呼吸系統(tǒng)解剖生理與呼吸機(jī)的基本模式課件

1、呼吸系統(tǒng)解剖生理與呼吸機(jī)的基本模式中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院 關(guān)開泮一、呼吸系統(tǒng)解剖生理呼吸系統(tǒng)上呼吸道：鼻和鼻腔 過濾、濕化、加溫咽喉呼吸機(jī)(應(yīng)用氣插和氣切）:吸入呼出過濾器電子濕化器人工鼻呼吸系統(tǒng)下呼吸道：氣管支氣管終末細(xì)支氣管肺泡 (肺內(nèi)氣體交換)肺容量潮氣量(TV)補(bǔ)氣量(IRV)吸氣量(IC)補(bǔ)呼氣量(ERV)肺殘氣量(RC)功能殘氣量(FRC)肺活量(VC)肺總?cè)萘?TLC)自主呼吸的換氣過程：主動吸氣，被動呼氣吸氣呼氣自主呼吸過程:壓力和容量的變化隔肌和肋間肌收縮胸內(nèi)容積增大胸膜內(nèi)壓變負(fù)肺擴(kuò)張肺內(nèi)壓變負(fù)外界空氣流(壓)入肺中胸膜內(nèi)壓肺內(nèi)壓潮氣量吸氣時(shí)： - 胸內(nèi)Pressure - 腹

2、內(nèi)Pressure 自主呼吸中“呼吸泵”的作用自主呼吸中“呼吸泵”的作用呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的和諧工作自然進(jìn)化的結(jié)果機(jī)械(正壓)通氣與心肺對抗二、呼吸機(jī)的基本模式呼吸機(jī)基本概念什么是呼吸機(jī)？呼吸機(jī) 電子打氣筒！閉環(huán)控制系統(tǒng)(監(jiān)測-反饋控制)Vs.開環(huán)控制系統(tǒng)(送氣, 無反饋)呼吸三要素:壓力、容(流)量和時(shí)間流速-時(shí)間曲線壓力-時(shí)間曲線壓力(P )：Pressure容量(V )：Volume流速( f )：Flow時(shí)間( t )：Time吸呼比 ( I : E ) 其中： 吸氣相( I ) = 吸氣時(shí)間(Insp.)+平臺時(shí)間(Pause) 呼氣相( E ) = 呼氣時(shí)間(Exp.) 重要呼吸參

3、數(shù)壓力-時(shí)間曲線流速-時(shí)間曲線阻力壓Presi順應(yīng)性壓PcompINSP PAUSE:肺順應(yīng)性Comp. = 潮氣量VT / 順應(yīng)性壓Pcomp ml / cmH2O 氣道阻力Resi. = 阻力壓Presi / 吸氣流速Insp Flow cmH2O / l/s 平臺壓力峰值壓力(PIP)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EXP PAUSE:(End Exp Flow 0)內(nèi)源性PEEPi, Auto-PEEP 總PEEPtot吸入潮氣量內(nèi)源性PEEPi / Auto-PEEP：COPD & Asthma 空氣滯留Time (s)(L/min)

4、123456120-120Auto-PEEP的流量波形End Exp Flow 0人機(jī)對抗存在AUTO-PEEP時(shí),觸發(fā)較困難呼吸機(jī)工作三要素：觸發(fā)、限制和切換呼吸機(jī)必須通過觸發(fā)、限制和切換完成通氣過程限制（也稱氣流管理）：機(jī)器對患者的通氣過程如何進(jìn)行，呼吸機(jī)在通氣過程中，通過設(shè)置流量或壓力完成。若設(shè)置流量，壓力為變量，此時(shí)氣道壓力隨著患者胸廓和肺的呼吸動力學(xué)變化而變化。若以設(shè)置壓力完成通氣過程，則流量為變量（潮氣量），隨著氣道阻力、肺的順應(yīng)性的變化而變化。切換(又稱吸氣末轉(zhuǎn)換）呼吸機(jī)吸氣 向呼氣如何轉(zhuǎn)換)：呼吸機(jī)通過設(shè)置完成一定的容積或流量、時(shí)間、壓力后,實(shí)現(xiàn)吸氣向呼氣的轉(zhuǎn)換（二）、分類法：

5、根據(jù)觸發(fā)、限制和切換三個(gè)主要過程，由機(jī)器和病人結(jié)合來定義呼吸類型，目前主要分為四種通氣方式：控制(指令)通氣(Control Ventilation,CV)：輔助通氣(Assisted Ventilation,AV)：支持通氣(Supported Ventilation,SV)：自主呼吸(Spontaneous Breath)： 不同通氣方式與觸發(fā)、限制、切換關(guān)系的特點(diǎn)總結(jié)如下表： 通氣方式 觸發(fā)變量（病人用力或機(jī)械定時(shí)） 限制（吸氣流管理：流量或壓力） 切換變量（容量、流量或時(shí)間） 控制輔助支持自主 機(jī)器病人病人病人 機(jī)器機(jī)器機(jī)器?病人機(jī)器機(jī)器病人?病人 控制(指令)通氣(Control V

