呼吸机原理与临床运用简介ppt课件

.,呼吸机的原理与临床运用,上海菲林曹长春,.,目录,一，呼吸机作用与结构二，各类通气模式三，新生儿机械通气的临床应用四，常见呼吸机品牌和新的进展五，呼吸机的日常保养与维修,.,一，呼吸机作用与结构,.,什么是呼吸机？,电子打气筒！,闭环控制系统(监测-反馈控制)Vs.开环控制系统(送气,无反馈),.,A呼吸机的作用,1.呼吸机正规名称是通气机.2.利用呼吸机本身的机械动作人工地邦助人吸气和呼气.3.它不能替代肺呼吸的生理作用:a.通气作用-气体的吸入和呼出(呼吸机的作用在于此)b.换气作用-吸收O2和排出CO24.使用呼吸机目的:a.呼吸支持维持正常的通气b.呼吸治疗纠正通气衰竭,间接纠正换气衰竭5.最终的作用是提高氧分压(PaO2)和维持正常、降低CO2分压(PaCO2),.,呼吸机的构成,一、气体输送部份1.动力:空气、氧气气源2.气体混合装置3.吸气、呼气阀4.呼吸回路5.压力、容量传感器6.湿化器和雾化器二、主机（用户使用界面)1.设置部分:含通气和报警的设置2.监测部分:数字和波形等等3.报警部分:含呼吸机状态,.,1气源,气源是呼吸机的动力!含呼吸机输送气体中的O2和空气,构成吸入氧浓度=O2/(O2+空气)空气气源:压缩泵,涡轮电机,无磨擦泵和电动机等.中心供气站的各供应点有专用连接器,目前分别可供应O2和空气.压力:控制在0.3-0.5Mpa氧气钢瓶:氧气最大压力约14.5Mpa左右,而氧气减压器将压力降至0.4Mpa.若气源压力降至厂方规定最低限值以下气源不足发生报警且不能关闭报警音响.,.,空氧混合装置,高压空气,高压氧,FIO2,空气-氧气混合器,氧浓度的误差为5%.,比例电磁阀(PSOL)此技术反应时间短,精度高,0.3%,.,3吸气阀与呼气阀,吸气阀,呼气阀,.,4呼吸回路,双肢呼吸回路:即吸气管道和呼气管道各自分开,病人吸气和呼气各自经相应的管道吸气和呼气.一般在吸气和呼气管路中均有积水杯.单肢呼吸回路:简易型呼吸机用此回路,病人吸气通过管道，呼气直接进入大气。(如EME，可减少呼气做功和降低CO2蓄积).管道一般可由硅橡膠或塑料所制成.,.,双肢呼吸回路的连接,吸气、呼气各有自己的导管其中间均有积水杯,称双肢回路.吸气肢(导管)均与湿化器连接,呼气肢末端与集液瓶连接.,.,5传感器,*传感器是呼吸机重要组成部分.*通过气体流速或吸、呼气压力的电讯号转換成啟动呼吸机在吸气触发、呼吸切換、计算和监测流速、压力和容量上的改变.*流速(量)传感器有晶体热膜式(即热导式).b.压差式.c.热导式等较为常用.e.较少用的是渦轮超声波式.*其他尚有测定氧浓度的传感器俗称氧电池.,.,传感器类型,温度感应,加热线,压差式,活瓣压差式,双加热导线式,双瓣压差式,双加热导线式,.,6湿化器,在湿化器中无菌蒸馏水加热.吸入气体通过加温水的表面，即加温和湿化至饱和点。水的温度用电子控制和限定，对吸入气体连续测量，若超过预置值即报警.这样可得到有效的湿化和加温的吸入气体，如此可长期通气而不损伤呼吸道。,*F107(5):1387-1394JubranA,VandeGraffWB,TobinMJ.AmJRespirCritCareMed1995;152(1):129-136NavaS,et.al.IntensiveCareMed1995;21(11);871-879,PSV的吸气终止呼气灵敏度,.,漏气时无法终止压力支持呼吸，引起严重的人机对抗漏气：无囊插管、面罩通气、胸腔引流,PSV的吸气终止呼气灵敏度,.,呼气灵敏度可以调节压力支持呼吸终止的标准对满足病人渴望的吸气时间特别有帮助改善人机同步,PSV的吸气终止呼气灵敏度,.,自主呼吸的吸气切换为呼气,ESENS:即在吸气过程中当流速递减至峰流速值的25%左右时呼气阀打开,病人呼气开始时无阻力感觉ESENS调节范圍是从5%至80%均可调.它与压力上升梯度配合調节使人机更合拍.,吸气,呼气,ESENS,峰流速,100%,100%,25%,流速,.,Esens的举例波形圖解,流速,呼吸机流量,吸,呼,Esens增加,设置Esens,.,7.容量保证VolumeGuarantee（VG）与压力限制容量保证通气PRVC,.,压力控制时因为肺力学变化（顺应性、阻力）自主作功不稳定（新生儿特点），结果潮气量很不稳定！