临床医学新生儿常用呼吸机及参数调节课件

新生儿常用呼吸 机及参数调节 林云峰 主要内容: 1. 新生儿呼吸机原理及特殊要求 2. 新生儿常用呼吸机的介绍和相关肺力学知识 3. 参数对气体交换的影响及调节原则 4. 通气模式 5. 临床应用体会 持续气流、压力限定-时间转换型呼吸机 v持续气流: 指呼吸机在吸气相和呼气相均持续向其管道 内送气。在吸气相，呼气阀关闭气体送入肺 内，过多气体通过泄压阀排入大气，在呼气 相，呼气阀开放，气体排入大气 v压力限定: 是予调的呼吸机管道和气道内在吸气相时的最 高压力，当压力超过所调定的压力时，气体即 通过泄压阀排出，使呼吸机管道和气道内的最 高压力等于调定压力 v时间转换: 根据需要直接调定吸气时间和频率，呼气时间 和吸、呼比呼吸机自动计算并直接显示 新生儿呼吸机基本原理 病人 病人 吸气 呼气 特殊要求: 1. 小潮气量，按5-8ml/kg计算，在10-50ml； 2. 高频率，最高可达100-150次/分（常频）； 3. 低流速，小机械性死腔和可压缩容积； 4. 可大范围调节氧浓度（21-100%）； 5. 通气压力可根据患儿肺顺应性变化调整； 6. 能有效处理患儿自主呼吸和机械呼吸的关系； 7. 能释放吸气压力，以限制吸气峰压； 8. 具有精确测定气道压力（PIP、PEEP）的装置。 新生儿常用呼吸机介绍 德国-斯蒂芬尼（Stephanie）: 1. 常频，高频复合； 2. 监测系统强大； 3. 多重报警； 4. 流量传感器精确，可永久 使用 5. 回路全程加温，无冷凝水 ； 6. 成比例通气为特有功能； 德国-西门子（Siemens）: 1. 超声流量传感器技术，采样频 率2000/秒，实时反映病人状况，检测 精确，非接触式设计，不受病人呼出 气体温度、湿度和分泌物的影响，可 永久使用 ； 2. 电路和气路完全分开，使呼出 气体模块能够方便地拆卸和消毒，是 唯一可以内部管道彻底消毒的呼吸机 。 英国-SLE5000: 1. 高频可选择在吸气呼气或 同时连续使用； 2. 每次目标容量呼吸，稳定 潮气量避免肺泡过度扩张； 3. 所有模式下均有压力支持 ； 4. 流量传感器接触式设计， 易 损坏。 美国-熊牌750（Bear750）: 1. 三重安全保护，即容 量限制、压力限制和流量切 换，尽量减少肺损伤 ； 2. 高灵敏度近端流量传 感器，但为接触式设计，容 易损坏。 无创CPAP治疗系统: 1. 吸气时降低做功，呼 气时避免气道塌陷 ； 2. 无创使用，避免气管 插管，减少损伤和感染； 3. 氧浓度大范围可调。 机械通气相关肺力学 不论自主呼吸还是机械通气，均需口和肺 泡间存在一定的压力差，方能克服肺及胸壁弹性（ 顺应性）和气道阻力，从而完成吸气和呼气 肺顺应性 (compliance of lungs，CL) v CL是指肺的弹性阻力，常以施加单位压力时肺容积 改变的大小来表示 v 公式：顺应性（L/cmH2O）=容量（L）/压力（cmH2O） v 呼吸系统总顺应性是胸壁顺应性与肺顺应性之和，由于新生儿 胸壁弹性好，肺顺应性可代表呼吸系统总顺应性 v 新生儿肺顺应性：正 常：0.005L/cmH2O RDS： 0.001 L/cmH2O MAS： 0.003 L/cmH2O 气道阻力(Resistance, R) v R是指气道对气流的阻力，常以单位流速流动的气体 所需要的压力来表示 v 公式：气道阻力（cmH2O/ L/sec）=压力（cmH2O）/流速（ L/sec） v 新生儿总气道阻力： 正常： 20-40 cmH2O/ L/sec 气管插管：50-150 cmH2O/ L/sec MAS：100-140 cmH2O/ L/sec或更高 时间常数（time constant TC） v常频机械通气的呼气是被动的 v气体呼出所需的时间与Compliance及Resistance即 Time Constant有关 v顺应性差、气道阻力小，肺内气体排出所需时间短，反 之也然 v时间常数是常频机械通气不同策略的重要理论依据之一 时间常数及计算公式 v时间常数（Time Constant, TC）： 近气道压力或潮气量的63%进出肺 泡所需的时间 