呼吸機參數物理特性和調節(jié)講稿

呼吸機參數物理特性和調節(jié)講稿第一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五機械通氣的生理概述1.機械通氣基本概念；2.流量、容量、壓力波形；3.呼吸系統(tǒng)順應性和阻力；4.呼吸功；5.向量環(huán)；6.P0.1；7.偏流；8.PCV、PSV的上升斜率和呼氣觸發(fā)靈敏度；9.Peepi;10.機械通氣臨床舉例;第二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.1機械通氣基本概念通氣模式:CMV潮氣量:Vt750ml通氣頻率:f15beat/min吸氣峰流速:PIF30、60L/min;恒定流速：:吸入氧濃度:40%靜態(tài)順應性:Cst50ml/cmH2O氣道阻力:Raw10cmH2O/(L/s)呼吸周期：Ttotal=60s/f=4s吸氣時間：TiTi=Vt/PIF=750ml/500ml/s（30L/min）=1.5s;Ti=Vt/PIF=750ml/1000ml/s（60L/min）=0.75s;呼氣時間：Te=4-0.75=3.25sor2.5s第三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五現代呼吸機呼吸力學檢測指標第四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.1.2指數函數—指數增加函數機械通氣的呼吸力學許多參數呈指數函數關系，指數函數可分為指數增長函數和指數減少函數，流量/時間、壓力/時間、容量/時間都符合指數增長函數；指數增長函數；

y=yfinal(1-e-t/τ)

隨著時間的延長,容積不斷增大，容積變化率在起始階段最大,越接近最大值yfinal變化率越小；y是個變量，yfinal是y最大值，e是自然常數，＝2.7182818,τ是時間常數,t是時間.第五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.1.2指數減少函數和時間常數流量/時間、壓力/時間、容量/時間都符合指數減少函數；指數減少函數；

y=y0-e-t/τ

隨著時間的延長,容積不斷減少，容積變化率在起始階段最大,越接近最小值y0變化率越??；y是個變量，y0是y最小值，趨于零．

τ是時間常數：

τ是一個時間段值，是代表一段時間里的變化率；τ越小意味著變化率越大，而τ越大意味著變化率越?。涍^一個τ后,y從最大值減少至36.7%，二個τ后,y=13.5%,三個τ后,y=4.9%.第六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.2.1壓力/時間曲線中的時間常數恒定流速通氣時的壓力/時間曲線包括峰壓、平臺壓和呼氣肢遞減指數下降，時間常數τ=Cst*Raw;呼吸系統(tǒng)Cst正常值為0.1L/cmH2O；Raw正常值為約10cmH2O/L/s；τ=1；如果呼氣時間小于3τ,就終止呼氣而轉為吸氣,就會發(fā)生氣體陷閉,并產生內源性PEEP.第七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五1.2.2流量時間波形中的時間常數和PEEPi

觀察和測定PEEPi第八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.波形流量/時間壓力/時間容量/時間第九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.1測定流速在吸氣和呼氣相均測定患者的流速/容量第十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.2流量/時間曲線流量/時間曲線反映了吸氣流速和呼氣流速各自的變化形式，其中吸氣流速和通氣的模式有關，而呼氣流速和呼吸系統(tǒng)的順應性和阻力有關．其中方波（Ｂ）和遞減波（Ａ）是臨床上最常用的波形．第十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.3.1自主呼吸流量/時間曲線自主呼吸流速大小和持續(xù)時間由患者自己決定，正常波形近似正弦波．第十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.4.1流量時間波形的意義鑒別呼吸方式第十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五GUANCHA2.4.2流量時間波形的意義壓力控制通氣時吸氣時間的設定及其影響第十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.4.3流量時間波形的意義觀察氣道阻塞情況第十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.4.4流量時間波形的意義觀察患者對支氣管擴張藥物的反應第十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五容量控制的容量/時間曲線（Ａ）Ａ.恒定流速波形，在吸氣相容量是線形增加的平臺期保持恒定，呼氣相容量是遞減指數下降；第十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五壓力控制的容量/時間曲線（Ｂ）Ｂ.遞減流速波形，在吸氣相容量是指數增加，呼氣相容量是線形下降；第十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.1測定壓力在Y型接頭處測定壓力第十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.2分析壓力時間波形的意義確定呼吸方式和通氣模式第二十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.3輔助－控制通氣（Ａ／Ｃ）輔助－控制通氣Ａ／Ｃ時，患者既能通過自主吸氣觸發(fā)呼吸機從而確定呼吸頻率（ＡＶ）；如果患者自主呼吸頻率低于預設頻率或無力觸發(fā)時，呼吸機以預設頻率取代，提供不低于預設水平的通氣量（ＣＭＶ）．第二十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.4分析壓力時間波形的意義確定呼吸方式和通氣模式第二十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.5分析壓力時間波形的意義確定呼吸方式和通氣模式第二十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.6同步間歇指令通氣(SIMV)

