齊魯醫(yī)學呼吸生理與呼吸機

1、海南省中醫(yī)院 重癥醫(yī)學科 洪瑋華 呼吸生理 與 呼吸機基礎一、呼吸生理呼吸系統(tǒng)解剖與功能肺容量的幾個概念廣義的呼吸自主呼吸的過程呼吸過程與血液循環(huán)二、呼吸機基礎 1、機械通氣的目標 2、呼吸機參數(shù)的認識 3、呼吸機的基本模式呼吸系統(tǒng)解剖上呼吸道：1、鼻和鼻腔 過濾、濕化、 加溫2、咽3、喉呼 吸 生 理32021/7/27 星期二鼻、鼻腔與呼吸機回路濕化、加溫粘液腺 濕潤毛細血管 加溫纖毛 除塵自然呼吸過濾呼 吸 生 理42021/7/27 星期二下呼吸道：1、氣管2、支氣管3、終末細支氣管4、肺泡 (肺內氣體交換)呼 吸 生 理52021/7/27 星期二呼吸系統(tǒng)功能肺通氣肺換氣呼 吸 生

2、理62021/7/27 星期二呼 吸 生 理肺容量的幾個概念4V4C72021/7/27 星期二呼 吸 生 理82021/7/27 星期二1、吸入潮氣量、呼出潮氣量2、補氣量(IRV)：平靜吸氣后所能吸入的最大氣量 正常成人約2500-2600毫升3、吸氣量(IC)：平靜呼氣后能吸入的最大氣量 IC=TV+IRV4、補呼氣量(ERV)：平靜呼氣后所能呼出的最大氣量5、肺殘氣量(RC)：最大呼氣后肺內殘留的氣量6、肺活量(VC)的臨床意義： 評價呼吸儲備對脫機的評價和預后呼 吸 生 理92021/7/27 星期二7、功能殘氣量（FRC）的臨床意義：1）生理上起著穩(wěn)定肺泡氣體分壓的緩沖作用，減少了

3、通氣間 隙時對肺泡內氣體交換的影響；2）FRC減少，呼氣末肺泡將縮小或塌陷并產生靜-動脈血分流3）FRC增加，提示肺泡擴張，總的肺泡表面積相對減少，有 效氣體交換相對減少（肺泡水腫時則相對增加）機械通氣：PEEP 增加功能殘氣量呼 吸 生 理102021/7/27 星期二PvCO2 = 55 mmHgPvO2 = 40 mmHgPaO2 =80 mmHgPaCO2 = 32mmHgPaCO2 = 48 mmHgPaO2 = 90 mmHgPvO2 = 40 mmHgPvO2 = 40 mmHgPvCO2 = 55 mmHgPvCO2 = 55 mmHgPaO2 = 60 mmHgPaCO2 =

4、 40 mmHg呼 吸 生 理肺泡病變112021/7/27 星期二CO2CO2O2 CO2O2廣義的呼吸呼 吸 生 理122021/7/27 星期二自主呼吸的換氣過程及壓力和容量的變化隔肌和肋間肌收縮胸內容積增大胸膜內壓變負肺擴張肺內壓變負外界空氣流(壓)入肺中呼 吸 生 理132021/7/27 星期二呼吸過程與血液循環(huán)肺內壓肺內壓減小，靜脈血回心阻力減小，回心血常量增多，CO增加，有效循環(huán)血流量相對增加隔肌和肋間肌收縮胸內容積增大胸膜內壓變負肺擴張肺內壓變負外界空氣流(壓)入肺中肺順應力回縮胸內容積減小胸膜內壓變正肺縮小肺內壓變正肺中氣流(壓)出外界吸氣呼氣肺內壓增大，靜脈血回心阻力增加

5、，回心血常量減少，CO減小，有效循環(huán)血流量相對減少呼 吸 生 理142021/7/27 星期二機械通氣與血液循環(huán)自主呼吸 vs. 正壓通氣 Pressure壓力Volume容量 I E I E 自主呼吸 正壓通氣呼 吸 生 理機械(正壓)通氣與心肺對抗吸氣時： - 胸內Pressure - 腹內Pressure 自然進程的破壞：“呼吸泵”作用的喪失 回心血量降低 心排量CO 低血壓,組織灌注減少152021/7/27 星期二機械通氣的目標呼吸機基礎CLINICAL 臨床目標：1. Reverse hypoxemia 改善低血氧癥2. Reverse respiratory acidosis 改

