機械通氣的模式和波形分析

機械通氣的模式和波形分析重癥醫(yī)學主要內(nèi)容呼吸力學基礎(chǔ)機械通氣的模式通氣波形的解析與應(yīng)用機械通氣的定義是運用器械（Ventilator，通氣機）改善通氣與氧合的一種技術(shù)方法是一種正壓通氣模式，有別于自主呼吸的負壓通氣，某種意義上說，呼吸機就是一種精密的電子打氣筒機械通氣的力學基礎(chǔ)胸膜腔負壓自主呼吸胸廓擴張壓力改變氣流容量改變機械通氣吸氣管路呼氣管路壓力改變氣流容量改變正壓通氣吸氣PressureTime肺泡內(nèi)壓的變化機械通氣自主呼吸自主呼吸與機械通氣對肺內(nèi)氣體分布的影響自主呼吸時氣體主要進入肺的下垂區(qū)域和肺周邊胸膜下部位機械通氣時氣體主要分布在肺非下垂區(qū)和大氣道內(nèi)常見呼吸力學參數(shù)解讀壓力Pressure流速Flow時間Time氣道阻力容量Volume順應(yīng)性timeVolumeFlow壓力-時間曲線（容控模式）timePressurePEEPPIPPplatR=(PIP-Pplat)/Flow

Cst=dV/(Pplat-PEEP)VolumeFlowRateTime容量=流速X時間壓力=流速x阻力dP=QxRR=8

L(visc.)p

r4氣道阻力氣道阻力的分布大氣道以湍流為主，占總阻力的80%小氣道以層流為主，占總阻力的20%正常人氣道阻力為1cmH2O/L/S哮喘和COPD患者氣道阻力為5-10cmH2O/L/S7號氣管插管阻力為8cmH2O/L/S

氣管插管時氣道阻力相當于中度哮喘發(fā)作VolumePressureDVDPC=

DVDP順應(yīng)性單位壓力變化引起的容量改變VolumePressureDVDPC=

DVDPVolumePressureDVDPC=

DVDP反應(yīng)肺與胸廓的彈性狀態(tài)新生兒 3-5ml/mmHg嬰兒 10-20ml/mmHg兒童 20-40ml/mmHg成人 70-100ml/mmHg呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性機械通氣的模式主要分類方法根據(jù)病人的自主程度

-----控制通氣、輔助通氣、自主通氣呼吸機的送氣方式（氣流特征）

-----定壓、定容呼吸機的智能化程度

-----PRVC、ASV、NAVA等控制通氣支持通氣自主呼吸/CPAP根據(jù)自主程度劃分混合模式混合模式100%0%控制通氣間歇指令通氣自主性通氣與壓力支持通氣自主性通氣WorkofbreathingbyventilatorWorkofbreathingbypatient部分通氣支持不同自主程度下的呼吸功隨自主程度的增強，自主呼吸做功增多根據(jù)送氣方式（氣流特征）劃分定壓通氣定容通氣完全控制壓力控制通氣(PCV)容量控制通氣(VCV)間歇指令通氣(SIMV+PSV)完全支持壓力支持通氣(PSV)不同送氣方式的波形特點定壓模式定容模式流速恒定壓力隨時間變化壓力恒定流速隨時間變化容量控制通氣

（VCV）壓力控制通氣

（PCV）1、潮氣量保證可變（通氣不足）2、人機同步性差（設(shè)定流速）好（自主流速）3、氣壓傷風險存在（氣道壓可變）避免（控制氣道壓）4、V/Q欠佳（氣體分布不平衡）良好（氣體分布平衡）容控和壓控的比較壓控的唯一缺點呼吸機的智能化呼吸機在通氣過程中能自動實時監(jiān)測各項力學指標并及時調(diào)整呼吸機參數(shù)以滿足病人通氣需要模擬了醫(yī)生實施機械通氣的過程智能化越高，醫(yī)生所需設(shè)置的參數(shù)越少如：PRVC（壓力調(diào)整容量控制）、ASV（適應(yīng)性支持通氣）、NAVA（神經(jīng)調(diào)節(jié)輔助通氣）盡可能保留自主呼吸通過雙重控制（預(yù)設(shè)目標潮氣量的定壓通氣模式）發(fā)揮定壓型通氣人機協(xié)調(diào)性好、流速波形利于氣體交換、并限制過高的肺泡壓、預(yù)防肺損傷等優(yōu)勢高度智能化通氣模式的發(fā)展趨勢哪種模式最常用？

