呼吸機(jī)相關(guān)理論與使用策略

呼吸機(jī)相關(guān)理論與使用策略

(Relativetheoryinventilatorandapplicationstrategy）上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬新華醫(yī)院崇明分院急危重病醫(yī)學(xué)科宋志芳2018年6月16日安徽安慶市立醫(yī)院提綱或內(nèi)容一、呼吸機(jī)定義與價(jià)值二、與呼吸機(jī)相關(guān)呼吸生理與病理生理二、呼吸機(jī)基本方式四、呼吸機(jī)使用策略

1、使用時(shí)機(jī)掌握

2、人工氣道選擇與建立

3、模式與功能選擇

4、糾正缺氧策略

借助人工裝置（機(jī)械通氣機(jī)或呼吸機(jī)），產(chǎn)生或輔助患者的呼吸動(dòng)作，達(dá)到增強(qiáng)和改善呼吸功能、糾正缺氧和二氧化碳潴留目的的一種治療措施或方法。定義呼吸功能呼吸動(dòng)作/力學(xué)特點(diǎn)容量、壓力、通氣/血流、交換吸入氧氣排出二氧化碳借助人工或機(jī)械作用產(chǎn)生呼吸動(dòng)作，改善輔助呼吸功能呼吸功能呼吸機(jī)能完成？臨床價(jià)值1、MOF2、MSOF3、MOFS4、MODS70年代后1992年呼吸機(jī)治療價(jià)值

糾正缺氧與二氧化碳潴留為原發(fā)病治療贏得時(shí)間；避免和減少因缺氧與二氧化碳潴留造成的并發(fā)癥（MODS、肺部感染加重）直接挽救患者生命二、呼吸機(jī)相關(guān)理論呼吸生理呼吸機(jī)參數(shù)（一）肺容量（靜態(tài)）1、靜態(tài)肺容量肺活量(vitalcapacity，VC)殘氣量(ResidualVolume，RV)肺總量(totallungcapacity，TLC)TLC＝VC＋RV4個(gè)容量(volume)：補(bǔ)吸氣量(IRV)潮氣量（TV）補(bǔ)呼氣量(ERV)殘氣量(RV)4個(gè)總量(capacity)：深吸氣量(IC)、VC、FRC、TLC平靜呼吸或不受時(shí)間限制時(shí)肺的容量變化；靜態(tài)肺容量肺活量(vitalcapacity，VC)殘氣量(ResidualVolume，RV)肺總量(totallungcapacity，TLC)

TLC＝VC＋RV

4個(gè)容量(volume)：補(bǔ)吸氣量(IRV)

潮氣量（TV）補(bǔ)呼氣量(ERV)

殘氣量(RV)4個(gè)總量(capacity)：深吸氣量(IC)、

VC、FRC、TLCistheresultmustbeadequateforpropergasexchange!InspiratoryVolume

吸氣容量ExpiratoryVolume

呼氣容量Volume-容量=毫升/升=ml/L潮氣量（二）肺容量（動(dòng)態(tài)）2、動(dòng)態(tài)肺容量時(shí)間肺活量(timevitalcapacity)用力肺活量(forcedvitalcapacity，F(xiàn)VC)最大呼氣中段流速(MMEF25~75%、MMEF50~75%)；流量-容積(flow-volume，F(xiàn)-V)曲線；最大吸氣流速(MIFR)；受時(shí)間限制時(shí)呼吸容量變化（最大程度用力呼吸過程中肺的容量變化）。正常-用力呼氣流速25%VC以上：用力依賴(effortdependent)；75%VC以下：非用力依賴(effortindependent)；影響呼氣流速的三個(gè)因素呼氣肌的力量(muscularpressure，Pmus)；肺的彈性回縮力(elasticrecoilpressure，Pel)；氣道阻力(AirwayResistance，Raw)。用力與呼氣流速一般情況下

