机械通气模式概述医学PPT.ppt

机械通气模式的现状,机械通气应用广泛-重症医学的发展需要正确选择呼吸机的通气模式和调整通气参数目前应用于临床的呼吸机至少有49款独立命名的通气模式有54种“一式多名”或“同名式不同”机械通气模式分类及名词术语注释-中华结核和呼吸杂志,机械通气的定义和分类,机械通气(mechanicalventilation)是指当呼吸中枢或呼吸器官自身异常，导致不能维持正常的气体交换，发生(或可能发生)呼吸衰竭时，以机械装置(呼吸机)完全代替或辅助患者自主呼吸的一种治疗措施。根据类型分类-正压通气负压通气高频通气根据是否需要建立有创人工气道-有创通气无创通气,呼吸周期,一次吸气开始到下一次吸气开始之间的间期为一个机械通气周期，可分解为4个时相：(I)触发(trigger)：呼气向吸气转换(2)吸气相：呼吸机送气的过程(3)切换(cycle)：吸气向呼气转换(4)呼气相,指令呼吸和自主呼吸的定义,自主呼吸(Spontaneousbreath)：一次呼吸的触发和切换都由患者决定指令呼吸(mandatorybreath)：二者至少一项由呼吸机决定持续气道正压通气(continuouspositiveairwaypressure，CPAP)：整个呼吸周期内气道均保持正压，吸气的开始和结束都完全由患者决定CPAP模式下每次呼吸都是自主呼吸辅助/控制通气(assist/controlventilation，A/C)模式，虽然吸气开始可能由患者触发，但吸气结束则由呼吸机所决定A/C模式的每次呼吸都是指令呼吸,既往可能存在一个误区，即自主呼吸是指没有呼吸机通气辅助的呼吸，实质上自主呼吸的概念与有无通气辅助无关压力支持通气(pressuresupportventilation，PSV)模式下，每次呼吸开始(触发)和结束（切换）都由患者决定，呼吸机以压力作为控制(限制)目标提供通气支持PSV的每次呼吸都是自主呼吸,各种通气模式的定义及其特点,机械呼吸类型可分为四类：指令（控制）、辅助、支持和自主呼吸。分类依据有3点：-由什么来触发通气，-通气期间吸气流速由什么来限制，-通气由什么来切换。,指令呼吸和自主呼吸的细化,通气方式触发限制切换指令（控制）机器机器机器辅助患者机器机器支持患者机器患者自主患者患者患者,常用通气模式,一、控制通气（ControlledVentilationCV）,CV又称指令通气，呼吸机以预设频率定时触发，并输送预定潮气量。即呼吸机完全代替患者的自主呼吸。患者的呼吸方式（呼吸频率、潮气量、吸呼时比和吸气流速）完全由呼吸机控制，由呼吸机来提供全部呼吸功。,控制通气CV,无吸气触发，压力上升前无反向波出现，各波形形态（包括压力上升坡度，峰压，下降坡度以及吸气时间）一致，表明为时间指令性通气,控制指令通气(CMV/IPPV),呼吸机完全控制了病人呼吸(包括所有通气参数)；呼吸所作功全由呼吸机承担；本例吸气流速为方形波(流速恒定).无平台期；CMV多数需使用镇静剂或肌松剂,（1）患有严重呼吸抑制或呼吸暂停，如麻醉、中枢神经系统功能障碍、或药物过量等。（2）可最大限度减轻呼吸肌负荷，降低呼吸氧耗，有利于呼吸肌休息和恢复疲劳。（3）为心肺功能储备差的患者提供最大呼吸支持，以减少呼吸用力，缓解急性冠状动脉缺血。,CV主要用于：,（4）在实施“非生理性”特殊通气方式，如反比通气、分侧肺通气、低频通气以及在闭合性颅脑损伤时，为减少脑血流和降低颅内压故意采用的过度通气等。（5）对患者呼吸力学的监测，如呼吸阻力、顺应性、PEEPi、潮气末CO2浓度、呼吸功等，只有在CV控制通气时测定才准确可靠。