機(jī)械通氣基礎(chǔ)知識

關(guān)于機(jī)械通氣基礎(chǔ)知識第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四主要內(nèi)容機(jī)械通氣相關(guān)基本概念呼吸機(jī)基本原理流速時間曲線壓力時間曲線容積-時間曲線

壓力-容積環(huán)(P-Vloop)

流速-容積曲線(F-Vcurve)

壓力-流速環(huán)(P-F環(huán))

第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四1.機(jī)械通氣的基本問題

氣道壓力氣道阻力壓力、容量、阻力和流速之間的關(guān)系呼吸力學(xué)肺順應(yīng)性呼吸功內(nèi)源性PEEP

食管內(nèi)壓力的測定氣體分布和交換第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四呼吸力學(xué)呼吸力學(xué)是機(jī)械通氣理論的重要組成部分之一，正常人胸腔內(nèi)不同位置的力學(xué)特征存在著一定的差異，這種不均一性在損傷不均勻的肺部病變中表現(xiàn)更為突出。動態(tài)呼吸力學(xué)研究壓力與流速的相互關(guān)系靜態(tài)呼吸力學(xué)研究壓力與容積的相互關(guān)系第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道壓力氣道峰壓（PIP）=氣道阻力壓+平臺壓是克服氣道阻力（非彈性阻力）和彈性阻力產(chǎn)生潮氣量所需的壓力。當(dāng)潮氣量固定時，PIP增高提示氣道阻力和（或）肺、胸廓的彈性回縮力增加。平臺壓（Ppla)=平均肺泡內(nèi)壓（Palv）=Paw+（RE-RI）*（VE/60）是在無氣流時維持肺臟充氣所需的壓力。平均氣道壓（Paw）=[（PIP-PEEP）*Ti/TOT]+PEEP（恒壓通氣）,

平均氣道壓（Paw）=[0.5*（PIP-PEEP）*Ti/TOT]+PEEP（恒流通氣）胸膜腔內(nèi)壓（Ppl）≈食管內(nèi)壓力（Pes)

第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道峰壓的影響因素吸氣流速氣道阻力潮氣量胸肺順應(yīng)性呼氣末正壓（PEEP）內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四平臺壓的影響因素潮氣量胸肺順應(yīng)性PEEP內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四平均氣道壓(Paw)數(shù)個周期中氣道壓的平均值與影響PIP的因素及吸氣時間長短有關(guān)近似于平均肺泡壓其大小與對心血管系統(tǒng)的影響直接相關(guān)第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道壓力Paw對血流動力學(xué)、氣體交換的影響更為明顯，并與氣壓傷的發(fā)生密切相關(guān)。PIP<40cmH2OPpla<35cmH2OPaw↓：調(diào)整吸氣時間（當(dāng)VT和R固定時，調(diào)節(jié)吸氣流速）、減少PEEP水平、降低呼吸阻力和通氣水平來實現(xiàn)。床旁監(jiān)測PIP、Ppla對判斷呼吸功能惡化的原因和指導(dǎo)治療具有重要臨床意義。第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道壓力容量控制通氣時的氣道壓力組成PIP跨氣道壓力開始吸氣開始呼氣平臺壓第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道壓力當(dāng)PIP↑而Ppla無改變時，提示R↑：應(yīng)檢查氣管插管阻塞、支氣管痙攣

PIP、Ppla↑，提示肺和胸壁擴(kuò)張受限，應(yīng)注意有無腹脹、肺不張、氣胸、肺水腫、ARDS及嚴(yán)重的肺炎、PEEPi、人機(jī)抵抗等