Pmus與Pel與呼氣流速成正比：

呼氣用力愈大，彈性回縮力愈大，呼氣流速愈快；Raw與呼氣流速成反比：

Raw愈高，呼氣流速愈慢。自主呼氣壓力變化Ppl

Pin＞PoutPpl=PinPin＜Pout驅(qū)動(dòng)壓(drivingpressure)肺泡壓(alveolarpressurePal=Ppl+Pel上游段(upstreamsegment，US)下游段(downstreamsegment，DS)影響呼氣流速的四個(gè)因素1、呼氣肌的力量(muscularpressure，Pmus)；2、肺的彈性回縮力(elasticrecoilpressure，Pel)；3、氣道阻力(AirwayResistance，Raw)；4、等壓點(diǎn)(equalpressurepoint，EPP)形成；用力呼氣流速受限機(jī)制等壓點(diǎn)(equalpressurepoint，EPP)學(xué)說呼氣用力與等壓點(diǎn)(EPP)一旦氣道動(dòng)態(tài)壓縮形成，呼氣愈用力，氣道壓縮愈明顯：Pin＜Pout。COPD習(xí)慣噘嘴樣呼氣為什么？氣道阻力增加患者：習(xí)慣于慢呼氣；（氣道阻力與氣流速度成正比，氣流速度愈快，阻力愈大，等壓點(diǎn)形成愈早，氣道動(dòng)態(tài)壓縮亦愈明顯，呼氣流速更加受限；減慢呼氣，能減慢氣流速度，有助于EPP向口腔方向移動(dòng)，使氣道動(dòng)態(tài)壓縮減少，呼氣流速受限可得減輕）肺氣腫病人：肺泡彈性回縮力下降，Pal下降，EPP更靠近肺泡側(cè)，氣道動(dòng)態(tài)壓縮同樣增加。COPD習(xí)慣噘嘴樣呼氣，原因在于通過增加口腔阻力，限制呼氣流速，減少氣道動(dòng)態(tài)壓縮，氣體容易呼出。自主呼吸與鐵肺呼氣-正壓吸氣-負(fù)壓胸外性機(jī)械通氣鐵肺（ironlung）History

胸外式呼吸機(jī)

胸盔甲式呼吸機(jī)

胸帶式呼吸機(jī)

胸帶式呼吸機(jī)胸外式呼吸機(jī)胸內(nèi)壓-負(fù)壓依靠胸外負(fù)壓將胸廓拉開氣體進(jìn)入胸內(nèi)-肺內(nèi)胸內(nèi)式呼吸機(jī)胸內(nèi)壓-正壓呼吸機(jī)產(chǎn)生正壓將氣體壓入肺內(nèi)PressureTarget壓力目標(biāo)PressureControl壓力控制A/C、IPPV、PC、Bi-PAP、Bi-Level、APRV、CPAP需設(shè)置PinspTiI:Ethisisthemachinesgoalcanbereachedwithoutventilating!!InspiratoryPressure

吸氣壓力=PinspExpiratoryPressure呼氣壓力=PexpirPeakPressure峰壓=PpeakInspiratoryPeakPressure吸氣峰壓ExpiratoryPeakPressure呼氣峰壓Pressure-壓力-厘米水柱-cmH2O基本呼吸機(jī)模式=正壓通氣壓力=IPPV