,二、辅助通气（AssistedVentilationAV）,AV是在患者吸气用力时依靠气道压的降低（压力触发）或流量的改变（流量触发）来触发，触发后呼吸机即按预设潮气量（或吸气压力）、频率、吸气和呼气时间将气体传送给患者,正确应用AV的关键是恰当预设潮气量和触发灵敏度。预设潮气量过大或自主呼吸频率过快可导致通气过度。压力触发敏感度一般设置于-0.5至-1.5cmH2O水平流量触发时设置触发敏感度13L/minAV靠患者吸气来启动,无触发就不提供通气辅助,故常与控制模式联用。,三、辅助控制通气（Assist-controlVentilationA-CV）,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模式大多以容量转换型通气来实行，应用容量转换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转换型通气来实现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）,辅助-控制通气A-CV,在每次压力-时间曲线上升前均出现负向拐弯波，说明每次机械通气均由患者吸气用力触发。出现的负向拐弯波大小反映了患者触发用功的大小，若应用流量触发（flow-by)，可使负向拐弯波减小，说明流量触发可减小患者的触发功,辅助/控制通气(A/C),患者通过自主呼吸以负压或流量方式来触发呼吸机输送气体(在压力曲线上有向下折返的小负压波)；其他与CMV通气波形无差别；触发阈过小易发生误触发,四、间歇指令通气（IntermittentMandatoryVentilationIMV）,大多数呼吸机的IMV模式，指令通气以容量切换方式来实现，此时需预设：潮气量（VT）、流速或（和）吸气时间（Ti）、指令通气频率和触发敏感度。已有少数呼吸机以压力切换方式来实行指令通气。此时需预设：压力水平、Ti、指令通气频率及触发敏感度,间歇指令通气IMV,指令通气的输送不管患者的吸气用力情况，故在指令通气压力上升前常无负向拐弯波，两次指令通气间可见低幅波动的自主呼吸波形，负压表示吸气，正压代表呼气,IMV的缺点,指令通气之外的自主呼吸也通过呼吸机进行，并没有得到机械辅助，需克服按需阀开放和呼吸机回路阻力做功。如果通过功能不佳的按需阀持久应用IMV就可能加重呼吸肌疲劳，增加氧耗，甚至使循环功能恶化。为了克服呼吸机回路的阻力，可加用5cmH2O的吸气压力支持（PSV）,五、同步间歇指令通气（SIMV）,在进行IMV时，让指令通气的输送与患者的吸气用力同步。故在指令通气压力上升前常有患者吸气用力引起的负向拐弯波,同步间歇指令通气SIMV,SIMV的通气波形,SIMV的优点,降低平均气道压呼吸肌的连续应用，使呼吸肌功能得到维持和锻炼，避免呼吸肌萎缩，有利于适时脱机改善V/Q比例应用SIMV，自主呼吸易与呼吸机协调，减少对镇静剂的需要增加患者的舒适感；能较好维持酸碱平衡，减少呼吸性碱中毒的发生；可根据患者需要，提供不同的通气辅助功，并具有预设指令通气水平的安全性,临床上应用IMV和SIMV，主要是在撤机时，作为控制通气到完全自主呼吸之间的过渡。此外，在很多情况下，IMV和SIMV也已作为长期通气支持的标准技术,IMV医师设置VT(或压力限制水平)和频率，但病人决定两次机械呼吸之间的自主呼吸VT和频率，机械呼吸以规律的间歇时间来输送。,SIMV机械呼吸则与病人自主呼吸同步。实际上，如果呼吸机上设置的频率是高的，足以满足病人的全部通气需要，那么SIMV和A-CV通气是相似的。,t,P,0,t,P,0,六、持续气道正压（CPAP）/呼气末正压（PEEP）,呼吸机保持呼气末时的气道正压于预定水平。