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呼吸机基本使用方法 福建省第二人民医院呼吸科张川林 呼吸机的概述 呼吸机是实施机械通气的工具 临床上已广泛应用于麻醉和ICU中 改善病人的氧合和通气 减少呼吸作功 支持呼吸和循环功能 以及进行呼吸衰竭的治疗 建立气道口和肺泡间的压力差 相当于打气筒给车轮胎打气 1929年Drinker和Shaw研制成功自动铁肺 呼吸机的分类 一 按控制方式分类 一 电动电控型呼吸机 通过风箱 涡轮或活塞 滚桶 式结构将气体推人患者肺内 一般只需要接入氧气源 但不需要压缩空气 空压机 这类通气机的价格一般比较便宜 但功能上较电控气动通气机的性能差一些 且吸气触发灵敏度较低 二 气动电控型呼吸机 其气路结构一般比较简单 易于拆卸 清洗和消毒 但控制部分比较复杂 采用电子或先进的计算机技术以及高精度的流量 压力传感器和耐用的控制阀组成 有一定的气源压力和氧气浓度以及通气动力学参数监测能力 自带或可以选择显示屏幕 从而使直观性 安全性和可靠性大大提高 三 气动气控型呼吸机 需4kg cm2以上氧源和空气源 由逻辑元件控制和调节呼吸机参数 多为便携式急救呼吸机 呼吸机的分类 二 按用途分类 一 成人呼吸机 二 婴儿和新生儿呼吸机 三 辅助呼吸或治疗用呼吸机 四 麻醉呼吸机 五 携带式急救呼吸机 六 高频正压呼吸机 呼吸机的工作原理 空气和氧气通过混合器按一定比例混合后进入恒压缓冲装置 以设定的通气模式和可在一定范围内调节的潮气量 分钟通气量 通气时序 通气频率 吸气时间 屏气时间 控制呼吸机的吸气阀 将混合气体送入吸气回路 经过接入吸气回路中的湿化器加温加湿后 经气管插管将气体送到患者肺内 气体交换 再通过控制呼气阀将废气排出来 这样完成一个送气周期并不断地重复 呼吸机的构成 包括 气源 供气和驱动装置 空氧混合器 控制部分 呼气部分 监测报警系统 呼吸回路 湿化和雾化装置 控制部分 是呼吸机的关键组成部分 使呼吸机在吸气相和呼气相两者之间切换 呼吸机控制部分之吸气触发 1 时间触发用于控制通气 指呼吸机按固定频率进行通气 不受病人吸气的影响 2 压力触发用于辅助 支持呼吸 压力触发指当病人存在微弱的自主呼吸时 吸气时气道内压降低为负压 触发 trigger 呼吸机送气 而完成同步吸气 呼吸机的负压触发范围 灵敏度 sensitivity 为 0 5 1 5cmH2O 不足 由于同步装置的限制 病人开始吸气时 呼吸机要迟20ms左右才能同步 这称为呼吸滞后 lagtime 3 流量触发用于辅助 支持呼吸 流量触发指在病人吸气开始前 呼吸机输送慢而恒定的持续气流 并在呼吸回路入口和出口装有流速传感器 由微机测量两端的流速差值 若差值达到预定水平 即触发呼吸机送气 触发流速为3L min 优点 流量触发较压力触发灵敏度高 病人呼吸作功较小 呼吸机控制部分之呼吸切换 呼吸机产生正压将气体压入肺部完成吸气以后 接着应完成向呼气的 切换 目前常用的切换方式有四种 1 压力切换 呼吸机送气 吸气 持续到气道内压力达到预定值后 吸气终止转为呼气 2 容量切换 呼吸机送气的容量达到预定值后 呼吸机即停止送气转为呼气 3 流速切换 呼吸机送气 吸气 的流速由医务人员设定 当吸气流速达到预定值时 呼吸机停止送气转为呼气 这种呼吸机必须装置气体流速敏感阀 如PSV模式下 呼气触发灵敏度ETS 吸气过程中 当流速减至峰流速25 左右时呼气阀打开 吸气转为呼气 仅在支持及自主模式下使用 4 时间切换 呼吸机送气时间达到预定值后即转为呼气 小结由机器和患者控制时相的变化特殊结合来定义呼吸类型 