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呼吸机小讲课 2019 12 31 1 呼吸生理基础知识 2019 12 31 2 气体交换所需要的肺泡通气 由吸气和呼气的节律性交替来实现 吸气时含氧丰富的新鲜气体进入肺腔 呼气时含氧少而富含CO2的气体排出体外 吸气和呼气时的气体运动 是由于胸腔的扩大和缩小的节律性交替所致 胸腔的扩大和缩小 依赖于呼吸肌的收缩与舒张 而后者受呼吸中枢的调节 呼吸动力学 2019 12 31 3 呼吸肌 2019 12 31 4 肺的通气 吸气 主动 胸廓扩大 肺膨胀 气体通过呼吸道被动地进入肺内 呼气 被动 呼吸功的消耗 三大阻力1 弹性阻力70 2 摩擦阻力30 3 粘性阻力 组织变形 2019 12 31 5 呼吸系统组成 呼吸道 环状软骨 上呼吸道 鼻 鼻窦 咽 喉下呼吸道 气管主支气管叶支气管 段支气管 小支气管 细支气管 20mm 13mm 8mm 5mm 3mm 2 4 8 16 32 2千 4千 终末支气管 呼吸性细支气管 肺泡管 肺泡 1mm 0 5mm 0 3mm 0 2mm 6 5万 50万 4千万 3亿 2019 12 31 6 肺与肺泡 肺是具有弹性的海绵状器官 类似圆锥形 肺泡 内径0 2 0 25mm数量约2 6亿个之间总表面积可达50 120m2每一肺泡有1 2个肺泡孔与相邻相沟通 2019 12 31 7 我们每天吸入10000 12000L空气 1 吸入气体调节功能 温度 湿度 2 过滤及清洁机制 咳嗽 喷嚏 2019 12 31 8 通气 外界空气吸入肺泡内 并将已交换气体自肺泡呼出的过程 肺泡 毛细血管膜气体交换 交换肺泡中的氧气和肺毛细血管中的二氧化碳灌注 循环 将肺毛细血管中的氧气转移到体细胞 并将体细胞中的二氧化碳转移到肺毛细血管 细胞呼吸 将血液中的氧气转移到细胞并将细胞中的二氧化碳转移到血液中 呼吸生理 9 肺泡 毛细血管膜 毛细血管 肺泡 生理 O2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 膜 10 PalvCO2 CO2xP大气压肺泡二氧化碳分压例 5 x760 38mmHgPalvO2 O2xP大气压肺泡氧分压e g 13 3 x760 101mmHge g 50 x760 380mmHge g 50 x 760 25 393mmHg 25mmHg 33cmH2O 肺泡 生理 11 气体交换 生理 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 结合和溶解氧 SAT血红蛋白百分饱和数 PaO2氧分压 氧合血红蛋白离解曲线 血液中的氧分压 12 气体交换 氧合血红蛋白离解曲线 生理 100 80 60 40 20 0 20 16 12 8 4 20 40 60 80 100 静脉PO2 40 Sat 75 动脉lPO2 100 Sat 97 HEMOGLOBINSATURATION O2溶解氧ml 100ml PO2mmHg 13 气体交换 正常PH值时PaO2和SaO2对应关系 生理 14 气体交换 氧的传输 生理 10 0 5 3 2 7 13 3 20 9 吸入空气 肺泡气 动脉血 静脉血 组织 PO2kPa Alveoli O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 Cells 1mmHg 1 359cmH2O1cmH2O 0 735mmHg1hPa 1cmH2O 1mbar 15 气体交换 二氧化碳的传输 生理 6 1 5 3 2 7 6 7 组织 静脉血 动脉血 呼出气 PCO2kPa Alveoli CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 Cell 16 气体交换 生理 分流 栓塞 正常 死腔 A B C D 通气 血流灌注比 17 肺容量 潮气量 TV tidalvolume 在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量为潮气量 肺活量 VC 尽量深吸气后作深呼气 所能呼出的最大气量称为肺活量 补吸气量 IRV 平静吸气后再吸入的最大气量 深吸气量 IC 平静呼气后再吸入的最大气量 补呼气量 ERV 平静呼气后再呼出的最大气量 功能残气量 FRC 安静呼吸时 每次呼气末肺内残留气量称功能残气量残气量 RV 用力呼气后残存在肺内的气体量总肺容量 TLC 最大深吸气后肺内总含气量TLC RV VC 2019 12 31 18 2019 12 31 19 呼吸衰竭的定义 由于呼吸系统或其他疾病而导致呼吸功能严重障碍 从而使得机体在呼吸正常大气压空气时发生严重的缺氧或合并有二氧化碳潴留 而产生的一系列生理功能紊乱及代谢障碍的临床综合症 