注意本图中每次通气没有触发波，通气压力逐渐上升至峰压后成指数地降至PEEP水平，故图中显示的为容量控制通加PEEP,呼气末正压PEEP,为自主呼吸患者提供持续气道正压，图中的低幅波动为自主呼吸波形。向上的压力代表呼气。所有呼吸周期均在正压范围内,持续气道正压CPAP,CPAP,CPAP/PEEP的作用：,增加肺泡内压和功能残气量，使P(A-a)O2减少，有利于氧向血液内弥散；使萎陷的肺泡复张，在整个呼吸周期维持肺泡的通畅；对容量和血管外肺水的肺内分布产生有利影响；改善V/Q的比例；增加肺顺应性，减少呼吸功,应用PEEP的副作用,增加气道峰压和平均气道压，减少回心血量，降低心输出量和肝肾等重要脏器的血流灌住，增加静脉压和颅内压。而高气道峰压增加呼吸机相关肺炎的危险。因为应用PEEP有两面性，所以临床应用时要掌握适应证，并注意选择最佳PEEP水平。先给35cmH2O的PEEP，以后逐渐增加，直至达FiO20.6时PaO260mmHg时的最低PEEP。,七、压力支持通气（PSV）,一种部分通气支持方式，由自主呼吸触发呼吸机送气，维持通气压力和决定吸呼气转换，在吸气过程中给予一定的压力辅助，表现为压力限制和流量转换。提供的气流方式可与患者的吸气流速需要相协调，可根据患者的病理生理及自主呼吸能力改变调整PS水平，提供恰当的呼吸辅助功。同步性能良好，通气时气道峰压和平均气道压较低，可减少气压伤等机械通气的并发症。,压力支持通气PSV,每次通气由患者触发，触发后呼吸机马上输送预定的正压，通气频率由患者自己决定，潮气量取决于压力支持水平和患者的吸气用力。图中可见每次通气前触发波，触发后压力迅速升至平台并维持一定时间的平台压以后，成指数减至基线。,P-CMVPSV,IMV（SIMV）和PSV同为最常用的部分通气支持，SIMV是间歇性地为患者提供通气辅助功，PSV每次呼吸均提供通气辅助功，而且辅助功是在患者吸气用力的基础上提供的，因此更适合患者的吸气需要，机械通气与自主呼吸的协调性也更好。,PSV的主要缺点,当患者气道阻力增加或肺顺应性降低时，如不及时增加PS水平，就不能保证足够潮气量，因此，呼吸力学不稳定或病情在短期内可能迅速变化者应慎用PSV。此外，呼吸中枢驱动受抑制或不稳定的患者也应避免应用PSV为保证PSV时的安全，必须设置“窒息通气”作后备,在常用通气模式中，PSV的人-机协调性好；近年开发的许多智能化通气模式，均以PSV来实施；对PSV的最新改进，是压力上升时间和呼气触发敏感度可调。,Pramp,压力上升时间,50,200,低Pramp,高Pramp,Pramp压力上升时间Pramp概念:调整达到呼吸机设定的供气压力值所需的时间。有时在治疗ARDS患者使用PCV时设置较低的Pramp值可快速升高压力而产生较高的流速，与病人较强的通气需求相协调。有时设置较高的Pramp值可令气道压缓慢上升,而不至于使大多数顺应性好的肺组织快速膨胀而与顺应性差的组织产生应力。,Flow,原吸气时间ETS=25%,吸气提前结束ETS=40%,Time,ETS概念：PSV压力支持通气时,呼吸机需保持压力恒定,若ETS=25%当病人吸气流速减少到最高流速的25%时吸气停止,呼气开始。ETS决定病人吸气与呼气间的切换。降低ETS值将延长吸气时间,获得较大的潮气量,例如某病人需要更多的供气或较长的吸气时间,常规ETS设在25%可能会造成吸气时间提前结束,在这种情形下,较低的ETS如15%能使病人更舒适些；COPD病人则相反,其ETS设定值可能要大于25%,让病人较早开始呼气。