机械通气基础呼吸生理和缩写ppt课件

机械通气-基础生理和常用缩写,机械通气,1,一、肺的容积和通气功能,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,肺的容积 肺容积的动态变化产生通气。基本容积的划分如下：潮气容积 指在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量，习惯上称为潮气量（tidal volume, VT ）。功能残气量 平静呼吸时，每次呼气末肺内残留气量是相对稳定的，称为功能残气量（functional residual capacity,FRC）。FRC的大小主要取决于肺的弹性回缩力、气道阻力和呼气时间。肺活量 尽量深吸气后做深呼气，所能呼出的最大气量称为肺活量（vital capacity,VC）。残气容积及肺总量 用力呼气后残存在肺内的气体量习惯上称为残气量（residual volume，RV）。最大深吸气后肺内总含气量为总肺容量（total lung capacity，TLC）。,第一部分 一般概念,2,二、肺泡通气及无效腔,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,每次呼吸吸入气道的新鲜气体，仅有一部分参与气体交换。从气体交换的角度讲，终末细支气管以上的部分气道仅起到气体通道的作用，这一部分总容积，正常成人为120-150ml，称为解剖无效腔（或解剖死腔，VD）。每次呼吸进、出终末呼吸单位的气量称为肺泡通气量（alveolar ventilation，A)。 每分通气量（VE）=VTRR 每分肺泡通气量（ A ）=（VT- VD ）RR 从以上两式可知，在每分通气量相同的机械通气的前提下， A 在慢而深的呼吸时要大于浅而快的呼吸，因而对气体交换来说，前者是高效率的。,第一部分 一般概念,3,三、阻塞性与限制性通气障碍,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,阻塞性通气障碍，指主要由气道口径变化、阻力增高而引起的通气障碍，如慢支、支气管哮喘、肺气肿等。而限制性通气障碍，则系肺容积减少，或肺、胸廓顺应性下降，呼吸神经-肌肉病变等所致呼吸运动受限而引起，如急性肺损伤、肺纤维化、胸廓畸形、重症肌无力等。 但重度阻塞性通气障碍多影响肺的顺应性，因此多合并一定程度的限制性通气障碍。一般来讲，阻塞性通气障碍的患者需采取深而慢的呼吸；限制性通气障碍则需采取浅而快的呼吸；而严重阻塞性通气障碍的患者应采取浅而慢的呼吸。,第一部分 一般概念,4,四、肺通气的阻力,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,肺通气的的阻力有弹性阻力和非弹性阻力两种基本类型，前者是平静呼吸时的主要阻力，约占总阻力的2/3；非弹性阻力，主要为黏性阻力和惯性阻力，黏性阻力是指气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道壁之间的摩擦阻力，即通常所说的气道阻力，是非弹性阻力的主要来源，约占总阻力的1/3。（一）弹性阻力和顺应性 呼吸系统的主要特征之一是弹性，顺应性（C）是弹性阻力的倒数，即E=1/C。 呼吸系统的顺应性主要涉及三个概念： 肺顺应性（CL）=肺容积变化/跨肺压变化 胸廓顺应性（CCW）=肺容积变化/跨胸壁压变化 胸肺总顺应性（Crs）=肺容积变化/跨胸廓压变化 肺弹性阻力的来源：肺泡表面张力，肺弹性纤维的弹性回缩力。,第一部分 一般概念,5,四、肺通气的阻力,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,（二）非弹性阻力 气道阻力，通常情况下是非弹性阻力的主要来源。其影响因素主要有：（1）气流形态：气流以层流和湍流两种形式在气道内流动。同样流量的湍流，阻力显著增大，且阻力大小随流量的增大而增加。气流太快、管壁黏膜肿胀或管道内有黏液、渗出物或异物等导致管道狭窄不规则时容易发生湍流。（2）气道管径：气道阻力与气道半径的4次方（层流）或5次方（湍流）成反比。