呼吸基础和呼吸模式课件

呼吸基础呼吸基础 与与 呼吸机的基本模式呼吸机的基本模式 袁周率 ICU配置方案 ICU：Intensive Care Unit 重症加强护理病房(重症监护病房) ICUICU收治患者收治患者 ICU收治各种危重症患者，主要收治对象是： p严重创伤，大手术后及必须对生命指标进行连续严密监 测和支持者； p需要心肺复苏者； p某个脏器(包括心、脑、肺、肝、肾)功能衰竭或多脏器 衰竭者； p重症休克、败血症及中毒病人； p脏器移植前后需监护和加强治疗者。 病情好转后，又转回普通病房。 基本设备 p中心供氧，中心负压，中心正压，足够强大的稳压器 p病床采用多功能床，配备防褥疮床垫 p多参数监护系统，每个ICU单元至少配备便携式监护仪1台 p纤维支气管镜，气管插管箱（喉镜） p呼吸机:三级以上医院的ICU必须每床配备1台，每个ICU 单元至少应有便携式呼吸机1台 p每床均应配备输液泵和微量注射泵，其中微量注射泵每床 2套以上。另配备一定数量的肠内营养输注泵。 p血液净化仪、血气分析仪 pICU必须有足够的设备，随时提供床旁B超等检查 ICUICU设备要求设备要求 p乳酸分析仪 p简易血氧饱和度和/或二氧化碳检测仪 p闭路电视探视系统，每床一个成像探头 p有创或无创血流动力学、呼气末二氧化碳 、代谢等监测设备 p心脏起搏相关设备 p输液加温设备 ICUICU设备要求设备要求 选配设备 一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理 1. 呼吸系统解剖结构 2. 肺容量的几个概念 3. 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 4. 自主呼吸的过程 5. 呼吸过程中的血液循环问题 一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理 1.呼吸系统解剖结构 2.肺容量的几个概念 3.整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 4.自主呼吸的过程 5.呼吸过程中的血液循环问题 呼吸系统呼吸系统 上呼吸道： F鼻和鼻腔 过滤、湿化、加温 F咽 F喉 呼吸机 (应用气插和气切）: 吸入呼出过滤器 电子湿化器人工鼻 呼吸系统呼吸系统 下呼吸道： F气管 F支气管 F终末细支气管 F肺泡 (肺内气体交换) 肺泡肺泡- -肺内气体交换肺内气体交换 肺泡 一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理 1.呼吸系统解剖结构 2.肺容量的几个概念 3.整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 4.自主呼吸的过程 5.呼吸过程中的血液循环问题 肺容量肺容量 潮气量(TV) 补气量(IRV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺活量(VC) 肺总容量(TLC) 吸气量(IC) 潮气量(TV)：静息状态每次吸入或呼出的气量 成人约400-500毫升 肺容量肺容量 潮气量(TV) 补气量(IRV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺活量(VC) 肺总容量(TLC) 吸气量(IC) 功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV 肺容量肺容量 F功能残气量(FRC)的临床意义： nFRC在生理上起着稳定肺泡气体分压的缓冲作用， 减少了通气间隙时对肺泡内气体交换的影响 n如果没有FRC，呼气末期肺泡将完全塌陷，产生静 -动脉血分流 nFRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或 塌陷 F机械通气：PEEP 增加功能残气量(FRC) 一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理 1.呼吸系统解剖结构 2.肺容量的几个概念 3.整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 4.