ETS设置值(10%,15%,20%,25%,30%,40%),ETS呼气触发灵敏度ExpiratoryTriggerSensitivity,吸气时间人机不同步,P,Toolateswitchover,Properswitchover,Tooearlyswitchover,ETScanimprovesynchronyandchangeTiofspontaneousbreaths,ETS,DragerEvita4峰流量的25%（成人）峰流量的6%（儿童和新生儿）,PB840峰流量的1%45%-可调节,八、压力释放通气（APRV),一种定压型部分辅助通气新式。APRV通过持续气流设定一合适的CPAP压力，患者在此水平上自然呼吸，一段时间后，该气流迅速关闭，压力迅速降为零，或一定数值（呼气末压力）,排除代谢气体，短时间后CPAP再次建立，患者继续在CPAP水平呼吸。主要用于换气功能障碍，低氧血症的治疗。如ARDS,急性肺水肿，一般不用于气道阻塞性疾病。,患者接受恒定水平的正压和进行自主呼吸，正压按医生设置的频率周期性释放和立即重建。本图中压力释放到0,气道压力释放通气APRV,APRV的优点,气道压力低，最高压力为CPAP压力。（15cmH2O）允许自主呼吸，减少肺泡过度扩张和医源性肺损伤的潜在危险。而且在低气道峰压情况下，使通气/血流灌注（V/Q）比例改善，和血流动力学的损害较小,APRV的缺点,潮气量和通气量不稳定。气道阻塞性疾病容易导致呼气不足，诱发过度通气，产生过高的PEEPi。同步性能较差，逐渐被BIPAP取代。,九、双相气道正压(bi-phasicpositiveairwaypressure,BIPAP/BiLevel/DuoPAP),德国Dragger公司于1988年提出的一种机械通气概念，是一种时间切换一压力控制的机械通气模式，是指机械通气或自主呼吸时，呼吸机交替给予两个不同水平的气道正压，且这两个压力均采用压力控制方式。基本工作特点是PCV+CPAP代表机型：DrgerEvita2/2dura/4PB840GalileoGold,BIPAP/BiLevel/DuoPAP,应用BIPAP模式比应用CPAP对增加患者的氧合具有更明显作用。近年临床应用的经验表明：在疾病的各个阶段，均可用BIPAP模式作为患者自主呼吸的通气辅助、操作简单方便且无创伤性。-“万能模式”,BIPAP的通气参数设置P1T1P2T2,通过调节通气参数决定通气模式,无自主呼吸：传统定压通气P2=0、T1=T2压力控制反比通气PC-IRVP20、T10、T1=T2PC-IRV+PEEP存在间断自主呼吸时：若通气频率慢，自主呼吸在低压水平出现-PC-SIMV呼气时间短，自主呼吸在高压水平出现-APRV,持续自主呼吸P1=P2CPAPP1、p2=0自主呼吸自主呼吸不恒定-自主呼吸随意出现在两个压力水平上，真正意义的BIPAP。自主呼吸和控制通气并存,BiPAP和BIPAP的区别,BiPAP是美国伟康公司在20世纪90年代初率先应用于无创正压通气的一种通气方式，英文全称为：Bi-LevelPositiveAirwayPressure，中文应为双水平气道内正压。实际上就是压力支持通气呼气末正压（PSVPEEP）或吸气相气道正压呼气相气道正压（IPAPEPAP）。在每次潮气呼吸情况下根据设定的参数呼吸机都给予患者吸气相和呼气相不同水平的气道正压，以确保有效的吸气支持和维持呼气相肺的有效氧合。由于伟康公司较好地解决了无创通气条件下人机同步和漏气补偿的问题，BiPAP应用于临床治疗COPD等疾病取得了明显的疗效。为了保护自己的知识产权，伟康公司将BiPAP作为注册商标向有关部门申请并获准，因而BiPAP不仅仅是一种通气方式的简称，也是美国伟康公司的注册商标。