2000年美國呼吸和危重學雜志（AmJRespirCritCareMed)發(fā)表了Esteban等的一份調(diào)查報告，全世界412個內(nèi)科、外科ICU當時正在接受機械通氣的1638例患者中，各種通氣模式比例為輔助－控制通氣（A/C）47％SIMV＋PSV25％壓力支持通氣（PSV）15％同步間歇指令通氣（SIMV）6％其它7％沒有一種通氣模式是最好的應(yīng)用的效果取決于醫(yī)護人員對所選模式的充分理解和熟練應(yīng)用經(jīng)驗與技巧才是決定使用呼吸機成功與否的關(guān)鍵哪種模式最優(yōu)？TPcmH2Osec壓力-時間曲線如何掌握一種通氣模式？熟悉呼吸周期的每個環(huán)節(jié)觸發(fā)方式（時間/壓力/流量/神經(jīng)電觸發(fā)）波形特征（定壓/定容）吸呼切換方式（時間/流速/神經(jīng)電觸發(fā)）基線壓力水平掌握其主要特點

人機同步性？自主呼吸做功程度？通氣量的穩(wěn)定性？氣道壓的穩(wěn)定性？主要設(shè)置參數(shù)？適用于那種臨床狀況

完全無自主呼吸有部分呼吸能力自主呼吸較強完全自主呼吸常用的通氣模式A/C（輔助/控制通氣）定容型定壓型SIMV（同步間歇指令通氣）定容型定壓型PSV（壓力支持模式）CPAP（持續(xù)氣道正壓通氣）BIPA（雙水平氣道正壓通氣）其他A/CVC-SIMV定容模式控制通氣定容模式控制通氣PCVPC-SIMVBIPAP/Bilevel定壓模式控制通氣CPAP(持續(xù)正壓通氣)ASB/PSV(壓力支持通氣)支持通氣模式SIMV+PSV/VSBIPAP+ASB/PSV組合模式人機同步，流量/壓力/時間觸發(fā)定容送氣，氣道壓不恒定時間切換患者僅負責觸發(fā)，自主呼吸功極小，保證指定的分鐘氣量，易過度觸發(fā)致過度通氣適用于無自主呼吸或自主呼吸不足或存在呼吸機疲勞需要休息的患者，但易導致呼吸肌廢用萎縮及呼吸機依賴主要設(shè)置參數(shù):VT，f，峰流速或吸呼比，觸發(fā)靈敏度，F(xiàn)iO2，PEEPA/C（輔助控制通氣）A/C（輔助控制通氣）頻率由病人決定，波形及潮氣量一致以定壓的方式送氣，其余特點與A/C模式相同設(shè)置的主要參數(shù):吸氣壓力，吸氣時間，f，F(xiàn)iO2，PEEPPCV（壓力控制模式）PCV(壓力控制模式)預(yù)設(shè)壓力Pinsp和吸氣時間，監(jiān)測VT遞減流速，無Ppeak，Pplat人機同步，指令呼吸由流量/壓力/時間觸發(fā)，以定容或定壓方式送氣、時間切換,呼吸機完成絕大呼吸功。指令通氣期間病人呼吸自主?？偼饬亢妥灾骱粑θQ于預(yù)設(shè)的頻率和潮氣量，設(shè)置不當可導致過度通氣或通氣不足適用于有一定的自主呼吸功能但不足以滿足通氣需求的病人或準備脫機的病人主要設(shè)置參數(shù):指令頻率f，VT、峰流速或吸氣壓、吸氣時間，觸發(fā)靈敏度，F(xiàn)iO2，PEEPSIMV（同步間歇指令通氣）優(yōu)點:指令通氣期間允許呼吸自主，保證指令通氣的同時有利于呼吸鍛煉，避免呼吸肌廢用，較A/C模式比減少了由于氣促導致的過度通氣缺點:

設(shè)置不當仍可能導致通氣不足、呼吸肌疲勞。

（VC）SIMV的壓力-時間曲線1/f1/fTspnTinsp觸發(fā)窗同步指令通氣指令通氣自主呼吸PressureFlowVolume(L/min)(cmH2O)(ml)（PC）SIMV+PS

(Pressure-TargetedVentilation)PSBreathSetPSlevelSetPClevelTime(sec)Time-CycledFlow-CycledPCV自主呼吸BIPAP自主呼吸可以發(fā)生在兩個水平上；隨時可以進行吸氣和呼氣；定壓通氣中的開放通氣系統(tǒng)BIPAP（雙水平氣道正壓通氣模式）時間切換：吸氣觸發(fā)窗：25％的Tinsp;；呼氣觸發(fā)窗：25％的Tinsp；頻率穩(wěn)定；Ramp影響平臺時間；BIPAP（雙水平氣道正壓通氣模式）觸發(fā)2觸發(fā)1

觸發(fā)窗1觸發(fā)窗2與患者相協(xié)調(diào)的吸氣和呼氣彈性時間控制BIPAP的雙觸發(fā)吸呼均與患者同步“萬能通氣模式”機械通氣自主呼吸無自主呼吸存在間斷自主呼吸持續(xù)自主呼吸自主呼吸不恒定CPAP(持續(xù)正壓通氣)CPAP適應(yīng)癥：

術(shù)后肺不張

COPD睡眠窒息（成人）脫機吸痰臨床優(yōu)勢：

改善氧合增加FRCCPAP(持續(xù)正壓通氣)PSV(輔助自主呼吸)

CPAP/ASB設(shè)置參數(shù)：通氣目標吸氣輔助壓力PASB；切換方式－病人觸發(fā)吸氣觸發(fā)靈敏度:Trigger呼氣觸發(fā)靈敏度固定為25％峰值流量；4s的最長吸氣時間；壓力斜率；亦稱:壓力支持通氣(PSV)自主觸發(fā)支持壓力恒定潮氣量由自主呼吸能力、PSV水平、呼氣靈敏度多方面綜合決定優(yōu)點：

增加自主呼吸潮氣量減少WOB適用于自主呼吸力量尚不足者PSV(壓力支持）窒息通氣-安全保障設(shè)置VT，f達到窒息時間報警限制Tapnea后啟動所有有自主呼吸的模式均應(yīng)設(shè)置AlarmResetMMVIPPV!!!Apnea