v计算公式： vTC（sec）=CL（L/cmH2O）Rt（ cmH2O/L/sec） 新生儿不同状态的时间常数 v正常儿：CL=0.005L/cmH2O Rt=30cmH2O/L/sec TC= 0.00530=0.15sec vRDS：CL=0.001L/cmH2O Rt=30cmH2O/L/sec TC= 0.00130=0.03sec vMAS：CL=0.003L/cmH2O Rt=120cmH2O/L/sec TC= 0.003120=0.36sec TC与潮气量的关系 vTC与潮气量的关系：V/V0= e-TC V：呼气后剩余的潮气量； V0：潮气量； e：2.7134 vTC=1，V/V0=0.37，呼出潮气量的63% vTC=3，V/V0=0.05，呼出潮气量的95% vTC=5，V/V0=0.01，呼出潮气量的99% v理论上呼气时间为5个TC，气体方能排出 临床实践中呼气时间为3-5个时间常数即可 时 间 常 数 100 80 60 40 Time Constants 20 0 12345 63% 86% 95% 98% 99% time Change In Pressure （% ） 呼吸机主要参数的作用 吸气峰压 （Peak inspiratory pressure, PIP） vPIP即吸气相最高压力，使肺泡扩张 v提高PIP：增加VT ，降低PaCO2 ， 增加MAP，提高PaO2 vPIP30cmH2O 增加肺气伤危险性 呼气末正压 （Positive end-expiratory pressure, PEEP） vPEEP即呼气末压力： 防止肺泡萎陷，保持FRC，改善肺顺应性 v提高PEEP：减少潮气量，PaCO2增加 增大MAP值，PaO2升高 vPEEP10cmH2O 降低肺顺应性和影响循环 呼吸频率 （Respiratory rate, RR） vRR在一定范围内变化： 改变肺泡通气量，影响PaCO2 不改变MAP，对PaO2无明显影响 vRR变化超过一定范围： Te过短，产生非调定PEEP，PaCO2升 高 Ti过短，产生非调定MAP下降，PaO2 降低 吸、呼比 （Inspiration time/expiration time, I/E） vI/E变化影响MAP，影响PaO2 v其作用小于PIP或PEEP变化 vTi和Te足够，I/E变化不改变潮气量 不影响PaCO2 流 速 （Flow rate, FR） vFR决定气道压力波型 v新生儿呼吸机流速为810L/分，压力波型为 方型，有利于氧合 v过高流速对改善氧合无大作用，造成气体浪费 吸入气氧分数 （Fraction of inspired oxygen, FiO2） v提高Fi O2可使肺泡PO2增加，提高PaO2 v先增加Fi O2，当Fi O2为0.7时再增加MAP v撤机时同样先降低Fi O2，然后降低MAP 新生儿常用的基本通气模式 v持续气道正压 continuous positive airway pressure, CPAP v间歇指令通气 intermittent mandatory ventilation, IMV v同步间歇指令通气 synchronized IMV, SIMV v辅助-控制通气 assist/control ventilation, A/C v压力支持通气 pressure surport ventilation, PSV 定义：也称自主呼吸（sponteneous breathing, Spont.） 是使有自主呼吸的婴儿在整个呼吸周期中（吸气 和呼气）接受呼吸机或其它气源供给的高于大 气压的气体压力 作用：吸气时-气体易于进入肺内，减少呼吸功 呼气时-可防止病变肺泡萎陷，增加FRC， 改善肺泡通气/血流，从而升高PaO2 持续气道正压 CPAP 适应症： 轻型的RDS 频发呼吸暂停 上机或撤机前的一种过渡通气方式 v方 法：鼻塞CPAP-常用，易致腹胀，应放置胃管 气管插管CPAP-可增加气道阻力和呼吸 功 v 压 力： 一般为38cmH2O 8cmH2O：降低静脉回流及心输出量 减低潮气量和升高PCO2。 注 意：CPAP不宜使用纯氧作气源。 