呼吸机基本知识

2017/12/12,1,呼吸机基本知识,延安大学附属医院麻醉科 白延斌,2017/12/12,2,内容提要,机械通气发展史呼吸机构成及工作原理常用机械通气模式,2017/12/12,3,机械通气发展史,2017/12/12,4,机械通气是治疗呼吸衰竭的重要手段之一，已有近600年的历史，早在15世纪，人们开始在动物身上施行气管切开、气管插管及风箱式正压通气技术。200年后的1792年首次在人身上实行了有创正压机械通气。,2017/12/12,5,因当初的技术过于粗糙，相关设备也很简陋，经过一段时间的临床应用后，许多患者因气胸等严重并发症而死亡。到了1827年有学者向法国科学院提交报告要求终止进行有创正压通气。,2017/12/12,6,面对这种局面，机械通气的研究在二个方面继续展开：一是改进人工气道技术，二是寻找其他途径，避免建立人工气道。前者的探索与19世纪的麻醉学技术的发展密不可分，而后者则促进了“铁肺”等体外负压通气技术的发展。,2017/12/12,7,1929年JAMA杂志上刊登了有关应用“铁肺”成功抢救一例脊髓灰质炎女孩的论文，引起了很大的轰动。其后因体外负压通气的种种弊端在应用过程中逐渐暴露出来，故而到了20世纪50年代以后，“铁肺”逐渐让位于技术得到很大改进的有创正压通气技术。,2017/12/12,8,铁肺,2017/12/12,9,20世纪初，随着人工气道技术和喉镜直视气管插管技术的成熟，正压机械通气在麻醉和外科领域得以迅速发展。1940年，第一台间歇正压通气（IPPV）麻醉呼吸机被发明，用于胸科手术和ARDS。1946年，Bennet 公司研制出世界第一台初具现代呼吸机基本结构的间歇正压呼吸机PR-1A（气动气控压力限制型）。,2017/12/12,10,近年来，随着电子计算机技术、传感技术的飞速发展和对呼吸力学认识的不断深入，机械通气理论和技术都有了很大的发展，对急性呼吸窘迫综合征、重症哮喘和慢阻肺呼衰等常见病的机械通气治疗策略都较以前有了很大的变化。,2017/12/12,11,机械通气的发展历程,口对口人工呼吸,1800年前，金匮要略、华佗医方中有类似体外按压人工呼吸的记载1300年前，圣经上有“口对口”描述,无创,正压机械通气,有创,1792年，首次在人身上实施气管切开、插管及风箱式正压通气技术。,负压机械通气,无创,1928年，“铁肺”箱式负压治疗机。,人力作动力,电力机械作为动力,正压机械通气,1950让位于技术上得到很大改进的,有创,无创呼吸机,多功能呼吸机,1981年Sullivan无创口鼻面罩。,人工智能呼吸机,人工智能无创呼吸机,并存时代,2017/12/12,12,呼吸机的构成及工作原理,2017/12/12,13,呼吸机的组成,可分为两大部分或三部分：主机(气路单元+监控单元)湿化器(温控+湿化灌)空、氧气源提供装置 压缩机(涡轮机)+O2气源 中心气源(Air、O2),2017/12/12,14,呼吸机各部分主要功能,主 机气源处理、吸呼控制、监测报警混合器外置或内置机械式，比例阀混合。湿化器病人吸入气体的加温、加湿病人管路螺纹管、接湿化器或雾化吸入器，病人吸入和呼出气体的传输。气 源以适当方式提供压缩空气和氧气）其 它主机和病人管路的固定或支撑装置,2017/12/12,15,空氧配比方式,机械配比 电子配比,2017/12/12,16,有创正压通气的人机系统工程,输入主机的气体为高压，要求干燥、洁净；输出给病人的混合气体为低压，要求温暖、湿润并达到有效的肺泡通气量。,2017/12/12,17,基本原理示意图,2017/12/12,18,呼吸机的分类,目前没有统一分类标准，可按习惯分为：按使用对象 成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机；按工作原理 气控气动、电控气动、电控电动呼吸机；按人机接口方式 有创或无创正压通气呼吸机；按机器的功能 急救、麻醉、治疗、家用、高频振荡、喷射。,2017/12/12,19,常用通气模式的特点,2017/12/12,20,机械通气吸、呼切换状态分析,两个 “开始、转换或切换”两个 “相或过程内含保持”,2017/12/12,21,正压通气和生理性呼吸的区别,2017/12/12,22,主要物理量和参数,时间量及参数气体流量及参数气道压力及参数温度、湿度参数注意：需要非常清楚地了解各参数的物理涵义及其作用或影响。