,.,潮气量不稳定引起通气量不足PaO2下降和PaCO2上升通气量过多肺过度膨胀、容量伤,使用VG后,.,Propos.Settings,Adult,Ventilationmode:,Trigger:,Activate,Risetime:,16,600,RespRateB/min,Vtml,PEEP/CPAPcmH20,Oxygen%,Ti:1.2secI:E:1:3.4,Triggerl/min,1.2,Tis,PRVC-CMV,Activate,Apnea,VolumeTargetedVentilationPendingFDA510KClearance,AutoMode-off,P-CMV,.,MONITORING1,Vte,Adult,PRVC-CMV,Ppeak,14,40,RespRate,02%,12.2,1.2,Ve,Ti,29,5,PEEP/CPAP,Pplateau,Vt,RespRate,PEEP/CPAP,Oxygen%,Triggerlpm,14,ActiveSettings,Ti,Ti:1.2secI:E:1:3.4,l/minFlow,cmH20Pressure,2,4,6,8,s,2,4,6,8,s,600,5,40,1.2,3,10,0,20,0,-50,VolumeTargetedVentilationPendingFDA510KClearance,AutoMode-off,19,ActiveValve,.,8.双水平正压通气BIPAP/Bi-level,(1）PCV在二个不同压力水平上进行强制或自主呼吸通气.若有自主呼吸尚可进行PS.（2）两个不同压力（PH，PL）可预置。呼吸机的呼吸频率要预置（即RR）（3）PH持续时间与PL持续时间比即呼吸机的IE比（4）设置方法：PH平台压（VCV时）PLPEEPTH：TL1：2(呼吸机的I/E比)（5）当TL1.0-0.5sec,即APRV,.,BIPAP的波形,BIPAP与VCV在压力曲线的差别和设置,VCV,BIPAP,.,9压力释放通气APRV,即BIPAP的基础上,TL的时间小于1.0秒即APRV,从肺容量圖看即呼气基线的下移.,.,10.持续气道内正压（continuouspositiveairwaypressure,CPAP）呼吸机在整个呼吸周期中只提供一恒定的压力，整个通气过程由自主呼吸完成。实质是以零压为基线的自主呼吸基线上移。其作用相当PEEP。,.,.,PEEP即呼气结束气道压力未降至零,cmH2O,吸,呼,(呼气末正压),PEEP的作用:克服内源性PEEP(即AutoPEEP,PEEPi.设置值为PEEPi的80%.);是呼气结束维持肺泡开放的压力;增加气体交换面积FRC.,.,SPONT(CPAP):人控制呼吸机,吸气,呼气,呼气末基线,(呼气末正压),SPONT(自主呼吸)模式:是病人控制呼吸机,呼吸机仅提供吸入氧浓度、压力支持通气和将病人的呼气末基线抬高(即PEEP)增加气体交换面积(FRC).在呼气末基线抬高情况下的自主呼吸即CPAP.,cmH2O,.,11.叹气样通气（sigh）相当于自然呼吸中叹气样呼吸，潮气量大小增加0.51.5倍，其作用是扩张陷闭的肺泡，多在容量辅助控制通气时发挥作用，部分呼吸机是通过增加PEEP（潮气量不变）达到叹气样呼吸的作用。,.,肺复张工具,智能叹息（SmartSigh）,允许设置指令通气10%50%增幅的叹息通气定容通气时是容量型的叹息定压通气时是压力型的叹息（独有）,.,肺复张工具,智能叹息（SmartSigh）,.,12,后备/窒息通气BACKUP,预设好机械通气时的压力、容量、吸呼时间、频率、PEEP等参数。在病人自主呼吸CPAP模式下，如果一段时间机器检测不到病人的自主呼吸，则机器自动转变为预设的机械通气模式。窒息时间一般可调。,.,三、机械通气的临床应用,.,舒服？,.,一，机械通气的参数设定二，一些监测指标的临床意义、呼吸波形和常规肺功能监测三，撤机与拔管四，机械通气的临床管五，临床机械通气的常见问题六、儿科常见机械通气并发症,机械通气的实施,.,临床应用目的,.,（一）机械通气的参数设定,潮气量不同教科书推荐的潮气量有所不同，基本上在510ml/kg体重。定容型通气，潮气量是预设值，而定压型通气是因变量。（早期成人的双12策略）,.,通气压力儿科呼吸机的PIP在25cmH2O压力以下是比较安全的，但由于病人肺顺应性千差万别，要根据病人胸廓扩张情况、肺呼吸音、以及检测的潮气量等因素进行及时地调整。显示的压力实质上是连接管路近患者端的压力压力变化的最高压力称谓峰压PIP在吸气末若堵塞呼气口平台压PLV,.,气流量：有时呼吸机需要一个基本的系统要求的气流量，因此在设定的时候不能低于此数。一般新生儿可选用46L/m，体重越大选择的流速越大。吸气时间、呼吸频率、吸呼比：这三个参数互为因变量，一般新生儿的呼吸频率在3060次分，吸呼比1：12，TI约在0.5秒左右，RDS病人一般只需很小的吸气时间（0.3-0.5）。在常频呼吸机，如呼吸频率80次分则影响气体的有效呼出。