呼吸机波形分析及临床应用

MV波形分析与临床应用 秦英智天津呼吸机治疗研究中心2012 11郑州 2 监护的生理学原则 当肺容量增加时 肺和胸壁产生弹性回缩力 阻力是由气流通过传导气道 气管导管也可产生 粘弹力 Viscoelasticforces 由于肺和胸壁组织内的应激性适应 胸廓组织的塑弹力 Plastoelasticforces 即引起准静态滞后现象的原因 反映肺和胸壁的弹性回缩压在肺充气和放气间的差别 吸引力 Gravitationalforces 是惯性力 Inertialforces 的一部分 实际上包括在弹性力测定之内 胸内气体可压缩性 呼吸机监护的内容 曲线波形与环的监护 是常规监护内容在评价造成呼吸衰竭基础病的鉴别诊断方面 如区别肺水肿原因 是COPD或哮喘加重期 不仅PEEPi C R不同 而且气道压 气流形状和容量曲线也不同 了解负荷和能力的关系 测定呼吸参数 评价通气负荷必须直接观察生理学信号 有助于预测脱机后果 呼吸衰竭患者由于其病因及病理生理改变不同有明显个体化倾向 故应加强机械通气与血流动力学的监测与选择恰当通气模式 对搞好通气支持均是不可缺少的重要环节 呼吸机监护的内容 呼吸系统机械参数的测定 吸气末屏气 R C 呼气末屏气 autoPEEP 了解totolPEEP PEEP的设定 应用低流速法 准静态 描记P V曲线 最佳顺应性法描记P V曲线 测定Pes 应用Ptp 可作为指导ARDS的PEEP设定 人机协调 呼吸力学变化 通过呼吸机以外的手段监护肺的变化是近年发展热点 如 B超 EIT CT PET CT等 机械通气中临床应用波形的意义 评估ARF疾病的鉴别诊断 区别肺水肿与AECOPD和哮喘 监测呼出气流限制 通气设定 包括PEEP 呼吸参数安全气道压与容量 负荷 能力 监测支气管痉挛的治疗效果 了解人 机的相互作用 监测过多的分泌物 监测少见的负面的事件 5 6 呼吸系统的力学特性动力 驱动力 阻力肺充气状态 呼吸力学监测 呼吸系统的阻力 粘性阻力 viscousresistance 气道阻力 人体气道 人工气道 以气道的粘性阻力为主 占平静呼吸总阻力的1 3 弹性阻力 elasticresistance 包括肺和胸廓的弹性阻力 占平静呼吸总阻力2 3 顺应性 compliance C V P 7 Pplat和PEEPi的测量 呼气末阻断法 阻力 ExpirationHold 吸气末阻断法 顺应性 InspirationHold 8 应用阻断法的注意事项 流速恒定 并固定潮气量采用定容控制通气 恒流消除自主呼吸的影响 镇静 肌松阻断时间足够长 4 5s所测值为平均值 9 PIP与Pplat的影响因素 10 PIP FlowxResistance Volume compliance PEEP用于克服气道阻力 包括人工气道 弹性阻力和PEEPPplat Volume Compliance PEEP用于克服弹性阻力和PEEPPIP Pplat FlowxResistance用于克服气道阻力 机械通气常见波形 压力 时间曲线 流速 时间曲线 容量 时间曲线 呼吸环 P Vloop F Vloop P Floop 流速 时间波形 自主呼吸吸气气流是正弦波 12 ACCELERATING SINE 流速 时间波形 还有方波和减速波 13 DECELERATING SQUARE 呼气气流波形反映呼吸系统的机械特性及通气机管路和患者气道阻力的变化当存在呼气气流限制 呼气气流不能到达基线 提示过度肺膨胀和PEEPi 14 流速 时间波形 Expiratoryairflowsignal 15 Inspiration Expiration Time sec Flow L min ResponsetoBronchodilator 16 Before Time sec Flow L min PEFR After LongTE HigherPEFR ShorterTE 呼吸系统患者气道阻力的变化 波形的异常可提醒医生通气管路有阻抗或阻塞例如 呼气阻力增加 呼气时间延长 吸气流速 时间波形正常 吸气阻力增加 吸气流速减小 吸气时间延长 呼气流速波形正常 当主要是阻力负荷 设定较长时间吸气时间伴减速气流波形 主要为弹性负荷时 更短的吸气时间伴方波气流波形对改善通气协调是有益的 17 流速 时间波形 图为AECOPD在控制通气期间 呼气末流速提示过度肺膨胀 初始流速增大 Pao peak和吸期末屏气之间差别增大 提示高流速阻力 18 19 压力 时间波形 20 Inspiration Expiration Paw cmH2O Time sec TI TE 压力 时间波形 以恒流膨胀肺吸气时压力 时间波形比其它流速能提供更多的信息在机械膨胀肺开始 气道压 Pao 显著增加 随之相对扁平的压力 时间关系提示高的气流阻力 常发生在气道疾病的患者 在肺膨胀开始 Pao轻微增加 伴随陡峭压力 时间关系 反映了低顺应性和低阻力 如ARDS所见 21 气道峰压 PIP 的影响因素 顺应性潮气量PEEP气道和气管内导管阻力吸气流速 