PIP↓：有無管路漏氣、過度通氣時胸內(nèi)負(fù)壓過高第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肺通氣阻力彈性(elastic)：彈性阻力（elastance）（70%）粘性(resistive)：粘滯阻力（resistance）慣性(inertial)：慣性阻力氣道阻力（30%）第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肺通氣阻力：彈性阻力彈性阻力（R）：物體對抗外力作用引起變形的力稱為R。R大者不易變形，R小者易變形。一般用順應(yīng)性（C）來度量R，C與R成反比關(guān)系，即C越大則R越小，C越小則R越大。肺彈性阻力的來源：來自肺組織本身的彈性回縮力（1/3）和肺泡內(nèi)面的液體層和氣體之間的表面張力所產(chǎn)生的回縮力（2/3），兩者均使肺具有回縮傾向，構(gòu)成了肺擴(kuò)張的彈性阻力。肺表面活性物質(zhì)的作用是降低肺泡液-氣界面的表面張力而使肺泡的回縮力減小。第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肺通氣阻力：非彈性阻力慣性阻力：是氣流在發(fā)動、變速、換向時因氣流和組織的慣性所產(chǎn)生的阻止肺通氣的力。平靜呼吸時，頻率低、氣流速度慢，慣性阻力小可忽略不計。粘滯阻力：來自呼吸時組織相對位移所發(fā)生的摩擦，也較小。氣道阻力：來自氣體流經(jīng)呼吸道時氣體分子間和氣體分子與氣道壁之間的摩擦，是非彈性阻力的主要成分，約占80-90%。非彈性阻力是在氣體流動時產(chǎn)生的，并隨流速加快而增加，故為動態(tài)阻力。第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道阻力氣道阻力是氣體在氣道中受到的阻塞程度，氣體在氣道內(nèi)流動所產(chǎn)生的磨擦力，可分為吸氣阻力和呼氣阻力。Raw＝8ηl/(πr4)吸氣阻力RI=（PIP-Ppla）/吸氣末流速呼氣阻力RE=（Ppla-PEEP）/最大呼氣流速氣管插管產(chǎn)生的阻力在總的呼吸阻力中占很大比例，與管腔內(nèi)徑關(guān)系最大，其次流速和氣管插管長度也對阻力有影響。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道阻力氣道阻力大，要保證有效的氣體交換就必須提高壓力和流速。COPD和哮喘患者：高壓力和高流速通氣時，肺泡內(nèi)壓不會有很大的升高，原因是增高的壓力主要消耗在痙攣或狹窄的氣道上，即PIP高，Ppla可能不會太高。正常人氣道阻力：1cmH2O/(L.s)，小氣道以層流為主，占總阻力的20%。大氣道以湍流為主，占總阻力的80%。第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣道阻力清醒未插管的肺氣腫和哮喘患者阻力一般在13-18cmH2O/(L.s)。7號氣管插管的阻力：8cmH2O/(L.s)8號氣管插管的阻力：5cmH2O/(L.s)氣管插管時氣道阻力相當(dāng)于中度哮喘發(fā)作第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四壓力、容量、阻力和流速之間的關(guān)系

△P=R×V（流量）流量對時間的積分就可以得到容量當(dāng)壓力固定后，阻力與流速成反比氣道阻力增加意味著呼吸功增加第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肺順應(yīng)性肺順應(yīng)性：每單位壓力變化導(dǎo)致肺容量的變化，即C=△V/△PCs（靜態(tài)）:反映肺和胸壁的彈性特征（彈性阻力），在測量時于吸氣末阻斷氣流，排除氣道阻力成分=校正的VT/平臺壓-PEEPCd（動態(tài)）：反映氣道阻力（非彈性阻力）和呼吸系統(tǒng)彈性（彈性阻力）特征，測量時有氣流存在=校正的VT/PIP-PEEP正常值Cs：50-80ml/cmH2OCd：30-40ml/cmH2O插管后降低，測定時需要充分的鎮(zhèn)靜或肌松，容控，方波第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肺順應(yīng)性臨床意義降低：意味著肺變硬，單位壓力引起的肺容積變化小，呼吸功增加。即FRC↓、限制性通氣功能障礙、低肺容積和低MV、R↑：→頑固性低氧血癥。Cs↓：肺不張、ARDS、張力性氣胸、肥胖、肺纖維化、胸廓畸形、肺水腫。

Cd：支氣管痙攣、氣管插管扭曲、氣道阻塞。增高：由于肺彈性回縮力的降低往往導(dǎo)致呼氣不完全、FRC顯著增加、阻塞性通氣功能障礙及氣體交換障礙。一般情況下，導(dǎo)致Cs變化的各種疾病多同時影響Cd產(chǎn)生同樣的變化。如肺不張時二者可同時降低，肺不張消除后可同時恢復(fù)。而僅有氣道阻力增高時（如支氣管痙攣）可出現(xiàn)只有Cd↓而Cs保持不變。單純測一次順應(yīng)性的變化無多少意義，連續(xù)觀察順應(yīng)性變化趨勢更有意義。

第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四區(qū)分肺、胸壁順應(yīng)性臨床意義CL(肺）=△V/△PLCW(胸壁）=△V/△Ppl(胸膜腔內(nèi)壓）CRS（總）=△V/△Palv(肺泡內(nèi)壓）CW影響因素：腹脹、胸水、肌張力、術(shù)后、體位、軟組織損傷，有助于尋找病因評價PEEP對血流動力學(xué)的影響：依據(jù)CL、CW在CRS中所占的比例不同，PEEP向胸膜腔所傳遞的壓力大小不同。第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四胸膜腔壓力對血流動力學(xué)指標(biāo)影響△VL（肺容積的變化）=CL(△[PEEP-Ppl])△VW（胸腔容積的變化）=CW(△Ppl）△VL=△VWCL△PEEP/（CL+CW

）=△Ppl正常人CL≈CW△Ppl≈1/2△PEEP正常人約一半的胸腔內(nèi)壓（PEEP）傳遞到胸膜腔，引起胸內(nèi)壓增高。當(dāng)肺實變肺順應(yīng)性減小時，這種傳遞比例減??；故ARDS患者加PEEP在15cmH2O以下，可不必考慮對PCWP的影響。而肺順應(yīng)性大（肺氣腫）或胸壁順應(yīng)性小時氣道內(nèi)向胸膜腔傳遞增加，較低水平的PEEP就可能干擾PCWP的判讀。第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四呼吸功（WOB）WOB=[(PIP-(0.5*Pla)/100]*VT（容控）完全控制通氣時患者的呼吸功由呼吸機(jī)完全替代部分支持通氣始終存在呼吸功增加的可能，因為呼吸機(jī)的切換過程和患者的吸氣努力存在一定的時間差，自主觸發(fā)通氣的過程往往是由患者和呼吸機(jī)共同完成的。調(diào)節(jié)影響呼吸功的參數(shù)：觸發(fā)靈敏度、最大吸氣流速、VT、PEEP,PEEPi是導(dǎo)致呼吸功增加的重要因素之一。第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）概念

