置TiT

3、i或或I:EI:EB B 壓力控制壓力控制 上呼吸道達(dá)到設(shè)置壓力時(shí)使吸上呼吸道達(dá)到設(shè)置壓力時(shí)使吸 氣終止氣終止, ,現(xiàn)巳少用現(xiàn)巳少用, , 如如PCVPCV的設(shè)的設(shè) 置高壓報(bào)警值置高壓報(bào)警值C C 流速控制流速控制 當(dāng)吸氣流速降至預(yù)設(shè)的峰流速當(dāng)吸氣流速降至預(yù)設(shè)的峰流速 % %以下以下( (即即Esens), Esens), 吸氣終止吸氣終止D D 容量控制容量控制 吸氣達(dá)到預(yù)設(shè)潮氣量時(shí)吸氣達(dá)到預(yù)設(shè)潮氣量時(shí), ,吸氣吸氣 終止終止 呼氣控制呼氣控制A 時(shí)間控制時(shí)間控制: : 通過(guò)設(shè)置時(shí)間長(zhǎng)短引起呼氣終止通過(guò)設(shè)置時(shí)間長(zhǎng)短引起呼氣終止( (控制通氣控制通氣) )代表呼氣流速代表呼氣流速( (吸氣閥關(guān)

4、吸氣閥關(guān)閉閉, , 呼氣閥打開(kāi)以便呼出氣體呼氣閥打開(kāi)以便呼出氣體), ), 呼氣流速的波形均為同一形態(tài)呼氣流速的波形均為同一形態(tài)B B 病人觸發(fā)病人觸發(fā): : 呼吸機(jī)檢測(cè)到吸氣流速到吸氣呼吸機(jī)檢測(cè)到吸氣流速到吸氣終終 止標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即切止標(biāo)準(zhǔn)時(shí)即切換呼氣呼氣(Esens)(Esens)機(jī)械通氣支持時(shí)有四個(gè)基本參數(shù)壓力壓力容積容積流速流速時(shí)間時(shí)間參數(shù)組合構(gòu)成各種同波形參數(shù)組合構(gòu)成各種同波形壓力壓力- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)容積容積- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)流速流速- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)壓力壓力- -容積環(huán)容積環(huán)流速流速- -容積環(huán)容積環(huán)壓力壓力- -流速環(huán)流速環(huán)流速測(cè)定 流速通常在呼吸機(jī)環(huán)路（從進(jìn)氣口到呼氣閥

5、之間的管道）中測(cè)知 大部分流量感應(yīng)器都可以測(cè)量一個(gè)較大的范圍（-300 +150LPM），但會(huì)由于假呼吸運(yùn)動(dòng)、水氣、呼吸道分泌物等而影響其準(zhǔn)確性?xún)蓚€(gè)組成部分： 吸氣波 呼氣波描述流速大小、持續(xù)時(shí)間和機(jī)控呼吸下的流速釋放方式（正壓通氣），或者病人自主呼吸下的流速大小，持續(xù)時(shí)間和流速需求。流速波 吸氣流速波機(jī)控呼吸圖1 是一個(gè)假設(shè)呼吸機(jī)給于恒定流速的一次機(jī)控呼吸的吸氣流速波（方波），虛線(xiàn)部分是呼氣波.圖1 吸氣流速波控制呼吸 圖1的流速波型是方波，從吸氣開(kāi)始即達(dá)到峰值，直到吸氣末都是一個(gè)恒定值。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，像圖在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，像圖1 1那樣那樣“真正的真正的”方波是不可能達(dá)方波是不可能達(dá)到的，

6、因?yàn)榱魉佥斔拖到y(tǒng)都到的，因?yàn)榱魉佥斔拖到y(tǒng)都有一個(gè)固定的延遲時(shí)間，在有一個(gè)固定的延遲時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)，流速?gòu)倪@段時(shí)間內(nèi)，流速?gòu)? 0達(dá)到預(yù)達(dá)到預(yù)設(shè)的峰流速。同樣，在吸氣設(shè)的峰流速。同樣，在吸氣末流速?gòu)姆逯到抵聊┝魉購(gòu)姆逯到抵? 0也需要一也需要一段時(shí)間。段時(shí)間。延遲時(shí)間效應(yīng)會(huì)在吸氣開(kāi)始和吸氣末使波形出現(xiàn)輕微的傾斜。（圖2）圖2恒流速波形延遲時(shí)間效應(yīng) 低驅(qū)動(dòng)壓高內(nèi)部順應(yīng)性的呼吸機(jī)，氣流輸送受到環(huán)路回縮力的影響很大 低內(nèi)部順應(yīng)性和高驅(qū)動(dòng)壓力的呼吸機(jī)，使環(huán)路回縮力對(duì)送氣的影響減少了 在一個(gè)較高的吸氣峰壓下，峰在一個(gè)較高的吸氣峰壓下，峰流速逐步減小，會(huì)導(dǎo)致吸氣時(shí)流速逐步減小，會(huì)導(dǎo)致吸氣時(shí)間的延長(zhǎng)間的延

