呼吸机波形分析中文图文课件

机械通气波形 之“精读” 南京大学医学院附属鼓楼医院 重症医学科 提纲 机械通气波形概述 1 常见机械通气波形 2 特殊参数波形 3 异常波形解析 4 解读呼吸机波形意义 熟练的ICU医师通过呼吸机波形评估病人肺的 状态 如同心脏科医师通过心电图评估心脏状态 了解病人目前的通气状态 分析机械通气过程中出现的问题 呼吸机的监测 压缩空气 压缩氧气 空氧混合器 吸气阀 吸气流量 传感器 湿化器 气道压力 传感器 病人 呼气流量 传感器 呼气阀单向活瓣 流速监测流速监测 呼气流速传感器 Expiratory Flow Transducer 患者患者 呼气流速传感器 Expiratory Flow Transducer 患者患者 呼吸机波形分类 v 标量图（Scalars）: 压力、容积或流速随时间变化的图形，x轴为时间 轴。 v 环形图（Loops）: 反应压力-容积或流速-容积之间关系的图形. (P/V or F/V)。不存在时间这一变量。 . SEC LPM 123456 120 V Paw VT 波形的基本形态 最常见的波形形态为:方波(square), 斜波(ramp), 和正弦波(sine) squareAscending ramp Decsending ramp sine 波形的基本形态 TIME TIME 方波: 代表一个恒定不变或设定的参数 压力控制模式的压力波形 流速恒定的容控模式的流速波形 斜波: 代表一个不断变化的差数 主要受肺力学特性的影响 分为递增波和递减波 TIME 正弦波: 见于自主通气 波形的基本形态 T P T P T V T V F T F T Pressure Modes Volume Modes Volume Control SIMV (Vol. Control) Pressure Control PRVC SIMV (PRVC) SIMV (Press. Control) Pressure Support Volume Support 常用机械通气波形 流速-时间曲线 压力-时间曲线 容积-时间曲线 压力-容积环 流速-容积环 压力时间曲线 Pressure mode 压力波形常为方波 吸气时压力持续不变 Volume mode 压力波形常为斜波 Paw (cm H2O) Time (sec) 压力时间曲线的意义 v 气体陷闭 (auto-PEEP) v 气道阻塞 v 支气管扩张药物的疗效 v 呼吸系统力学 (顺应性/阻力) v 过度呼气 v 通气模式 (容量 vs. 压力) v 了解气道峰压（PIP）, 平台压（Pplat） v CPAP, PEEP v 人机同步性 v 吸气触发努力 可用于评估: T P PEEP和自主呼吸触发 Time (sec) Paw (cm H2O) Patient Triggered 0 10 20 PEEP +5 应用PEEP后整个压力波形的基线将抬高 若为病人自主触发的通气整个波形前将有一个负向波 压力时间曲线的解读 Time (sec) Paw (cm H2O) Begin Inspiration PIP Begin Expiration Pplateau 整个曲线下面积代表 平均气道压（ Pmean ） Pmean=(A+B+C)/Time A B C A= 气道阻力 (Raw) B= 肺泡扩张所需压力 PIP= Peak Inspiratory Pressure Inspiratory hold Pplateau = Plateau Pressure 气道峰压增高 Time (sec) Paw (cm H2O) PIP PPlat High Raw PIP PPlat不变 Normal High Flow PIP Ti PPlat不变 气道阻力或流速的增加导致 PIP 升高 但Pplat 不变 平台压增高 Time (sec) Paw (cm H2O) PIP PPlat Normal PIP PPlat Low Compliance High VT PIP Ti PPlat 肺顺应性下降或潮气量的升高导致 Pplat升高 但 PIP 和 Pplat 之间的差值不变 Auto-PEEP的观察 Time (sec) Paw (cm H2O) 0 10 20 Expiratory “hold” applied Auto-PEEP =4 Set PEEP=5 Total-PEEP =14 使用呼气暂停后，尚未呼出的陷闭气体将导致压力波形升高高于基线水平， 形成auto-PEEP 可接受的 auto-PEEP 应 5cm H2O 