胸外與胸內(nèi)式呼吸機(jī)主要區(qū)別氣體進(jìn)入氣道方式胸內(nèi)壓-正壓或負(fù)壓臨床療效有創(chuàng)機(jī)械通氣無(wú)創(chuàng)機(jī)械通氣胸外呼吸機(jī)胸內(nèi)呼吸機(jī)不完全相同機(jī)械通氣分類有創(chuàng)機(jī)械通氣無(wú)創(chuàng)機(jī)械通氣部分液體通氣（PLV）一氧化氮-NO通氣體外膜肺（ECOM）俯臥位通氣（proneventilation）簡(jiǎn)易呼吸器（捏皮球）口對(duì)口、口對(duì)鼻、胸外按壓不屬于機(jī)械通氣范疇人工呼吸氣體分布與交換生理性氣體分布不均：重力與體位病理性氣體分布不均：肺不張肺實(shí)變肺水腫（間質(zhì)與肺泡）支氣管阻塞或痙攣ALI/ARDS肺部病變不均勻性LapinskySE,MehtaSBench-to-bedsidereview:Recruitmentandrecruitingmaneuvers.CritCare，2005，9:60–65.肺泡萎陷發(fā)生機(jī)制表面活性物質(zhì)與表面張力時(shí)間常數(shù)（TC）時(shí)間常數(shù)(TC)＝氣道阻力(R)×順應(yīng)性(C)通氣／血流(VA/Q)(1)正常VA/Q：VA/Q≈0.8

體位與重力引起差異；（2）VA/Q失調(diào)：靜脈血摻雜：VA/Q＜0.8

無(wú)效通氣：VA/Q＞0.8肺的力學(xué)呼吸動(dòng)力胸和肺順應(yīng)性氣道阻力呼吸功呼吸動(dòng)力呼吸中樞支配下的胸腔體積變化和肺組織的彈性回縮，構(gòu)成肺泡與大氣壓之間的壓力差，使氣體在吸氣時(shí)進(jìn)入肺內(nèi)，呼氣時(shí)排出。影響呼吸動(dòng)力因素呼吸中樞；胸腔的完整性；肺組織彈性回縮。胸和肺順應(yīng)性

（動(dòng)態(tài)與靜態(tài)）

容量改變(△V)順應(yīng)性(C)＝────────L/cmH2O

壓力改變(△P)LungComplianceChangesandtheP-VLoopVolume(mL)PresetPIPVTlevelsPaw(cmH2O)COMPLIANCEIncreasedNormalDecreasedPressureTargetedVentilation影響胸和肺順應(yīng)性因素肺容量；呼、吸氣相；

肺泡表面張力與表面活性物質(zhì)；肺組織彈性。肺泡表面張力與表面活性物質(zhì)Laplace公式：

2T

P＝───

rP=肺泡內(nèi)縮力，T=表面張力，r=肺泡半徑。表面活性物質(zhì)（Surfactant）二棕櫚卵磷脂，位于肺泡內(nèi)氣液交界面，降低肺表面張力，防止肺不張，穩(wěn)定肺泡舒縮功能。Laplace定律:P＝2T/r半徑越小，表面張力越大;(P＝Pressure，T＝Tension，r＝radial)表面張力（內(nèi)聚力），趨使肺泡縮??；表面活性物質(zhì)，降低表面張力，趨使肺泡膨脹；肺泡萎陷時(shí)表面活性物質(zhì)作用大；膨脹時(shí)作用小。表面活性物質(zhì)（Surfactant）↓a.生成↓：缺O(jiān)2

，O2

中毒；b.分解↑：急性胰腺炎,血中脂酶↑，分解脂類↑；c.消耗↑：過度通氣，肺水腫；d.滅活↑：脂肪栓塞→脂酸分解；氣道阻力（cmH2O/L/sec）定義：?jiǎn)挝涣魉偎枰膲毫Σ睢Ｒ话阋悦棵腌妰?nèi)通氣量為1L時(shí)的壓力差表示：

氣道通口壓(Pao)－肺泡壓(Palv)氣道阻力(R)＝────────────────cmH2O/L/sec

流速氣道阻力分布大部分位于上呼吸道：鼻、口腔、咽喉和氣管。周圍呼吸道（直徑＜2mm），阻力僅占總阻力20%左右。影響氣道阻力因素（1）氣流形式和速度；層流或線流：P＝K1V

湍流或渦流：P＝K2V2混合型：P＝K1V＋K2V2(K1、K2常數(shù)同上)（2）氣道管徑和長(zhǎng)度：

8nl阻力＝───(n為氣體粘滯度，l為氣道長(zhǎng)度，Υ為管道半徑)

