呼吸机基本波形详解课件

呼吸机基本波形详解 河北省人民医院急救中心 斯重阳 近10年来因微理器和有关软件的发 展, 现代呼吸机除提供各种有关监 测参数外, 同时能提供机械通气时 压力、流速和容积的变化曲线以及 各种呼吸环. 目的是根据各种不同 呼吸波形曲线特征, 来指导调节呼 吸机的通气参数, 有效的机械通气支持或通气治疗是 在通气过程中的压力、流速和容积 相互的作用而达到以下目的: a. 能维持动脉血气/血pH的 基本要求(即PaCO2和pH正常, PaO2达到基本 期望值如至少 50-60 mmHg) b. 无气压伤、容积伤或肺泡伤 . c. 患者呼吸不同步情况减低 到最少,减少镇静剂、肌松弛剂的应用. d. 患者呼吸肌得到适当的休息 和康复. 1呼吸机工作过程: 吸气控制有 : a. 时间控制: 通过预设的吸气时间使吸 气终止, 如PCV的设置Ti或I:E. b. 压力控制: 上呼吸道达到设置压力时 使吸气终止,现巳少用, 如PCV的设置高压报警值 . c. 流速控制: 当吸气流速降至预设的峰 流速%以下(即Esens), 吸气终止. d. 容量控制: 吸气达到预设潮气量时,吸 气终止. 呼气控制有: a. 时间控制: 通过设置时间长短引 起呼气终止(控制通气) 代表呼气流速(吸 气阀关闭, 呼气阀打开以便呼出气体), 呼气流速的波形均为同一形态. b. 病人触发: 呼吸机捡测到吸气流 速到吸气终止标准时即切換呼气(Esens). 机械通气支持时有四个基本参数 压力 容积 流速 时间 参数组合构成各种同波形 压力-时间曲线 容积-时间曲线 流速-时间曲线 压力-容积环 流速-容积环 压力-流速环 流速测定 流速通常在呼吸机环路（从进 气口到呼气阀之间的管道）中测知 ，大部分流量感应器都可以测量一 个较大的范围（-300+150LPM） ，但会由于假呼吸运动、水气、呼 吸道分泌物等而影响其准确性。 流速波 两个组成部分：吸气波和呼气波 它描述了流速大小、持续时间和机 控呼吸下的流速释放方式（正压通 气），或者病人自主呼吸下的流速 大小，持续时间和流速需求。 吸气流速波机控呼吸 图1 是一个假设呼吸机给于恒定流 速的一次机控呼吸的吸气流速波（方 波），虚线部分是呼气波. 图1 吸气流速波控制呼吸 图1的流速波型是方波，从吸气开始即达 到峰值，直到吸气末都是一个恒定值。 在实际应用当中，像图1那样 “真正的”方波是不可能达 到的，因为流速输送系统都 有一个固定的延迟时间，在 这段时间内，流速从0达到预 设的峰流速。同样，在吸气 末流速从峰值降至0也需要一 段时间。 延迟时间效应会在吸气开始和吸气 末使波形出现轻微的倾斜。（图2 ） 图2恒流速波形延迟时间效应 早期,低驱动压高内部顺应性的 呼吸机，气流输送受到环路回缩力 的影响很大。新一代呼吸机设计了 低内部顺应性和高驱动压力，使环 路回缩力对送气的影响减少了。 在一个较高的吸气峰压下，峰流速 逐步减小，会导致吸气时间的延长。 如图3，实线是受环路回缩力影响后的 波形，虚线是“真正的”方波，两者 包围的面积相同，即潮气量相同。 图3 恒流速波形受环路回缩力的影响 越来越多的新一代容控型呼吸机 具备了一些其他可选择的波型， 递增波 递减波 正弦波 在预设同一个峰流速下，不同的 波形会导致吸气时间改变，而曲线 包围的面积即潮气量是不变的（图4 ） 图4 流速波形可选择波型 吸气流速波自主呼吸 自主呼吸流速波形（图5）的特 点通常取决于病人呼吸需求的特点。 