容积时间曲线 Time (sec) 容量时间波形一般呈“山尖”状： 如果设定吸气暂停时间或使用吸气暂停功能后波形顶部将出现平台 LITERS VT 容量时间曲线的意义 v 气体陷闭 (auto-PEEP) v 漏气 v 潮气量大小 v 主动呼气 v 人机同步性 可用于评估: Time V 容量时间曲线的构成 Time (sec) Begin Inspiration Begin Expiration Exhaled volume returns to baselineVolume Inspiratory Tidal Volume LITERS VT 气体陷闭或漏气 Time (sec) Loss of volume 如果呼气支曲线未能回到基线，则可能存在气体陷闭或漏气（可见于 气管插管气囊漏气，呼吸机管路漏气，交通性气胸行胸腔置管引流后 ） LITERS VT 流速时间曲线 Pressure mode 流速波为斜波 Volume mode 在恒流时流速波为方波， 流速保持不变 123456 Time (sec) 120 -120 Flow L/min 现代呼吸机在容量控制通气时亦允许使用多种预设计的流速波形 （如减速斜波） 流速时间曲线的意义 v 气体陷闭 (auto-PEEP) v 气道梗阻 v 支气管扩张药物的反应 v 主动呼气 v 通气模式 (压力 vs. 容量) v 吸气气流水平 v 人机同步性 v 吸气触发努力 可用于评估: TIME F 不同模式下的流速波形 Time(sec) Time(sec) VolumePressure Constant flowDecelerating flow 达到相同的潮气量减速流速模式所需的气道峰压更低，优于恒定流速模式 Paw cmH2O L/min Flow Time (sec) L/min 123456 120 -120 Flow Auto-PEEPAuto-PEEP的的流速波形波形 Expiratory flow doesnt return to baseline Normal Start of next breath 如果呼气相流速曲线在下次吸气前无法回到基线，则可能存在气体陷闭 (可见于肺气肿病人，吸呼时间比设置不当) 气道阻力变化 之气管扩张药物起效的表现有： 呼气峰流速的上升 呼气支曲线更快回到基线 Time (sec) 120 -120 Flow L/min short exp. time increased Peak Flow Pre-Bronchodilator Post-Bronchodilator 通气模式的判断 如何区别压力模式和容量模式？ Remember the letter “P”. In Pressure modesThe Pressure waveformhas a Plateau. T P T P T V T V F T F T Pressure Modes Volume Modes 通气模式的判断 在压力限制、控制模式中，流速曲线一般会回到基线位置 而在压力支持模式中，流速曲线不会回到基线位置 T P T V F T Pressure Modes 压力-容积（PV）环 LITERS VT Paw cmH2O Inspiration Expiration Y轴表示容积 X轴表示压力 吸气支走形向上 呼气支走形向下 环形的底部将位于 PEEP 水平 PEEP 自主呼吸和正压通气的PV环 LITERS VT Paw cmH2O Inspiration Expiration 自主呼吸时曲线为顺时针向 正压通气时曲线为逆时针向 PV环的意义 V P v 肺过度膨胀 v 气道阻塞Airway Obstruction v 支气管扩张药物的反应 v 呼吸系统力学指标 (顺应性/阻力) v 呼吸功 v 流速不足 v 漏气 v 触发努力 可用于判断: 肺动态顺应性 LITERS VT Paw cmH2O Dynamic Compliance (Cdyn) PV曲线起点端和顶端的连线的斜率代表动态肺顺应性(Cdyn) Cdyn = volume/pressure 肺静态顺应性 VT PIP PEEP PPlat SlopeCompliance C = Pplat - PEEP tidal volume 切点 TIME P LITERS VT Paw cmH2O 定压模式的PV曲线 LITERS VT Paw cmH2O Paw (cm H2O) Time(sec) 压力限制/控制/支持模式下吸气时压力受限或保持不变，PV近似为方形 肺过度膨胀 Paw cmH2O