6、entilation,CV)（一） 從呼吸機(jī)的觸發(fā)、通氣過程的完成到吸呼的轉(zhuǎn)換均由呼吸機(jī)完成。控制呼吸方式： 容量控制方式(V-CV):Volume Control 壓力控制方式(P-CV): Pressure Control控制(指令)通氣(Control Ventilation,CV)（二）參數(shù)設(shè)置：呼吸機(jī)根據(jù)臨床醫(yī)生的設(shè)定參數(shù)供氣：潮氣量或壓力流速和流速波形，或吸氣時(shí)間呼吸頻率V-CV方式: VT、Peak Flow(I:E or Ti) 、 RR P-CV方式: Pinsp、 I:E or Ti 、 RR 臨床應(yīng)用：病人基本沒有自主呼吸 輔助通氣(Assisted Ventilatio

7、n,AV)（一）除呼吸機(jī)的觸發(fā)是由患者完成外，其余的過程均由呼吸機(jī)完成。參數(shù)設(shè)置：呼吸機(jī)根據(jù)臨床醫(yī)生的設(shè)定參數(shù)供氣：潮氣量或壓力流速和流速波形，或吸氣時(shí)間呼吸頻率觸發(fā)靈敏度（Sensitivity)V-CV方式: VT、Peak Flow(I:E or Ti) 、 RR P-CV方式: Pinsp、 I:E or Ti 、 RR 二者均屬于強(qiáng)制通氣臨床應(yīng)用：病人自主呼吸較弱輔助/控制模式(A/C):機(jī)控呼吸 (一)臨床應(yīng)用：病人基本沒有自主呼吸或自主呼吸很弱的病人當(dāng)自主呼吸頻率設(shè)置的RR時(shí)-以C-MODE工作， 當(dāng)自主呼吸頻率設(shè)置的RR時(shí)-以A-MODE工作呼吸機(jī)根據(jù)臨床醫(yī)生的設(shè)定參數(shù)供氣：潮

8、氣量或壓力流速和流速波形，或吸氣時(shí)間呼吸頻率觸發(fā)靈敏度由機(jī)器啟動，也可由病人同步觸發(fā)啟動通氣TimePressure優(yōu)點(diǎn)可提供完全的通氣支持可控制呼吸頻率缺點(diǎn)設(shè)置值有時(shí)可能不能滿足病人的通氣需求需檢查血?dú)庵笜?biāo)等當(dāng)輔助呼吸增加時(shí)，分鐘通氣量可能會增加可引起過度通氣需設(shè)定高呼吸頻率、潮氣量和分鐘通氣量上限報(bào)警輔助/控制模式(A/C) :機(jī)控呼吸(二) 輔助通氣(Assisted Ventilation,AV)（二） :同步間隙指令通氣 (SIMV)（也稱半自主型）臨床應(yīng)用：病人有一定頻率的自主呼吸由呼吸機(jī)強(qiáng)制通氣和自主呼吸組合而成強(qiáng)制通氣是由機(jī)器啟動(IMV-非同步性)或病人觸發(fā)(SIMV -同步

9、性)，強(qiáng)制頻率由RR決定。在自主呼吸時(shí)，病人決定潮氣量和呼吸頻率TimePressure病人觸發(fā)的強(qiáng)制通氣病人觸發(fā)自主呼吸機(jī)器啟動的強(qiáng)制通氣壓力-時(shí)間曲線流量-時(shí)間曲線半自主型: 同步間隙指令通氣(SIMV) 強(qiáng)制呼吸 + 自主呼吸強(qiáng)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)同步間隙指令通氣(SIMV)缺點(diǎn)如果設(shè)定頻率或潮氣量太低，對病人的支持就會不足優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)同步呼吸可改善病人的舒適性可減少病人和呼吸機(jī)之間的對抗相比A/C模式，可減少過度通氣的發(fā)生控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control壓力-時(shí)間曲線流量-時(shí)間曲線吸氣流速波形：1.方波

10、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(shè)定: 7-10ml/1kg , 從低潮氣量開始設(shè)定：潮氣量、吸氣流速和波形、 呼吸頻率壓力：隨病人順應(yīng)性和氣道阻力變化優(yōu)點(diǎn)醫(yī)生可控制潮氣量、呼吸頻率，以滿足病人通氣需求缺點(diǎn)吸氣峰壓可能會很高(特別是氣道阻力較大時(shí)), 容易引起氣壓傷和心肺對抗控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control控制呼吸壓力控制(PCV): Pressure Control設(shè)定：吸氣壓力、吸氣時(shí)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(yīng)性變化壓力-時(shí)間曲線流量-時(shí)間曲線監(jiān)測潮氣量是否滿足病人需

