课件：小儿呼吸机治疗的生理功能监测.pptx

小儿呼吸机治疗的生理功能监测,孙波 复旦大学附属儿科医院,呼吸机治疗,通用原则： 呼吸功，潮气量，分钟通气量 特殊技术：监测：SpO2, etPCO2, blood gas; 治疗：Surfactant, iNO 疗效判断：通气，换气，灌流，生长发育,机械通气的目标及手段，随访研究,减少呼吸作功-气压、容量 分钟通气量-排出二氧化碳 有创与无创的利弊 有利于肺和气道的愈合及肺泡生理性增殖发育 减少对脑血流、脑细胞发育的病理性伤害 新生儿期颅内出血，脑室扩张，脑白质软化 随访2-9岁：脑瘫，运动认知情感社交学习障碍 10-18岁：青春前-青春期 19-28岁：高等教育，社会性，爱情婚姻生殖,比较足月和早产儿肺容量变化特点,FRC VT VT/FRC RV储备 ml/kg ml/kg 足月 25-30 5-7 5 20-30 早产儿 5-15 4-5 1-3 5-15 极早产 5 3 1 0,肺小叶(肺泡腺囊)呼吸功能单位,肺泡上皮细胞 I型, II型, 毛细血管网,气道：气管、支气管、小支气管、细支气管、呼吸性细支气管,血管：肺动脉、肺静脉 呼吸中枢：延髓，呼吸神经元，交感、副交感神经，膈神经,肺泡发育依赖完整小气道,GA wk 中心肺泡 外周肺泡 肺泡囊 PS 24-26 + - - - 27-28 + + +/- - 29-30 + + + +/- 31-32 + + + + 33-34 + + + + 35-36 + + + + 37-38 + + + + 39-40 + + + + 41-42,胎龄 Gestational age 肺泡成熟度,25 wk, 少量肺泡，可呼吸，无PS 28 wk, 多肺泡，多可经CPAP存活，PS少 32 wk, 可形成大量肺泡，PS增多，自主呼吸 41周：过期儿Post term,肺泡次生隔的形成和肺泡发育,肺泡原生隔，双层血管 肺泡次生隔，单层血管 肺泡血管形成,角化细胞生长因子 KGF 肝细胞生长因子 HGF 胰岛素样生长因子 IGF 血管内皮生长因子VEGF 转化生长因子TGF-1,呼吸机常规参数的设置,通气模式 呼吸频率(f) 吸气时间(Ti)或吸呼比(I:E) 触发敏感度,供氧浓度 呼气末正压 潮气量(VT) 湿化器温度 报警设置,呼吸机通气模式,定压通气 (PCV) 定容通气 (VCV) 辅助/控制通气 (A/C) 同步间歇指令通气(SIMV)或间歇指令通气(IMV) 压力调节容量控制通气 (PRVC) 压力支持通气(PSV) 持续气道正压通气 (CPAP),肺通气量,潮气量(VT) - 儿童: 5-7 ml/kg - 足月儿: 6 8 ml/kg - 早产儿: 4-6 or 8-10 ml/kg 呼吸频率 (f) 和比值 (I:E) 每分通气量(MV): VT x f = ml/min 每分肺泡通气量: (VT-VD) x f = ml/min,通气压力,气道峰压（PIP） 基线压（baseline pressure) 平台压或停顿压（plateau pressure, pause pressure) 呼气末正压（PEEP） 平均气道压（MAP） MAP = k(PIP PEEP) Ti / (Ti + Te) + PEEP,通气流量,主供气流量 设定流量和实测流量 峰流量 偏流 双气流,气流切换,时间切换 容量切换 流量切换,新生儿肺功能监测,气血交换: 肺通气, 肺换气 呼吸力学，肺泡上皮细胞生物学 呼吸肌，能量代谢 呼吸中枢与化学感受器反馈性调节 液体吸收平衡,呼吸力学主要参数,呼吸系统顺应性 潮气量/(气道-大气压) 肺顺应性 =潮气量/(气道-胸腔内压) 潮气量/(气道-大气压)+(大气压-胸腔内压) 气道阻力 气道压力 通气容量,新生儿肺功能监测,新生儿肺功能参考值,呼吸系统顺应性 Crs= VT/Pelastic (PIP-PEEP) 正常：0.8-1.0 mL/kg/cmH2O RDS：0.2-0.4 肺炎：0.4-0.8 气道阻力 RL=Presistive/Flow (cmH2O)/L/s 成人：10-20 儿童：20-50 婴儿：50-100 