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机械通气2019.5.15,Youcanlivewithoutfoodforaweek,withoutwaterforaday,butyoucannotlivewithoutairformorethanafewminutes.你可以一周不吃饭，一天不喝水，但几分钟不喘气就可能活不了。Mostpeopletakebreathingforgranted.Forthousandsofpeoplewhosufferfrombreathingproblems,eachbreathisanaccomplishment.绝大多数人没把呼吸当回事，但对于成千上万患有肺部疾病的人们来说，每喘一口气就是在完成一项任务。,学习内容,呼吸系统的解剖与生理,1,机械通气的基本概念,2,机械通气的模式,3,4,常见报警及处理,机械通气,呼吸系统的解剖与生理,1,呼吸系统的解剖,上呼吸道：鼻、咽、喉,下呼吸道：气管、支气管、支气管树、肺泡,什么是呼吸？,呼吸机体与外界环境之间的气体交换过程由3部分组成：外呼吸、气体的运输、内呼吸,肺,组织细胞,血液循环,O2,O2,CO2,CO2,肺通气肺换气,组织换气,细胞内氧化代谢,外呼吸,内呼吸,气体在血液中的运输,肺通气生理,肺通气的动力吸气为负压吸气肌收缩产生呼气为正压平静呼吸时靠呼吸系统的弹性回缩力产生,肺通气的阻力弹性阻力平静呼吸时占总阻力的70%非弹性阻力主要是气道阻力（呼吸道内径）,肺内压,正0负,吸气吸气吸气,呼气呼气呼气,肺通气可以看作是动力克服阻力的过程结果是产生气体的运动呼吸的调节呼吸中枢（桥脑）呼吸的反射性调节呼吸的化学性调节动力不足和/或阻力增大均可导致通气功能衰竭,肺通气生理,肺换气生理,肺换气肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程肺换气的形式为弥散影响弥散的因素：气体分压差氧疗的基础气体的分子量和溶解度弥散面积和距离,通气（V）/血流（Q）,肺的通气量与血流量之间必须保持协调！,血流量（Q）通气量（V）,V/Q,321,肺尖V/Q大，肺底V/Q小总体上V/Q约等于0.8死腔样通气,什么是呼吸衰竭？,广义的呼吸衰竭组织水平的气体交换障碍呼吸、循环、血液、组织代谢异常均可造成呼吸衰竭狭义的呼吸衰竭肺通气和/或肺换气衰竭,换气功能障碍为主的呼吸衰竭？,代表性病变急性肺损伤（ALI）急性呼吸窘迫综合征（ARDS）型呼吸衰竭PaO260mmHg，PaCO2正常或降低,通气功能障碍为主的呼吸衰竭？,代表性病变慢性阻塞性肺疾病（COPD）急性发作型呼吸衰竭PaO260mmHg，PaCO250mmHg,机械通气,机械通气的基本概念,2,上呼吸道梗阻引起的呼吸衰竭严重低氧血症的患者由于各种疾病导致呼吸衰竭中枢性呼吸衰竭慢性阻塞性肺疾患所致的急性呼吸衰竭神经肌肉疾患引起的呼吸衰竭预防性机械通气,机械通气的适应症,机械通气的相对禁忌症,大咯血或严重误吸引起的窒息性呼吸衰竭伴有肺大泡的呼吸衰竭张力性气胸心肌梗塞继发呼吸衰竭,机械通气分类,随着新型呼吸机和新的机械通气模式的不断出现，机械通气的分类很难统一。一般存在两种分类体系，即：1.对呼吸机进行分类：如正压和负压呼吸机、气动和电动呼吸机等。2.对通气模式进行的分类：如定压和定容模式，但某些新的通气模式整合了定压和定容两种通气方式。如容量保证压力支持（VAPS),压力调节容量控制(PRVC）。,临床上根据患者和呼吸机承担呼吸作功的不同，将机械通气分为三类(或称为级别，见图-1)：1.控制通气：呼吸机承担100%呼吸作功，称为控制通气。2.辅助通气：由患者负责吸气的启动，呼吸机负责吸气相的维持和吸气向呼气的切换，呼吸机承担的呼吸作功大于患者，称为辅助通气。