在肺的彈性回縮下導(dǎo)致呼氣末肺泡內(nèi)呈正壓，稱為PEEPi。PEEPi的存在說明呼氣末肺容積未能回到正常FRC狀態(tài)，即存在動態(tài)肺過度充氣（DPH）,主要見于COPD及重癥哮喘患者。第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四PEEPi產(chǎn)生的機(jī)制—等壓點學(xué)說第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四PEEPi的影響因素呼氣阻力增加：呼出氣流受阻呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性增高通氣量過大：尤其是有嚴(yán)重氣流受阻時呼吸頻率過快導(dǎo)致呼氣時間不足呼氣氣流受限COPD患者存在彈性纖維的破壞，呼氣時小氣道關(guān)閉第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四PEEPi對機(jī)體產(chǎn)生的影響增加呼吸功：患者在觸發(fā)機(jī)械通氣時必須先克服PEEPi后才能產(chǎn)生負(fù)壓吸氣。胸內(nèi)壓增加，靜脈回心血量降低，造成低血壓和肺氣壓傷。對肺通氣的影響：導(dǎo)致呼吸肌疲勞，肺泡通氣量降低對氣體交換的影響：通氣的不均衡分布對臨床所測呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性的影響

第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四PEEPi的臨床跡象不能解釋的心動過速、低血壓患者觸發(fā)每次呼吸都非常費力患者的吸氣努力并非每次都能觸發(fā)呼吸機(jī)下一次吸氣開始時呼氣仍在進(jìn)行壓力流速圖示呼氣曲線不能回到零位第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四

PEEPi的臨床處理

降低PEEPi：COPD，哮喘延長呼氣時間：絕對延長，采用高流速通氣、支氣管擴(kuò)張劑、氣管插管內(nèi)經(jīng)、加用小于PEEPi的外源性PEEP（小于85%）；減少R。降低氣道阻力減少分鐘通氣量增加PEEPi：ARDS，肺間質(zhì)纖維化第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四PEEPi的檢查方法呼氣末阻斷氣流法：按呼氣末暫停從呼吸曲線上讀FRC以上得到肺動態(tài)過度充氣：測定吸氣末容積食管內(nèi)壓：難以常規(guī)開展第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四食管內(nèi)壓力的測定（Pes)Pes：主要反映自主呼吸時肺的力學(xué)特征，臨床主要用在平靜呼吸時計算肺順應(yīng)性、氣道阻力和PEEPi，能將肺和胸壁在整個呼吸系統(tǒng)阻抗中所起的作用區(qū)分開來。Pes近似等于胸膜腔內(nèi)壓Pes測定方法：采用食道囊管法檢測食道中下三分之一交界處附近的壓力，先將囊管送至胃內(nèi)，然后囑受試者稍用力吸鼻。囊管在胃內(nèi)時，示波器顯示為正壓。逐漸將囊管拉出，當(dāng)吸鼻時，囊管的壓力變?yōu)樨?fù)壓，提示囊管已進(jìn)入食道噴門附近，再將囊管外拉10cm左右，即為常規(guī)的定位點。第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四呼氣末正壓（PEEP）PEEP與CPAP的概念PEEP的生理學(xué)效應(yīng)COPD：減少呼吸功ARDS：使萎陷肺泡復(fù)張，減少分流，改善順應(yīng)性和V/Q比值支氣管哮喘：有爭議第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四氣體的分布和交換機(jī)械通氣時氣體在肺內(nèi)分布特點：自主呼吸：肺的下垂區(qū)域和肺周邊胸膜下部位機(jī)械通氣：肺非下垂部位和大氣道內(nèi)時間常數(shù)=阻力*順應(yīng)性：氣體克服阻力進(jìn)入肺泡及排空的速度。反應(yīng)肺組織對壓力變化的反應(yīng)速度。氣體的分布和交換影響因素

疾病病變分布的不均勻性：ARDS

正壓通氣時的吸氣方式第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四死腔通氣問題死腔通氣：無效通氣或通氣超過血流灌注解剖死腔：不參與氣體交換，約占30%肺泡死腔：通氣的肺泡不能得到灌注無法進(jìn)行氣體交換，心衰、肺栓塞機(jī)械通氣中增加死腔的情況：加溫濕化器、Y型管前端的呼吸延長管、氣管插管。第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四肺通氣的原理

直接動力：肺泡與外界環(huán)境的壓力差動力

原動力：呼吸肌的節(jié)律性運動呼吸運動：過程、形式肺內(nèi)壓：肺泡內(nèi)的壓力胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮壓

第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期四呼吸機(jī)的工作原理第36頁，共40頁，2023年，2月20日，