,.,氧气浓度：开始使用呼吸机时氧气浓度可以适当给高，可以使用80氧气甚至纯氧，以使机体迅速改善缺氧状态，然后根据病人病情变化下调。60以上浓度属于高浓度氧，不宜长时间吸入。PEEP:通常情况下，可以用35cmH2O的PEEP，而RDS、肺出血等病人则需要较高的PEEP，可以到610cmH2O。,.,肺通气量,1.每分通气量:每分钟进或出肺的气体总量潮气量呼吸频率500ml(1218次/分)2.肺泡通气量:每分钟进入肺泡的有效气量(潮气量无效腔气量)呼吸频率(500ml150ml)(1218次/分)解剖无效腔150ml无效腔肺泡无效腔正常为0,.,二（A），一些监测指标的临床意义,肺泡动脉血氧分压差P(A-a)O2。该项指标代表氧气通过肺泡交换进入毛细血管的能力；病理情况下P(A-a)O2增大表示肺受累致氧合障碍。混合静脉血氧分压PVO2。混合静脉血或中心静脉血，指全身各部分静脉血混合后的静脉血，通常是通过右心导管取自肺动脉、右心房或者右心室的血。PaO2与PVO2之差反映组织摄取利用氧的能力，正常值0.8kPa，该值缩小，说明组织摄取耗氧能力障碍，反之则说明组织需氧耗氧增加。,.,氧合指数（OI，PaO2/fiO2）。衡量氧气交换能力的指标。OI可随fiO2的增加而增大，但在一定程度上，降低了吸入气氧浓度对氧分压的影响，使变化范围减少，一般为430560mmHg，理论上的最大值为660mmHg。顺应性（compliance）。有静态顺应性（Cs）和动态顺应性(Cd)。前者是气流消失后单位压力变化时潮气量的变化，反映胸肺阻力；后者则为呼吸运动时单位压力下的潮气量变化，不仅受到胸肺阻力的影响，也显著受气道阻力变化的影响。机械通气时的计算公式为Cs=潮气量/（平台压呼气末压），Cd=潮气量/（峰压呼气末压）。,.,内源性PEEP（PEEPi）。呼气末肺组织恢复功能残气位时，不能恢复至弹性平衡容积，肺组织的弹性回缩力将大于胸廓的弹性扩张力，呼气末仍可存在呼出气流，肺泡压力仍然大于大气压，这部分压力就是PEEPi。一般的呼吸情况下，甚至ARDS患者轻度的PEEPi可以改善换气，不需处理，但哮喘患者和COPD患者无严重换气功能障碍，PEEPi无任何优点，需积极处理。呼气末CO2分压（PetCO2）:反映肺泡气CO2分压的变化。呼吸频率显著增快时可能采集不到实际肺泡气影响准确性。,.,二（B）机械通气的一些图形监测,意义：监测机械通气的参数是否合适动态了解患儿肺功能的状态观察患儿自主呼吸动的程度评价某些药物的治疗效果,.,压力-时间曲线,1,2,3,4,5,6,20,Sec,Paw,cmH2O,PressureVentilation,Expiration,VolumeVentilation,.,流速过低,30,Time(s),-10,1,2,aw,P,cmH2O,Adequateflow,3,.,流速-时间曲线,1,2,3,4,5,6,SEC,120,120,EXH,INSP,V,.,LPM,Inspiration,Expiration,.,吸气时间ShortNormalLong,.,非调定PEEP,Thetransitionfromexpiratorytoinspiratoryoccurswithouttheexpiratoryflowreturningtozero,1,2,3,4,5,6,SEC,120,120,V,.,LPM,.,气体潴留,.,容量-时间曲线,1,2,3,4,5,6,SEC,1.2,-0.4,VTLiters,I-Time,E-Time,A,B,A=inspiratoryvolumeB=expiratoryvolume,.,压力-容量环,Expiration,0,20,40,60,20,40,-60,0.2,LITERS,0.4,0.6,Paw,cmH2O,Inspiration,VT,Counterclockwise,.,肺过度膨胀,B,A,0,20,40,60,-20,-40,-60,0.2,0.4,0.6,LITERS,Paw,cmH2O,C,A=inspiratorypressureB=upperinflectionpointC=lowerinflectionpoint,VT,.,支气管扩张剂的疗效,VT,INSP,EXH,之前,之后,2,1,1,2,3,3,VLPS,.,.,二(C)肺功能监测,1气道阻力2肺顺应性3肺过度膨胀系数C20/C0.8提示肺有过度膨胀的危险配合肺表面活性物质PS的应用4时间常数TC3*TC=呼出95%气体所需的时间5*TC=呼出99%气体所需的时间5RVR（呼吸浅块指数）,.,在病人端监测可排除呼吸管道阻力的干扰,.,1气道阻力（AirwayResistance）,湿化器,.,最主要决定因素是气道内径内径