自主呼吸的过程 5.呼吸过程中的血液循环问题 整个呼吸过程整个呼吸过程( (广义的广义的“ “呼吸呼吸” ”) ) 机械通气 F肺部换气： 外界和肺泡之间气体的吸入和呼出 F肺内气体交换(氧合)： 血液中的氧气和二氧化碳在肺泡毛细血 管内外的交换扩散 静脉血 动脉血 F血液循环： 血液将动脉血(O2)带到身体各部分，将 静脉血(CO2)带回肺泡毛细血管 F细胞内呼吸： 血液和身体中的氧气和二氧化碳在细胞 间的交换扩散 动脉血 静脉血 一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理 1.呼吸系统解剖结构 2.肺容量的几个概念 3.整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 4.自主呼吸的过程 5.呼吸过程中的血液循环问题 自主呼吸的换气过程：主动吸气，被动呼气 主动吸气主动吸气 被动呼气被动呼气 自主呼吸过程自主呼吸过程: :压力和容量的变化压力和容量的变化 隔肌和肋间肌收缩 胸内容积增大 胸膜内压变负 肺扩张 肺内压变负 外界空气流(压)入肺中 胸膜内压 肺内压 肺内气量 一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理 1.呼吸系统解剖结构 2.肺容量的几个概念 3.整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 4.自主呼吸的过程 5.呼吸过程中的血液循环问题 呼吸过程中的血液循环问题呼吸过程中的血液循环问题 心脏舒张 肌肉泵 “呼吸泵” 静脉血回心动力：静脉血回心动力： 吸气时： - 胸内 Pressure - 腹内 Pressure 自主呼吸中自主呼吸中“ “呼吸泵呼吸泵” ”的作用的作用 自主呼吸中自主呼吸中“ “呼吸泵呼吸泵” ”的作用的作用 呼吸系统和 循环系统的 和谐工作 自然进 化的结果 二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式 1. 呼吸机的基本概念 2. 机械通气和心肺对抗 3. 呼吸机的几个重要参数 4. 呼吸模式 5. 压力触发和流速触发 二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式 1.呼吸机的基本概念 2.机械通气和心肺对抗 3.呼吸机的几个重要参数 4.呼吸模式 5.压力触发和流速触发 呼吸机的萌芽呼吸机的萌芽 1543年，Vesalius首次对猪进行气管切开并置入气管导管成 功，进而证实通过气管导管施以正压能使动物的肺膨胀 1667年，Hooke在狗身上成功重复了这一实验并首次应用风 箱技术成功地进行了正压通气 1792年，Curry首次在人身上成功进行了气管插管 这种简单的由手动进行人工通气的风箱技术在欧洲较广泛地 被用于溺水者的复苏。但由于该技术极其粗糙并且缺乏应用 经验，致使应用后并发症多，成功率低 近代呼吸机近代呼吸机 1832年Dalziel设计出一个密封的风箱装置，通过箱内的压力变 化而进行通气。由于这种箱式负压通气机需人工提供动力，其 发展和应用大为受限 1928年10月，Drinker和Shaw用研制了一台被世人称为“铁肺 ”的箱式体外负压通气机治疗一个因脊髓灰质炎呼吸衷竭而昏 迷的8岁女孩获得成功，从而开创了机械通气史上的一个里程碑 在30至40年代欧美脊髓灰质炎大流行时，铁肺、双人铁肺、胸 甲式和带式等体个负压通气机大量应用于临床 铁肺铁肺 近代负压呼吸机的局限性近代负压呼吸机的局限性 疗效低，治疗呼吸衷竭的总死亡率高达80%，对战伤所致的 ARDS的治疗未获成功 气道管理困难，气道分泌物难以排出 不能应用于外科手术麻醉中 早期现代呼吸机早期现代呼吸机 1940年第一台间歇正压通气麻醉机(apiropulsator)被发明并 应用于胸外科手术患者和战伤ARDS的抢救中 1946年，美国Bennett公司研制出第一台初具现代呼吸机基本 结构的间歇正压呼吸机并应用于临床。自此气控-气动压力限 制型呼吸机一度成为正压通气机的主流形式。 这类正压呼吸机常常不能保证有效的潮气量。