πr4（3）氣體物理性質(zhì)：呼吸功指空氣進(jìn)出呼吸道時(shí)，用以克服肺、胸壁和腹腔內(nèi)臟器的阻力而消耗的能量。平靜呼吸時(shí)，呼吸肌收縮所做的功基本均用于吸氣時(shí)，而肺的彈性回縮力足以克服呼氣時(shí)空氣與組織的非彈性阻力。4、呼吸功（WOB）

（kg.m/min)物理定律：功＝力×距離；呼吸功＝胸腔壓力差×肺容量的改變。WorkofBreathing

A:ResistiveWorkB:ElasticWorkPressure(cmH2O)Volume(ml)BAIncreasedRawPressure(cmH2O)HigherPTANormalSlopeVol(mL)LowerSlopemustbeadequatetoreachthegoalshouldbecomfortable!Floworflowrate=流量/流速?InspiratoryFlow

吸氣流量/速ExpiratoryPeakFlow

呼氣峰流量/速PeakFlow

峰流量/速InspiratoryPeakFlow

吸氣峰流量/速ExpiratoryPeakFlow

呼氣峰流量/速Flow-流量/速=升/分鐘=L/mInspiratiorytime吸氣時(shí)間=Ti

Expiratorytime呼氣時(shí)間=EiInspiratiory：Expiratorytime吸呼氣時(shí)間比率I:E吸呼比（%或sec）Time時(shí)間Sec吸氣/壓力上升時(shí)間（inspiratory/pressurerisetime）或斜率（slope）吸氣時(shí)間與速度影響氣體彌散氧氣Increasedinspiratory

/pressurerisetime）Time(second)NormalSlopeP(cmH2OLowerSlopehigherSlope三、呼吸機(jī)機(jī)基本方式-IPPV

VolumeTarget容量目標(biāo)VolumeControl容量控制A/C、CMV、IPPV、VC、SIMV需設(shè)置VT或TV呼吸頻率（RR）PeakFlowTiI:E定容BenefitofVolumeVentilation

Guaranteedtidalvolume,notaffectedbychangesinpulmonarymechanicsVolumeVentilation:IncreasedPressurePVtCompliance

ResistanceWhatiswrongwithVC?Fixedflow:Inanactivelybreathingpatient:

maybeinsufficientforpatientdemand

asynchrony(comfort/WOB/gasexchange) needsedation±paralysis ↑ventilationdays/infection increaselengthofstay $$$$$

。

。

IPPV表現(xiàn)形式IPPV定容-定壓A/CAsistance/Control輔助/控制定容VCV-定容/PCV-定壓間歇指令通氣(IMV)/同步間歇指令通氣(SIMV)定容-定壓壓力支持通氣(PSV)定壓分鐘MMV指令通氣（MMV）定容簡(jiǎn)易呼吸器-捏皮球PressureTarget壓力目標(biāo)PressureControl壓力控制PC、Bi-PAP、Bi-Level、APRV、CPAP需設(shè)置PinspTiI:E定壓PCV:TheBenefitorAlternativeConstantairwaypressureHighvariable

inspiratoryflow

ReducedpatientinspiratorymuscleworkloadAdjustableInspiratoryTimeImprovedgasdistribution,V/Qmatching,andoxygenationDisadvantagesofPressureVentilationDeliveredtidalvolumeisvariableanddependsonthepatient’slungmechanics:

VtPPressureVentilation:DecreasedTidalVolumeCompliance

Resistance雙相或雙水平正壓通氣

(BiPAP，Bi-levelpositiveairwaypressure)