6、善呼吸性酸毒癥3. Relieve respiratory distress 減輕呼吸窘迫4. Prevent or reverse atelectasis 預防和改善肺不張5. Reverse respiratory muscle fatigue 改善呼吸肌肉疲勞 PRIMARY前 提：Avoid Iatrogenic Lung Injury避免醫(yī)源性肺損傷162021/7/27 星期二以病人為中心的呼吸策略呼吸機基礎目標:以病人為中心的呼吸策略 前提：防止機械正壓通氣的副作用:壓力傷和容量傷心肺對抗其他并發(fā)癥，如過度通氣等設置：根據(jù)病人的病理生理狀況調節(jié)呼吸機的參數(shù)172021/7/27

7、星期二以病人為中心的呼吸策略呼吸機基礎阻塞型呼吸障礙 (氣道阻力)哮喘支氣管炎肺氣腫煙霧吸入過小的插管限制型呼吸障礙 (肺順應性)ARDS肺炎充血性心衰CHF氣胸其他限制型神經肌肉障礙腹部擴張胸壁畸形182021/7/27 星期二呼吸機參數(shù)的認識呼吸機基礎以PB840呼吸機為例1、病人監(jiān)測屏2、報警參數(shù)設定屏3、主設定欄192021/7/27 星期二當前周期模式：A輔助；C控制；S自主實測氣道峰壓：（防止氣壓傷）實測氣道平均壓：（利于氧合水平提高，影響回新血量）呼氣末正壓：（影響功能殘氣量）實測吸呼比：（臨床意義不大）實測呼吸頻率：（衡量病人自主呼吸次數(shù)）實測呼出潮氣量：（評價真正進入肺的氣量

8、）實測總分鐘通氣量：（衡量供氣水平）波形窗口鍵更多實測參數(shù)鍵報警日志窗口鍵更多活動報警信息更多菜單窗口鍵病人監(jiān)測屏202021/7/27 星期二212021/7/27 星期二波形圖所有呼吸波形都是彩色的 控制的吸氣波形是綠色的呼氣是黃色 自主呼吸的吸氣波形是橙色40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE222021/7/27 星期二氣道峰壓報警：（防止氣壓傷，一旦檢測到氣道壓高于設定值，將打開呼吸閥減壓）呼吸頻率報警：（防止病人發(fā)生淺快呼吸）總分鐘通氣量報警：（分別設高

9、低限，黑色部分是按IBW推算的正常值范圍）控制通氣潮氣量報警：（防止容積傷，分別設定高低限，黑色部分是按IBW推算的正常值范圍）自主通氣潮氣量報警：（防止容積傷，分別設定高低限，高限與VTE MAND聯(lián)動，低限可設置更低）報警參數(shù)設定屏232021/7/27 星期二同一病人：（將自動調入上一設定參數(shù)）新病人：（需重新設定病人的IBW和模式、參數(shù)等值）進行短自檢：（校準傳感器和人工氣道的特性數(shù)據(jù)，讓呼吸機 自動補償容量和壓力的損失）主設定欄242021/7/27 星期二呼吸模式呼吸模式：輔助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV)半自主型: 同步間歇指令呼吸SIMV自主型(Sp

10、ontaneous)控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 壓力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持續(xù)正壓呼吸 : CPAP 壓力支持(PSV): Pressure Support252021/7/27 星期二A/C（機控）SIMV(半自主)SPONT(自主)VCV：容量控制PCV：壓力控制PSV：壓力支持CPAP：持續(xù)氣道正壓呼吸模式和呼吸方式控制和自主的結合262021/7/27 星期二A/CSIMVSPONT（窒息后備）VCV：Vt、f、flow、Tplat、波形PCV：Pi、f、Ti / I:E、梯度PSV：PS、梯度

11、、EsensCPAP：PS0、梯度、Esens呼吸模式和呼吸方式總結控制和自主的結合：VCV+PSV、PCV+PSV、VCV/PCVCPAP（壓力隨病人順應性和氣道阻力變化）（潮氣量隨病人順應性變化）（PS壓力支持恒定，VS潮氣量恒定）272021/7/27 星期二呼吸機監(jiān)測一次呼吸開始到下一次呼吸開始的時間 如果這個時間超過了操作者設定的窒息通氣間隔時間(默認值：20秒)，窒息通氣開始按照預設值（壓力控制或容量控制方式）工作 當呼吸機監(jiān)測到病人有二次連續(xù)的自主呼吸，窒息通氣自動停止，按原模式通氣窒息通氣雙向轉換 (Apnea Ventilation)282021/7/27 星期二呼吸三要素:

12、壓力、容(流)量和時間呼吸機基礎流速-時間曲線壓力-時間曲線壓力(P )：Pressure容量(V )：Volume流速( f )：Flow時間( t )：Time吸呼比 ( I : E ): 其中： 吸氣相( I ) = 吸氣時間(Insp.)+平臺時間(Pause) 呼氣相( E ) = 呼氣時間(Exp.) 正比通氣、反比通氣屏氣：氣體擴散肺內交換292021/7/27 星期二壓力-時間曲線流速-時間曲線平臺壓力:氣體均勻擴散后峰值壓力(PIP)潛在危害：氣壓傷、心肺對抗呼氣末壓力(PEEP)吸氣流速呼氣末流速呼出潮氣量密閉系統(tǒng)：吸入潮氣量=呼出潮氣量阻力壓Presi順應性壓Pcomp

13、INSP PAUSE:肺順應性Comp. = 潮氣量VT / 順應性壓Pcomp ml / cmH2O 氣道阻力Resi. = 阻力壓Presi / 吸氣流速Insp Flow cmH2O / l / min EXP PAUSE:(End Exp Flow 0)內源性PEEPi, Auto-PEEP 總PEEPtot吸入潮氣量302021/7/27 星期二順應性代表彈性物體的擴張性,定義為容量改變與壓力改變的比值。 C=V/PC的倒數(shù)（1/C）則為彈性阻力。高順應性低順應性高順應性/低彈性阻力低順應性/高彈性阻力相同的壓強彈性阻力/順應性312021/7/27 星期二臨床應用：病人基本沒有自主

14、呼吸呼吸機根據(jù)臨床醫(yī)生的設定參數(shù)供氣由機器啟動（控制），也可由病人同步觸發(fā)通氣（輔助）輔助Pressure 機械通氣的呼吸模式輔助/控制模式（A/C）潮氣量吸氣壓力峰值流量吸氣時間呼吸頻率呼吸頻率流量波形壓力上升時間控制322021/7/27 星期二優(yōu)點可提供完全的通氣支持可控制呼吸頻率缺點設置值有時可能不能滿足病人的通氣需求需檢查血氣指標(PO2、PCO2)當輔助呼吸增加時，分鐘通氣量可能會增加可引起過度通氣需設定高呼吸頻率、潮氣量和分鐘通氣量上限報警輔助/控制模式(A/C) :機控呼吸 332021/7/27 星期二控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control壓力-時間曲線流量

15、-時間曲線吸氣流速波形：1.方波2.智能容量遞減波 降低峰值壓力 減少氣壓傷和 心肺對抗潮氣量固定按病人理想公斤體重(IBW)設定: 7-10ml/kg , 從低潮氣量開始(肺保護性通氣)設定：潮氣量、吸氣流速和波形、 呼吸頻率壓力：隨病人順應性和氣道阻力變化342021/7/27 星期二優(yōu)點醫(yī)生可控制潮氣量、呼吸頻率，以滿足病人通氣需求缺點吸氣峰壓可能會很高(特別是氣道阻力較大時), 容易引起氣壓傷和心肺對抗控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control352021/7/27 星期二設定呼吸頻率：（盡量保持病人的自主呼吸，防止吸氣肌萎縮）設定吸氣平臺時間：（吸氣后屏氣，能增加氣體在

16、肺內的擴散，從而增加氧合改善肺內分流）設定潮氣量：（肺保護通氣策略，68ml/IBW）設定吸氣峰流量：（設置需根據(jù)病人個體情況設定，防止初流速失調；數(shù)值越大吸氣時間越短，吸呼比越?。┰O定送氣波形：（可選方波或遞減波，遞減波更符合生理，有利于氣體在肺內擴散；使用遞減波時可適度提高吸氣峰流量）設定觸發(fā)靈敏度：（默認值：新生兒1L/min；兒童2L/min ； 3L/min成人。如管道漏氣嚴重要適當提高數(shù)值，避免誤觸發(fā)）設定氧濃度：設定呼氣末氣道正壓：（注意PEEP對回心血量的影響，可通過P/V環(huán)低拐點幫助確定）、關鍵是設定，按肺保護通氣策略初設，根據(jù)血氣結果調整；、吸氣峰流量設定數(shù)值決定了病人吸氣