为弥补这一不足 ，设计者们首先开发了容量监测功能装置，然后开始探索研制 容量限制型呼吸机 早期现代呼吸机早期现代呼吸机 1950年，瑞典的Engstrom研制出世界上第一台容量转换型呼吸 机，标志着第二代现代呼吸机的诞生 60至70年代，电子技术被引进到呼吸机的设计中，气动能源实 现了电子设备控制；由电位计所控制的容量压力监测系统和报警 系统亦被开发出来。 同一时期，随着大量临床经验的积累和研究，一些新的机械通气 观念和技术得以发展和应用，如呼气末正压（PEEP）、持续气 道正压（CPAP）、间歇指令通气（IMV）、同步间歇指令通气 （SIMV）和T型管技术等等 第三代现代呼吸机第三代现代呼吸机 一机多能，同一型号呼吸机既适用于成人又可用 于儿童；功能齐全，监测全面 开发出多种新的通气模式，如压力支持通气(PSV)、压力调节容积控制通 气(PRVC)、容积支持通气(VSV)、气道压力释放通气(APRV)、双相气道正 压通气 (BiPAP/Bilevel)等 辅助通气的功能元件灵敏度提高，反应时间进一步缩短 增加了吸气流速波型变化、吸气暂停、深吸气等特殊功能 监测、警报系统更加完善，应用了自动反馈调节系统和自动校正系统，使 调节更加简单，增加了安全性 附属加温加湿功能更加充分，很多机型还带有气道雾化给药装置 负压还是正压通气负压还是正压通气 F铁肺（iron lung）和胸甲（chest cuirass）可于吸 气相在胸廓周围形成负压，虽然这些装置对有些患 神经肌肉疾病需长期机械通气的病人有用，但在ICU 已经不再应用。 F正压通气指在吸气相对气道施以正压。正压机械通 气几乎是ICU专用的。 F在正压通气和负压通气中，呼气均是被动的。 呼吸机基本概念呼吸机基本概念 什么是呼吸机？ 呼吸机 电子打气筒！ 呼吸机的分类呼吸机的分类 F有创呼吸机 通过建立人工气道（经鼻或 经口气管插管、气管切开）进 行的正压机械通气方式 F无创呼吸机 通过鼻、面罩、接口器等相 对无创的方式与呼吸机连接进 行的通气方式 呼吸机分类呼吸机分类 F按使用对象 n成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机 F按工作原理 n气控气动、电控气动、电控电动呼吸机 F按人机接口方式 n有创或无创正压通气呼吸机 F按机器的功能 n急救、治疗、家用、高频振荡 呼吸机系统简图呼吸机系统简图 二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式 1.呼吸机的基本概念 2.机械通气和心肺对抗 3.呼吸机的几个重要参数 4.呼吸模式 5.压力触发和流速触发 自主呼吸自主呼吸 vs. vs. 正压通气正压通气 Pressure 压力 Volume 容量 I E I E 自主呼吸 正压通气 吸气时： - 胸内 Pressure - 腹内 Pressure 自然进程的破坏： “呼吸泵”作用的丧失 回心血量降低 心排量CO 低血压,组织灌注减少 机械(正压)通气与心肺对抗 二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式 1.呼吸机的基本概念 2.机械通气和心肺对抗 3.呼吸机的几个重要参数 4.呼吸模式 5.压力触发和流速触发 呼吸三要素呼吸三要素: :压力、容压力、容( (流流) )量和时间量和时间 流速-时间曲线 压力-时间曲线 压力(P )：Pressure 容量(V )：Volume 流速( f )：Flow 时间( t )：Time 吸呼比 ( I : E ): 其中： 吸气相( I ) = 吸气时间(Insp.)+平台时间 (Pause) 呼气相( E ) = 呼气时间(Exp.) 