通气模式吸气起动呼吸切换控制 CMV 机器 时间 机器 时间 辅助 ACMV 病人 流量 压力 机器 时间 支持 PSV 病人 流量 压力 病人 流量 压力 注意 SIMV PSV包括上述一切触发和切换方式 即 患者无法触发机械通气时 呼吸机完全控制通气 PSV无效 当患者能触发机械通气时 SIMV由病人触发 机器控制通气及呼吸切换 为辅助通气 而此时的PSV由病人触发呼吸及切换呼吸 为支持通气 呼吸机呼气部分 呼气阀 PEEP阀 它在吸气时关闭 使呼吸机提供的气体能全部供给病人 在吸气末 呼气阀仍可以继续关闭 使之屏气 它只在呼气时才打开 使之呼气 当气道压力低于PEEP时 呼气部分必须关闭 维持PEEP 呼气只能从此回路呼出 而不能从此回路吸入 呼气部分 配合呼吸机作呼吸动作 它在吸气时关闭 使呼吸机提供的气体能全部供给病人 在吸气末 呼气阀仍可以继续关闭 使之屏气 即为吸气暂停 设置在容控模式下 可以延长气体交换时间 改善氧合 时间不超过整个呼吸周期的20 只在呼气时才打开 使之呼气 机械通气对生理的影响 机械通气为正压通气 吸气是正压把气体经气道送入肺内 因此吸气时肺泡内压及胸腔内压明显高于生理状态 由于上述原因机械通气对人体带来的影响有 1 气道与肺泡扩张 肺容积增加 肺血量相对减少 这种影响在吸气时间延长 PEEP时更为明显 实验证明 当PEEP为0 45kPa 5cmH2O 时 肺残气量 FRC 可增加500 600ml 2 肺泡内压及胸腔内压升高 使回心血量减少 心输出量下降 其影响随吸气压增高 吸气时间延长而明显 还与吸气末压时间的长短及呼气末压水平的高低有关 以上是机械通气对循环影响的主要因素 机械通气对生理的影响 3 机械通气时吸入的氧浓度 FiO2 21 0 21 时 可使机体的化学感受器对低O2刺激减少 因潮气量大于生理状态肺容量增加使牵张感受器刺激增强 从而抑制自主呼吸 如调节不当即产生负面影响 发生呼吸抑制 4 机械通气时 因吸气为正压 吸气时间较生理状态长 肺泡内压增高 使肺泡毛细血管氧分压差 P A a O2 增大 有助氧的弥散及气体在肺内均匀分布 可抑制肺毛细血管内液体外渗 减少肺水肿 呼吸机机械通气的作用 1 维持适当的通气量 便肺泡通气量满足机体需要 2 改善气体交换功能 维持有效的气体交换 3 减少呼吸肌的作功 4 肺内雾化吸入治疗 5 预防性机械通气 用于开胸术后或败血症 休克 严重创伤情况下的呼吸衰竭预防性治疗 呼吸机治疗的指征 1 肺部疾病 COPD ARDS 支气管哮喘 间质性肺病 肺炎 肺栓塞等 2 脑部炎症 外伤 肿瘤 脑血管意外 药物中毒等所致中枢性呼衰 3 严重的胸部疾患或呼吸肌无力 4 心肺复苏 呼吸机治疗的指征 1 呼吸频率 30 35次 分 或55mmHg3 COPD PO270 80mmHg 呼吸机治疗的相对禁忌证 1 大咯血或严重误吸引起的窒息性呼吸衰竭2 伴有肺大泡的呼吸衰竭3 张力性气胸病人4 心肌梗塞继发的呼吸衰竭 呼吸机的常用辅助呼吸模式 机械控制通气 CMV 包括容积控制通气 VCV 和压力控制通气 PCV 呼吸机不管病人自主呼吸的情况如何 均按预调的通气参数为病人间歇正压通气 主要用于无自主呼吸的病人 呼吸机的常用辅助呼吸模式 容控通气 VCV 下 吸气平台又称吸气末停顿 EIP 其含义为 吸气末呼气前 呼气活瓣通过呼吸机的控制装置再继续停留一定时间 0 3 3s 一般不超过整个呼吸周期的20 在此期间不再供给气流 但肺内的气体可发生再分布 使不易扩张的肺泡充气 气道压下降 形成一个平台压 吸气平台的时间为吸气时间的一部分 