22 平台压 Pplat 的影响因素 Pplat Volume Compliance PEEP顺应性PEEP潮气量 23 PIPvsPplat 24 Normal HighRaw HighFlow LowCompliance Time sec Paw cmH2O PIP PPlat PIP PIP PIP PPlat PPlat PPlat InterpretationofVentilatorGraphicsv 1 2000RespiMedu 出现高压报警应仔细鉴别原因 是C R flow 25 在恒流肺充气期间快速气道闭合图 描述COPD患者以恒流膨胀肺吸气末闭合时 气道流速容量压力曲线 气管导管末端压力 Ptr 和食管压力 Pes 曲线波形的变化 在吸气末闭合后 气道压从Ppeak突然降至较低值 PI 然后缓慢衰减到平台 Pplat 该患者超过2秒 达到静态顺应性标准推荐5秒 在肌松状态恒流膨胀肺期间 气道压的轮廓能提示肺泡复张或过度膨胀 分别呈凸面或凹面朝向时间轴 气道压峰压是描绘病人呼吸系统总阻抗的一种粗糙方法 还包括气管导管 通气机阀和管路的阻力 吸气气流前正压大小决定动态PEEPi 压力 时间关系的偏差提示呼吸肌的活动 并用于测定呼吸功 26 压力 时间波形 图 应用恒流通气患者 应用气道压说明压力的时间过程 在肺充气期间呼吸系统总的顺应性 恒定 A 减低 B 或增加 C CaseC当用静态容量压力曲线膨胀肺存在knee CaseB反映肺过度膨胀 C型存在肺内存在严重时间常数不均一性 即使有呼吸机产生的容量变化顺应性是恒定的 27 图 记录ARDS患者在机械性膨胀肺伴短暂吸气末屏气 气道流速 压力变化 上图流速纪录的小尖是由于通气阀的开放和关闭 下图气道压虚线是压力时间曲线的线性部分 机械性肺膨胀的第二部分 有一很清楚偏离直线 提示尽管是恒流压力不成比例增加 肺泡过度膨胀 28 图为ARDS患者在控制通气期间流速 容量 气道压力变化 1在呼气末流速是0 提示对肺弹性平衡容量 2 与AECOPD不同 Pao peak在反应流速阻力方面 对呼末屏气初始增加较小 包括气管内导管 在机械性肺膨胀时 Pao time关系比COPD更陡 反映ARDS肺顺应性更低 29 容量 时间波形 30 Inspiration Expiration Time sec Volume ml TI 容量 时间波形 提供吸气和呼气的容量信息 正弦容量 时间波形 容量 时间波形压力标定通气与容量标定模式相比 在波形上更似方波 或长方形波 这是因为在吸气更早即达输入容量的缘故 31 如果在潮气呼气末肺容量下吸气持续 则存在动态肺过度膨胀 存在漏气时 如气管导管套囊漏气 呼气容量在呼气结束时不能恢复到基线 也可发生在支气管胸膜瘘和通气机管路漏气 容量 时间波形允许治疗者定量估计漏的大小 以决定是否干预 32 容量 时间波形 33 Volume ml Time sec 漏气 容量 时间波形 漏气 人机不协调 负面事件 如何通过监测压力 流速 容量 时间曲线设置呼吸参数 在控制通气条件下 对指导参数设定很有意义 1 VT的设定 容量大小涉及平台压与呼吸系统顺应性 PEEP 与VILI 有关 2 调节PIP 容控需关注流速 顺应性 阻力 管路 人工气道 PEEP 压控需关注Phigh3 设定呼吸频率 I E比 与气道阻力 容量 呼气时间与气体陷闭有关 34 35 准静态P V曲线 需要镇静 肌松 低流速 10L m 确定拐点 LIP UIP 36 37 压力 容量曲线 了解斜率变化 38 Pressure cmH2O HigherPTA NormalSlope Vol mL LowerSlope 肺顺应性的改变和P V环 39 Volume mL PresetPIP VTlevels Paw cmH2O IncreasedNormalDecreased PressureTargetedVentilation 压力 容量曲线 了解SB还是辅助通气 40 Controlled Assisted Spontaneous Vol ml Paw cmH2O I InspirationE Expiration I E E E I I 人机对抗 吸气流速太低 负值过大 SB呼吸的吸气流速大于呼吸机送气的流速 42 了解呼吸做功 是阻力功还是弹性功 43 44 P safe window zoneofoverdistension V atelectrauma volutrauma P Vloop LIP UIP zoneofderecruitmentandatelectasis 气流 容量曲线 45 Volume ml PEFR FRC Inspiration Expiration Flow L min PIFR VT 流速 容量曲线 46 Inspiration Expiration Volume ml Flow L min DecreasedPEFR NormalAbnormal Scoopedout pattern 流速 