正比通气、反比通气 屏气： 气体扩散 肺内交换 关关 键键 词词 F 压力 Pressure F 容量 Volume F 时间 Time F 流量 Flow 呼吸机气道压力的监测呼吸机气道压力的监测 F峰值压力 n呼吸机送气过程中的最高压力 n容量控制通气时取决于肺顺应性、气道阻力、潮气量、峰 值流速和气流模式 n压力控制通气时，气道峰值压力水平与预设压力水平接近 F平台压力 n平台压力为吸气末屏气0.5秒（吸气和呼气阀关闭，气流为 零）时的气道压力，与肺泡峰值压力较为接近 n压力控制通气时，如吸气最后0.5秒的气流流速为零，则预 设压力即为平台压力 F平均压力 n整个呼吸周期的平均气道压力，可间接反映平均肺泡压力 F呼气末压力 n呼气即将结束时的压力，等于大气压或呼气末正压 n在呼气末，如气道压力低于肺泡内压力，则与内源性呼气 末正压有关 n当吸气延长、呼气缩短时，呼气末肺泡内压仍为正压，即 产生内源性呼气末压力 呼吸机气道压力的监测呼吸机气道压力的监测 气道阻力气道阻力 F气体在气道内流动时所受到的阻力 F机械通气过程气道阻力的影响因素 n气道的长度和直径 n气道的弹性 n气管插管及呼吸管路 顺应性（顺应性（compliancecompliance） C顺应性（compliance ） V容量变化 P压力变化 单位压力下容量的变化 静态顺应性 动态顺应性 CD = 30 40L / cmH2O Cs = 40 60L / cmH2O 二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式 1.呼吸机的基本概念 2.机械通气和心肺对抗 3.呼吸机的几个重要参数 4.呼吸模式 5.压力触发和流速触发 通气模式可以理解为呼吸机如何对呼吸进行控制和 辅助，也就是呼吸机何时开始送气、如何进行送气 、何时停止送气 通气模式，实际上就是控制、辅助、支持和自主呼 吸的理想结合和不同组合 通气模式正不断发展并应用于临床 呼吸模式呼吸模式 呼吸模式呼吸模式 呼吸模式： F辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) F半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV F自主型(Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 压力容量双重控制(PRVC)：Pressure Regulation Volume Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PS): Pressure Support 容量支持(VS):Volume Support A/CA/C（机控）（机控） SIMV(SIMV(半自主半自主) ) SPONT(SPONT(自主自主) ) VCVVCV：容量控制：容量控制 PCVPCV：压力控制：压力控制 PSPS：压力支持：压力支持 CPAPCPAP：持续气道正压：持续气道正压 呼吸模式和呼吸方式呼吸模式和呼吸方式 控制和自主的结合控制和自主的结合 PRVCPRVC：压力调节容量控制：压力调节容量控制 VSVS：容量支持：容量支持 辅助辅助/ /控制模式控制模式( (A/C):A/C):机控呼吸机控呼吸 F临床应用：病人基本没有自主呼吸 F呼吸机根据临床医生的设定参数供气： n潮气量或压力 n流速和流速波形，或吸气时间 n呼吸频率 F由机器启动，也可由病人同步触发通气 Time Pressure 自主型自主型( (Spontaneous)Spontaneous) F临床应用：病人有足够的自主呼吸频率 F定义 n要求有主动的自主呼吸驱动力 n连续气道正压(CPAP)：恒定的正压(PEEP) 作用于整个自主呼吸过程中 F可提供或不提供吸气支持(PSV) 半自主型半自主型: :同步间隙指令通气同步间隙指令通气 ( (SIMV)SIMV) F临床应用：病人有一定频率的自主呼吸 F由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成 F强制通气是由机器启动(IMV)或病人触发(SIMV) F在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率 Time Pressure 病人触发的强制通气(A) 病人触发 病人触发的自主通气(S) 机器启动的强制通气(C) 模式的选择模式的选择 一、病人没有自主呼吸一、病人没有自主呼吸 辅助/控制模式(A/C):机控呼吸 二、病人有一定频率的呼吸二、病人有一定频率的呼吸 半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV) 三、病人有足够的自主呼吸三、病人有足够的自主呼吸 