實(shí)質(zhì)=定壓型通氣模式借助吸、呼氣相壓力調(diào)節(jié)設(shè)置出多種通氣模式（1）工作原理P1=高壓或吸氣壓力(0~90cmH2O)，P2=低壓或呼氣壓力，即PEEP(0~90cmH2O)；T1=高壓時(shí)間或吸氣時(shí)間，T2=低壓時(shí)間或呼氣時(shí)間。（2）工作特點(diǎn)1、兩個(gè)時(shí)相的壓力與時(shí)間可以任意設(shè)置與調(diào)整。2、兩個(gè)壓力與時(shí)相時(shí)可以自主呼吸。（1）工作原理OxygenationCO2EliminationPHighPressureTimeisasSameastheLowPressureTime“Biphasic”or“Bipap”PWhentheSettingofHighPressureTimetoLowPressureTimeConformstoRelativelyNormal“I:ERatios”…WeUsetheTermBi-Level+PSVPressureTimePhighPlowPressureSupport雙相或雙水平正壓通氣

(BiPAP，Bi-levelpositiveairwaypressure)

定壓型通氣模式不能用于嚴(yán)重氣道阻力增高患者-支氣管哮喘PRVC是最佳選擇BIPAP兩個(gè)壓力水平下的CMV或AMV（2）組合成各種模式用途較廣，在自主呼吸和控制呼吸時(shí)均可使用。一般情況下，根據(jù)臨床需要不同，可靈活調(diào)節(jié)出多種通氣方式。

當(dāng)P1＝吸氣壓力，T1＝吸氣時(shí)間，P2＝0或PEEP值，T2＝呼氣時(shí)間，即相當(dāng)于定壓力的IPPV；

當(dāng)P1＝PEEP，T1＝無(wú)窮大，P2＝0，T1＝0，即相當(dāng)于CPAP；

當(dāng)P1＝吸氣壓力，T1＝吸氣時(shí)間，P2＝0或PEEP值，T2＝期望的控制呼吸周期，即相當(dāng)于IMV或SIMV。

當(dāng)P1>P2，T1>T1

＝APRV。BIPAPBIPAP模式下，通過兩個(gè)壓力（P1與P2）與兩個(gè)時(shí)間（T1與T2）設(shè)置，可以設(shè)置出不同類型通氣模式，以控制性呼吸為例，形成不同的壓力變化圖形。BIPAP

PCV與BIPAP主要的不同點(diǎn)是各個(gè)周期均允許患者存在或出現(xiàn)任意的自主呼吸BIPAP

BIPAP是將PCV與自主呼吸結(jié)合最好的通氣模式

BIPAP

BIPAP的特點(diǎn)是任何呼、吸氣或Phigh和Plow時(shí)期均允許患者存在自主呼吸BIPAP不伴有自主呼吸的BIPAP相當(dāng)于PCV壓力釋放通氣-APRV

AirwayPressureReleaseVentilation定壓型通氣模式不能用于嚴(yán)重氣道阻力增高患者-支氣管哮喘PRVC是最佳選擇Bi-Level相當(dāng)于APRVOxygenationCO2EliminationPWhentheSettingofHighPressureTimeisGreaterthantheSettingofLowPressureTimeWeUsetheTerm“APRV”APRVPressureTimePhighPlowBIPAP間歇指令通氣(IMV)

同步間歇指令通氣(SIMV)

始用于七十年代初，主要用于撤離機(jī)械通氣過程中。指令通氣與控制性機(jī)械通氣相同，自發(fā)性呼吸期與CPAP相同。IMV:機(jī)械通氣機(jī)在每分鐘內(nèi)，按事先設(shè)置的呼吸參數(shù)(頻率、流速、流量、容量、吸/呼等)，給予患者指令性呼吸?；颊呖梢杂凶灾骱粑?，但呼吸頻率、流速、流量、容量、吸/呼等不受機(jī)械通氣機(jī)影響。IMV/SIMV

自主呼吸壓力（cmH2O）時(shí)間(sec)指令呼吸（IMV）同步指令呼吸(SIMV)