（3）流量：湍流时，流量增加阻力显著增加。（4）其他：气流阻力还与肺容积、身材与年龄、气道长度、气体的性质等相关。,第一部分 一般概念,6,五、肺循环的压力和阻力,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,肺循环特点： （1）低压 肺动脉主干的平均压为15mmHg（25/8mmHg)。（2）高流量 肺血容量大约是体循环总量的12%。（3）肺循环阻力（pulmonary vascular resistance , PVR) 与体循环阻力主要位于小动脉不同，PVR主要存在于肺微血管中，肺小动脉和毛细血管是肺血管床压力下降的主要部位。（4）血流、压力的重力依赖性，是肺水肿程度在肺内分布不均的机制之一。,第一部分 一般概念,7,六、通气血流比值,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,静息状态下，成人每分钟肺泡通气量约4升，肺循环血量约5升，即通气血流比值（ventilatiaon perfusion ratio, / )为0.8。以此作为评价肺气体交换效率的指标。受重力影响，肺血流的分布表现为明显的重力依赖性，而气体的分布也呈一定的重力依赖性。即自上而下肺部气体逐渐减少，血流逐渐增多。但正常情况下通过自身调节保持正常的/=0.8比值。 （1）低/和静动脉血分流样效应 指由于某些原因造成肺泡通气不足，而该部分的血流灌注相对良好， /0.8，使进入肺泡的新鲜气体未能充分与血液进行气体交换，造成生理无效腔增加，称为“死腔样通气”。 （3） /失调和分流主要引起低氧血症，同时伴随肺泡-动脉血氧分压差（ A-aDO2 ）增大，而PaCO2可保持基本正常，甚至显著下降。,第一部分 一般概念,8,七、PEEP和PEEPi,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,1、呼吸末正压（positive end-expiratory pressure，PEEP） 呼气末压有多种表现形式，PEEP最常用。若不特殊设置，则PEEP=0。在正常肺，无论自然呼吸，还是机械通气，其呼气末肺泡压力皆降为0；PEEP存在时，其呼气末肺泡内压则等于PEEP。 2、在大部分气道阻塞性疾病和部分肺实质疾病，呼气结束，气道压力降为0后，肺泡内压不能降为0，称为内源性PEEP(PEEPi)。 3、PEEP和PEEPi皆存在时，呼气末堵住呼气口测得的压力为真正的呼气末肺泡压力，称为PEEPtot，多数情况下PEEPtot不等于两者之和，而是介于PEEPi和PEEP+PEEPi之间。 高档呼吸机大多数能自动测定上述压力。,第一部分 一般概念,9,八、时间常数(time constant，),机械通气-基础生理和常用缩写,xx,时间常数是力学中的一个普遍概念，是指达到某种状态时所需的时间。在临床呼吸力学中， 的概念是指不同肺组织状态下完成一次呼吸过程所需的时间。 =RXC，也就是呼吸阻力和顺应性的乘积。它反映了肺的充盈和排空速度，也就是肺组织对压力变化的反应速度。 比如，在呼气阶段，肺泡排空的速度和压力下降的关系是对数关系，根据压力下降的速度可以测出肺泡的排空速度大约需要5个。 RXC= 肺泡排空时间=5x 正常成人 2X0.1=0.2s 说明正常成人肺泡排空仅需要1s时间。术后气管插管病人 5X0.06=0.3s COPD成人患者 15X0.06=0.9s 说明COPD患者需要采取较长的呼气时间。 ARDS成人患者 8X0.03=0.24s ARDS患儿 5X0.01=0.05s 说明儿童患者需要较快的RR或适合反比通气。 同一患者，不同的肺组织，如正常区、陷闭区、实变区也有不同的时间常数。在机械通气过程中，改善不同时间常数肺组织的气体交换有重要意义。,第一部分 一般概念,10,一、压力变化,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,1、间歇正压通气(IPPV)，指机械通气时，吸气期呼吸机送气，气道正压肺泡充气扩张；呼气期压力降为0，肺和胸廓的弹性回缩产生呼气。