11、求:根據(jù)病人理想公斤體重(IBW)7-10ml/1kg 優(yōu)點(diǎn)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(fù)改善氣體分布缺點(diǎn)當(dāng)病人順應(yīng)性發(fā)生變化時(shí)，潮氣量隨著改變 (如 ARDS、肺水腫病人)如吸氣時(shí)間延長, 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 Control新觀點(diǎn)：壓力上升時(shí)間40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE使吸氣流速的上升符合病人的需求范圍 1 - 100% (默認(rèn)值 50%)高氣道阻力: 較緩的壓力上升時(shí)間Gas

12、 flow is greatest where resistance is low, hence overinflation of normal lung units. V/QPvCO2 = 46 mmHgPvO2 = 40 mmHgPaO2 = 70 mmHgPaCO2 = 45 mmHgPaCO2 = 43 mmHgPaO2 = 60 mmHg支持通氣(Supported Ventilation,SV)：患者觸發(fā)呼吸機(jī)，通氣過程由機(jī)器協(xié)同患者完成，吸呼轉(zhuǎn)換由患者自主完成；壓力支持(PSV): Pressure Support壓力-時(shí)間曲線流量-時(shí)間曲線1. 由病人觸發(fā)呼吸: 壓力觸發(fā)，流速

13、觸發(fā)2. 吸氣壓力固定 根據(jù)病人情況設(shè)定3. 呼氣靈敏度(PB840&760及伽利略可調(diào))： 流速為峰值流速的25%時(shí)由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣吸氣流速: 遞減波機(jī)器及病人共同決定峰流速和潮氣量病人決定呼吸頻率、吸氣時(shí)間 壓力支持(PSV): Pressure Support當(dāng)病人流速降到峰值流速百分比時(shí)，壓力支持通氣被終止 “呼氣靈敏度”定義了在終止呼吸機(jī)送氣時(shí)預(yù)計(jì)達(dá)到的吸氣流量峰值百分比40PCIRCcmH2OINSPLminEXP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610PS Termination Criteria新觀點(diǎn):呼氣靈敏度 Esens呼氣靈敏度

14、 Esens若泄漏超過機(jī)設(shè)的Esens，呼吸機(jī)無法判斷病人已停止吸氣而繼續(xù)送氣，將導(dǎo)致呼吸機(jī)對抗病人的呼氣作功，使呼吸機(jī)與病人的呼吸不同步如果吸入氣量被過早終止，這會減少潮氣量，或在呼吸機(jī)停止送氣后患者仍存在自主吸氣時(shí)，增加了吸氣肌肉負(fù)荷40% (Set)25% (Set)35% (Leak Rate)Flow呼氣靈敏度 Esens與呼氣WOBPRESSURE醫(yī)生可根據(jù)病人的情況調(diào)節(jié)Esens，使之符合病人內(nèi)在的吸氣相，可改善病人和呼吸機(jī)之間的同步性FLOWPS overshoots targetEsens fixed 25%Esens adjusted to 50%NormalProblem

15、 resolved0100015低的PSV設(shè)定值 5 - 10 cm H2O PSV可減少病人克服氣管插管和人工氣道的阻力所作的功可作為脫管的最后支持水平高的PSV設(shè)定值(一般30 cm H2O) PS 可增加自主呼吸的吸氣作功能力，最高可達(dá) 10 ml/kg的潮氣量可滿足病人幾乎總的通氣要求壓力支持(PSV): Pressure Support優(yōu)點(diǎn)流量觸發(fā),靈敏快速病人控制呼吸頻率、吸氣時(shí)間和整個(gè)呼吸過程潮氣量由病人及呼吸機(jī)共同控制克服吸氣流速通過氣管插管和人工氣道時(shí)的阻力病人感到舒適可減少人機(jī)對抗缺點(diǎn)如果病人狀況改變時(shí)，由于呼吸機(jī)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(yīng)性、阻力的

16、變化病人疲勞,自主呼吸的減弱壓力支持(PSV): Pressure Support病人的評估值監(jiān)測呼出潮氣量(7-10ml/1kg)或呼出分鐘通氣量監(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壓力支持(PSV): Pressure Support自主呼吸(Spontaneous)臨床應(yīng)用：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(qū)動力恒定的正壓(PEEP)可用于整個(gè)自主呼吸過程中連續(xù)氣道正壓(CPAP)：可看作一種特殊的自主通氣模式部分呼吸專家把PSV為自主通氣模式可減少呼吸作功(WOB)潮氣量和呼吸頻率由病人自己決定通常是拔管前最后的通氣模式10 cm H2

