呼吸机小讲课

1、呼吸机小讲课 呼吸生理基础知识呼吸生理基础知识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。呼吸动力学呼吸动力学呼吸肌肺肺 的的 通通 气气 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）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

2、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）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我们每天吸入我们每天吸入10000-12000L空气空气(1)吸入气体调节功能（温度、湿度）吸入气体调节

3、功能（温度、湿度） (2)过滤及清洁机制过滤及清洁机制（咳嗽（咳嗽/喷嚏）喷嚏）通气通气: 外界空气吸入肺泡内,并将已交换气体自肺泡呼出的过程.肺泡肺泡-毛细血管膜气体交毛细血管膜气体交换换:交换肺泡中的氧气和肺毛细血管中的二氧化碳灌注灌注 循环循环: 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. 呼吸生理呼吸生理肺泡/毛细血管膜毛细血管毛细血管肺泡肺泡生理生理O2CO2CO2CO2CO2CO2CO2CO2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2CO2CO2CO2

4、CO2CO2CO2CO2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2膜PalvCO2 = % CO2 x P大气压大气压肺泡二氧化碳分压肺泡二氧化碳分压例. 5 % x 760 = 38 mm HgPalvO2= % O2 x P大气压大气压肺泡氧分压肺泡氧分压e.g. 13.3 % x 760 = 101 mm Hge.g. 50 % x 760 = 380 mm Hge.g. 50 % x (760 + 25) = 393 mm Hg(25 mm Hg = 33 cm H2O) 肺泡生理生理气体交换生理生理O2O2O2O2O2O2O2O2-Hb- O2O2O2O2-

5、Hb- O2O2xxO2-Hb- O2O2O2 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血液中的氧分压气体交换氧合血红蛋白离解曲线氧合血红蛋白离解曲线生理生理1008060402002016128420406080100静脉PO2 = 40Sat = 75动脉lPO2 = 100Sat = 97HEMOGLOBIN SATURATIONO2 溶解氧 ml/100mlPO2 mm Hg气体交换正常正常PH值时值时PaO2 和和 SaO2 对应关系对应关系生理生理PaO2mm Hg96-10586-9576-8566-7556-6546-5535-4

6、5SaO2%98979593898475气体交换氧的传输氧的传输生理生理10.05.32.713.320.9吸入空气吸入空气肺泡气肺泡气动脉血动脉血静脉血静脉血组织组织PO2kPaAlveoliO2O2O2O2O2O2O2O2Cells1 mmHg = 1,359 cmH2O1 cmH2O = 0,735 mmHg1 hPa = 1 cmH2O = 1 mbar气体交换二氧化碳的传输二氧化碳的传输生理生理6.15.32.76.7组织组织静脉血静脉血动脉血动脉血呼出气呼出气PCO2kPaAlveoliCO2CO2CO2CO2CO2Cell气体交换生理生理分流分流 栓塞栓塞正常正常死腔死腔ABCD

7、通气通气 血流灌注比血流灌注比肺容量潮气量（潮气量（TVtidal volume） :在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量为潮气量。在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量为潮气量。肺活量（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。）：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（补吸气量（IRV）：平静吸气后再吸入的最大气量。）：平静吸气后再吸入的最大气量。深吸气量（深吸气量（IC）：平静呼气后再吸入的最大气量。）：平静呼气后再吸入的最大气量。补呼气量（补呼气量（ERV）：平静呼气后再呼出的最大气量。）：平静呼气后再呼出的最大气量。功能残气量（功能残气量（FRC

8、）：安静呼吸时，每次呼气末肺内残留气量称功能残气量）：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（残气量（RV）：用力呼气后残存在肺内的气体量）：用力呼气后残存在肺内的气体量总肺容量（总肺容量（TLC）：最大深吸气后肺内总含气量）：最大深吸气后肺内总含气量 TLC-RV=VC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。过程过程呼吸机的发展史呼吸机的发展史1667年年 Hooke 切开气管插管（狗）切开气管插管（狗） 应用风箱正压通气应用风箱正压通