7、長(zhǎng)如圖如圖3 3，實(shí)線(xiàn)是受環(huán)路回縮力影，實(shí)線(xiàn)是受環(huán)路回縮力影響后的波形，虛線(xiàn)是響后的波形，虛線(xiàn)是“真正的真正的”方波，兩者包圍的面積相同，方波，兩者包圍的面積相同，即潮氣量相同即潮氣量相同圖3 恒流速波形受環(huán)路回縮力的影響 越來(lái)越多的新一代容控型呼吸機(jī)具備了一些其他可選擇的波型遞增波遞減波正弦波 在預(yù)設(shè)同一個(gè)峰流速下，不同的波形會(huì)導(dǎo)致吸氣時(shí)間改變，而曲線(xiàn)包圍的面積即潮氣量是不變的（圖4）圖4 流速波形可選擇波型吸氣流速波自主呼吸 自主呼吸流速波形（圖5）的特點(diǎn)通常取決于病人呼吸需求的特點(diǎn)。就是說(shuō)，波形大小、持續(xù)時(shí)間與病人的呼吸需求相對(duì)應(yīng)此時(shí)由于沒(méi)有預(yù)設(shè)值，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間對(duì)波形的影響非常小，通常波

8、形類(lèi)似于正弦波。（沒(méi)有使用壓力支持等輔助手段）圖5 吸氣流速波自主呼吸呼氣流速波 呼氣呼氣 不論是機(jī)控或是自主呼吸，都是一個(gè)被動(dòng)的過(guò)程。 呼氣流速波的大小、持續(xù)時(shí)呼氣流速波的大小、持續(xù)時(shí)間、形狀取決于順應(yīng)性，順應(yīng)間、形狀取決于順應(yīng)性，順應(yīng)性包括病人順應(yīng)性和呼吸機(jī)環(huán)性包括病人順應(yīng)性和呼吸機(jī)環(huán)路順應(yīng)性路順應(yīng)性 呼吸機(jī)環(huán)路順應(yīng)性受到環(huán)路長(zhǎng)度、材呼吸機(jī)環(huán)路順應(yīng)性受到環(huán)路長(zhǎng)度、材質(zhì)、型號(hào)（內(nèi)徑）的影響，并且，氣流質(zhì)、型號(hào)（內(nèi)徑）的影響，并且，氣流通過(guò)呼氣閥時(shí)的阻力（容量測(cè)算系統(tǒng)）通過(guò)呼氣閥時(shí)的阻力（容量測(cè)算系統(tǒng)）也是重要因素也是重要因素 病人肺順應(yīng)性改變或呼氣時(shí)動(dòng)用呼吸病人肺順應(yīng)性改變或呼氣時(shí)動(dòng)用呼吸肌

9、，都會(huì)對(duì)波形產(chǎn)生影響肌，都會(huì)對(duì)波形產(chǎn)生影響圖6 是一個(gè)機(jī)控吸氣動(dòng)作（虛線(xiàn)）后的呼氣流速波形。在呼吸機(jī)測(cè)算中呼氣流速在0基線(xiàn)以下。流速波圖6 呼氣流速波 病人呼氣阻力對(duì)呼氣流速波的細(xì)小影病人呼氣阻力對(duì)呼氣流速波的細(xì)小影響會(huì)得到修正，而呼氣流速波的明顯變響會(huì)得到修正，而呼氣流速波的明顯變化常體現(xiàn)了病人順應(yīng)性的改變、氣道阻化常體現(xiàn)了病人順應(yīng)性的改變、氣道阻力明顯變化或是病人煩躁動(dòng)作用力明顯變化或是病人煩躁動(dòng)作用呼氣阻力增大（分泌物堆積甚至氣道阻呼氣阻力增大（分泌物堆積甚至氣道阻塞）會(huì)降低呼氣峰流速并延長(zhǎng)呼氣時(shí)間塞）會(huì)降低呼氣峰流速并延長(zhǎng)呼氣時(shí)間（圖（圖7 7） 圖7 呼氣流速波氣道阻力增大圖8 呼氣