容量曲线 F Vloop 47 Inspiration ExpirationPEEPi及动态肺过度膨胀 Volume ml Flow L min Doesnotreturntobaseline NormalAbnormal 48 人机不协调 漏气 2020 4 21 49 图 CMV肌松F Vloop无动态过度肺膨胀 箭头指呼末流速0 呼气容量 流速相关是线性 并证实 Vol ee dynof0 2020 4 21 50 图 CMV肌松F Vloop动态过度肺膨胀 箭头指呼末流速100ml s 位于呼末流速 容量线性在第二部分 Vol ee dyn 500ml F V环外形突然变化说明急性临床状况恶化 即急性支气管痉挛 大气道黏液栓 气管导管扭结 增加上气道阻力 Tobin近年证实存有大量分泌物患者F V环呼气部分呈特征性锯齿样外形 经过吸痰后可以恢复正常 51 流速 容量曲线 管路有水 52 TotalPEEP与PEEPi 已知存在动态肺过度膨胀 肺泡内平均呼气末压力 即实际的 totalPEEP PEEPtot 比呼吸机设定得PEEPe要更高 PEEPtot与PEEPe两者差解释为PEEPiorautoPEEP相当呼气未出现的驱动压 呼气由开始新的呼吸周期终止 当动态肺过度膨胀认为是肺内的呼气末压时 PEEPi代表 VOl eedyn 正如PEEPe代表 VOl eest 53 EEOtechnique 54 利用单次呼气末暂停技术在一位COPD恶化期的机械通气患者测量PEEPi 其值为9 1cmH2O 55 PEEPi是重要参数 因为 提示过度肺充气的量 与PEEPe形成实时监测PEEPtot 了解吸气时所克服的吸气阈值负荷呼吸系统和胸内器官工作的压力 获取呼吸系统静态顺应性的值 PEEPi病人吸气肌在开始的呼吸力学方面是重要的 被动通气期间 呼吸肌克服额外的弹性负荷 PEEPi在被动通气患者提示需要应用高的吸气压 PEEPi同样有PEEPe不利的效应 PEEPi和动态过度肺膨胀是隐蔽的 56 PEEPi的存在是导致人极不协调重要因素 57 58 59 PEEP设定原则 对ARDS 1 PEEPsetto2cmH2Oabovethelowerinflectionpointoftheinspiratorypressure volumecurve2 LevelofPEEPassociatedwithmaximallungcompliance3 LevelofPEEPassociatedwithmaximalsystemicoxygendelivery4 LevelofPEEPassociatedwithminimumpulmonaryvenousadmixture intrapulmonaryshunt 60 依据适当的顺应性选择最佳peep 上图为静态p v曲线 下图为准静态呼吸系统顺应性设定peep为0 30cmh2O PEEP设定原则 对COPD 1 PEEP设定不应使平台压升高 否则可导致过度肺膨胀 2 PEEP设定不应超过静态autoPEEP80 因此准确的测定autoPEEP是至关重要的 3 合并心功能不全者最好有血流动力学指标作为参照 以保证最大的氧输送 也可参照应用SCVO2调整 4 在辅助通气期间 由于病人是自主控制呼吸频率 大多数病人不能完全抵消呼吸机设定时间而产生autoPEEP 增加呼吸负荷 故均需设定PEEP 62 人机不协调 对抗 人机对抗原因 无效触发 由于存在autopeep 双重触发 呼吸中枢原因 机器设定不合理 自动触发 触发灵敏度设定不合理 吸气 呼气切换延迟 调节吸气 呼气灵敏度 呼吸机设置或固有问题 无效触发原因 Pmus PS PEEPi 中枢吸气时间 TIneural 中枢吸气时间与呼吸机吸气时间 TImech 不匹配 呼吸时间常数 呼吸机设置参数错误 63 UndetectedEffort DueToAuto PEEP 64 图 PSV期间 在呼吸机依赖患者可见无效的吸气努力 记录流速 容量 和Pao 可见波型变化 箭头指是无效吸气努力 65 66 原因 VT不足 呼吸切换过高 67 Slope Rise上升斜率 InspiratoryTermination吸气中止 ReturntoBaseline回归基线 OnsetofTrigger触发点 Patient VentilatorInteraction AMulti DimensionalProblem应用PSV时人机互动 涉及多方面问题 AccordingtoTobin Jubran Laghi 68 69 触发 70 Ramp0 2 P0 10 5 Ramp1 9 P0 11 8 观察波形可反应设定的通气模式 1 通过流速 时间波形 方波 减速波 正弦波 内源性PEEP 2 压力 时间波形 峰压 平台压 压力大小 负向波 过度肺膨胀 3 容量 时间波形判断 容量变化 人机协调 71 72 73 容量通气模式容量辅助通气模式 74 SIMVSIMV PSV 75 SIMV PSVPEEPPCV 76 CPAPP