,无创BiPAP,BIPAP,压力,压力,时间,时间,通气模式,新通气模式,成比例通气（PAV）气道压力释放通气（APRV）,容量保障压力支持（VAPSV）压力调节容量控制通气(PRVCV)容量支持（VSV）,双重控制模式(Dualcontrolmodes),双重控制模式,1.定压型通气的优点是人-机协调性好，易限制气道峰压和有利于气体交换。缺点是不能保证恒定潮气量。定容型通气的优点是能保证恒定潮气量2.双重控制模式让呼吸机建立自动反馈功能，在病人的呼吸阻力和呼吸用力不断变化的情况下，对通气压力和容量进行双重控制来达到预定的目标潮气量3.对压力和容量同时进行双重控制是不可能的,能将定压型通气和定容型通气这两大类的优点保留，同时避免它们的缺点。以定压型通气的方式工作，不足气量以定容型通气来补充，或通过持续监测肺顺应性，自动调节吸气压力来达到预定的潮气量。,容量保障压力支持通气（VAPSV）压力调节容量控制通气（PRVCV）容量支持通气（VSV）,自动调节,双重控制模式,双重控制模式又可分为两类,(一)对每次呼吸均进行双重控制属此类模式的有：鸟牌（Bird8400Sti和Tbird）呼吸机的容量保障压力支持（volumeassuredpressuresupport，VAPS）和熊牌（Bear1000）呼吸机的压力扩增（pressureaugmentation，PA）。,容量保障压力支持通气（Volume-AssuredPressureSupportVentilationVAPSV）,VAPSV是将PSV和容量辅助通气（VAV）结合，以便提供比VAV更好的吸气流速，减少患者的呼吸负荷。同时为患者提供恒定潮气量。,VAPS工作原理,通气由患者或呼吸机触发，触发后的吸气由PSV的按需流速与定容型的恒定流速同时输送，呼吸机以尽快速度达到预定PS水平，此时呼吸机快速测算出已输入的气量，并与预设VT比较，如输入气量已达到预设VT，即转换为呼气，那么该呼吸实际上是PSV。若达预定压力水平后输入气量少于预设VT，随着PSV的流量减速，呼吸将从PSV转换到定容型通气，此时流量仍保持恒定，但增加吸气时间直至达预设VT。,图容量保障压力支持通气的压力、流量曲线,VAPS的通气过程,主要以PSV来实施，VT不足时以定容型通气来补充和保障。为成功应用VAPS，选择适当的压力支持水平、定容通气的流量和预定VT十分重要，如果设置的压力太高或VT太小，所有呼吸都将是PSV，容量保障不起作用，并可能发生实际输入VT大于预设VT的情况,如果压力设置太低，峰流量就过低，PSV转换到定容通气将发生于呼吸的晚期，吸气时间可能延长。但若吸气时间超过3秒，呼吸机会自动切换为呼气。较常用的一种方法是设置的PS水平等于容量控制通气VT理想时的平台压，吸气流量的设置和调整应使患者的吸气时间恰当,VAPSV时不仅可保障预设潮气量，而且患者的通气负荷、呼吸驱动显著降低，呼吸窘迫者降低更明显，说明VAPSV可改善自主呼吸和机械通气间的协调性，降低呼吸功的隐性消耗，提高通气效率,（二）、通过连续多次呼吸进行双重控制,此类通气模式的基本原理是应用微电脑处理系统和现代监测技术（尤其是精确的微型传感器），持续监测病人的肺功能参数(如顺应性)，根据反馈信息自动调节吸气压以维持呼吸机某一变量(如潮气量)于预定范围,压力调节容量控制通气(PressureRegulatedVolumeControlVentilationPRVCV),PRVCV兼具压力控制通气（PCV）和容量控制通气（VCV）两种模式的特点又称适应性压力通气（AdaptivePressureVentilation，APV）（Hamilton伽俐略呼吸机）；自动流量（Auto-Flow）（DragerEvita4呼吸机）；容量控制+（VolumeControl+，VCV+）（在PB840呼吸机）；可变型压力控制（VariablePressureControl，VPC）（在Venturi呼吸机）,PRVCV兼具定压型通气和定容型通气两种模式的特点。