10、流速波被動(dòng)及主動(dòng)呼氣呼吸機(jī)上，測(cè)定壓力的部位通常在環(huán)路病人呼吸機(jī)上，測(cè)定壓力的部位通常在環(huán)路病人端端Y Y形管處，也有在環(huán)路吸氣支和呼氣支內(nèi)部形管處，也有在環(huán)路吸氣支和呼氣支內(nèi)部測(cè)知測(cè)知壓力測(cè)定 盡管從環(huán)路內(nèi)部測(cè)得的壓力與盡管從環(huán)路內(nèi)部測(cè)得的壓力與實(shí)際氣道壓不盡相同，但往往以實(shí)際氣道壓不盡相同，但往往以此作為參照，了解氣道壓的情況此作為參照，了解氣道壓的情況 壓力感應(yīng)器通?？梢詼y(cè)知最高壓力感應(yīng)器通?？梢詼y(cè)知最高150cmH150cmH2 2O O 的壓力，但會(huì)因環(huán)路內(nèi)的壓力，但會(huì)因環(huán)路內(nèi)積水、分泌物堵塞等影響準(zhǔn)確性積水、分泌物堵塞等影響準(zhǔn)確性 自主呼吸和機(jī)控呼吸的壓力波形自主呼吸和機(jī)控呼吸的壓

11、力波形是不同的，但他們的組成結(jié)構(gòu)是是不同的，但他們的組成結(jié)構(gòu)是一樣的一樣的壓力波形對(duì)評(píng)估呼吸周期結(jié)構(gòu)壓力波形對(duì)評(píng)估呼吸周期結(jié)構(gòu)（呼氣相向吸氣相轉(zhuǎn)換點(diǎn)）、時(shí)（呼氣相向吸氣相轉(zhuǎn)換點(diǎn)）、時(shí)間系數(shù)及病人與呼吸機(jī)的相互作間系數(shù)及病人與呼吸機(jī)的相互作用都有幫助用都有幫助 壓力波形壓力波形 觀察壓力波形，很容易判斷病人到底是自主觀察壓力波形，很容易判斷病人到底是自主呼吸還是機(jī)控呼吸。圖呼吸還是機(jī)控呼吸。圖9 9是一個(gè)典型的自主呼是一個(gè)典型的自主呼吸壓力波形。吸壓力波形。( (未用壓力支持等輔助未用壓力支持等輔助) )壓力波形自主呼吸圖10 是一個(gè)典型的機(jī)控呼吸的壓力波形（正壓通氣）圖10 壓力波形機(jī)控呼吸

12、“膨脹壓膨脹壓”指達(dá)到一個(gè)固定潮氣量時(shí)的壓指達(dá)到一個(gè)固定潮氣量時(shí)的壓力力膨脹壓分兩個(gè)部分膨脹壓分兩個(gè)部分流速抵抗壓和肺擴(kuò)張流速抵抗壓和肺擴(kuò)張壓壓圖圖11 11 表示了機(jī)控呼吸中的一次吸氣暫停表示了機(jī)控呼吸中的一次吸氣暫停（吸氣流速結(jié)束后，肺保持膨脹的動(dòng)作）（吸氣流速結(jié)束后，肺保持膨脹的動(dòng)作）圖11 肺膨脹壓吸氣暫停圖12 壓力波形受阻力、流速、順應(yīng)性影響（固定潮氣量） Pressure= volume / compliance + flow resistance 呼吸參數(shù)與氣體運(yùn)動(dòng)方程圖13 呼氣壓基線(xiàn)抬高呼氣末正壓PEEP 為自主呼吸患者提供持續(xù)氣道正壓，圖中的低幅波動(dòng)為自主呼吸患者提供持續(xù)

13、氣道正壓，圖中的低幅波動(dòng)為自主呼吸波形。向上的壓力代表呼氣。所有呼吸周期為自主呼吸波形。向上的壓力代表呼氣。所有呼吸周期均在正壓范圍內(nèi)。均在正壓范圍內(nèi)。持續(xù)氣道正壓CPAP CPAP/PEEP的作用： o 增加肺泡內(nèi)壓和功能殘氣量，使P(A-a)O2減少，有利于氧向血液內(nèi)彌散；o 使萎陷的肺泡復(fù)張，在整個(gè)呼吸周期維持肺泡的通暢；o 對(duì)容量和血管外肺水的肺內(nèi)分布產(chǎn)生有利影響；o 改善V/Q的比例；o 增加肺順應(yīng)性，減少呼吸功。圖14 呼氣壓力抬高圖15 平均壓圖16 自主觸發(fā)的輔助通氣圖17 機(jī)控呼吸中病人努力不夠圖18 時(shí)間測(cè)算圖19 壓力測(cè)定PCV、PSV預(yù)設(shè)壓力支持水平預(yù)設(shè)壓力支持水平PE