9、气1846年年 Morton 气管内麻醉气管内麻醉1869年年 Trendeleuburg（德）（德） 气管内麻醉气管内麻醉 加气囊加气囊1895年年 Kirstein（德）（德） 喉镜应用，气管插管喉镜应用，气管插管 - 建立人工气建立人工气道道1907年年 Drager 自动供氧人工呼吸器自动供氧人工呼吸器1909年年 Janeway 小型铁肺小型铁肺 间歇正压通气间歇正压通气1926年年 Drinker 铁肺（脊髓灰质炎治疗、抢救）铁肺（脊髓灰质炎治疗、抢救）40到到50年代，脊髓灰质炎大流行年代，脊髓灰质炎大流行 促进了促进了 机械通气技术的发展机械通气技术的发展1946年年 Benn

10、ett 生产第一台定压呼吸机生产第一台定压呼吸机1950年年 Engstroin（瑞典）（瑞典） 定容型呼吸机定容型呼吸机60到到70年代，发展较快年代，发展较快 IMV SIMV PEEP 高频正压（高频正压（HEPPV）震荡（）震荡（HFOV）喷射（）喷射（HFJV）80年代年代 PSV1992年年 压力调节容积控制（压力调节容积控制（PRVC）2000- 液体通气技术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。没有机械通气技术，现代治疗学将是不完整的。 呼吸机的组成呼吸机的组成 气源气源 主机主机 机械臂机械臂 湿化装置湿化装置 呼吸回路附件呼吸回路附件气源气源主机主机 机械臂

11、机械臂 湿化装置湿化装置 呼吸回路附件呼吸回路附件管路管路面罩面罩插管插管 按驱动与控制方式分：按驱动与控制方式分：气动气控呼吸机；气动气控呼吸机； 气动电控呼吸机；气动电控呼吸机；电动电控呼吸机电动电控呼吸机.按作用于人体部位分：按作用于人体部位分：正压呼吸机；正压呼吸机；负压呼吸机负压呼吸机第三节第三节 呼吸机的分类呼吸机的分类 按驱动与控制方式分：按驱动与控制方式分：气动气控呼吸机；气动气控呼吸机； 气动电控呼吸机；气动电控呼吸机；电动电控呼吸机电动电控呼吸机.按作用于人体部位分：按作用于人体部位分：正压呼吸机；正压呼吸机；负压呼吸机负压呼吸机 按吸呼气转化方式分：按吸呼气转化方式分：定

12、容（容量切换）呼吸机；定容（容量切换）呼吸机；定压（压力切换）呼吸机；定压（压力切换）呼吸机；定时（时间切换）呼吸机；定时（时间切换）呼吸机；流速控制（流速切换）呼吸机；流速控制（流速切换）呼吸机；混合型多功能呼吸机混合型多功能呼吸机. 按通气频率高低分：按通气频率高低分：常频呼吸机；常频呼吸机；(1-100bpm)高频（喷射）呼吸机；高频（喷射）呼吸机；(150bpm以上以上)高频（振荡）呼吸机高频（振荡）呼吸机. 按应用对象分：按应用对象分：成人呼吸机；成人呼吸机；成人成人/儿童呼吸机；儿童呼吸机； 婴儿婴儿/新生儿专用呼吸机新生儿专用呼吸机. 第四节第四节 呼吸机相关基本概念呼吸机相关基

13、本概念1. 潮气量潮气量TV（Tidal Volume) 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/kg2. 呼吸频率呼吸频率BPM(Breath Per Minuter） 呼吸频率指每分钟呼吸的次数，成人的呼吸频率一般为1220次/min，小儿的呼吸频率较快，且年龄越小呼吸频率越快。3. 分钟通气量分钟通气量MV (Minute Volume) 分钟通气量为每分钟吸入或呼出的气量。平静呼

14、吸时，成人的分钟通气量为515L/min。小儿略低，且随年龄增长分钟通气量逐渐增加。4. 吸呼比吸呼比(I:E Ratio) 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。5. 吸气流速吸气流速(Inspiratory Flow) 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。6 . 压力压力触发灵敏度触发灵敏度(Pressure Trigger Sensitivity) 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