SIMV+PSV(ASB)PSV疊加到SIMV上：PSV可設(shè)置壓力水平和壓力上升時間；總頻率和分鐘通氣量可能增加；實現(xiàn)機控到自主呼吸的過渡

BIPAP+PSV(ASB)PSV疊加到BIPAP上：PSV可設(shè)置壓力水平和壓力上升時間；總頻率和分鐘通氣量可能增加；實現(xiàn)機控到自主呼吸的過渡小結(jié)各種通氣模式比較表通氣模式比較表.docA/CPCVPC-SIMVVC-SIMVBilevel/BiPapCPAPPSV通氣特點機器指令或病人觸發(fā)后即按設(shè)置的參數(shù)完成通氣，病人僅負責觸發(fā)，呼吸頻率≥設(shè)置的頻率，通氣量取決于呼吸頻率，默認為定容模式，通氣完全由機器完成。為定壓型通氣，其余同A/C模式。預(yù)設(shè)頻率下的通氣由機器或病人觸發(fā)并按定壓方式及其他預(yù)設(shè)參數(shù)完成，預(yù)設(shè)通氣之間可允許自主呼吸，其通氣量由病人決定預(yù)設(shè)頻率下以定容的方式完成預(yù)設(shè)頻率的通氣，其余同PC-SIMV病人可以在交替出現(xiàn)的兩個預(yù)設(shè)的壓力水平上自主呼吸，當由低壓轉(zhuǎn)入高壓時相當于完成一次強制吸氣，高壓轉(zhuǎn)入低壓時完成一次呼氣，但在全程患者均可自由呼吸。病人始終在一定的氣道正壓力自主呼吸，自主完成呼吸功，通氣量由自主呼吸能力決定。病人自主觸發(fā)呼吸后機器以預(yù)設(shè)的壓力輔助通氣，當氣流達高峰后下降至最大流速的一定水平時轉(zhuǎn)為呼氣，通氣量取決于壓力支持水平及病人自主呼吸的努力。同步性時間窗內(nèi)觸發(fā)時間窗內(nèi)觸發(fā)時間窗內(nèi)觸發(fā)時間窗內(nèi)觸發(fā)任意時間自主呼吸任意時間自主呼吸吸氣相外自由觸發(fā)自主呼吸做功低低中等中等較高完全中等定容/定壓定容通氣定壓通氣定壓通氣定容通氣定壓通氣自主呼吸定壓通氣吸呼切換容量切換時間切換時間切換容量切換時間切換自主切換流速切換A/CPCVPC-SIMVVC-SIMVBilevel/BiPapCPAPPSV人機協(xié)調(diào)性一般一般較好較好很好最好好優(yōu)勢保證通氣量，緩解呼吸疲勞保證通氣量，緩解呼吸疲勞保證一定通氣量的同時允許自主呼吸，防止廢用保證一定通氣量的同時允許自主呼吸，防止廢用允許自主呼吸隨時存在，人機協(xié)調(diào)好，在較低氣道峰壓下獲得較高的平均氣道壓，有利于氧合，萬能模式充分保留自主呼吸情況下改善氧合及順應(yīng)性人機同步性好，保證一定水平的通氣支持有能鍛煉自主呼吸，有利于脫機缺陷可能過度通氣，對血流動力學影響大可能過度通氣，對血流動力學影響相對小仍然存在人機對抗，設(shè)置不當同樣可導致呼吸機疲勞或過度通氣仍然存在人機對抗，設(shè)置不當同樣可導致呼吸機疲勞或過度通氣高壓時間過長病人舒適度差，低壓時間過短則可導致內(nèi)源性PEEP可能導致呼吸疲勞設(shè)置不當可能導致通氣不足呼吸機疲勞適用的情況無自主呼吸或呼吸微弱需要較大呼吸支持者同PCV需要一定的呼吸支持單又得適當鍛煉自主呼吸能力，如脫機過程同PC-SIMV需要增加平均氣道壓以改善氧合但又需要保持最好的人機協(xié)調(diào)和降低氣道峰壓同PEEP的作用，需要增加氧合和增加功能殘氣量者自主呼吸力量尚不足以滿足通氣需求的恢復期病人通氣模式的選擇策略根據(jù)患者的自主呼吸能力選擇恰當?shù)耐庵С郑ㄍ耆庵С只虿糠滞庵С郑┍M可能實現(xiàn)最好的人機協(xié)調(diào)性根據(jù)疾病的特點及病人的呼吸力學特點設(shè)置最優(yōu)化的參數(shù)呼吸功能不全有機械通氣指征呼吸完全停止自主呼吸存在，但MV不足機械輔助呼吸控制呼吸RR>30bpmTV<100mlRR20~30bpmTV<200mlRR10~20bpmTV<300mlRR<10bpmTV<300ml鎮(zhèn)靜劑呼吸抑制劑SIMV+PSVSIMVPSVCPAPVCVMMVSIPPVSIMVMMVSIMV+PSVIPPVHFJVPRVC呼吸完全停止通氣模式的選擇策略呼吸功能不全有機械通氣指征機械通氣的參數(shù)設(shè)置吸氣觸發(fā)方式及靈敏度流速波形及峰流速潮氣量吸氣壓吸氣時間或吸呼比呼吸頻率吸氧濃度呼氣末正壓吸氣觸發(fā)方式及靈敏度壓力支持吸氣終止（呼氣靈敏度）吸氧濃度呼氣末正壓指令通氣支持通氣吸氣觸發(fā)靈敏度觸發(fā)敏感度設(shè)定的原則：最敏感同時又盡量不引起誤。