14、EP峰流速峰流速2 5 % 峰流速峰流速時(shí)間時(shí)間吸氣時(shí)間吸氣時(shí)間壓力壓力流速流速容量容量PSV的通氣波形的通氣波形 每次通氣由患者觸發(fā)，觸發(fā)后呼吸機(jī)馬上輸送預(yù)定的正壓，通氣頻率由患者每次通氣由患者觸發(fā)，觸發(fā)后呼吸機(jī)馬上輸送預(yù)定的正壓，通氣頻率由患者自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見(jiàn)每次通自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見(jiàn)每次通氣前觸發(fā)波，觸發(fā)后壓力迅速升至平臺(tái)并維持一定時(shí)間的平臺(tái)壓以后，成指氣前觸發(fā)波，觸發(fā)后壓力迅速升至平臺(tái)并維持一定時(shí)間的平臺(tái)壓以后，成指數(shù)減至基線(xiàn)。數(shù)減至基線(xiàn)。壓力支持通氣PSVVPPSV 的的 P-V 環(huán)環(huán)圖20 容量波圖

15、21 自動(dòng)順應(yīng)性補(bǔ)償流速、壓力、容量環(huán) 下面列出的分別是機(jī)控、輔助、自主呼吸的波形環(huán)之間的區(qū)別。值得注意的是，壓力-容量環(huán)對(duì)于測(cè)定、估算呼吸功有重要的作用（做功=環(huán)的面積）。圖22 壓力-容量環(huán)（環(huán)）反映順應(yīng)性 吸氣肢成弓形變化提示吸氣阻力增高環(huán)斜率偏向縱軸提示順應(yīng)性增高，偏向橫軸提示順應(yīng)性減退。環(huán)形態(tài)受下列因素影響：吸氣流速潮氣量吸氣頻率患者肌松狀態(tài)圖23 壓力-流速環(huán) （環(huán)）圖24 流速流速-容量環(huán)容量環(huán)( F-V ( F-V 環(huán)環(huán) ) ) 臨床意義呼氣流速突然終止提示存在auto-PEEP 呼氣肢凹向橫軸提示呼出氣流受限呼氣峰流速降低提示氣道阻塞 F-V環(huán)環(huán)呈開(kāi)環(huán)狀提示回路泄漏呈開(kāi)環(huán)狀提

16、示回路泄漏.自主呼吸時(shí)曲線(xiàn)出現(xiàn)鋸齒狀改變提示回路中分泌物過(guò)多自主呼吸時(shí)曲線(xiàn)出現(xiàn)鋸齒狀改變提示回路中分泌物過(guò)多應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑后呼氣峰流速增高，呼氣肢更線(xiàn)性化應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑后呼氣峰流速增高，呼氣肢更線(xiàn)性化FlowTime氣體陷閉氣體陷閉auto-PEEP患者患者正常正常 陷閉氣量陷閉氣量 air trappingFlowVol陷閉氣量陷閉氣量不能回到基線(xiàn)不能回到基線(xiàn)陷閉氣量陷閉氣量Air leakVolTimeVolPAir leakAir leak漏氣漏氣 Air leakFlowVol不能回到基線(xiàn)不能回到基線(xiàn)c.c. 患者呼吸不同步情況減低患者呼吸不同步情況減低 到最少到最少, ,減少鎮(zhèn)靜

17、劑、肌減少鎮(zhèn)靜劑、肌 松弛劑的應(yīng)用松弛劑的應(yīng)用 參數(shù)組合構(gòu)成各種同波形參數(shù)組合構(gòu)成各種同波形壓力壓力- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)容積容積- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)流速流速- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)壓力壓力- -容積環(huán)容積環(huán)流速流速- -容積環(huán)容積環(huán)壓力壓力- -流速環(huán)流速環(huán)參數(shù)組合構(gòu)成各種同波形參數(shù)組合構(gòu)成各種同波形壓力壓力- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)容積容積- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)流速流速- -時(shí)間曲線(xiàn)時(shí)間曲線(xiàn)壓力壓力- -容積環(huán)容積環(huán)流速流速- -容積環(huán)容積環(huán)壓力壓力- -流速環(huán)流速環(huán)兩個(gè)組成部分： 吸氣波 呼氣波描述流速大小、持續(xù)時(shí)間和機(jī)控呼吸下的流速釋放方式（正壓通氣），或者病人自主呼吸下的流速大小，持續(xù)時(shí)間和流速需求。流速波圖12 壓力波形受阻力、流速、順應(yīng)性影響（固定潮氣量）預(yù)設(shè)壓力支持水平預(yù)設(shè)壓力支持水平PEEP峰流速峰流速2 5 % 峰流速峰流速時(shí)間時(shí)間吸氣時(shí)間吸氣時(shí)間壓力壓力流速流速容量容量PSV的通氣波形的通氣波形 每次通氣由患者觸發(fā)，觸發(fā)后呼吸機(jī)馬上輸送預(yù)定的正壓，通氣頻率由患者每次通氣由患者觸發(fā)，觸發(fā)后呼吸機(jī)馬上輸送預(yù)定的正壓，通氣頻率由患者自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見(jiàn)每次通自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見(jiàn)每次通氣前觸發(fā)波，觸發(fā)后壓力迅速升至平臺(tái)并維持一定時(shí)間的