从而引起肺泡周期性扩张和回缩，产生吸气和呼气。IPPV是机械通气的直接动力，是定压和定容机械通气模式的基本压力变化。 2、呼气末正压(PEEP)，指机械通气时，呼气末气道压大于零。呼气末正压在整个呼吸周期皆存在，并影响整个吸气过程（升高峰压和平台压）和整个呼气过程（升高呼气初期和中期的压力，使呼气末期的压力维持在预设水平）。新型呼吸机逐渐发展为该压力在吸气期及呼气早期为0或接近0，呼气中晚期达预设水平。PEEP与IPPV结合组成持续正压通气(CPPV)。 PEEP主要有以下作用：(1)治疗急性肺损伤：适当PEEP可扩张陷闭肺泡，减少呼气期静动脉血分流量，消除切变性损伤，改善陷闭区肺循环，从而在保护肺组织的基础上提高PaO2。(2)治疗肺水肿：适当PEEP能增加肺泡内压和肺间质静水压，有利于肺泡和间质液回流血管腔，促进肺泡周围的液体向间质分布，改善肺水肿；扩张陷闭肺泡，减少呼气期静动脉血分流；减少肺血流量；增加肺组织顺应性。从而在改善肺水肿基础上提高PaO2。,第二部分 机械通气的基本特性,11,一、压力变化,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,2、呼吸末正压 PEEP主要有以下作用： (3)用于周围气道阻塞性疾病，主要是COPD，对抗PEEPi，减少呼吸功，改善人机同步。 (4)降低左心室后负荷，改善心功能，对部分急性心源性肺水肿有较好的治疗作用。 (5)在任何情况下，低水平PEEP皆可降低呼吸管路和气道的阻力，并能预防机械通气本身导致的胸肺顺应性减退。 (6)应用不当，抑制血流动力学和心功能，并间接影响气压伤的发生。 3、吸气末正压：指吸气达峰压后，维持肺泡充盈的压力。此时，气流可能消失(吸气末屏气，Ppause)，也可能存在(流量转换的定压型通气方式)。正常情况下是通气过程中肺泡承受的最大压力。,第二部分 机械通气的基本特性,12,一、压力变化,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,3、吸气末正压 吸气末正压的典型形式 (1)平台压(Pplat)：也称屏气压，是吸气末正压的一种形式。指吸气末气流终止时的气道压力。其作用是克服胸、肺弹性阻力，使肺处于扩张状态，因此平台压的变化可以反映胸肺顺应性的高低。 (2)最大平台压和最小平台压：气道和肺泡的不均匀性和重力作用导致峰压克服气道阻力后，在肺泡分布的不一致，此时测定的Pplat实质是吸气期肺泡的平均压力，时间常数短的肺区Pplat高，称为最大平台压，容易导致肺泡充气量增多和无效腔样通气，时间常数长的肺区的平台压最低，称为最低平台压，容易导致通气量不足和分流样效应。 吸气末正压的生理学作用(换句话说，为何呼吸机要设置平台压？) (1)扩张肺泡，改善肺水肿，用于急性肺损伤或肺水肿的治疗。其效应与PEEP有一定相似性，但因压力更高作用更显著。总体上，吸气末正压主要打开陷闭的肺泡，PEEP则维持肺泡的开放防止陷闭。,第二部分 机械通气的基本特性,13,一、压力变化,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,3、吸气末正压 吸气末正压的生理学作用(换句话说，为何呼吸机要设置平台压？) (2)适度吸气末正压符合呼吸生理，可用于各种类型的呼吸衰竭，改善气体分布。特别是气道或肺实质病变不均匀时，吸气末正压可使气体有较充足的时间进入通气不畅的肺泡。在送气终止的情况下，由于肺泡内压力分布的不均匀，气体可由压力较高的肺泡进入压力较低的肺泡，引起气体的重新分布。 (3)一般情况下，肺泡承受超过限度的高压，是引起气压伤的直接原因之一，对血液动力学影响更大，故临床需严格控制平台压的大小和持续时间。 4、气道峰压(Ppeak)：吸气过程中最高气道压力，反映总体通气阻力的大小。 5、气道峰压与平台压之差：主要反映肺阻力(包括气道阻力和肺组织黏性阻力)的大小。 6、平均气道压：整个通气周期的平均气道压力，主要用于反映机械通气压力对循环功能的影响。