,2017/12/12,23,时间参数,(1)通气频率 ( f：1220) bpm(2)吸呼比 (I:E = Ti: Te )(3)吸气时间 Ti (s) 、Trise (s)(4)呼气时间 Te(s)(5)屏气时间 TP(s) 是吸气时间的一部份， 通常设定为Ti的10%，临床根据病情和呼吸习惯 适当增加或减少。 周期：T=Ti+Te，f=60s/(Ti+Te)bpm,2017/12/12,24,容量和流量参数,(1)分钟通气量 (MV，L/min )=VTf(2)潮气量 (TV/VT，ml) = VTI = VTE=F.dt(3)吸气流量 (F ，l/s)，是一个动态参数， 峰值流速Fpeak ：影响吸呼比和吸气波形(4)流量触发灵敏度 (FT，L/min)，包括吸 气和呼气触发灵敏度（需高速动态阀）,2017/12/12,25,压力参数,(1)气道压力(Airway Pressure，Pair/Plung不一致) 是一个动态物理参数，波形、光柱： Ppeak , Pplateau, Pmean（cmH2O或kPa）(2)吸气压力水平 (3)呼气末正压 (4)吸、呼压力触发灵敏度 (PT: -2kPa+2kPa)(5)呼吸机的工作压力、气源压力。 低压：(60-70) cmH2O，高压：120kPa,2017/12/12,26,气道阻力和顺应性,静态气道阻力 RL=(Ppeak Pplateau)/flow cmH2O/L/s 静态顺应性 CL=VT/ (Pplateau PEEP) L/cmH2O,2017/12/12,27,常见通气模式,用呼吸机的目的就是以一种适宜的方式对病人的肺进行有效通气，既保障病人生命需要，又要尽可能地减少并发症，而且还要安全、舒适。,2017/12/12,28,容量控制VCV,Ft和 Pt曲线：VCV设定 定容：VT/MV=？时间：f 、Ti 、Te Trise、Tp、I:E=?,2017/12/12,29,压力控制PCV,Ft和 Pt曲线：PCV设定 定压：Pi-Level=？时间：f 、Ti 、 Prise、 Tp 、I:E=?,2017/12/12,30,同步间歇指令通气 SIMV,Ft和 Pt曲线：VCV/PCV间歇+自主 VT/MV=？ Pi-Level=？时间：f /RR 、Ti、 Trise、Tp、I:E=?f总 = fsimv + f自主,2017/12/12,31,压力支持PSV,Ft和 Pt曲线：半自主通气模式PSV设定 压力：Pi-Level=？ 压力：Pmax=?,2017/12/12,32,持续气道正压CPAP,Ft和 Pt曲线：自主通气模式压力：PEEP、PT吸 /FT吸 =? 或 PT呼 /FT呼 =?,2017/12/12,33,通气模式的发展演化,2017/12/12,34,通气模式的数学表达,假设病人吸气做功W吸，自己吸到的容量V吸那么：控制W吸=0时，为控制模式(CMV/IPPV/VCV/PCV) W吸0 但 V吸=0，辅助控制模式(A/C 、病人触发的)辅助100%W吸0，100%V吸0时，为辅助模式(Assist-Mode) 同步间歇控制：SIMV+ CPAP /SIMVVC+PSV/ SIMVPC+PSV 吸气支持：PSV/VAPSV 和 VSV/MMV/EMMV自主W吸=100% ，V吸=100%时，为自主模式(Spontaneous，CPAP),2017/12/12,35,通气模式的转化,2017/12/12,36,需要全程质量保障,以临床培训为基础的人员保障：培训医、护人员（考核合格、持证上岗）；以使用前例行检查为基础的制度保障：建立制度，基本质量确认；以性能测试为基础的质量保障：(1-2)月测一次，临床技师或工程师；以计量检定校准为基础的法律保障，由国家授权建立测量标准，进行量值传递或校准，在法律上得到认可，每年一次。,2017/12/12,37,呼吸机系统故障分布1999年,2017/12/12,38,呼吸机的报警,输入能源报警 停电、气源故障（无输出或低于某一水平）。控制回路报警 控制参数不相容(反比、超范围)、时序失效、阀失灵、传感器故障、内回路漏气等。输出参数报警 压力、容量、时间( f，Ti 、Te，窒息报警)、吸入气体(温度、氧浓度)呼出气体(CO2浓度)。,2017/12/12,39,输入能源报警,掉电，用墙上的标准配电插座，不要用插板；气源故障（无输出或低于某一水平）： 尽量采用中心供双气； 用压缩机时，要特别注意气水分离器里的水和滤网的清洗。,