---壓力觸發(fā)：-0.5—-1.5cmH2O---流量觸發(fā)：為1-3L/min---同時設(shè)定時自動選擇最先達到觸發(fā)方式壓力觸發(fā)P(cmH2O)吸氣時胸廓擴張管路內(nèi)壓力下降呼吸機送氣流量觸發(fā)呼氣流量<吸氣管路中氣體流量提示：患者開始吸氣吸氣管路呼氣管路方形波，遞減波，遞增波，正弦波流速LPM流速LPM吸氣相呼氣相吸氣相呼氣相TIMETIME流速波形峰流速成人－40～60L/min,兒童－10L/mim，嬰兒－6～10L/min根據(jù)分鐘通氣量和呼吸系統(tǒng)的阻力和肺的順應(yīng)性調(diào)整潮氣量定容通氣：VT==Flow×Ti；一般選擇在5-12ml/kg，氣道壓不得超過35cmH2O，有肺大泡、氣胸等病史需要更低的高壓限制。定壓通氣：吸氣壓力、吸氣時間、上升斜率使得監(jiān)測潮氣量在5-12ml/kg且監(jiān)測吸氣峰壓不得超過35cmH2O

吸氣壓力及壓力支持定壓通氣：初始一般設(shè)定在15-20cmH2O后根據(jù)監(jiān)測VT調(diào)整，使潮氣量在5-12ml/kg，注意氣道峰壓不得超過35cmH2O，有肺大泡、氣胸等病史需要更低的高壓限制。定容通氣：不能直接設(shè)定吸氣壓力，但應(yīng)監(jiān)測的吸氣峰壓不得超過35cmH2O吸氣時間（吸呼比）

吸氣時間一般設(shè)定為0.8-1.2秒或吸呼比1：1.5-1：3，一般不超過1.5秒，呼氣時間最好大于3倍時間常數(shù)。應(yīng)根據(jù)實際呼吸頻率做調(diào)整以免呼氣不充分導致內(nèi)源性PEEP產(chǎn)生，增加呼吸功及影響血流動力學。吸氣終止（呼氣靈敏度）不同呼氣觸發(fā)靈敏度的潮氣量改變吸氣峰流量25%15%45%Tinsp呼氣觸發(fā)靈敏度通氣頻率一般設(shè)定12-20次/分，需根據(jù)病情及通氣需求尤其是動脈血二氧化碳分壓做出調(diào)整。吸入氧濃度

盡量以安全的FiO2達到最低的PaO2（60mmHg），盡量避免長時間高濃度吸氧。極少數(shù)情況下（嚴重的ARDS/ALI），經(jīng)各種措施如PEEP、反比通氣、提高吸氣壓力、肺復張等仍需要長時間高濃度給氧。呼氣末正壓（PEEP）生理性：3-5cmH2O,避免肺泡塌陷最佳PEEP：

①最佳氧合：FiO2≤0.6時維持PaO2≥60mmHg或維持氧合指數(shù)（PaO2/FiO2）≥300；②最佳的順應(yīng)性：順應(yīng)性=VT/（平臺壓-PEEP），調(diào)節(jié)PEEP過程中，觀察順應(yīng)性改變；

呼氣末正壓（PEEP）的正面影響：①增加功能殘氣量和肺泡內(nèi)壓，促進氧氣彌散；②肺泡復張，防止萎陷傷；③對容量和肺血管外水分布產(chǎn)生影響；④肺復張改善V/Q失調(diào)；⑤增加肺順應(yīng)性，減少呼吸功；呼氣末正壓（PEEP）的負面影響：