。

。

SIMV優(yōu)點(diǎn)(1)將IPPV與自主呼吸很好地結(jié)合和協(xié)調(diào)，更能保證有效通氣量；(2)脫機(jī)過程中，能發(fā)揮自身調(diào)節(jié)呼吸的能力，避免過度通氣和通氣不足，減少呼吸性堿中毒和呼吸性酸中毒的發(fā)生。(3)機(jī)械通氣過程中，呼吸性堿中毒發(fā)生率明顯高于呼吸性酸中毒，采用IMV／SIMV對(duì)預(yù)防呼吸性堿中毒的發(fā)生尤為重要。(4)能減少機(jī)械通氣對(duì)循環(huán)及肺組織的不利影響，減少鎮(zhèn)靜和肌松劑的應(yīng)用。IMV／SIMV優(yōu)點(diǎn)在逐漸降低機(jī)械通氣機(jī)控制和輔助呼吸頻率的過程中，逐漸增加自主呼吸的的能力;有助于鍛煉患者的自主呼吸;維持呼吸肌的功能;減少呼吸肌廢用性萎縮;逐漸撤離機(jī)械通氣，使從機(jī)械通氣到自主呼吸的過渡更自然、更符合生理要求，也更安全。IMV／SIMV狀態(tài)下，可以通過機(jī)械通氣機(jī)得到氣道內(nèi)氣體的加溫和濕化，并能得到適當(dāng)?shù)腇iO2。注意事項(xiàng)

低呼吸頻率的IMV／SIMV不易應(yīng)用時(shí)間過長(zhǎng)，（避免或加重呼吸肌疲勞的發(fā)生率）；

加用PSV;

病情變化或不穩(wěn)定時(shí)，警惕發(fā)生通氣不足；應(yīng)用低頻率的IMV／SIMV時(shí)，將MV報(bào)警下限調(diào)至能維持患者生命的最低水平，及早發(fā)現(xiàn)通氣不足和缺氧。四、呼吸機(jī)使用策略呼吸機(jī)治療價(jià)值

糾正缺氧與二氧化碳潴留為原發(fā)病治療贏得時(shí)間；避免和減少因缺氧與二氧化碳潴留造成的并發(fā)癥（MODS、肺部感染加重）直接挽救患者生命1、應(yīng)用時(shí)機(jī)恰到好處最大限度發(fā)揮機(jī)械通氣的益最大限度降低機(jī)械通氣的弊（ALI、氣壓傷、容量傷、切割傷、生物傷等）權(quán)衡利弊

生命VALIMODSVAP

人工氣道建立過程造成損害結(jié)論

嚴(yán)密觀察，隨時(shí)應(yīng)用；寧肯早用，不要晚用；寧肯錯(cuò)用，不能不用；時(shí)間就是生命。判斷缺氧的嚴(yán)重程度PaO2＜60mmHg、SaO2＜90%氧合指數(shù)（PaO2/FiO2）＜200Qs/QtD(A-a)O2VD／VT

呼吸頻率?心率？煩躁程度？原發(fā)病?胸片?缺氧嚴(yán)重程度

2、人工氣道選擇與建立1、口咽通氣道2、鼻咽通氣道3、接口器、接鼻器4、面罩：口鼻面罩、鼻罩5、喉罩6、氣管插管：經(jīng)口、經(jīng)鼻7、氣管切開或造瘺口咽通氣道使用多、普遍指征：神志不清；呼吸道分泌物多；優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便、無(wú)創(chuàng)、便宜反復(fù)使用鼻咽通氣道置入ConstructionSoftrubber,silicone,orPVCProximalflange,distalbevelVaryinglengthsanddiameters

PurposeMaintainpatentairwayFrequentsuctioningFacilitateinsertionofothertubes鼻咽通氣道置入鼻咽通氣道置入接口器連接呼吸機(jī)無(wú)創(chuàng)清醒分泌物少接鼻器一端能插入雙側(cè)鼻腔，另一端與呼吸機(jī)連接同樣適合神志清醒、配合良好的患者，甚至可以長(zhǎng)期接受呼吸機(jī)治療。面罩類型口鼻面罩鼻罩喉罩喉罩無(wú)創(chuàng)簡(jiǎn)便昏迷與清醒便宜喉罩