3.呼吸机辅助的自主呼吸当吸气向呼气的切换也由患者控制，患者承担的呼吸作功多于呼吸机时，成为呼吸机辅助的自主呼吸。,图1按呼吸做功对机械通气的分类,指令通气,同步指令通气,有支持的自主呼吸,完全自主呼吸,患者的呼吸功,呼吸机的呼吸功,机械通气的时相,一、吸气触发阶段（trigger）,吸气的启动称为触发，方式有三类：1.呼吸机触发时间触发（timetriggering）：呼吸机根据设定的频率，按一定时间间隔送气。2.患者触发（patienttriggering）呼吸机检测到患者的吸气动作而开始送气，称为患者触发。包括压力、流量和容量触发。呼吸机对病人吸气动作的感知常是可以调节的，调节的数值称为触发灵敏度（triggersensitivity）。3.操作者触发手动通气，由操作者按压呼吸机面板上的手动通气键，给予一次手动通气。,压力触发（pressuretriggering）：当患者作出吸气动作时，呼吸机管路内压力降低。呼吸机感知到管路内的压力变化并启动送气，为压力触发（图2）。压力触发通常需要呼吸机配备压力传感器，通常在以下三个位置感知压力：（1）呼吸机内部管路靠近送气口的位置；（2）呼出气进入呼吸机的位置；（3）近端气道（Y形连接处）。,图2压力触发时的压力-时间曲线压力触发灵敏度通常设定为-0.5至-2.0cmH20之间。,流量触发（flowtriggering）：患者的吸气动作也能影响到呼吸机管路内的气流。当呼吸机感知到管路内气体流速变化并启动送气时，称为流量触发。目前通常采用背景气流（baseflow或biasflow）的方法实施流量触发。呼吸机在上一次呼气末以一个恒定的背景流量由吸气阀提供气体到呼吸机管路中，经Y形接口从呼气阀排出。通常将背景气流的流速设定为5-10L/min，再设定流量触发灵敏度，常为1-3L/min。当呼吸机监测到背景气流速度变化时，开始送气。,如上图示，呼吸机实际上监测的是吸气支和呼气支的流量改变情况。例如设定背景流量为7L/min，触发灵敏度为2L/min，当呼吸机监测到呼气机气体流量为5L/min时，触发吸气。,图3流量触发示意图,相对于压力触发方式，流量触发的优点在于,注意！,无论是压力还是流量触发，触发灵敏度设定的原则是:1.触发灵敏度不应设置过高过高增加患者的额外吸气做功（临床上有种错误的观点是希望通过提高触发灵敏度来抑制患者过度通气。这种处理势必导致呼吸肌疲劳，严重时还将导致呼吸肌衰竭）。2.触发灵敏度也不应过低过低将导致呼吸回路中微小的压力或流量变化而致误触发。,二、吸气相,呼吸机重要的功能之一就是为患者提供吸气气流。控制吸气过程的参数包括容量、压力、流速和时间，其中最重要的是容量和压力，设定其中一个参数，另一个参数随患者气道阻力和顺应性的变化而变化。,图4定容型通气模式示的压力-时间波形定容型通气模式的预设参数是潮气量（VT），气道压力就成为变量，上图示了定容型通气模式的压力-时间波形。,定压模式下气道压力为预设参数，VT即为变量。这是最基本的变化规律。流速和时间也会对容量和压力产生影响。相同VT和呼吸频率条件下，吸气峰流速越大，吸气时间越短，气道峰压越高（图5）。,图5不同吸气流速下的气道峰压,呼吸频率不变时，VT、流速和时间三者是耦连在一起的，设定了Vt和峰流速，吸气时间（或吸呼比）也就被确定下来；反之亦然。但有一种例外，即吸气暂停（inspiratorypause），也称吸气平台（inspiratoryplateau），当以预设的流速输送完预设的VT后，不立即打开呼气阀，而是停顿短暂的一段时间（设定值一般为零点几秒到2秒）。吸气暂停延长吸气时间，并使气道压力波形出现平台（图4）。,吸气平台压可视为肺泡压的估计值，并用于计算静态顺应性Cs=VT/（平台压-PEEP）。