17、早期是否能得到充足的氣量，因此對改善人機對抗有幫助；、波形的選擇可改善峰壓和氣體在肺內的分布；、需設定好峰壓報警值，防止氣壓傷；、密切觀測呼出潮氣量與設定值得差，如是帶氣囊插管通氣，兩者相差超過，提示人工氣道漏氣較嚴重；VCV362021/7/27 星期二控制呼吸壓力控制(PCV): Pressure Control設定：吸氣壓力、吸氣時間、呼吸頻率流速波形：遞減波，隨氣道阻力而變化潮氣量：隨病人順應性變化壓力-時間曲線流量-時間曲線監(jiān)測潮氣量是否滿足病人需求:根據(jù)病人理想公斤體重(IBW)7-10ml/1kg 372021/7/27 星期二優(yōu)點可減少氣壓傷的發(fā)生率可使塌陷或過度膨脹的肺泡恢復

18、改善氣體分布缺點當病人順應性發(fā)生變化時，潮氣量隨著改變 (如 ARDS、肺水腫病人)如吸氣時間延長(適當?shù)奈鼩鈺r間延長以保證潮氣量), 病人可能需要使用鎮(zhèn)靜劑或麻醉劑控制呼吸壓力控制(PCV): Pressure Control382021/7/27 星期二吸氣時間鎖定：（ALI/ARDS病人保證吸氣時間）吸呼比鎖定：（可大致鎖定氣道平均壓）呼氣時間鎖定：（COPD病人保證呼氣時間，不形成內源性PEEP，可在VCV方波通氣下，按吸氣暫停測得C和R，從而得到病人時間常數(shù)RXC，推算病人最短的呼吸時間值）吸氣時間 吸呼比呼氣時間呼吸周期、一般而言，優(yōu)于：氣道壓受嚴密限制；吸氣流量波形為遞減波，有利

19、于氣體在肺內均布， 更符合生理；與VCV比較而言如人工氣道漏氣較嚴重，PCV較VCV更能保證病人得到充足的潮氣量；故無囊插管通氣應用 PCV更優(yōu)。、的關鍵是吸氣壓力和吸氣時間的設定；）的設定：通過先進性得到平臺壓，此時的壓差即為推進規(guī)定潮氣量的最低壓力差（）；）的設定：先根據(jù)一般經驗值設定吸氣時間，觀察Flow-Time流量時間波形，綠色吸氣段剛好回落到基線， 表示該吸氣時間為最短吸氣時間；、FAP壓力上升百份比定義了吸氣早期壓力從PEEP升高至Pi的快慢；默認正常值為50%；數(shù)值越小，上升速度越慢； 一般小孩、老年人應適度下調；可通過P-T壓力時間曲線，綠色短早期是否有過沖（超射）判斷設置是

20、否合理；、需設定好潮氣量 高低限報警值，防止容積傷和潮氣量不足；、可利用840提供的時間條，幫助優(yōu)化設定Ti和Te。吸氣時間：（與病人吸氣時間匹配）吸氣壓力：（PEEP以上的壓差值，決定潮氣量）FAP壓力上升百份比：（與病人吸氣初流量需求匹配）PCV392021/7/27 星期二半自主型:同步間隙指令通氣 (SIMV)臨床應用：病人有一定頻率的自主呼吸由呼吸機強制通氣和自主呼吸組合而成強制通氣是由機器啟動(IMV)或病人觸發(fā)(SIMV)在自主呼吸時，病人決定潮氣量和呼吸頻率TimePressure病人觸發(fā)的強制通氣(A)病人觸發(fā)病人觸發(fā)的自主通氣(S)機器啟動的強制通氣(C)402021/7/

21、27 星期二半自主型:同步間隙指令通氣(SIMV)優(yōu)點同步呼吸可改善病人的舒適性可減少病人和呼吸機之間的對抗相比A/C模式，可減少過度通氣的發(fā)生缺點如果設定頻率或潮氣量太低，對病人的支持就會不足412021/7/27 星期二、SIMV為分時形式的A/C和SPONT的結合，故是一萬能模式。、可根據(jù)上述VCV，PCV，PSV的設定，分別作A/C和SPONT兩部分的設定；、通過判斷總分鐘通氣量和自主分鐘通氣量的數(shù)值來輔助判斷兩部分的工作分擔比例；然后根據(jù)臨床要求作相應調整；、一般而言SIMV的同步性要優(yōu)于A/C；如出現(xiàn)嚴重的不同步可嘗試使用Bilevel。SIMV422021/7/27 星期二壓力-