,第二部分 机械通气的基本特性,14,二、流量变化,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,定容通气时，流量呈现方波波形。定压通气时，流量呈现递减波形。 方波，是吸气过程中呼吸机维持恒定高流量送气，故吸气时间短，峰压高，平均气道压低，更适合于循环功能障碍或低血压患者。 递减波，吸气初始流量最高，然后逐渐下降，一般降至峰流量的25%左右，故吸气时间延长，平均气道压增高，吸气峰压降低，更适合于有气压伤的患者。在呼吸较强的患者，吸气初期流量高，故与方波相比，递减波不仅满足患者吸气初期对高流量的需求，也适合患者吸呼气的转换，更符合呼吸生理变化。,第二部分 机械通气的基本特性,15,三、吸呼气转换,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,也称吸呼气切换或简称切换。有容积切换、压力切换、时间切换、流量切换。新型呼吸机还有自主切换模式(如成比例辅助通气(PAV)、神经调节通气辅助(NAVA)的切换方式)。BiPAP通气采用复合切换方式，平时以基本切换方式起作用，超过一定限度时辅助切换方式发挥作用。但时间切换和流量切换是目前最基本的切换方式。 1、时间切换：指吸气时间达到预设值切换为呼气。是目前定压、定容型通气模式的基本切换方式。现代定容型模式与早期容量切换模式的基本特点相似，但多加用吸气末屏气，即呼吸机达到预设容量后，并不立刻切换为呼气，而是持续至屏气结束才切换为呼气，因此其实质也是时间切换(也称为容积限制时间切换)。定压模式时，呼吸机按预设的压力水平送气至结束，进入屏气阶段，达到预设的吸气时间后切换为呼气(也称为压力限制时间切换)。 2、流量切换：吸气流量降至峰流量的一定比例(多为25%)或一定流量值切换为呼气。特点是压力较恒定，潮气量与自主呼吸能力有关，也受气道阻力和肺顺应性的影响，是压力支持通气及其衍生模式的基本切换方式。,第二部分 机械通气的基本特性,16,四、压力、阻力、流量关系,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,第二部分 机械通气的基本特性,17,一、流量-时间曲线(F-T curve)的基本波形,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,常见吸气期流量波形,第三部分 机械通气的基本波形,18,一、流量-时间曲线(F-T curve)的基本波形,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,方波：是呼吸机在整个吸气时间内所输送的气体流量均按设置值恒定不变，故吸气开始即达到峰流速，且恒定不变持续到吸气结束才降为0。故形态呈方形。递减波：是呼吸机在整个吸气时间内，起始时输送的气体流量立即达到峰流速（设置值），然后逐渐递减至0（吸气结束），以压力为目标的如定压型通气（PCV）和压力支持（PSV=ASB）均采用递减波。,第三部分 机械通气的基本波形,19,一、流量-时间曲线(F-T curve)的基本波形,机械通气-基础生理和常用缩写,xx,点1-代表呼吸机输送气体的开始：取决于a）预设呼吸周期的时间巳达到，呼气转换为吸气（时间切换）如控制呼吸（CMV）。b）患者吸气努力达到了触发阀，呼吸机开始输送气体，如辅助呼吸（AMV）。点2-吸气峰流量（PIP）：在容量控制通气（VCV）时PIP是预设的，直接决定了Ti或I:E。在PCV和PSV时，PIP的大小决定了潮气量大小、吸气时间长短和压力上升时间快慢。点3-代表吸气结束，呼吸机停止输送气体。此时巳完成预设的潮气量（VCV）或压力巳达标（PCV），输送的流量巳完成（流速切换），或吸气时间已达标（时间切换）。区间45-代表整个呼气时间：包括从呼气开始到下一次吸气开始前这一段时间。区间6=区间14-为吸气时间：在VCV中其长短由预设的潮气量，峰流速和流速波型所决定，它尚包含了吸气后摒气时间（VCV时屏气时间内无气体流量输送到肺，PCV时无吸气后屏气时间）。区间7-代表一个呼吸周期的时间（TCT）：TCT=60秒/频率。,第三部分