机械通气的原理及生理学影响

1、中曰友好医院CHIHA-JAPAN FRIENDSHIP HOSPITAL4 / 46机械通气的原理及生理学影响Prin ciple of Mecha ni cal Ven tilation and impacts on Physiology中日友好医院呼吸内科-RICU陶新曹7中日友好医尿i !OITF机械通气的原理及生理学影响机械通气的定义和发展历史4机械通.气.的基本原理 4机械通气的生理学影响r中日友好医院，、什么是机械通气机械通气是利用机械装置来代替、控制或改变自主呼吸运 动的一种通气方式。在呼吸机的帮助下维持气道通畅、改善通气和氧合、防止 机体缺氧和二氧化碳蓄积。对呼吸功能衰竭提供

2、呼吸支持，为基础疾病的治疗创造条 件。依据使用呼吸机的不同，机械通气可分为正压、负压和高 频通气。正压机械通气是目前应用最普遍的人工通气技术。5 / 46中日芨好医険OSAS取得满意的效果7 / 461、机械通气的发展历史1774年，Tossach首次运用口对口呼吸成功对一例患者进行复苏1792年，Curry首次进行人气管内插管及风箱式正压通气技术1928 年，Drinker 和 Shaw 利用髓灰质炎呼吸衷竭而昏迷的“铁肺”箱式负压治疗机治疗因脊 岁女孩获得成功。1940年，第一台间歇正压通气（IPPV）麻醉机应用于胸外科手 术和战伤ARDS患者抢救中获得成功。1981 年，1946年，Be

3、nnet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）。Sullivan等报道应用经鼻面罩持续气道正压通气治疗f中日芨好医IR“铁肺”呼吸机人工智能呼吸机I7 / 46/中曰：R好医険tooP.28 4.： f_ 141 朴 75. U ISA IE 1：l»v|ir1.05>-CONTROLP.28Ef中日友好医尿r机械通气的发展历史是医学科学与工程技术完美结合的典范 临床水平提高 呼吸生理发展丿丿_第三代初_)_第三代末 )W W多模式或多功能 多功能安全舒适/ /IlII/ / /机械通气的原理及生理学影响机械通气的定义和发展

4、历史4机械通气的基本原理竽械通气的生理学影响15 / 46r中日友好医院肺泡17 / 46人体呼吸系统组成厂上呼吸道.喉FronBafc sinus Sphencwdl Binns IM晶询 cavityNaal vestibuleOfbiI cavrfy Pharyox Epigiattis下呼吸道亚段支气管支气管冬末细支气管 1呼吸性细支气管*:肺泡管细支气管TrafihejiD apllragmVccai foldThyroid cartitegeCiwoid cwiilageSuperior lobe - Lobar brorKihufii Rtht superiorSuperiar1

5、 lobeLingular dMsion bronchusCanrKa Ql tractieaInlernwdiate brondhtmMdn bmchl (right ftM MJLobar bronchus.Left wnwriwLoft inferiorMbddlelobeObliqud fis&ufe Cardiac noichInferior toteLingula 口f king intw lobeConwde hMU#AlveolarAlVGKSiRF dudOtrtK|ue fiMureRight irtlenorHorijontat fissureAtnuiTiMuc

6、ous gtemd今中日友好医険Chest wallPleural sacVolume of air in kings is at functional resitJual capacityTranspulmonary pressure Palv - pip M 4 mm HgForce due to negative intrapleural pressureElastic r&coll lungPleural sac Chest wallElastic recoil of chest wall呼吸系统各部位压力Atmospheric pressure (Patm760 mm Hg

7、(0 mm Hg used as reference)intrapleural pressure (P(p)756 mm Hg (4 mm Hg relative to atmospheremtra-alveolar pressure (P3|¥)760 mm Hg (0 mm Hg relative to atmosphere)© 2011 Pearson Education Inc11 / 46”中日友好医険f iaU.044呼吸肌主动收缩f膈肌下移f胸腔负压f 加泡内压 < 气道 口压力f空气进入气管、支气管和肺泡irErns*20 / 46中日友好医院正压机械

8、通气原理与肺Rcsistfve pressurePEtP13 / 46Peak pressure Plateau pressuref空气进入Inhalation Hold EypirationTIME呼吸机正压气流 > 肺泡内压气道口和肺泡之间压力差 气管、支气管和肺泡建立呼吸道开口（口腔、鼻腔、气管插管及气管切开导管） 泡间的压力差。r中日友好医院呼吸机的分类?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。23 / 46呼吸机的功能组成f中日