2019 12 31 20 过程 2019 12 31 21 呼吸机的发展史 2019 12 31 22 1667年Hooke切开气管插管 狗 应用风箱正压通气1846年Morton气管内麻醉1869年Trendeleuburg 德 气管内麻醉加气囊1895年Kirstein 德 喉镜应用 气管插管 建立人工气道1907年Drager自动供氧人工呼吸器1909年Janeway小型铁肺间歇正压通气1926年Drinker铁肺 脊髓灰质炎治疗 抢救 40到50年代 脊髓灰质炎大流行促进了机械通气技术的发展1946年Bennett生产第一台定压呼吸机1950年Engstroin 瑞典 定容型呼吸机60到70年代 发展较快IMVSIMVPEEP高频正压 HEPPV 震荡 HFOV 喷射 HFJV 80年代PSV1992年压力调节容积控制 PRVC 2000 液体通气技术没有机械通气技术 现代治疗学将是不完整的 2019 12 31 23 呼吸机的组成 气源主机机械臂湿化装置呼吸回路附件 2019 12 31 24 气源 2019 12 31 25 主机 2019 12 31 26 机械臂 2019 12 31 27 湿化装置 2019 12 31 28 呼吸回路附件 管路 面罩 插管 2019 12 31 29 按驱动与控制方式分 气动气控呼吸机 气动电控呼吸机 电动电控呼吸机 按作用于人体部位分 正压呼吸机 负压呼吸机 2019 12 31 30 第三节呼吸机的分类 2019 12 31 31 按驱动与控制方式分 气动气控呼吸机 气动电控呼吸机 电动电控呼吸机 按作用于人体部位分 正压呼吸机 负压呼吸机 2019 12 31 32 按吸呼气转化方式分 定容 容量切换 呼吸机 定压 压力切换 呼吸机 定时 时间切换 呼吸机 流速控制 流速切换 呼吸机 混合型多功能呼吸机 2019 12 31 33 按通气频率高低分 常频呼吸机 1 100bpm 高频 喷射 呼吸机 150bpm以上 高频 振荡 呼吸机 按应用对象分 成人呼吸机 成人 儿童呼吸机 婴儿 新生儿专用呼吸机 2019 12 31 34 第四节呼吸机相关基本概念 2019 12 31 35 1 潮气量TV TidalVolume 潮气量通常是指在静息状态下每次吸入或呼出的气量 它与年龄 性别 体积表面 呼吸习惯 肌体新陈代谢有关 呼吸机设定的潮气量通常指吸入气量 潮气量的设定并非恒定 应根据病人的血气分析进行调整 正常情况下 成人 8 12ml kg 小儿 10 15ml kg 2019 12 31 36 2 呼吸频率BPM BreathPerMinuter 呼吸频率指每分钟呼吸的次数 成人的呼吸频率一般为12 20次 min 小儿的呼吸频率较快 且年龄越小呼吸频率越快 2019 12 31 37 3 分钟通气量MV MinuteVolume 分钟通气量为每分钟吸入或呼出的气量 平静呼吸时 成人的分钟通气量为5 15L min 小儿略低 且随年龄增长分钟通气量逐渐增加 2019 12 31 38 4 吸呼比 I ERatio 从吸气开始到呼气结束为一个呼吸周期 从吸气开始到呼气开始的一段时间为吸气时间 从呼气开始到吸气开始的一段时间为呼气时间 吸气时间和呼气时间的比值称为吸呼比 2019 12 31 39 5 吸气流速 InspiratoryFlow 患者在吸气时 气体在呼吸道内流动的速度 它分为峰值流速和平均流速 2019 12 31 40 6 压力触发灵敏度 PressureTriggerSensitivity 当患者自主呼吸时 会使密闭呼吸回路中的压力下降 当压力下降到预设定的触发数值时 呼吸机开始响应患者的自主呼吸需要 供给患者气体 这个预设定的触发数值称为 压力触发灵敏度 2019 12 31 41 7 流量触发灵敏度 FlowTriggerSensitivity 当患者自主呼吸时 会使密闭呼吸回路中的气体发生流动 当流动速度达到预设定的触发数值时 呼吸机开始响应患者的自主呼吸需要 这个预设定的触发数值称为 流量触发灵敏度 2019 12 31 42 8 吸气平台 InspiratoryPause 在机械通气时 于吸气末呼气前 通过呼吸机的控制装置再停留一段时间 0 3 3秒 在此期间不再继续供给气流 但肺内的气体可能发生再分布 使不易扩张的肺泡充气 这个过程称为吸气平台 在这个过程压力有所下降 终点为吸气平台压 2019 12 31 43 吸气平台的时间为吸气时间的一部分 吸气平台有利于气体在肺内的再分布 吸气平台有利于吸入雾化药物在肺内的弥散 利用平台压可计算静态胸肺顺应性 吸气平台对静脉回流 颅内压等有一定影响 尤其是平台时间延长时 一般不要超过吸气时间的25 主要用于肺泡萎陷或肺顺应性较差的病人 2019 12 31 44 9 顺应性 C 每单位压力变化而产生的容积变化 容积变化 V 顺应性 C L Kpa 压力变化 P C 弹性阻力 C 弹性阻力 