新生儿：100-200,PCV时压力、流量变化,t,t,P,F,VT,PIP,PEEP,VCV时压力、流量变化,t,t,P,F,Pause,PIP,PEEP,IT,VTFIT,压力控制通气（PCV）,PCV模式通气： A，正常肺 B，顺应性下降 C，气道阻力增加,容量控制通气（VCV）,压力调节-容量控制 (PRVC) 通气模式的压力和流速,压力支持通气(Pressure Support Ventilation, PSV) 压力水平设置比PCV低1-2 cmH2O, 供气流速下降到峰流速5-15%时停止(切换)，全部依赖触发，显著减少呼吸做功，可以测定分钟通气量，是辅助通气(间歇正压 IPPV),早产儿机械通气的策略: CPAP,CPAP 机械通气 治疗用Surfactant, INSURE方案/模式 气道插管 IN-tubation 气道给药 SUR-factant 拔管 Extubation 显著减少对呼吸机依赖 防止小气道损伤 (外周肺泡不张) - BPD Surf增加NICU治疗费用，不增加住院费用,早产儿机械通气的策略: IPPV,缩短供气时间 Ti：0.3-0.4-0.5 sec 容量限制：呼出潮气量Vte监测, 限制Vti 压力限制：减速气流，可变峰气流 压力调节容量控制(PRVC)：Servo-i 容量保证 (VG): Drager Babylog 8000 推荐模式：SIMV+PSV / PSV+CPAP 推荐: 多用容量控制(VC, PRVC, VS) 不推荐: IMV, HFOV, PIP 气流上升时间短,早产儿机械通气的策略: 辅助,减少间歇正压扩张 (CPAP, PSV) 降低肺炎症反应 (抗感染药，iNO) 减少累积氧暴露 (Surfactant, iNO) 促进肺液体吸收(PDA, Surf, iNO，补液量，消化和泌尿系统) 促进肺泡发育(终末气道，肺微血管) 营养和免疫,早产儿机械通气的策略: O2,FiO2: 呼吸机/CPAP/氧依赖 吸入NO促进肺泡发育增殖(IGF, VEGF+) 低剂量糖皮质激素 Dex 0.05 mg/kg/d x3 d 均抑制炎症，减少促炎症介质释放,新生儿呼吸参数,PIP: - 15 20 cmH2O (正常-中度呼吸困难) - 20 25 cmH2O (中-重度呼吸困难) - 25 30 cmH2O (重度呼吸困难),PEEP: - 0 2 cmH2O (无-轻度肺扩张困难) - 3 6 cmH2O (中度肺扩张困难) - 5 10 cmH2O (重度肺扩张困难，持续低氧血症),Alveolar Ventilation 肺泡通气,Gas Exchange Volume The portion of each breath that is available for gas exchange. Optimizing Alveolar Minute Ventilation provides the most effective CO2 removal.,Alveolar Ventilation,通气-灌流比例,VT=6 mL/kg,VD=2 mL/kg,FRC=25 mL/kg,分钟通气量 (MV) VT f = mL/kg/min,肺动脉血流 Qa,肺静脉血流 Qv,VA=4 mL/kg,分钟肺泡通气量 (MVA) (VT-VD) f = mL/kg/min,VT=6 mL/kg,VD=2 mL/kg,FRC=25 mL/kg,分钟通气量 (MV) VT f = 250 mL/kg/min,肺动脉血流 Qa=200 mL/kg/min,肺静脉血流 Qv = Qa,VA=4 mL/kg,分钟肺泡通气量 (MVA) (VT-VD) f = 160 mL/kg/min,PaO2=40 mmHg PaCO2=50 mmHg,PaO2=80-100 mmHg PaCO2= 40-45 mmHg,VT=5-6 mL/kg,VD=1.5-2 mL/kg,FRC=25 mL/kg,分钟通气量 (MV) VT f = 250 mL/kg/min,肺动脉血流 Qa=200 mL/kg/min,肺静脉血流 Qv = Qa,VA=4 mL/kg,分钟肺泡通气量 (MVA) (VT-VD) f = 160 mL/kg/min,PaO2=30-40 mmHg,PaO2=50-60 mmHg,FAO2 + 肺血管灌流 Qa/Qt=肺内分流-持续低氧血症,FAO2,FiO2,通气/换气效果的判断,氧合指数（OI） OI = FiO2 MAP 100 /PaO2 正常OI： 300,OI的计算与临床意义：干预强度及时间,OI=FiO2 x MAP (cmH2O) x 100/PaO2 (mmHg) 正常：20 (1.0 x20 x100/50),P/F的计算与诊断ALI/ARDS的临床意义,正常：400 (85/0.21) 呼吸功能不全：300-400 (85/0.25) 急性肺损伤：200-300 (80/0.30) 快速起病，双侧肺弥漫性渗出影，无左心功能障碍 急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 干预强度(PEEP, FiO2, 时间),通气参数调整,排除下列因素 气道阻塞，气漏，脱管，肺不张 心衰，休克，高热，疼痛 低氧血症 提高: FiO2 ，平均气道压，吸气时间 高碳酸血症 提高: 潮气量，每分通气量; 降低I:E,呼吸机参数改变对血气的影响,无明显影响； -：无影响,婴儿适用呼吸机选择,可精确测定呼出气潮气量 通气容量补偿或反馈性调节 压力控制通气模式采用减速气流供气 本地技术支持与培训 市场声誉,婴儿适用监护设备选择,自动血气分析仪，ABL-5 (床旁) 血氧饱和度监测，氧浓度监测 经皮氧、二氧化碳分压实时监测TCM-4 呼出气二氧化碳监测 Tyco 床旁肺功能-呼吸力学监测 床旁彩超,上机模式 触发同步,A/C (PCV, VCV) Yes SIMV (PCV / VCV) + PSV Yes PSV / VSV Yes CPAP CPAP - CMV - HFOV PIP 0-8 5-35 20 cmH2O,撤机模式 触发同步,SIMV + PSV Yes PSV + CPAP Yes PSV / VSV Yes CPAP PCV / VCV Yes 其它: GC: Dex 0.05-0.1 mg/kg/d x3 d NO (1-5 ppm),触发同步,目前多数儿科或婴儿适用呼吸机均有压力和流量触发的同步通气功能。选择压力或流量触发则根据当时患儿情况决定。一般自主呼吸弱者用流量触发，自主呼吸强者用压力触发。同步化程度的判断则利用触发效果灯的闪烁判断每分钟触发次数与实际呼吸/通气次数比，一般应达到50%，理想水平在80%。在应用中将呼吸机通气的目标次数设定为50次/分，呼吸机通气次数设置为35-40次/分。将触发灵敏度设置在一定水平，以保证实际通气次数比设置次数快10-15次/分。,触发同步,观察一段时间，如果实际通气次数比设置次数快20 次/分，则将触发灵敏度减弱，反之增强，实际通气频率在40-55次/分变动。以此频率范围设定一安全MV报警上下限。在此工作状态下，如果患儿PaCO2高，呼吸刺激加强，自主呼吸加快，实际通气次数将处于50-60次/分，但受触发灵敏度限制而不会更高，CO2排出效率加强；如果患儿PaCO2降低，呼吸刺激相对减弱，自主呼吸放慢，实际通气次数将接近40次/分，但受设定通气频率限制而不会低于40次/分，维持基本CO2排出效率。在这种通气调节过程中应保证氧合水平基本符合要求,新生儿呼吸参数,频率：30-40次/分钟 潮气量：6-8 mL/kg 分钟通气量：180-240 mL/Kg/min (儿童200-250) 吸气时间：0.3-0.5 s 死腔：2 mL/kg 功能余气量：25-30 mL/kg 残余气量：10-15 mL/kg,早产儿呼吸参数,频率：40-70次/分钟 潮气量：4-6 mL/kg 分钟通气量：160-240 mL/Kg/min 吸气时间：0.3-0.5 s 死腔：2 mL/kg 功能余气量：15-25 mL/kg 残余气量：0-15 mL/kg,新生儿血气参数,pH 7.35-7.45 7.30 PaCO2 5-7 kPa (35-50 mmHg) 55-65 PaO2 8-12 kPa (60-90 mmHg) 50-60 SaO2 