9、友好医院i .M.25 / 46IS1呼吸亂原理图储气嫌控制电路阀 气 呼流量阀 送气阀一、基本功能1、产生呼吸机驱动力2、调节吸气时间及吸气气量3、完成吸气向呼气的转化4、呼气时间、气流和压力的调 节5、完成呼气向吸气的转化二、次级功能1、调节吸入氧浓度2、加温加湿3、压力安全阀三、通气方式的调节和实施四、附属功能1、报警系统2、监测系统3、记录系统中日友好医院27 / 46呼吸机基本原理示意图插管呼气回路除水瓶二二呼压吸气阀 < IH呼气阀呼流吸流压力表X _ 60-70 "cniHzO0Air混合器细菌过滤吸压湿化器过压保护主机一一气源处理、模式选择、吸呼控制、参数调节、

10、监测报警气源以适当方式提供压缩空气和氧气混合器外置或内置机械式，比例阀或电子配比湿化器 病人吸入气体的加温、加湿通气管路包括吸气管路和呼气管路，吸入和呼出气体的传输其它一一主机和管路的固定或支撑装46f中曰友好医u vfcli jAMdi正压机械通气的实施必备三项机械功能：启动(initiating)、限定(limited)、切换(cycling)19 / 46中日友好医院呼吸机的启动-压力触发I fl ft fl V A t _Q fLT:吸气尝试1吸气压力r中日友好医院呼吸机的启动-流量触发2 1 / 46-吸气管路流速丿图例流量触发一绿色 J压力触发一红色/压力触发较流量触发有轻微延迟r

11、中日友好医院呼吸机的限定正压通气时，应限定呼吸机输送气体的量和压力，避 免对病人和机器回路造成损害。1、容量限定一预设潮气量改变流量/压力/时间，输送预设潮气量。2、压力限定一预置气道压力改变流量/容量/时间，维持气道压力恒定。3、流速限定一预设气体流速。改变压力/容量/时间，达到预设气体流速。37 / 46f中日友好医IB呼吸机的切换机械通气由吸气转为呼气有四种方式。1、压力切换一早期定压型呼吸机的切换方式，气道压达 预设值转为呼气，已基本淘汰。2、容量切换一早期定容型呼吸机的切换方式，潮气量达 预设值转为呼气，使用渐减少。3、时间切换一吸气时间达预设值转为呼气，就目前定容 和定压型通气模式

12、的基本转换方式。4、流量切换一吸气流量降低到预设值转为呼气，是压力 支持通气及衍生模式的基本转换方式。f中日友好医院i* 1 if机械通气的原理及生理学影响机械通气的定义和发展历史4机械通气的基本原理K.J机械通气的生理学影响41 / 46f中日芨好医瞬、机械通气的生理学影响A对呼吸生理的影响C对循环功能 对脑、肾脏、 的影响肝脏等器官功能的影响42 / 46f中日灰好医院44 / 46对呼吸生理的影响气道压力气道阻力*1呼吸中枢气体分布*1肺容积丿肺泡通气机械通气命散功能V/Q比值对呼吸道压力影响正压机械通气时， 气道内压、胸腔内 压与自主呼吸完全 不同若吸气压过高，可 出现肺实质和间质 的

13、气压伤。0X/胸簇腔内压肺泡内压Z自主呼鬣机捷通花(L/») °0-0,50.5+0.5(L) °5詢膜腔内压 亍/Pb/ *气道口圧L VJ-0 *5 (cmH2O )as育吸WiEffiMBftTK自主呼吸的压力、流农 容积昭图 備设吸气、呼气时间相等）FRC功能残27蘇阳克服气道阻力的压力消耗匚Pb克服胸療及肺弹性阻力的压力消耗辛丹克服吸气或呼气气道阻力的压力消耗f中日友好医尿i ia&li47 / 46对呼吸道阻力的影响/Z/r中日友好医院对肺内气体分布的影响对肺容积和肺泡通气的影响?正压通气使气道和肺泡扩张，肺血容量减少，肺气 体容量增加，使肺泡