①增加氣道峰壓、平均壓、平臺壓，氣壓傷危險增大；②減少回心血流量，降低心輸出量，提高顱內(nèi)壓。機械通氣的報警設(shè)置氣道峰壓、平臺壓、平均壓PEEP、內(nèi)源性PEEP順應(yīng)性氣道阻力分鐘通氣量潮氣量吸呼比呼吸頻率氣道壓氣道峰壓（peakinspiratorypressure，PIP）＜35-40cmH2O,使VT5～12ml/kg必要時考慮允許性碳酸血癥，除非PH>7.25平臺壓（plateaupressure，PlatP）≤30-35cmH2O呼氣末正壓低PEEP:當實際PEEP值低于設(shè)定值(約 2cmH2O)時即投警,一般為自動報警。呼氣末壓（PEEP）---監(jiān)測的PEEP過高時提示存在內(nèi)源性（PEEPi）潮氣量低潮氣量報警：潮氣量不應(yīng)小于250ml,因解剖死腔一般150ml，尚余100ml潮氣量是不夠的。高潮氣量報警：應(yīng)設(shè)置比當前需要或?qū)嶋H潮氣量高100-200ml（成人），根據(jù)具體情況調(diào)整。分鐘通氣量低每分鐘通氣量:成人不應(yīng)少于4.0升/分,此系肺泡通氣量不足的限值,會引起CO2蓄積或低氧血癥。高每分鐘通氣量:比當前設(shè)定（通過潮氣量和頻率）或監(jiān)測的實際分鐘通氣量高2-3升/分，最高一般不超過15L/min，否則不容易發(fā)現(xiàn)過度通氣。正常人安靜時大約6-8L，強烈勞動時或運動時可達到數(shù)十升。在急性呼吸衰竭時也可能達到15升以上。壓力-時間流速-時間容量-時間壓力-容積曲線容積-流速曲線機械通氣常見波形分析基礎(chǔ)波形觀察

吸氣流速←時間(sec)呼氣流速流速-時間曲線吸氣相呼氣相流速波型(類型)

流速流速吸氣呼氣

時間

流速流速吸氣

時間

流速吸氣

時間流速

流速吸氣

時間氣流速

流速氣

時間流速

流速氣流速

流速氣氣流速

流速方波遞減波流速波形的臨床應(yīng)用鑒別呼吸類型左側(cè)控制通氣,吸氣流速的波形可選擇為方波,遞減波中圖為自主呼吸的正弦波,是由于吸、呼氣峰流速比機械通氣的正弦波均小得多,且吸氣流速波形態(tài)不完全似正弦型.右側(cè)圖為壓力支持流速波,吸氣流速突然下降至0是遞減波在吸氣過程中吸氣流速遞減至呼氣靈敏度的閾值控制自主支持檢查管路泄漏當呼吸回路中存在泄漏,(如氣管插管氣束泄漏,NIV面罩漏氣,回路連接有泄漏)而流量觸發(fā)值又小于泄漏速度,在吸氣流速曲線的基線(即0升/分)和圖形之間的距離(即圖中虛形部分)為實際泄漏速度,此時宜適當加大流量觸發(fā)值以補償泄漏量(升/分)判斷呼氣是否完全吸氣流速選用方波,呼氣流速波形在下一個吸氣相開始之前呼氣末流速未回復到0位,說明呼氣未充分即開始新一輪通氣.評估支氣管擴張劑的療效

圖中支氣管擴張劑治療前后在呼氣流速波上的變化,A代表呼出氣的峰流速,B代表從峰流速回復到0位的時間.圖右側(cè)治療后呼氣峰流速A增加,有效呼出時間B縮短,說明用藥后支氣管情況改善.壓力-時間曲線（容控）壓力-時間曲線（壓控）壓力波形的應(yīng)用評估吸氣時的作功大小

吸氣負壓小,持續(xù)時間短.觸發(fā)閾小作功亦小吸氣負壓大,持續(xù)時間長作功亦大吸氣負壓大,持續(xù)時間長,觸發(fā)閾大作功亦大評估平臺壓在PCV或PSV時,若壓力曲線顯示無法達到平臺壓力,如圖A處顯示PCV的吸氣時間巳消逝,但壓力曲線始終未出現(xiàn)平臺(排除壓力上升時間太長因素),說明呼吸回路有漏氣或吸氣流速不足(需同時檢查流速曲線查明原因).容積-時間曲線容積是單位時間內(nèi)積分而測定的,是氣體以升為單位的量,A上升肢為吸入潮氣量,B下降肢為呼出潮氣量.I-Time=吸氣時間為吸氣開始到呼氣開始這段時間,E-Time=呼氣時間是從呼氣開始到下一個吸氣開始時這段時間.一般說容積-時間曲線需與其他曲線結(jié)合一起分析更有意義.氣體阻滯或泄漏的容積-時間曲線圖所示呼氣末曲線不能回復到基線0,(A)處頓挫是上一次呼氣未呼完,稍仃頓繼續(xù)呼出(較少見),然后是下一次吸氣的潮氣量.若是氣體