但须注意：吸气末停顿虽可改善肺内气体分布，但若明显延长吸气时间，则将对血流动力学产生不利影响（顺应性：单位压力下的容量变化。）,气道峰压是对抗气道阻力和弹性阻力的综合结果，决定气道峰压的因素包括：气道阻力、顺应性、吸气流速和潮气量。当应用吸气停顿时，将出现平台压，是对抗弹性阻力的结果。峰压与平台压的差值是对抗气道阻力的部分，计算公式为：气道阻力=(峰压-平台压)/吸气流速吸气气流呼吸机也能提供不同形式的吸气气流，当前常用的主要是持续流量、减速流量和正弦流量。不同的气流形式也对气道压力的形态和特点造成影响。,如上图发现，持续流量产生的气道峰压较减速流量为高，减速流量产生的气道平均压较持续流量为高。现在一般认为，与其他气流形式相比，应用减速流量时气体在肺内分布较好，导致肺泡过度膨胀的可能性较小。A.持续流量、定容模式B.减速流量压控C.减速流量定容模式D.正弦流量定容模式,图6不同吸气气流形式下的流量-时间和压力-时间波形,在以往的定压模式下，呼吸机总是在最短的时间内达到设定的吸气压力。而当今多数新型呼吸机都将压力上升时间或称为压力上升斜率改进为一种可调参数（图7）。一般情况下，对于呼吸频率快、吸气动作较强的患者，应适当加快压力上升时间，以满足患者对吸气流速的要求。而对于呼吸平稳，频率较慢的患者，可适当降低压力升高时间，减轻气流对气道的冲击。,A显示相对较缓慢的压力上升时间。B为快速压力上升，由于流量的升高很快，高速气流冲击气道，导致气道压力出现超射现象。,图7压力上升时间对气道压力的影响,三、吸气向呼气的切换,容量切换,压力切换,时间切换,流量切换,4,1,2,3,左图显示了两个切换设定值的PSV，A图的呼吸切换设定为峰流速的15%，B图为50%。可见A图的吸气时间较长，压力波形具有明显的平台；B图吸气时间变短，压力平台消失。,图8PSV在不同呼吸切换条件下时的流量-时间波形和压力-时间波形,四、呼气相,一般情况下，吸气气流停止时呼气阀开放，与大气相通，机械通气时相进入呼气相。呼气末维持气道基线压力在大气压以上，称为呼气末正压，机械通气时的呼气末正压为PEEP，而自主呼吸时应用呼气末正压为CPAP。应用PEEP或CPAP时，功能残气量增加，有利于肺泡复张。,PEEPi,(一）PEEPi的产生1.慢性阻塞性肺病患者呼气时间延长，导致气体陷闭，其结果是产生自身PEEP或称内源性PEEP（PEEPi）。2.呼吸频率过快，发生呼吸窘迫时也会产生PEEPi。正常情况下，当呼气进行到一半时，呼气气流就几乎停止，流量-时间曲线显示呼气流速逐渐降至0（图9A）。当存在PEEPi时，呼气末气体流速则不能自然回复到0，而是出现陡峭的折角（图9B）。在指令通气时，压力-时间波形并不能显示出PEEPi。这是一种假相。实际情况是，当呼气阀开放后与大气相通，位于呼气阀的压力传感器检测到的是大气压，而非患者肺内压。,（二）PEEPi的测定临床中可应用呼气末停顿的方法测定PEEPi。当实施该方法时，患者不能存在任何自主呼吸，否则无法读取稳定的呼气末压力。（按下呼气末停顿键时，吸气阀和呼气阀在呼气末同时关闭，强制暂停下一次通气。这一停顿使呼气回路内的压力达到平衡，所读取的数据即为PEEPi）（图9C），这时流量-时间波形显示的流速为0。当然，在进行PEEPi测定时，必须将外源性PEEP设定为0。,图9气体陷闭和PEEPi的测定,机械通气的主要并发症,1.机械通气诱发的肺损伤（1）肺泡过度膨胀和跨肺泡压异常增高，造成炎症和肺泡-毛细血管膜通透性增加。（2）肺泡反复扩张和萎缩所产生的剪切力，同样造成炎症和肺泡-毛细血管膜通透性增加。（3）机械通气也可导致肺脏炎症反应。2.气压伤：气道峰压40cmH2O时，易致气压伤。,3.对循环的影响正压通气增加胸腔内压，使静脉回流减少，右心室前负荷降低。同时肺泡压超过肺静脉压时，将造成肺循环阻力升高，右心室后负荷增加。这两个因素导致右心输出量降低。