患者吸氣觸發(fā)同步間歇指令通氣SIMV和壓力支持通氣PSV,保證機械呼吸和自主呼吸相同步,又不影響自主呼吸.和左圖SIMV+自主呼吸比較，SIMV+PSV給病人提供更多的支持。第二十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.7分析壓力時間波形的意義觸發(fā)水平是否恰當；觸發(fā)功估計：倒三角A面積pressuretimeproduct(PTP)越大，病人做的呼吸功越大；P0.1就是測倒三角A的壓力值。

第二十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.8分析壓力時間波形的意義評價吸氣時間和吸呼比設定第二十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.9分析壓力時間波形的意義壓力型通氣的流量/壓力上升斜率/時間第二十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五2.5.10分析壓力時間波形的意義定容型通氣的流量/壓力上升斜率/時間第二十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.1.1呼吸系統(tǒng)順應性和阻力和胸腔壓力關系第二十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.1.2呼吸系統(tǒng)順應性肺順應性CL和胸壁順應性CW均為0.2L/cmH2O，呼吸系統(tǒng)總順應性CRs為0.1L/cmH2O：CL=Δv/Δp（ao-pl）（跨肺壓）；CW=Δv/Δp（pl-bs）（跨胸壁壓）；CRs=Δv/Δp（ao-bs）（跨胸壓）因CW

是彈性阻力的倒數，CL是非彈性阻力的倒數，呼吸系統(tǒng)總阻力等于彈性阻力和非彈性阻力之和，所以：第三十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.1.3呼吸系統(tǒng)阻力呼吸系統(tǒng)總阻力Rs=1/CRs=呼吸道阻力RL(包括氣道阻力Raw)(1/CL)+胸壁阻力Rw(1/CW)?；蛘撸篟aw=Δp（alv-ao）/Δv；RL=Δp（ao-pl）/Δv；Rw=Δp（pl-bs）/Δv；Rs=Δp（alv-bs）/Δv約10cmH2O/L/s；因此任何影響胸壁擴張、肺組織彈性、肺表面活性物質合成、分泌和破壞等都會影響CRs。（見上圖）第三十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.1.4采用氣道閉合法來測定呼吸系統(tǒng)順應性示意圖第三十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.1.5測定呼吸系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)順應性根據下列公式計算：Cst=VT/Pplat-PEEP60-100ml/cmH2OCd=VT/PIP-PEEP50-80ml/cmH2O有內源性PEEP（PEEPi）時，根據下列公式計算：Cst=VT/Pplat-PEEP-PEEPi因此在有PEEPi的COPD病人，如果忽視它的存在，可能會過低估計呼吸系統(tǒng)總順應性。第三十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五靜態(tài)順應性計算方法第三十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五動態(tài)順應性的計算方法第三十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.2.1呼吸系統(tǒng)阻力增高和順應性減退呼吸系統(tǒng)阻力增高時，平臺壓不變，而峰壓增加。順應性減退時，平臺壓增高，引起峰壓增加。第三十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五3.4.1VCV中吸氣阻力,呼氣阻力,

自主呼吸功的關系（1）潮氣量（VT）=吸氣流速（Vi）×吸氣時間（Ti）（2）吸氣阻力（Ri）=峰壓（PIP）–平臺壓（Pplat）/吸氣流速(Vi)（3）呼氣阻力（Re）=峰壓（PIP)-呼吸末正壓(PEEP)/呼氣流速（Ve）（4）正常自主呼吸功=(氣道峰壓-1/2平臺壓)*潮氣量/10=0.56joules第三十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五氣道(包括插管等)阻力：氣道阻力是非彈性阻力的主要內容，氣道阻力與管道長度、內徑、氣流速度、形態(tài)以及氣體物理條件都有關系。在平直管道里，層流條件下，符合Poiseuile定律：