2019 12 31 45 利用平台压和潮气量可以计算出胸肺顺应性静态胸肺顺应性 潮气量 平台压 PEEP 动态胸肺顺应性 潮气量 峰压 PEEP 2019 12 31 46 2019 12 31 47 2019 12 31 48 2019 12 31 49 2019 12 31 51 2019 12 31 52 第五节机械通气模式 2019 12 31 53 1 容量控制 辅助通气 CMV ACMV VolumeControlVentilation是一种定容型通气模式 预置潮气量 呼吸频率 吸呼比 通过两种方式来执行 一种是控制 一种是辅助 病人如果能够触发 则以高于预设频率的任何频率来执行辅助通气 否则执行控制通气 潮气量都是一定的 2019 12 31 54 CMV ACMV时的流速 容量波形 2019 12 31 55 CMV ACMV时的压力 流速波形 2019 12 31 56 CMV ACMV时的压力 容量波形 2019 12 31 57 2 压力控制 控制通气 PCMV APCMV PressureControlVentilation它是一种定压型通气模式 预置吸气压力 呼吸频率 吸呼比 通过两种方式来执行 一种是控制 一种是辅助 病人如果能够触发 则以高于预设频率的任何频率来执行辅助通气 否则执行控制通气 潮气量是不固定的 2019 12 31 58 PCMV APCMV时的压力 容量波形 2019 12 31 59 PCMV APCMV时的压力 流速波形 2019 12 31 60 PCMV APCMV时的容量 流速波形 2019 12 31 61 3 同步间歇指令频率通气 SIMV synchronizedintermittentmandatoryventilation 属于定容型通气模式的一种 在两次控制通气之间允许病人有自主呼吸 是控制通气与自主呼吸相结合的一种通气模式 其原理是在两次控制通气之间设定一个触发窗 如果在触发窗内病人能够触发就进行一次自主呼吸 如果不能触发那么呼吸机就给一次控制通气 2019 12 31 62 2019 12 31 63 2019 12 31 64 2019 12 31 65 2019 12 31 66 2019 12 31 67 2019 12 31 68 2019 12 31 69 PSV模式属于部分通气模式 部分通气支持时的呼吸方式的一部分是由病人来控制的 PSV是一种压力 目标通气模式 每次通气均由病人触发和结束 由呼吸机给予一定的压力支持 病人自己控制呼吸频率 吸气时间和呼气时间以及吸气流速 4 压力支持通气 PSV pressuresupportventilation 2019 12 31 70 2019 12 31 71 2019 12 31 72 2019 12 31 73 2019 12 31 74 2019 12 31 75 2019 12 31 76 5 持续气道正压 CPAP ContinuousPositiveAirwayPressure病人通过按需活瓣或快速 持续正压气流系统进行自主呼吸 正压气流大于吸气气流 呼气活瓣系统对呼出气流给予一定的阻力 多用球囊活瓣 使吸气期和呼气期气道压均高于大气压 呼吸机内装有灵敏的气道压测量和调节系统 随时调整正压气流的流速 维持气道压基本恒定在预调的CPAP水平 气压波动较小 2019 12 31 77 CPAP时的压力 流速波形 2019 12 31 78 CPAP时的压力 容量波形 2019 12 31 79 CPAP时的容量 流速波形 2019 12 31 80 CPAP的好处吸气期由于恒定正压气流大于吸气气流 吸气省力 自觉舒服 呼气期气道内正压 起到PEEP的作用 防止小气道闭合和肺萎陷 增加FRC PaO2增高 同时胸内压增加 2019 12 31 81 使用CPAP注意事项只能用于呼吸中枢功能正常 有自主呼吸的病人 作为辅助呼吸 可锻炼呼吸肌功能 插管病人可从3 5cmH2O开始 根据需要可增到10 l5cmH2O 最高不超过25cmH2O 未插管的病人可用面罩或鼻塞间断使用CPAP 一般用2 l0cmH2O 最高不超过l5cmH2O 若超过2天呼吸功能仍没恢复者应行气管插管 未插管的病人使用CPAP 应防止胃扩张 呕吐 恶心 腮腺炎 鼻腔炎 泪囊炎等 CPAP可和SIMV PSV等方式合用 2019 12 31 82 6 双相气道正压通气 BIPAP bi psasicpositiveairwaypressure BIPAP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 且这个压力均采用压力控制方式 其原理是以连续气流CPAP系统为基础作简单改进 保持CPAP系统的吸气回路不变 而对呼气回路进行改造 以主动阀代替常规阀 电磁阀在Phi和Plo间转换 2019 12 31 83 2019 12 31 84 2019 1