90-100% 90-95%(SpO2) HCO3 20-27 mmol/L BE -5.0-5.0 mmol/L,潮气量,5-7 mL/kg (VTi, VTe) 8-10 mL/kg (VTi): 管道压缩性, 插管漏气 分钟通气量 MV = VT x f 分钟肺泡通气量 MValv= (VT-VD) x f 3-4 mL/kg: 有效肺泡通气量，+解剖死腔VD 2 mL/kg = VT 通气/灌流 V/Q = 0.8 (L/1.0 L 肺循环血流量) V/Q 1, 肺内/肺外分流(肺血管阻力，PDA),潮气量,肺泡发育不成熟: 在正常潮气量通气时,局部肺泡可能过度充气 10 mL/kg, 或者为正常的3-4倍 正常成熟度的肺泡经正常潮气量机械通气, 导致呼吸机诱发肺损伤(VILI), 合并细菌性炎症-呼吸机相关性肺炎(VAP, VALI),胎儿肺泡面积增加与肺容量增加成正比 足月儿(3.4 Kg)肺泡内表面积1 m2/Kg, 肺容量50-60 mL/kg, 功能残气量FRC 25-30 mL/kg 早产儿只有其25%-50%(Kg BW),RDS,正常,PEEP,CMV时不适合用10 cmH2O的PEEP HFOV时可以用 10 cmH2O的MAP/PEEP CMV时高PEEP可以克服肺泡表面张力和肺血管阻力, 以获得高FRC和肺顺应性Cdyn，改善V/Q 高PEEP导致心输出量下降，监测心率，血压；将PEEP水平调回，如果心率血压也回调，则原PEEP水平合适，不宜调高,换气效果的判断,氧合指数（OI） OI = Fi O2 MAP 100 /PaO2 正常OI： 300; 300 ARDS-mild, 200-100 ARDS-moderate, 100 ARDS severe,呼出气 PCO2,梯度: 组织静脉肺循环动脉 CO2 弥散是O2的21倍 静脉-动脉分压差: 5-10 mmHg 肺毛细血管-肺泡分压差: 5-10 mmHg 灌流差: CO2 PACO2PaCO2,Phase III - Alveolar Gas,生理死腔=解剖死腔+肺泡死腔,生理死腔 Physiologic dead space (Bohr equation),VT=VA+VD, VA=VT-VD, VT.FE=VA.FA=(VT-VD).FA VT.FE=VT.FA-VD.FA, VD.FA=VT(FA-FE) VD/VT=(FA-FE)/FA, VD/VT = (PACO2 PECO2) / PACO2 VD/VT = (PaO2-PetCO2) / PACO2 VD/VT = 0.2-0.35 (35%) Qs/Qt = / 25%,通气效果的判断,PaCO2: 40-50 mmHg (容许静脉肺动脉肺泡气道,高频通气和脑损害,HFOV可以： 扩张小气道，促进气道分泌液排出；肺泡持续膨胀，肺阻力性血管扩张，迅速改善肺通气，肺换气，通气-灌流 PaCO2过度下降-脑血流下降-继发性脑缺血性损害 ？ PaCO2正常下降依赖通气-灌流，如果PaCO2不下降，可能肺血管持续痉挛“PPHN”，可以等待，或加NO吸入 听力损害(HL): 荷兰2002-2006所有经HFOV治疗者出现HL的风险比没有使用者显著 HFOVCMV CPAP,肺保护性通气策略: 肺复张策略,Surf+PEEP (维持不要降低) PEEP: 对于BW 10 cmH2O, 或者逐级提高到20-25cmH2O, 观察是否出现SpO2迅速提升作为最佳PEEP 解决措施：气道滴入Surf, HFOV, +iNO HFOV: MAP 15 cmH2O,常频呼吸机过度通气和脑损害,九十年代中期以前，当吸入NO尚没有在NICU应用时，国外临床多推荐采用过度通气 (通气频率加快到大于60次/min，潮气量高于8 mL/kg)，产生呼吸性碱中毒以代偿性纠正严重混合性酸中毒，因此导致小儿由高碳酸血症快速转入低碳酸血症状态，发生脑血流显著减少，脑实质(白质和脑室周围)发生严重病变和出血。但也有研究认为，脑室周白质软化(PVL)的发生与产前出现缺氧缺血性脑损害相关，而与对窒息的复苏抢救后采用通气模式和参数无直接关系。Okumura等检查26例27-32周早产儿血气和