VT Paw rises With little or no change in VT “鸟嘴征” LITERS 压力持续上升而容积变化较小，形成 “鸟嘴征” 应降低潮气量或吸气压力 气道阻力增加 LITERS VT Paw cmH2O 呼气阻力增加: 气道痰栓 支气管痉挛 吸气阻力增加： 气管插管变形 病人咬管 随气道阻力的增加，PV曲线将变宽 其中呼气阻力的增加更为常见 顺应性改变 LITERS Paw cmH2O VT LITERS Paw cmH2O VT Increased ComplianceDecreased Compliance 常见于: 肺气肿， 表面活性剂治疗后 常见于: ARDS, CHF, 肺不张 漏气 Paw cmH2O VT LITERS PV环的呼气支曲线未回到基线水平提示漏气存在 PV曲线的拐点 LITERS VT Paw cmH2O Lower Inflection Point Upper Inflection Point (Third Inflection Point) 低位拐点代表大多数塌陷肺泡的开放点（肺复张） ARDS的保护性肺通气建议PEEP应设置于地位拐点之上 流速容积（FV）曲线 Inspiration Expiration Flow (L/min) LITERS VT Y轴表示流速，X轴表示容积 吸气支位于X轴上方并且其波形与流速时间波形一致 呼气支位于X轴下方，反应被动呼气的情况 PIF PEF Vt FV曲线的意义 F V v 气体陷闭 v 气道梗阻 v 气道阻力变化 v 支气管扩张药物的疗效 v 吸气和呼气流速 v 流速不足 v 漏气 v 呼吸机管路积水 v 人机同步性 可用于评估： FV曲线和流速时间曲线 F V T F T F F V FV曲线吸气支波形与相应的流速时间波形一致 漏气或气体陷闭 Inspiration Expiration Flow (L/min) LITERS VT 呼气支曲线未回到起始点 如果存在漏气，FV环无法回到起始点。这一现象同样可见于气体陷闭时。 气道梗阻 F V F V Reduced Peak Flow scooping 导致小气道梗阻的疾病下呼气支曲线呈现出内凹的“勺形”，常见于哮喘、肺气肿 等导致呼气阻力升高的疾病。 特殊机械通气参数波形 上升时间 吸气终止切换 上升时间 Paw (cm H2O) Time 在吸气相达到设定的气道压力或峰流速所需时间为上升时间 用于评估在压力支持通气下呼吸机的支持是否满足病人吸气需求 上升时间 如果上升时间过短，可见压力波形上见一突起部，称为压力“波峰” 需要减慢呼吸机送气阀的开放，增加上升时间 如果上升时间过长，压力波形将变得光滑且倾斜，将降低呼吸机气流的输出并且 可能无法满足病人的吸气需求 需加快送气阀的开放，降低上升时间 Time Paw (cm H2O) too fasttoo slow pressure spike 吸气终止切换 v 在压力支持通气时，何时由吸气转变为呼气取决于吸气终 止切换的设置 v 常见的切换设置方法： 根据吸气气流终止切换 根据感应到呼出气流切换 根据吸气流速变化切换（简称流速切换） 流速切换 当吸气流速下降至某一特定水平时吸气终止 Inspiration ends Time(sec) Paw cmH2O L/min Flow Time(sec) 流速切换的设置 Time (sec) 120 -120 Flow L/min 100% of Patients Peak Inspiratory Flow 100% 75% 50% 30% 上图中，呼吸机的设置为：当流速下降至峰流速的30%时吸气终止 流速切换设置不当 A 切换流速的百分比设置过高，切换提早出现 导致吸气时间过短（潮气量不足） B 切换流速的百分比设置过低，导致吸气时间过长 迫使病人主动呼气（增加呼吸功），压力波形上出现呼气“波峰 ” Paw cmH2O L/min Flow Time (sec) Time (sec) 100% 60% 10% Exhalation spike AB 异常波形解析 气体陷闭 (auto-PEEP) 气道阻力增加 顺应性改变 漏气 人机不同步 气体陷闭 (auto-PEEP) 原因 呼气时间不足 呼气时小气道的狭窄塌陷导致呼气气流受限 改善气道狭窄，增加吸气流速，减少吸气时间，使用PEEP T P T F T V P V F V 气道阻力增加 原因 支气管痉挛、痰栓形成、流速过大 气管插管问题 (口径过细, 导管扭曲、堵塞, 病人咬管) 呼气阀或过滤器阻力过大或被阻塞 