缩小一半，造成的阻力将是原来的16倍（维持流速不变）,R,1,r4,1气道阻力（AirwayResistance）,.,顺应性可分为动态顺应性（通气过程动态中的采样），或静态顺应性（在采样过程中呼吸肌完全放松）顺应性代表一定压力下产生的容量改变,C=,V,P,ml,mbar,2肺顺应性（Compliance）,.,把塌陷的肺泡打开需要的较大压力(openingpressure)提示肺过度膨胀,已超过一定的容量限制机械通气在中间段进行效果较好,Lowerinflectionpoint:,Upperinflectionpoint:,2肺顺应性（Compliance）,.,3“C20/C”肺膨胀系数,C20为后20%压力下的顺应性C为整个过程中的顺应性C20/C1ml/cmH2O0.75ml/cmH2O0.5ml/cmH2O1.5kgCertainTubeLeakage有明确的插管气漏Noadditionalmetabolicburdens(e.gfever)无额外的代谢负担（如，发热）NormalHemoglobinHb正常NormalGastro-intestinalFunction频率范围5-50Hz(3003000bpm)主动吸气和主动呼气潮气量接近死腔量,.,HFOV的参数控制,3基本参数;平均气道压(MAP)氧合主要通过调节平均气道压来改善。振幅，决定大部分振荡的潮气量主要解决通气和CO2的问题。频率,呼吸循环的次数,.,机械通气的一些新进展NO吸入疗法,原理：NO是一种内源性的血管扩张剂，目前认为NO激活鸟苷酸环化酶（sGC）,提高平滑肌内环鸟苷酸（cGMP）水平，使血管平滑肌扩张；此外NO还作为一种NANC递质参与血管张力的调节。在肺动脉高压和、通气血流比例失调时，吸入NO使肺动脉扩张，使上述情况得到改善。,.,Schematicofvasoconstrictionofpulmonarybedwithnormalandatelectaticalveoli.B.Nitroprusside(NTP)causesnon-selectivevasodilationofallpulmonaryarteries,whichmayworsenventilation-perfusion(V/Q)matching.C.Inhalednitricoxide(NO)dilatesonlyventilatedalveoli,anoutcomethatimprovesV/Qmatching.(FromLunnR:Subspecialtyclinics:Anesthesiology;Inhalednitricoxidetherapy.(MayoClinProc1995;70:247-255;withpermission.),.,NO吸入疗法,优越性：NO可以使血管扩张，吸入的NO选择性作用于肺血管，可以使肺血管阻力减少，改善肺血流；NO对肺的免疫功能有调节作用，同时有研究表明NO是一个重要的抗炎分子；NO作用于气道平滑肌NANC神经受体，维持气道平滑肌张力。适应症：持续性肺动脉高压是新生儿疾病中主要适应症。国外有META分析认为NO吸入对于早产儿呼吸衰竭没有作用。局限性：高浓度氧与高浓度NO结合产生NO2，可对气道黏膜和肺泡表皮细胞造成损伤。NO需要专门的吸入装置，比较昂贵，医用NO气源缺乏。,.,机械通气的一些新进展液体通气,.原理:利用具有携带氧气和二氧化碳能力的液体物质作为通气介质进行机械通气。目前比较受推崇的液体介质是全氟化碳（perfluorocarbin,PFC）。这是一种惰性物质，化学性质稳定，表面张力低，对氧气和二氧化碳有高度的可溶性。但全液体通气技术要求复杂，近年来国外发展了将常规通气和PFC气道内应用结合气来的技术，就是所谓部分液体通气（PLV）。,.,IllustrationofPLVinapreterminfant.1.TheventilatorwarmsandoxygenatesPFCliquidduringslowinstillation.2.Asliquidentersthesideportoftheendotrachealtube,theventilatorcarriesPFCtothedistalareasofthelung.3.AsPFCliquidaccumulatesinthelungs,atelectaticregionsofthelungsareexpandedfromAtoB.4.OxygenandcarbondioxideareexchangedbetweenalveolarPFCliquidandbloodpassingthroughthepulmonarycapillaries.5.Ca