主要用于肺顺应性较差的病人 呼吸机的常用辅助呼吸模式 机械辅助呼吸 AMV 不可调性部分通气 当病人存在自主呼吸 吸气时气道压下降 触发呼吸机作功 AMV可保持呼吸机工作与病人吸气同步 以利病人呼吸恢复 并减少病人作功 不可调指 潮气量 吸气时间 吸气流速 呼吸机的常用辅助呼吸模式 辅助 控制呼吸 A C 辅助 控制呼吸可自动转换 当病人自主呼吸触发呼吸机时 进行辅助呼吸 当病人无自主呼吸或自主呼吸负压较小 不能触发呼吸机时 呼吸机自动转换到控制呼吸 辅助控制呼吸通气方式适用于需完全呼吸支持的病人 呼吸机的常用辅助呼吸模式 同步间歇指令通气 SIMV 指呼吸机在每分钟内 按事先设置的呼吸参数 频率流速 流量 容量 吸 呼等 给予病人指令性呼吸 呼吸机的常用辅助呼吸模式 SIMV的优点1 可保证病人的有效通气 2 临床上根据病人的自主TV f和MV变化 适当调节SlMV的频率和TV 利于呼吸肌的锻炼 SIMV已成为撤离呼吸机前的必用手段 3 在缺乏血气监测的情况下 当PaO2过高或过低时 病人可以通过自主呼吸加以调整 这样减少了发生通气不足或过度的机会 呼吸机的常用辅助呼吸模式 压力支持通气 PSV 是一种支持通气方式 即在有自主呼吸的前提下 每次吸气都接受一定水平的压力支持 以辅助和增强病人的吸气深度和吸入气量 患者完全自己所需控制F I E VT则由患者和呼吸机所给的PASB共同决定 与AMV不同 吸气流速 呼吸深度 吸气时间患者决定 呼吸机的常用辅助呼吸模式 呼气末正压通气 PEEP 在呼气末仍保持一定水平正压的功能 就称为PEEP 主要适应症是肺内分流所致的低氧血症 PEEP的主要作用1 呼气末正压的顶托作用 呼气末小气道开放 利于CO2排出 如COPD患者 加用适当的PEEP可支撑小气道 防止呼气时在小气道形成 活瓣 作用 利于CO2排出 2 呼气末肺泡膨胀 功能残气量 FRC 利于氧合如低氧血症 尤其是ARDS者 单靠提高FiO2氧合改善不大 加用PEEP可以提高氧合量 3 肺炎 肺水肿 加用PEEP除增加氧合外 还利于水肿和炎症的消退 4 大手术后预防 治疗肺不张 呼吸机的常用辅助呼吸模式 一般认为 对COPD患者选用2 5cmH2O的PEEP可以起到良好的通气和氧合效应 不至引起不良反应 对8cmH2O以上的PEEP则需持特别慎重的态度 机体对新水平PEEP的适应需要15分钟15分钟增加一次 每次增加2cmH2O 减少PEEP每次2 5cmH2O 间隔1 6小时 呼吸机的常用辅助呼吸模式 持续气道正压 CPAP 病人通过按需在持续正压气流系统下进行自主呼吸 使吸气期和呼气期气道压均高于大气压 维持气道压基本恒定在预调的CPAP水平 波动较小 此模式中患者自觉舒适 但对会对循环系统有所影响 呼吸机的常用辅助呼吸模式 PEEP与CPAP区别 1 不同 PEEP是个参数 呼吸末保持气道内正压 不能单独使用 必须在呼吸机通气模式基础上使用 CPAP无论呼气相还是吸气相 气道始终维持一定正压水平 是个独立的呼吸机模式 可单独使用 自主呼吸良好下 也可与其他通气模式共用 2 相同 在强制通气中PEEP CPAP 强制通气中 呼气末气道压力最低 存在PEEP情况下 气道压力始终不低于PEEP 故相当于CPAP 呼吸机的常用辅助呼吸模式 经鼻 面 罩双水平气道正压通气 BiPAP BiPAP为一新型通气方式 1989年由美国伟康公司推出 其优点为 1 无创性 不需气管插管或切开 用鼻 面 罩即可 2 提供气道双水平正压通气 吸气压力支持 PSV 可帮助克服气道阻力 减少呼吸作功 降低氧耗 呼气正压起PEEP作用 