治疗气道痉挛，吸引气道，更换气管插管或呼气滤器，使用牙垫， 降低峰流速 T P PIP PPlat不变 T F V P F V 顺应性改变 顺应性下降原因 ARDS、肺不张、肺实变、 肺纤维化、肺过度充气 气胸、胸腔积液 腹腔高压 慢性充血性心功能衰竭 v 顺应性增加原因 肺气肿 表面活性剂使用 P V T PIP PPlat P 顺应性下降 顺应性增加 漏气 原因 插管气囊漏气，管路断连接 交通性气胸，支气管胸膜瘘 流速传感器错误 检查呼吸机管路可能的漏气位置 T V P V F V 人机关联 概述 Trigger dyssynchrony Flow dyssynchrony Cycle dyssynchrony 人机对抗人机对抗 触发不同步 流量/容量 不同步 切换不同步 触发的选择 v压力触发 呼吸肌等长度收缩 v流速触发 呼吸肌等张力收缩 v波形触发 比流速触发节省触发所需呼 吸功50%以上 T T P P Eur Respir J 2002; 20: S603 触发不同步 Kondili et al. patient with severe COPD ventilated with PSV 触发不同步 v 误触发（Autotriggering） 管路积水 心搏干扰 v 无效触发（ineffective triggering） 肌力不足 呼气不完全 呼吸系统弹性差 通气量高 呼气阻力高（病人、回路阻力） 呼气时间短 损伤肌纤维超微结构 降低肌力 流量不同步 Eur Respir J 1999; 13: 87382 PSVV-ACV 切换不同步 Br J Anaesth 2003; 91:106119 吸气过早切换为呼气 切换不同步 无论采取何种切换模式，呼吸机的Ti和呼吸中枢的Ti之间总是存在差异 压力切换压力切换 1 时间切换时间切换 2 容量切换容量切换 3 流速切换流速切换 4 Ti固定不变 Ti取决于预设 和病人 Am J Respir Crit Care Med 2002;165: 9727 人机不同步 原因 流速设置不当 神经系统损伤 触发设置不当 波形特征 吸气和呼气过程中病人的呼吸努力造成吸气和呼气波形的“波动” V P F V 人机不同步-流速设置过低 因为吸气流速设置过低，压力时间曲线的吸气支下移 Time(sec) Time(sec) Paw cmH2O L/min Flow 增加流速，减少吸气时间，增加设定的呼吸频率 调整触发敏感度，改成以支持通气为主的通气模式，如PSV 对于神经系统损伤病人给予充分镇静 测试题 Time (sec) Raw Paw cmH2O Question: An increase in airway resistance causes _to increase and _ to remain the same? Answer: PIP increases, Pplat remains the same 测试题 Question: This flow pattern indicates what? Answer: Air trapping (auto-PEEP) Time (sec) L/min 123456 120 -120 Flow Normal 测试题 120 -120 Flow L/min Pre-BronchodilatorPost-Bronchodilator Question: To assess improvement after a breathing treatment you should see what? Time (sec) Answer: Improved peak flow and shorter expiratory time 测试题 T P T V F T The flow waveform doesnt return to baseline Interpret the mode: Is it a Volume or Pressure mode? Is it a Control (rate) or Support mode? The pressure waveform has a plateau 测试题 Question: What does this loop indicate? Answer: Decreased lung compliance. (ARDS, CHF, Atelectasis) LITERS Paw cmH2O VT 测试题 Paw cmH2O VT Paw rises With little or no change