4.对脑血流的影响：a.PEEP使胸内压增高，颈内静脉回流受阻，颅内压（ICP）升高。b.PEEP使MAP降低，导致脑灌注压（CPP)降低（CPP=MAP-ICP).可能造成脑继发性缺血损害。5.呼吸机相关性肺炎,机械通气,机械通气的模式,3,基本模式,辅助控制通气（Assist-controlVentilation,A-CV）,定义：结合AV和CV的特点，通气靠患者触发，并以CV的预设频率作为备用。A-CV模式大多以容量切换型通气来实行，应用容量切换A-CV时，需预设触发敏感度、潮气量（VT）、频率（备用频率）、吸气流速和流速波型。近年来已有呼吸机以压力切换型通气来实现A-CV。此时需预设的呼吸机参数有：触发敏感度、压力水平、吸气时间（Ti）和通气频率（备用频率）。,为什么称为指令通气？是因为吸气相的通气参数均由呼吸机控制，包括：（1）潮气量或气道压力：定容时，按预设的潮气量和吸气时间送气，气道压力是变量。定压时，按预设的气道压力和吸气时间送气潮气量是变量。,辅助-控制通气A-CV,（2）吸气向呼气的切换为时间切换：定压时，直接设定吸气时间（或吸呼比）；定容时，呼吸切换由容量和时间共同决定，这时呼吸频率、潮气量、吸气流速和吸气时间（或吸呼比）相互关联，预设任何三个参数决定另一个参数的变化。无论如何设定，定容方式下实际决定呼吸切换的参数仍为时间。,A/C模式下，控制和辅助之间的转换取决于患者是否触发呼吸机（图1）。,图1A/C模式下的压力-时间曲线Tb为设定的呼吸周期；Ti和Te分别为吸气和呼气时间。注意B图中由于患者提前触发呼吸机送气，使呼气时间缩短。,2.A/C模式的参数设定定容时：触发灵敏度、呼吸频率、潮气量、吸气流速和吸气流速形式定压时：触发灵敏度、呼吸频率、吸气时间和吸气压力,（1）触发灵敏度：压力触发多在-1至-2cmH2O之间流量触发1-3L/min之间。（2）潮气量和吸气压力：传统10-15ml/kg近年年6-8ml/kg健康成年人自主呼吸的潮气量范围为200-550ml。（3）吸呼比一般情况为1：1.5-1：2，对于慢阻肺适当延长呼气时间可以控制肺动态过度膨胀。而对于严重呼吸窘迫患者，当常规方法不能改善氧合时，可适当延长吸气时间，使吸呼比1：1（反比通气）。,（4）吸气流速和流速形式：定压模式下的吸气流速形式为减速波，不需要设定吸气流速。定容模式下，吸气流速形式可分为恒定流速波、减速波、正弦波和加速波，多数呼吸机已取消后两种流速形式。与方波相比，减速波可能具有一定优点，气道峰压较低，有利于气体交换和呼吸力学的改善,3.A/C模式的临床应用,是支持程度较高的通气模式。控制通气时，患者的呼吸做功完全由呼吸机代替。辅助模式下，患者的呼吸做功主要消耗在触发呼吸机上。多数医师愿意将此模式作为初始机械通气支持的首选模式。同步间歇指令通气（SIMV）和压力支持（PS）模式出现后，越来越多的医师选择中、高频率的SIMV（15-20次/分）+PS（15-20cmH20）来替代A/C模式。,二、同步间歇指令通气（SIMV）,（一）基本原理：有二大特点1、第一个特点：是一种混合通气模式，分为指令通气和自主呼吸两个部分，在两次指令通气之间允许患者自主呼吸。A、在每个SIMV通气周期中保证有一次指令通气。它可以是患者触发，也可以是呼吸机触发。与A/C模式相同，指令通气可以为定压方式，也可以为定容方式，吸气相通气参数均由呼吸机控制。B、自主呼吸可以是单纯自主呼吸，也可以使持续气道正压（CPAP）。还可为自主呼吸提供PS。,2、第二个特点：触发时间窗的设计，保证了指令通气和自主呼吸间的同步性。所谓触发时间窗，就是把每个SIMV的通气周期被分为了两个部分：第一部分为强制间期（指令通气的触发时间窗），这是给指令通气的时间；第二部分为自主间期，是给自主呼吸的时间（图2A）。,SIMV模式遵循的原则是：1.