3 仪器轻巧 便携式可作为家庭治疗用 4 同步性能好 5 可用于阻塞性睡眠呼吸暂停综合征 COPD恢复期 神经肌肉疾病 对用于急慢性呼衰等方面评价不一 呼吸机的常用辅助呼吸模式 高频通气 HFV 超高频通气 UHFV HFV是一种高频率低潮气量 非密闭气路条件下的通气模式 频率为正常呼吸频率的4倍以上 潮气量接近或低于解剖死腔 1 高频正压通气 HFPPV 通气频率60 120次 分 1 2HZ VT3 5ml kg I E 0 3 2 高频喷射通气 HFJV 通气频率120 300次 分 2 5HZ VT2 5ml kg 气源压力103 4 344 7kPa 3 高频震荡 HFO 震荡频率300 3000 分 5 50HZ 呼吸机的准备 1 呼吸机管道的连接 管道 湿化器 2 呼吸机电源线的连接 至少两根电线 3 气源的检查 空气和氧气两个气源 4 通气机工作状态的检查 开机后 在完全机控通气模式下 接模拟肺 观察工作过程是否正常 模拟肺扩缩是否合理 各监测值正常及有无报警等 呼吸机与患者的连接 1 鼻 面罩用于无创通气 选择适合于每个患者的鼻 面罩对保证顺利实施机械通气十分重要 2 气管插管经口插管比经鼻插管容易进行 在大部分急救中 都采用经口方式 经鼻插管不通过咽后三角区 不刺激吞咽反射 患者易于耐受 插管时间保持较长 3 气管切开适应症 1 长期行机械通气患者 2 已行气管插管 但仍不能顺利吸除气管内分泌物 3 头部外伤 上呼吸道狭窄或阻塞的患者 4 解剖死腔占潮气量比例较大的患者 如单侧肺 呼吸机与患者的连接 使用呼吸机的基本步骤 1 确定是否有机械通气的指征 2 判断是否有机械通气的相对禁忌症 进行必要的处理 3 确定控制呼吸或辅助支持呼吸 4 确定机械通气方式 A C SIMV CPAP PSV PEEP CPAP 5 确定机械通气的参数 MV f TV Ti FIO2 PEEP等 6 确定报警限和气道安全阀 不同呼吸机的报警参数不同 参照说明书调节 气道压安全阀或压力限制一般调在维持正压通气峰压之上5 10cmH2O 7 调节温化 湿化器 一般湿化器的温度应调至34 36摄氏度 呼吸机的参数设定 潮气量 Vt Vt的确定通常按理想公斤体重来估算成人正常肺8 10ml kgCOPD 8 10ml kgARDS 8 10ml kg限制性肺疾病 10ml kg儿童8 16岁8 10ml kg0 8岁6 8ml kg 呼吸机的参数设定 通气频率 F 成人正常肺8 12bpmCOPD8 10bpmARDS 12 20bpm限制性肺疾病 12 20bpm儿童8 16岁20 30bpm0 8岁23 35bpm机械通气频率的设置不宜过快 以避免肺内气体闭陷 产生内源性呼气末正压 一旦产生内源性呼气末正压 将影响肺通气 血流 增加患者呼吸功 并使气压伤的危险性增加 呼吸机的参数设定 吸呼比 I E 机械通气时 呼吸机吸呼比的设定应考虑机械通气对患者血流动力学的影响 氧合状态 自主呼吸水平等因素 1 存在自主呼吸的病人 呼吸机辅助呼吸时 呼吸机送气应与病人吸气相配合 以保证两者同步 一般吸气需要0 8 1 2秒 吸呼比为1 1 5 1 2 容控模式吸气暂停时间一般为0 0 6秒 不超过1秒 2 对于控制通气的患者 一般吸气时间较长 吸呼比较高 可提高平均气道压力 改善氧合 但延长吸气时间 应注意监测患者血流动力学的改变 3 吸气时间过长 患者不易耐受 往往需要使用镇静剂 甚至肌松剂 而且 呼气时间过短可导致内源性呼气末正压 加重对循环的干扰 临床应用中需注意 注意 呼吸周期 Ti Te Tih吸气暂停时间 设置吸气暂停时 