R=8nL/πr4其中R是氣道阻力；r是管道半徑；L是管道長度；n是氣體粘度；在湍流條件下，符合：

R=V*摩擦因子*L/4π2r5第三十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五氣道(包括插管等)阻力COPD急性發(fā)作的病人，氣道分泌物和呼吸頻率增加而阻力大大增加。吸入支氣管擴張劑、一氧化氮(NO)、氦氧混合氣有助于降低氣道阻力.第三十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五第四十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.2呼吸功：每個呼吸動作均需克服胸壁的彈性阻力和肺的非彈性阻力，即需做呼吸功?？偤粑?0%是克服彈性阻力和30%是克服非彈性阻力（主要是氣道阻力）。正?？偤粑χ徽伎傃鹾牡?%-3%。COPD病人克服氣道阻力需做呼吸功最高達到50%。因此在機械通氣同時，要加強氣道濕化、吸痰，減少病原體繁殖、控制炎癥、減少分泌物，降低氣道阻力，減少呼吸功。第四十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五適當的頻率和潮氣量可使總呼吸功降低到最小適當的頻率和潮氣量可使總呼吸功降低到最小，在肺泡通氣量恒定時，呼吸頻率增加使得死腔量增加，呼吸功也相應增加。第四十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五4.3順應性和呼吸功的關系第四十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五氣道阻力和呼吸功的關系第四十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.1向量環(huán)壓力容量環(huán)流速/容量環(huán)第四十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.1.1壓力/容量環(huán)

時間觸發(fā)的指令呼吸呼氣02040602040-600.2LITERS0.40.6PawcmH2O吸氣VT

反時針第四十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.1.2壓力容量環(huán)

患者觸發(fā)自主呼吸吸氣呼氣02040602040-600.2LITERS0.40.6PawcmH2OVT順時針第四十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.1.3壓力/容量環(huán)

患者觸發(fā)的自主呼吸0204060-20-40-600.20.40.6LITERSPawcmH2OVT測定附加呼吸功WOB–呼吸功克服氣道阻力和肺彈性，驅動氣體進入肺內并呼氣所要作的功。第四十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.1.4壓力/容量環(huán)

患者觸發(fā)呼吸機-輔助呼吸吸氣02040602040-600.2LITERS0.40.6PawcmH2O輔助開始VT

第四十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.1.5壓力/容量環(huán)

患者觸發(fā)呼吸機-輔助呼吸吸氣呼氣02040602040-600.2Liters0.40.6PawcmH2OVT

從順時針倒反時針輔助開始患者觸發(fā)輔助呼吸的附加功第五十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.2.1分析壓力/容量環(huán)的意義計算吸氣面積估測觸發(fā)呼吸功第五十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五分5.2.2析壓力/容量環(huán)的意義監(jiān)測Bias-flow節(jié)約觸發(fā)功的作用第五十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.2.3分析壓力/容量環(huán)的意義曲線形態(tài)不變，斜率移動---反映順應性改變第五十三頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.2.4分析壓力/容量環(huán)的意義曲線改變，斜率移動---反映阻力變化第五十四頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.1正常和異常肺泡跨肺壓和切變力變化第五十五頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.1肺泡跨肺壓和切變力的損傷：肺泡擴張時受兩個力的作用，即向外法向力（在肺組織為跨肺壓，控制通氣時，近似平臺壓）和法向力垂直的切變力，切變力的大小和單位時間的運動速度變化（dv/dt）成正比。其大小與平臺壓形成的速度直接相關，與順應性呈反向關系。低容積時，小氣道和肺泡的周期性陷閉可導致切變力的損傷，病變重和病變輕的區(qū)域，順應性不同，在交界處也可產生變切力。。第五十六頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五常規(guī)通氣和保護性通氣的比較第五十七頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五ARDS伴PEEP作用原理第五十八頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.2分析壓力/容量環(huán)的意義上拐點---PIP，VT下拐點---PEEP,Pbase第五十九頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.3呼吸系統(tǒng)順應性和不同疾病peep的設置第六十頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.4機械通氣肺損傷引起的臨床表現1高容量損傷;2高壓力損傷;3變切力損傷;4生物損傷;

在中、高容量的通氣過程會發(fā)生肺生物損傷,機械通氣通過炎性細胞和炎性介質(白介素;腫瘤壞死因子等)途徑促進肺損傷的發(fā)生和發(fā)展.肺損傷臨床表現為肺泡破裂;肺間質、縱膈和皮下氣腫、心包和腹膜后積氣以及氣腹和氣胸。第六十一頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.5肺泡通氣過度通氣的危害性但是近年來發(fā)現，肺泡通氣過度通氣也帶來較大的危害，包括引起ARDS病人因VT過大和較高的通氣壓力造成容量損傷；肺泡通氣過度通氣引起PaCO2過度降低，腦血管收縮，氧離曲線左移，呼吸性鹼中毒等，組織缺氧加重。COPD病人在此情況下難以撤機.在PaCO2>75mmHg時，只要稍增加VA，即能明顯增加PaO2，降低PaCO2。第六十二頁，共六十八頁，編輯于2023年，星期五5.3.6允許性高碳酸血癥（permissive