强制间期内呼吸机检测到患者的第一次吸气动作，给与指令通气。这时的指令通气为患者触发。指令通气后的呼吸周期变成自主间期，允许患者自主呼吸，并不再输送指令通气（图2B）。,图7-2SIMV模式的工作原理,2.若呼吸机在整个强制间期内未检测到患者的吸气动作，则在强制间期结束时给予一次指令通气，这时的指令通气为呼吸机触发（时间触发）（图2C）。注意图2B和C中指令通气的区别在于触发方式。因此若患者不存在自主呼吸，SIMV模式实际上就变成了控制通气。3.强制间期占SIMV同期周期的比例随呼吸机不同而不同，一般为60%左右。,（二）SIMV的参数设定,SIMV中指令通气的参数设定与A/C模式基本相同。但在降低SIMV频率时应对吸气时间进行相应调整。若维持SIMV设定的吸呼比1：2不变，SIMV频率为20次和10次的吸气时间分别为1秒和2秒。若以患者的总呼吸频率均为20次/min计算，并且每次呼吸都均匀分布，则后者指令通气的实际吸呼比就变成了2：1。指令通气的设定频率越慢，这种现象就越突出。,有两种解决办法：1、当患者表现为自主呼吸频率较快时，说明患者对通气支持的需求没有得到满足，应提高SIMV指令通气的频率，以适应患者多通气的要求。2、当患者表现为呼吸频率减慢、分钟通气量下降时，首先应检查患者呼吸中枢驱动情况。在排除了呼吸驱动力问题后，说明患者的病情好转，应尽快过度到T管或单纯PS试验性撤机。,（三）SIMV的临床应用,曾广泛应用于撤机。但2000年的横断面研究也对撤机方式进行了统计，应用最多的撤机方法是间断T管吸氧（34%），之后依次是SIMV+PS（29%），PS（22%）和单独SIMV（7%）。,三、压力支持通气,（一）基本原理PSV由患者触发，呼吸机送气为定压方式，送气流速采用减速波，呼吸切换为由患者控制的流量切换。1.吸气触发时相：PSV的吸气触发全部为患者触发，现代呼吸机均同时提供压力触发和流量触发两种方式。2.送气时相：一旦患者成功触发，呼吸机即以高流速送气，使气道压力在短时间内达到预设水平。随着吸气的继续、肺泡逐渐被吸入气充盈，吸气流速逐渐下降，但气道压力基本维持在预设水平（图3）。,3.吸呼切换呼吸机检测到吸气流速下降至某一阈值时，吸气切换到呼气。以往呼吸机的流速切换阈值不可调整，一般设定为吸气流速下降到峰流速的12.5%或25%。大部分新型呼吸机将该参数设置为可调参数。,PSV模式的特点：,1、每次通气支持均由患者触发，同步性好；2、吸气初的伺服系统输送的高流量气体，符合患者对吸气初流速的需求；3、呼吸机送气采用减速波形，使气道压的维持时间延长，有利于气体在肺内分布；4、吸气向呼气的转换为流量切换，配合患者吸气中止和呼气开始时的呼吸肌动作，减少人机对抗。,PSV时，患者参与通气控制的程度明显增多，在通气模式的内部设计上也整合了两种保护机制：1.时间切换：若吸气流速不能下降到呼吸机切换阈值，呼吸机将在一定时间内中止吸气，各种呼吸机的设置不同，一般为1-5秒。2.压力切换：当气道压力高于设定的支持压力时（多为患者突然用力呼气），呼吸机也将中止送气。该保护压力一般为PSV设定压力+2-+3cmH20。,此外，由于PSV对每次自主呼吸给予支持，不需要预设呼吸频率，当患者自主呼吸停止时将出现窒息。现代呼吸机几乎全部配备了窒息(后备)通气功能，作为安全保障。,表1部分呼吸机PSV模式时的呼吸切换参数,四、CPAP(持续气道正压通气）,指在病人有自主呼吸的条件下，整个呼吸周期内，均人为的施以一定程度的气道内正压(高于大气压)。主要用于有自主呼吸的病人，也可理解为是自主呼吸状态下的呼气末正压。,CPAP与PEEP区别：,CPAP是一种独立的通气模式，可以单独使用。PEEP(Positiveend-expiratoryPressure)呼气末正压通气只是一种特殊的通气功能，必须与一定的通气模式