14、通气量增加。?机械通气改善肺泡通气功能的原因：1、克服通气阻力，肺泡通气量增加；2、缓解呼吸肌疲劳；3、改 善病变区的肺泡通气。?肺泡通气量=（潮气量-死腔量）x呼吸频率，因 此影响潮气量、无效腔的大小和呼吸频率均可影响肺 泡通气量。1、自主和控制呼吸气体交换的差异：?自主呼吸-胸廓运动-靠近胸壁和膈肌的肺组织 通气量和气体交换较好。?机械正压通气-气体正压进入肺内-支气管中央 部位肺组织（肺泡管处肺泡）通气量和气体交换 较好气流、温度等刺激小气道痉挛或分泌物 阻塞-气体分布不均、肺泡不张（尤其吸较高浓 度氧）。50 / 46中日友好医院对肺内气体分布的影响图人3肺内r体分布与5ati

15、4;u 46R)&肺颤餐性(o的关系2、不同肺组织病变对机械通气气体分布的影响。C中日友好医院对肺内气体分布的影响3、不同通气方式对气体分布的影响? PEEP和CPAP有利于肺组织内气体分布均匀。?压力控制通气（PCV）-达到预设压力-气流减 慢T利于不易扩张的肺组织通气。?反比呼吸（IRV）应用恰当顺应性差的肺组 织通气量增加。?呼吸机辅助自主呼吸（PSV、SIMV等）存在自54 / 46对肺内气体分布的影响f中日友好医院亍*ha>4、吸气时间长短对气体分布的影响：?肺内结构异常时T吸气时间延长T改善顺应性差 的肺组织通气 宀过长吸气时间会影响循环。5、气流速度和形态对肺内气体

16、分布的影响?自主呼吸T气流为缓增缓降得正弦波 T气体分布 较好。?机械通气方波或递减波T容易形成湍流T增加 气道阻力气体分布不均。33 / 46r中日友好医院(TIbBA faflkk对通气/血流比值的影响令中日友好医院对气体弥散功能的影响呼吸机应用适当可增加气体弥漫对呼吸中枢的影响产生呼吸机依赖59 / 46中曰友好医瞬机械通气对循环功能的影响?自主呼吸T胸腔静脉受负压的牵引扩张T静脉压 力下降T利于静脉回流和右室充盈。?自主呼吸吸气期肺内血容量 f （约占总血容量9% ），呼气期J （约占总血容量6% ）。?机械通气-胸腔内负压减小甚至正压 -静脉压力 f-静脉回流！和右室充盈鳥?机械通气

17、肺泡内压力f -肺血流量减少对血流动力学影响62 / 46计循环系统F中日友好医院9 'Udi hUbd' &!#对血流动力学影响11大静脯/VJ11 聃动穌J 右窒$:1肺毛细血管11肺静脉vJ主动脉1呼吸相胸腔内压右心室充盈 和搏出ft右心寃 排血議总胸腔 血容锐左心宅充盈和轉出左心室»«密 fr丨 P主动滅少(T増加増加1增加睛少减少增加(-2 cm H.D)相对法少减少1械少增帽増加吸气 械动堆加淺少减少械少增加Jtlli*呼气 植动礁少(0)相对增加相对增加增加1 腫少購少图7-4自发呼吸与机械呼吸对血流动力学影响的比较卜正压吸气后开始35

18、次心跳的心搏屯9/魁八 随后由于胸腔呈正压*限制心脏的扩张和充盈再故心搏出量即减少彳山若正压吸气时间过长.左心搏岀量可减少小中日友好医S?对脑血流和颅内压的影响65 / 46C中日芨好医読对肾血流和肾功能的影响仅因严重缺氧引起的肾功能不全，机械通气改善缺氧后，肾功能可迅速好转 若呼吸机使用不当，可导致心输出量下降，肾血流减少，出现水钠潴留。止压 胸腔内 通气一-压升高左心房抗利尿尿量舒张受限激素分泌一=减少回心血M少激动肾索一血管紧张 素和肾上腺素系统心输出量减少体内水 钠潴留肾血流減少心房前负荷减少输液量增加心房肚（ANP）释放减少尿蚤减少7-5机械通r时1/掰留的发生机制对消化系统的影响68 / 46r中日友好医院对周围组织器官循环的影响?不适当的机械通气可导致心输出量下降， 周围组织器官血流灌注减少。69 / 46r中日友好医院小结?机械通气是呼吸支持手段，基础疾病的治 疗是关键。?正压机械通气是目前最常用的通气技术。?启动、限定和切换是呼吸机基本工作方式， 由此形成多种通气模式。?呼吸机的使用达到最小的影响和最好的气 体交换。71 / 46中曰友好医険PRIMAR Y前提：AvoidI