15、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。7. 流量流量触发灵敏度触发灵敏度(Flow Trigger Sensitivity) 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。8. 吸气平台吸气平台(Inspiratory Pause) 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

16、气平台压。 吸气平台的时间为吸气时间的一部分。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。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。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，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尤其是平台时间延长时，一般不要超过吸气时间的间的25% 主要用于肺泡萎陷或肺顺应性较差的病人。主要用于肺泡萎陷或肺顺应性较差的病人。9. 顺应性（顺应性（C）：每单位压力变化而产生

17、的）：每单位压力变化而产生的容积变化。容积变化。 容积变化（容积变化（V） 顺应性（顺应性（C） = （L/Kpa） 压力变化（压力变化（P） C 弹性阻力弹性阻力 C 弹性阻力弹性阻力 利用平台压和潮气量可以计算出胸肺顺利用平台压和潮气量可以计算出胸肺顺应性应性 静态胸肺顺应性静态胸肺顺应性=潮气量潮气量/（平台压（平台压-PEEP) 动态胸肺顺应性动态胸肺顺应性=潮气量潮气量/（峰压（峰压-PEEP) 第五节第五节 机械通气模式机械通气模式1. 容量控制容量控制-辅助通气（辅助通气（CMV-ACMV）：）：Volume Control Ventilation 是一种定容型通气模式,预置潮气

18、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。CMV-ACMV时的流速、容量波形CMV-ACMV时的压力、流速波形CMV-ACMV时的压力、容量波形2. 压力控制压力控制-控制通气（控制通气（PCMV-APCMV）：）：Pressure Control Ventilation 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。PCM

19、V-APCMV时的压力、容量波形PCMV-APCMV时的压力、流速波形PCMV-APCMV时的容量、流速波形 3.同步间歇指令频率通气同步间歇指令频率通气（SIMV）：synchronized intermittent mandatory ventilation 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。SIMV的优点的优点 由于自主呼吸和由于自主呼吸和A/C的有机结合，可保证病人的有机结合，可保证病人的

20、有效通气。的有效通气。 临床上根据病人的自主临床上根据病人的自主TV、f和和MV变化，适变化，适当调节当调节SIMV的频率和的频率和TV，利于呼吸肌的锻炼。利于呼吸肌的锻炼。SIMV已成为撤离呼吸机前的必用手段。已成为撤离呼吸机前的必用手段。 在缺乏血气的监测的情况下，当在缺乏血气的监测的情况下，当PaCO2过高或过高或过低时，病人可以通过自主呼吸加以调整，这过低时，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。样减少了发生通气不足或过度的机会。SIMV的缺点的缺点 若病情恶化，自主呼吸突然停止时可能若病情恶化，自主呼吸突然停止时可能发生通气不足或缺氧。发生通气不足或缺氧。

21、 由于自主呼吸存在，在一定程度上增加由于自主呼吸存在，在一定程度上增加了呼吸功消耗。若应用不适当，会导致了呼吸功消耗。若应用不适当，会导致呼吸肌疲劳。呼吸肌疲劳。SIMV的使用的使用 呼衰早期呼衰早期:病人易于接受病人易于接受SIMV，无人机无人机对抗。对抗。 和和CPAP同用，治疗同用，治疗ARDS。 撤离呼吸机前使用，适当减少撤离呼吸机前使用，适当减少SIMV的频的频率和量，利于锻炼呼吸肌功能。率和量，利于锻炼呼吸肌功能。 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

22、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.压力支持通气压力支持通气（PSV）：pressure support ventilationPSV临床用途临床用途 用于呼吸肌功能减弱者，可减少病人呼吸做功用于呼吸肌功能减弱者，可减少病人呼吸做功;合理使用合理使用PSV，可使呼吸频率减慢。可使呼吸频率减慢。 作为撤离呼吸机的一种手段使用。作为撤离呼吸机的一种手段使用。 可与可与CPAP、SIMV、MMV合用，以保证病人合用，以保证病人通气量和氧合。通气量和氧合。 对于有人机对抗者，应用对于有人机对抗者，应用PSV易于使呼吸协调，易于使呼吸协调，可以减少镇静剂和肌松剂的用量。可以减少镇静