17、O PEEPTime自主呼吸(Spontaneous)自主呼吸: CPAP(持續(xù)氣道正壓呼吸)壓力-時(shí)間曲線流量-時(shí)間曲線自主呼吸: CPAP(持續(xù)氣道正壓呼吸)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(fù)原擴(kuò)張已打開的肺泡使肺泡分布至肺毛細(xì)血管周圍空間可用于所有呼吸模式5 cm H2O PEEPPEEP / CPAP優(yōu)點(diǎn)：預(yù)防和/或改善肺不張改善氧合潛在的副作用：由于胸廓內(nèi)正壓的增加，使病人的心輸出量降低氣壓傷增加顱內(nèi)壓40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812

18、s2610UNFREEZE目前流行的組合MODE:SIMV + PSV強(qiáng)制呼吸:容量控制方式(VCV)或壓力控制方式(PCV)自主呼吸:加壓力支持(PSV)同步觸發(fā)方式壓力觸發(fā)(Press.Trigger)流速觸發(fā)(Flow Trigger)觸發(fā)靈敏度觸發(fā)靈敏度：病人的努力程度達(dá)到觸發(fā)靈敏度時(shí)，呼吸機(jī)將觸發(fā)供氣觸發(fā)可選擇壓力或流速觸發(fā)壓力觸發(fā)病人橫隔收縮，開始吸氣動作病人作功使呼吸機(jī)回路系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓 (封閉回路) X X壓力觸發(fā)當(dāng)壓力下降至醫(yī)生所設(shè)定的靈敏度時(shí)，呼吸機(jī)將觸發(fā)呼吸從病人吸氣作功到呼吸機(jī)觸發(fā)呼吸之間，有短暫的延遲時(shí)間如存在AUTO-PEEP,觸發(fā)較困難 (須克服AUTO-PEEP

19、,使觸發(fā)延遲時(shí)間延長)BaselinePatient effort TriggerPressure壓力觸發(fā)壓力觸發(fā)靈敏度設(shè)定在 -2 cm H2O圖中，前二次病人作功達(dá)到壓力靈敏度；呼吸機(jī)觸發(fā)呼吸通氣第三次病人沒有達(dá)到靈敏度；呼吸機(jī)不能觸發(fā)通氣-2 cm H2O流速觸發(fā)呼氣末，呼吸機(jī)提供一個(gè)低水平的連續(xù)氣流進(jìn)入病人呼吸回路 (開放系統(tǒng))Delivered flowReturned flowNo patient effortBase Flow無觸發(fā): 吸入端流速 = 呼出端流速流速觸發(fā)病人橫隔收縮，吸氣作功開始當(dāng)病人開始吸氣，一些連續(xù)氣流轉(zhuǎn)移至病人處，呼吸機(jī)將觸發(fā)呼吸Delivered flow

20、Less flow returned病人觸發(fā): 吸入端流速 - 呼出端流速觸發(fā)靈敏度流速觸發(fā)低水平的流速滿足了病人觸發(fā)呼吸所作的功，有效地降低病人觸發(fā)呼吸機(jī)工作所作的呼吸功可用于有AUTO-PEEP(COPD和哮喘)的病人可減少病人作功和呼吸機(jī)供氣之間的時(shí)間延遲；與壓力觸發(fā)相比，可改善呼吸機(jī)的反應(yīng)時(shí)間克服氣道漏氣(設(shè)置超過漏氣的觸發(fā)靈敏度)可減少胸部手術(shù)病人傷口疼痛 All inspiratory efforts recognizedTimePressure呼吸機(jī)監(jiān)測一次呼吸開始到另一次呼吸開始的時(shí)間 如果這個(gè)時(shí)間超過了操作者設(shè)定的窒息通氣間隔時(shí)間，窒息通氣開始按照預(yù)設(shè)值工作 當(dāng)呼吸機(jī)監(jiān)測到病

21、人有二次連續(xù)的自主呼吸，窒息通氣自動停止窒息通氣雙向轉(zhuǎn)換 (Apnea Ventilation)CMVIPPVSIMVMMVBIPAPCPAPSPONTPCVVCVAPRVPLVPSASBILVPRVCVAPSPAV各種新模式？“賣點(diǎn)”？“商業(yè)炒作”？Auto ModeAutoFlowPPSVS壓力目標(biāo)模式（如PCV、PAV、PC-SIMV、PSV、CPAP、BIPAP 、ASV等）容積目標(biāo)模式（VCV、VAV、SIMV、MMV等）壓力、容積二者結(jié)合模式（PRVCV、VSV、VAPSV 等）其他模式（APRV、auto-mode、PAV）基本呼吸模式的理解和應(yīng)用最為關(guān)鍵！控制(指令)通氣(Control Ventilation,CV)：輔助通氣(Assisted Ventilation,AV)：支持通氣(Supported