I E Ti Tih Te 呼吸机的参数设定 吸气压力 P 定压型 可调定容型 取决于VTPSV10 25cmH2O气道峰压PIP 上限报警 一般小于35 40cmH2O平台压IPP不超过30 35cmH2O平均气道压MAP呼气末正压PEEP 呼吸机的参数设定 吸气流速 Flow 1 仅设置在定容通气模式下 VT Flow Ti 故 潮气量一定情况下 仅设置Flow或Ti中一项即可 2 容量控制 辅助通气时 如患者无自主呼吸 则吸气流速应低于40升 分钟 如患者有自主呼吸 则理想的吸气流速应恰好满足病人吸气峰流的需要 根据病人吸气力量的大小和分钟通气量 一般将吸气流速调至40 100升 分钟 由于吸气流速的大小将直接影响患者的呼吸功和人机配合 应引起临床医师重视 3 压力控制通气时 吸气峰值流速是由预设压力水平和病人吸气力量共同决定的 当然 最大吸气流速受呼吸机性能的限制 呼吸机的参数设定 送气方式 气流波形 许多呼吸机有多种气流模式可供选择 常见的气流模式有减速气流 加速气流 方波气流和正弦波气流 气流模式的选择只适用于容量控制通气模式 压力控制通气时 呼吸机均提供减速气流 使气道压力迅速达到设定的压力水平 呼吸机的参数设定 触发灵敏度吸气触发灵敏度 病人存在自主呼吸时 吸气触发机制有压力触发和流量触发两种 一般情况下 压力触发的触发灵敏度设置在 0 5 1 5cmH20 而流量触发的灵敏度设置在1 3升 分 根据初步的临床研究 与压力触发相比 采用流量触发能够进一步降低患者的呼吸功 使患者更为舒适 呼气触发灵敏度 ETSorEsens 吸气流速降低到一定水平 通常25 时 呼吸机停止送气并转为呼气 降低ETS延长吸气时间 获得更大的潮气量 COPD患者ETS设定值要大于25 让病人较早开始呼气 呼吸机的参数设定 压力上升时间 risetime PCV PSV 定压型 呼吸机辅助压力从低压水平上升到预设的高压水平所需要的时间 多种名称如压力上升斜率 sloopramp 流量加速百分比 FAP 意义同吸气上升时间 吸气上升时间0 05 0 1秒 调节方式为直接调节时间 0 2s 和调节FAP 通常选择50 注意 吸气上升时间亦用于定容模式下 如 servo s呼吸机中设置Ti 而不设置流速 故用吸气上升时间来辅助调节流速 相当于流量上升时间 而在德尔格呼吸机中虽然设置Ti 但无吸气上升时间设置 而是用AutoFlow来调节流速 呼吸机的参数设定 PEEP应用呼气末正压 PEEP 的主要目的是增加肺容积 提高平均气道压力 改善氧合 另外 呼气末正压还能抵消内源性呼气末正压 降低内源性呼气末正压引起的吸气触发功 但是呼气末正压可引起胸腔内压升高 导致静脉回流减少 左心前负荷降低 呼气末正压水平的设置理论上应选择最佳呼气末正压 即获得最大氧输送的呼气末正压水平 临床上应用较为困难 一般认为 对COPD患者选用2 5cmH2O的PEEP可以起到良好的通气和氧合效应 不至引起不良反应 对8cmH2O以上的PEEP则需持特别慎重的态度 呼吸机的参数设定 氧浓度 FiO2 机械通气时 呼吸机吸入氧浓度的设置一般取决于动脉氧分压的目标水平 呼气末正压水平 平均气道压力和患者血流动力学状态 由于吸入高浓度氧可产生氧中毒性肺损伤 一般要求吸入氧浓度低于50 60 同时 在吸入氧浓度的选择上 不但应考虑到高浓度氧的肺损伤作用 还应考虑气道和肺泡压力过高对肺的损伤作用 对于氧合严重障碍的患者 应在充分镇静肌松 采用适当水平呼气末正压的前提下 设置吸入氧浓度 使动脉氧饱和度 88 90 呼吸机的参数设定 患者行呼吸机辅助呼吸后 一般要求在上机半小