23、剂和肌松剂的用量。PSV的优点的优点 病人完全自主呼吸，病人完全自主呼吸，f 和吸和吸/呼比由病人决定。呼比由病人决定。 TV的多少，取决于的多少，取决于PSV压力高低和自主吸气的压力高低和自主吸气的强度强度:压力小于压力小于20cmH2O时，大部分时，大部分TV由病人由病人自主获得；压力大于自主获得；压力大于20cmH2O时，时，TV多由呼多由呼吸机提供。病人可以根据吸机提供。病人可以根据PaCO2的高低自行调的高低自行调节自主呼吸频率、吸气力量大小和时间长短从节自主呼吸频率、吸气力量大小和时间长短从而调整通气量的多少。而调整通气量的多少。 吸气压力辅助，能有效地克服通气管道产生的吸气压力辅

24、助，能有效地克服通气管道产生的阻力，病人呼吸作功减少，自觉舒服。有利于阻力，病人呼吸作功减少，自觉舒服。有利于呼吸肌疲劳的恢复。呼吸肌疲劳的恢复。PSV的不足的不足: PSV为一辅助通气方式，预置压力水平为一辅助通气方式，预置压力水平较困难，较困难，TV依病人吸气力量而变化，依病人吸气力量而变化，MV依依TV和自主呼吸频率而定。若病人和自主呼吸频率而定。若病人自主呼吸的频率、力量和吸气时间改变，自主呼吸的频率、力量和吸气时间改变，有可能发生通气不足或过度。呼吸中枢、有可能发生通气不足或过度。呼吸中枢、呼吸运动或肺功能不稳定者不宜单独使呼吸运动或肺功能不稳定者不宜单独使用，可和用，可和SIMV、

25、MMV合用。合用。5.5.持续气道正压持续气道正压 (CPAP) Continuous (CPAP) Continuous Positive Airway PressurePositive Airway Pressure 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 CPAP时的压力、流速波形CPAP时的压力、容量波形CPAP时的容量、流速波形CPAP的好处

26、的好处 吸气期由于恒定正压气流大于吸气气流，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。吸气省力，自觉舒服。 呼气期气道内正压，起到呼气期气道内正压，起到PEEP的作用的作用:防防止小气道闭合和肺萎陷，增加止小气道闭合和肺萎陷，增加FRC，PaO2增高。同时胸内压增加。增高。同时胸内压增加。使用使用CPAP注意事项注意事项 只能用于呼吸中枢功能正常、有自主呼吸的病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。人。作为辅助呼吸，可锻炼呼吸肌功能。 插管病人可从插管病人可从35cmH2O开始，根据需要可增开始，根据需要可增到到10l5cmH2O，最高不超过

27、，最高不超过25cmH2O。 未插管的病人可用面罩或鼻塞间断使用未插管的病人可用面罩或鼻塞间断使用CPAP，一般用一般用2l0cmH2O，最高不超过，最高不超过l5cmH2O，若若超过超过2天呼吸功能仍没恢复者应行气管插管。天呼吸功能仍没恢复者应行气管插管。 未插管的病人使用未插管的病人使用CPAP，应防止胃扩张、呕吐、，应防止胃扩张、呕吐、恶心、腮腺炎、鼻腔炎、泪囊炎等。恶心、腮腺炎、鼻腔炎、泪囊炎等。 CPAP可和可和SIMV、PSV等方式合用。等方式合用。6.双相气道正压通气双相气道正压通气（BIPAP）： bi-psasic positive airway pressure 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。7.气道压力释放通气气道压力释放通气（APRV）： airway pressure release ventilation气道压力释放通气是一种可以设定两种PEEP水平的特殊自主呼吸模式，如果对PEEP的释放周期不加以限定，那么就相当于BIPAP模式。其原理是在CPAP回路上加一个气道压力自动释