22、時間曲線流量-時間曲線半自主型組合: 同步間隙指令通氣(SIMV) 強制呼吸 + 自主呼吸強制呼吸:容量控制方式(VCV)或壓力控制方式(PCV)自主呼吸:無壓力支持(PSV)432021/7/27 星期二40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE半自主型組合: 同步間隙指令通氣(SIMV) 強制呼吸 + 自主呼吸強制呼吸:容量控制方式(VCV)或壓力控制方式(PCV)自主呼吸:可加壓力支持(PSV)442021/7/27 星期二自主型(Spontaneous)臨床應用

23、：病人有足夠的自主呼吸頻率定義要求有主動的自主呼吸驅動力連續(xù)氣道正壓(CPAP)：恒定的正壓(PEEP)作用于整個自主呼吸過程中可提供或不提供吸氣支持(PSV)452021/7/27 星期二可減少呼吸作功(WOB)潮氣量和呼吸頻率由病人自己決定通常是脫機前最后的通氣模式10 cm H2O PEEPTime自主型(Spontaneous)462021/7/27 星期二優(yōu)點病人控制呼吸頻率、潮氣量和整個呼吸過程克服吸氣流速通過氣管插管和人工氣道時的阻力病人感到舒適可減少人機對抗缺點如果病人狀況改變時，由于呼吸機保持恒定的支持水平，可能會發(fā)生通氣支持不足病人順應性、阻力的變化病人疲勞,自主呼吸的減弱

24、自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support472021/7/27 星期二病人的評估值監(jiān)測呼出潮氣量(7-10ml/1kg)監(jiān)測是否有呼吸頻率的降低 PSV的適用人群有完整呼吸中樞的自主呼吸病人自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support482021/7/27 星期二自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support壓力-時間曲線流量-時間曲線1. 由病人觸發(fā)呼吸: 壓力觸發(fā)，流速觸發(fā)2. 吸氣壓力固定 根據(jù)病人情況設定3. 呼氣靈敏度(PB840&760可調)： 送氣流速為峰值流速的25%時 由吸氣轉為呼氣吸氣流速: 遞減波病人決定呼吸頻率、峰

25、流速 吸氣時間和潮氣量492021/7/27 星期二設定氧濃度：設定呼氣末氣道正壓：（注意PEEP對回心血量的影響，可通過P/V環(huán)低拐點幫助確定）設定觸發(fā)靈敏度：（默認值：新生兒1L/min；兒童2L/min ； 3L/min成人。如管道漏氣嚴重要適當提高數(shù)值，避免誤觸發(fā)）設定支持壓力：（支持壓力的高低，決定每口自主呼吸時呼吸機幫助病人吸入氣體的力量大小。一般高于8cmH2O，潮氣量主要呼吸機完成 ）設定呼氣靈敏度：（其定義為當吸氣氣流的流量下降到設定值以下時，呼吸機認為病人吸氣已經完成，從而由吸氣相切換為呼氣相。因此，數(shù)值越小，吸氣時間越長；反之，越短）、一般而言，S的應用要求病人有穩(wěn)定的呼

26、吸節(jié)律；病人的呼吸肌有一定的強度和耐力。、S的關鍵是Esens 的設定和Vsens的設定，）Esens的設定：默認值為25% ，通過觀察P-T波形和病人情況來判斷吸呼切換設定與病人自身需求是否合拍。如設置值 過低，波形綠色段在末端可能會出現(xiàn)壓力的不正常上升（超射）提示病人已經在呼氣，但呼吸機仍在送氣；如末端或 呼氣初期出現(xiàn)壓力下降 ，表示吸氣時間不足，病人主動補吸氣；）Vsens的設定：默認值：新生兒1L/min；兒童2L/min ； 3L/min成人。如管道漏氣嚴重要適當提高數(shù)值，避免誤觸發(fā)；、FAP壓力上升百份比定義了吸氣早期壓力從PEEP升高至Ps的快慢；默認正常值為50%；數(shù)值越小，上升速度越慢； 一般小孩、老年人應適度下調；可通過P-T壓力時間曲線，綠色短早期是否有過沖（超射）判斷設置是否合理；、需設定好潮氣量高低限報警值，防止容積傷和潮氣量不足；PSV502021/7/27 星期二自主呼吸: CPAP(持續(xù)氣道正壓呼吸)壓力-時間曲線流量-時間曲線吸氣觸發(fā)靈敏度呼氣靈敏度512021/7/27 星期二PEEP(呼氣末端正壓)增加功能殘氣量(FRC),并可改善氧合使塌陷的肺泡復原擴張已打開的肺泡使肺泡分布至肺毛細血管周圍空間可用于所有呼吸模式5 cm H2O PEEP522021/7/27 星期二PEEP / CPAP優(yōu)點：預防和/或改善肺不張改