自主型(Spontaneous) A/CA/C SIMVSIMV SPONTSPONT ( (窒息后备窒息后备) ) VCVVCV： V VT T 、f f、flowflow、TplatTplat、波形、波形 PCVPCV：PiPi、f f、Ti / I:ETi / I:E、梯度、梯度 PSPS：PSPS、压力上升梯度、呼气灵敏度、压力上升梯度、呼气灵敏度 CPAPCPAP：PSPS0 0、梯度、梯度、EsensEsens 呼吸模式和呼吸方式总结呼吸模式和呼吸方式总结 控制和自主的结合：控制和自主的结合：V-SIMVV-SIMV、P-SIMVP-SIMV 报警设置:低VT, 低通气量/分, 高f, 高压、低压、低PEEP。 监测功能:PEEPi(Auto-PEEP), C, R,(静、动态)。 波形和各参数显示: 呼吸机情况(含报警) 其他功能:选择性 PRVCPRVC：V V T T 、f f、TiTi、梯度、梯度 VSVS： V VT T 、梯度、梯度、EsensEsens 压力压力上升上升梯度梯度/ /时间时间( (流量加速百分比流量加速百分比) ) 40 PCIRC cmH2O INSP L min EXP PLOT SETUP 30 20 10 0 10 -20 80 60 40 20 0 20 -80 40 60 V . 04812s2610 UNFREEZE F使吸气流速的上升符合病人的需求 F当病人流速降到峰值流速百分比时，压力支持通气（病人吸气）被终止 F“呼气灵敏度”可影响病人的吸气时间 40 PCIRC cmH2O INSP L min EXP 30 20 10 0 10 -20 80 60 40 20 0 20 -80 40 60 V . 04812s2610 PS Termination Criteria 呼气灵敏度呼气灵敏度 EsensEsens 呼吸机参数的复调呼吸机参数的复调 F血气分析是调节呼吸机的主要依据 n呼吸机通气稳定2030分钟后作首次血气检查 n以后可间隔4小时一次 n病情稳定后可延长至68、12小时一次 n当病情发生变化则应复查血气 F通过调节呼吸机参数，一般使患者的动脉血气维 持在pH7.357.45，PaO2 6090mmHg， PaCO23545mmHg的范围内 二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式 1.呼吸机的基本概念 2.机械通气和心肺对抗 3.呼吸机的几个重要参数 4.呼吸模式 5.压力触发和流速触发 触发灵敏度触发灵敏度 F触发灵敏度：病人的努力程度 F达到触发灵敏度时，呼吸机将触发供气 F触发可选择压力或流速触发 压力触发压力触发 F封闭回路：吸气阀和呼气阀关闭 F病人横膈收缩，开始吸气动作 F病人作功使呼吸机回路系统内产生负压 X X 流速触发流速触发 F开放系统：吸气阀和呼气阀打开 F呼气末，呼吸机提供一个低水平的连续气流 （基础流速）进入病人呼吸回路 Delivered flow Returned flow No patient effort Base Flow 无触发: 吸入端流速 = 呼出端流速 流速触发流速触发 F病人横膈收缩，吸气作功开始 F当病人开始吸气，一些连续气流转 移至病人处，呼吸机将触发呼吸 Delivered flow Less flow returned 病人触发: 吸入端流速 - 呼出端流速 触发灵敏度 A/CA/C SIMVSIMV SPONTSPONT （窒息后备）（窒息后备） VCVVCV：VtVt、f f、flowflow、TplatTplat、波形、波形(压力随病人顺应性和 气道阻力变化) PCVPCV：PiPi、f f、Ti / I:ETi / I:E、梯度、梯度（潮气量随病人顺应性变化） PSVPSV：PSPS、梯度、梯度、EsensEsens（PS压力支持恒定，潮气量随病 人顺应性变化） CPAPCPAP：PSPS0 0、梯度、梯度、EsensEsens 公共参数：公共参数：Trigg ITrigg I、 PEEP PEEP、FiO2FiO2 呼吸模式和呼吸方式总结呼吸模式和呼吸方式总结 1 1 控制和自主的结合控制和自主的结合 PRVCPRVC：VTVT、f f、TiTi、梯度、梯度( (压力自行调节潮气量恒定压力自行调节