持续气道正压 CPAP 间歇指令通气 IMV v 也称间歇正压通气 intermittent positive pressure ventilation, IPPV v 呼吸机以预设频率、压力、流速和吸、呼气时间施以 正压通气 v 无自主呼吸，呼吸机以预设参数正压通气 v 有自主呼吸，在正压通气间歇按自主呼吸频率和形式 进行呼吸 v 总通气量自主呼吸通气量 + 呼吸机正压通气量 v 正压通气频率呼吸机预设频率 v 应用较高频率IMV时，呼吸机可提供完全的通气支 持，当患儿无自主呼吸时，可应用较高频率IMV v 随着自主呼吸的出现和增强，应相应减低IMV的频 率，撤机前则可使IMV的频率降到5-10次/分，减少 呼吸机的正压通气，以增强患儿自主呼吸的能力， 达到依靠自主呼吸能保证气体交换的目的 v 此方式由于机器送气经常与患儿的呼气相冲突即人 机不同步，故可导致小气道损伤、慢性肺疾病、脑 室内出血和脑室周围白质软化等的发生 间歇指令通气 IMV 同步间歇指令通气 SIMV v是指呼吸机通过识别患儿吸气初期气道压力或气体流 速或腹部阻抗的变化，触发呼吸机以预设的频率进行机 械通气，即与患儿吸气同步 v当患儿呼吸暂停或无自主呼吸时，呼吸机则以设定的 频率控制通气 v患儿的吸气只有在呼吸机按预设频率送气后的较短时 间内（时间窗）才能触发呼吸机的机械通气 v患儿接受正压通气的频率呼吸机的预设频率 vSIMV解决了人机不同步现象，避免IMV的副作用 辅助-控制通气 A / C v辅助通气：自主吸气可触发机械通气，机械通气频率 是由自主呼吸频率所决定 v 控制通气：指呼吸机按预设的频率进行机械通气 v A / C：是将辅助通气与控制通气相结合的通气模式 自主呼吸强时：自主吸气触发与自主呼吸频率 相同并且同步的机械通气 无自主呼吸时：呼吸机则按预设频率进行机械通 气 v患儿接受机械通气的频率预设的频率 v 当患儿自主呼吸较强和较快时，由于患儿接受机械 通气的频率大于预设频率，可产生过度通气，故应及时 调低压力或降低触发敏感度（增大其负值） v 一般触发敏感度设置既要避免过度敏感，导致过多 触发，也要避免触发敏感度过低，造成费力触发。 辅助-控制通气 A / C 压力支持通气 PSV v是指呼吸机通过识别自主吸气初期气道压力 或气体流速的变化，触发呼吸机以调定的压 力支持值（PEEP/CPAP）进行辅助机械 通气，当流速降至阈值或达到TI吸气终止 v 呼吸机自动调节流速及峰值 v 目的为减少自主呼吸功 O2CO 2 机械通气参数调节原则 v机械通气基本目的： 保证有效通气排出 CO2 保证有效换气摄入 O2 v新生儿学组，中华儿科杂志，2004 CO2的排出 vMV=（VT-VD）RR MV: 每分肺泡通气量; VT : 潮气量 VD : 死腔量（相对不变）；RR: 呼吸频率 v VT 定容呼吸机：予设VT 定压呼吸机：取决于（PIP-PEEP） v RR 任何呼吸机：予设RR v PaCO2增高：增加PIP或降低PEEP或提高RR O2的摄取 PaO2与吸入气氧分数（FiO2）和平均气道压力 （MAP）呈正相关： v 需要的FiO2 = 给予的FiO2 理想的PaO2 / 实测的PaO2 v MAP定义：一个呼吸周期中施于气道和肺的平均压力 v MAP公式：MAP = K PIPTi/(Ti+Te)+PEEPTe/ (Ti+Te) K：正弦波为0.5；方形波为1.0 v MAP范围： 5-15cmH2O 调节MAP注意事项 vPIP或PEEP改变优于Ti改变 vPEEP 5-8cmH2O时，再提高PEEP，PaO2升高不明 显 v过高MAP导致肺过度膨胀，静脉还流及心搏量减少 vPaO2降低可提高MAP即提高PIP或PEEP或延长Ti 初始参数调定 v初调参数应因人、因病而异 v双侧胸廓适度起伏，双肺呼吸音清晰 v口唇、皮肤无发绀及SO290% v动脉血气结果是判断参数调定的金标准 参数调节幅度 v 一般情况下每次调节1或2个参数 v血气结果偏差大可多参数一起调整 v原则是使用最低参数保证通换气功能 呼吸机参数调节幅度 呼吸机参数调节调节 幅度 PIP PEEP Ti RR FiO2 2 3 cmH2O 1 2 cmH2O 0.1 - 0.2 s