就是说，波形大小、持续时间与病人 的呼吸需求相对应。此时由于没有预 设值，系统响应时间对波形的影响非 常小，通常波形类似于正弦波。（没 有使用压力支持等辅助手段） 图5 吸气流速波自主呼吸 呼气流速波 呼气 不论是机控或是自主呼吸，都是一 个被动的过程。 呼气流速波的大小、持续时间、形 状取决于顺应性，顺应性包括病人顺 应性和呼吸机环路顺应性。 呼吸机环路顺应性受到环路长度 、材质、型号（内径）的影响，并且 ，气流通过呼气阀时的阻力（容量测 算系统）也是重要因素。 病人肺顺应性改变或呼气时动用 呼吸肌，都会对波形产生影响。 图6 是一个机控吸气动作（虚线 ）后的呼气流速波形。在呼吸机测 算中呼气流速在0基线以下。 图6 呼气流速波 病人呼气阻力对呼气流速波的 细小影响会得到修正，而呼气流速 波的明显变化常体现了病人顺应性 的改变、气道阻力明显变化或是病 人烦躁动作。 呼气阻力增大（分泌物堆积甚至气 道阻塞）会降低呼气峰流速并延长 呼气时间（图7） 图7 呼气流速波气道阻力增大 图8 呼气流速波被动及主动呼气 压力测定 呼吸机上，测定压力的部位通 常在环路病人端Y形管处，也有在 环路吸气支和呼气支内部测知。 尽管从环路内部测得的压力与 实际气道压不尽相同，但往往以此 作为参照，了解气道压的情况。 压力感应器通常可以测知最高 150cmH2O的压力，但会因环路内积 水、分泌物堵塞等影响准确性。 自主呼吸和机控呼吸的压力 波形是不同的，但他们的组成结 构是一样的。压力波形对评估呼 吸周期结构（呼气相向吸气相转 换点）、时间系数及病人与呼吸 机的相互作用都有帮助 。 压力波形 观察压力波形，很容易判断病 人到底是自主呼吸还是机控呼吸。 图9是一个典型的自主呼吸压力波 形。(未用压力支持等辅助) 压力波形自主呼吸 图10 是一个典型的机控呼吸的 压力波形（正压通气） 图10 压力波形机控呼吸 “膨胀压”指达到一个固定潮气量 时的压力。膨胀压分两个部分流 速抵抗压和肺扩张压。 图11 表示了机控呼吸中的一次吸 气暂停。（吸气流速结束后，肺保 持膨胀的动作） 图11 肺膨胀压吸气暂停 图12 压力波形受阻力、流速、顺应性影响（固定 潮气量） 图13 呼气压基线抬高 图14 呼气压力抬高 图15 平均压 图16 自主触发的辅助通气 图17 机控呼吸中病人努力不够 图18 时间测算 图19 压力测定PCV、PSV 预设压力支持水平 PEEP 峰流速 2 5 % 峰流速 时间 吸气时间 压力 流速 容量 PSV的通气波形 V P PSV 的 P-V 环 图20 容量波 图21 自动顺应性补偿 流速、压力、容量环 下面列出的分别是机控、辅助、 自主呼吸的波形环之间的区别。值得 注意的是，压力-容量环对于测定、估 算呼吸功有重要的作用（做功=环的面 积）。 图22 压力-容量环（环） 反映顺应性 吸气肢成弓形变化提示吸气阻力增高 环斜率偏向纵轴提示顺应性增高，偏向横轴提示顺应性减退。 环形态受下列因素影响：吸气流速潮气量吸气频率患者肌松状 态 图23 压力-流速环 （环） 图24 流速-容量环( F-V 环 ) 临床意义 呼气流速突然终止提示存在auto-PEEP 呼气肢凹向横轴提示呼出气流受限 呼气峰流速降低提示气道阻塞 F-V环呈开环状提示回路泄漏. 自主呼吸时曲线出现锯齿状改变提示回路中分泌物过多 应用支气管扩张剂后呼气峰流速增高，呼气肢更线性化 Flow Time 气体陷闭auto -PEEP 患者正常 陷闭气量 air trapping Flow Vol