以PCV模式来实施，通过不断调整PC水平达预定潮气量。,PRVCV主要优点,人-机协调好，可减少或避免应用镇静剂或肌肉松驰剂；潮气量恒定，可保障自主呼吸力学不稳定患者的通气安全，避免了应用PCV时应密切监测潮气量和频繁调整吸气压力的需要；吸气流速波型为减速波，气道阻塞时可减少涡流，从而减少压力消耗，降低吸气峰压。但预设吸气压力水平不能太低，否则可因微电脑自动调整吸气压力的范围太小而难以达到预设潮气量,容量支持通气（VolumeSupportVentilationVSV）,如果将PRVCV与PSV联合应用，即为VSV。基本通气模式是PSV，但为了保证PSV时潮气量的稳定，微电脑根据每次呼吸测定的肺胸顺应性的压力容积关系，自动调节PS水平，以保证潮气量达预设值。随着患者呼吸能力的增加，可自动降低PS水平，直至自动转换为自主呼吸。如两次呼吸间隔时间过长（成人20秒，儿童15秒，新生儿10秒），呼吸机将自动从VSV模式转换为PRVCV模式。,如果实际通气频率低于预设频率，呼吸机会自动增加VT以维持预设VE，但VT最大不超过预设VT的150%。例如，理想VT是500ml，设置的呼吸频率是15/min，那么设置的VE为7.5L/min。若患者的呼吸频率低于15/min，VT目标值将自动增加，但最大VT不会超过750ml，以维持VE不低于预定水平,容量支持通气的压力、流量曲线,VSV适用于下列临床情况：,自主呼吸能力不健全、呼吸力学（阻力、顺应性等）不稳定者；如大手术后恢复期、麻醉苏醒期等；应用VCV模式，气道压很高，而应用PSV又不能保证潮气量或需频繁调整PSV水平者，如重症哮喘；临床病情复杂，呼吸病理生理多变，如急性肺损伤致ARDS，多脏器衰竭；撤机过程中应用,双重控制通气模式具有以下特点,(1)努力保留定压型和定容型两大类模式的优点，同时避免它们的缺点；(2)能按照肺功能的监测指标自动设置和调整呼吸机参数，便于限制过高的肺泡压和过大潮气量，改善人-机协调性，能以最低的气道压来满足适当的潮气量，有利于预防机械通气并发症；(3)缩短撤机过程，减少住ICU时间,主要缺点是,(1)容量的补充或压力的调整都取决于潮气量(VT)的测定，VT测定的任何误差均会导致呼吸机自动调控上的失误。(2)如果患者因呼吸困难加重而增加吸气用力，在患者非常需要增加通气支持水平时，呼吸机提供的压力却可能减低；(3)当呼吸机降低压力水平时，患者的平均气道压下降，有潜在降低氧合的可能性。,闭合环通气,闭合环通气(Closedloopventiation，CLV),所谓“CLV”，通俗地说，可称为“全自动控制”“智能化通气”。呼吸机模拟医生实施机械通气的全过程，获取患者的通气需要和各相关资料，自动监测各项指标，分析监测结果并及时自动调整呼吸机参数。,适应性支持通气（adaptivesupportventilationASV）,工作原理,根据体重和临床情况，设置每分通气量(MMV)，呼吸机先提供5次试验通气，自动测出患者的动态顺应性(Cdyn)和呼气时间常数(Rcexp)，然后根据计算“最小呼吸功”的Otis公式，算出理想频率(f)和理想潮气量(VT)，再用P-SIMV(无自主呼吸时)或PSV(自主呼吸时)来实施。ASV也可理解为：MMVP-SIMVPSV的理想组合,(1)每分钟通气百分数(%MV)，若设置%MV为100%，即呼吸机提供的每分通气量为0.1