呼吸机原理-PPT课件

1、一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题呼吸系统上呼吸道：鼻和鼻腔 过滤、湿化、加温咽喉呼吸机(应用气插和气切）:吸入呼出过滤器电子湿化器人工鼻呼吸系统下呼吸道：气管支气管终末细支气管肺泡 (肺内气体交换)肺泡-肺内气体交换一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺

2、残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)潮气量(TV)：静息状态每次吸入或呼出的气量 成人约400-500毫升肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)补气量(IRV)：平静吸气后所能吸入的最大气量 正常成人约2500-2600毫升肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量 IC=TV+IRV肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)

3、补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)肺残气量(RC)：最大呼气后肺内残留的气量肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV肺容量功能残气量(FRC)的临床意义：FRC在生理上起着稳定肺泡气体分

4、压的缓冲作用，减少了通气间隙时对肺泡内气体交换的影响如果没有FRC，呼气末期肺泡将完全塌陷，产生静-动脉血分流FRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或塌陷机械通气：PEEP 增加功能残气量(FRC)肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)肺活量(VC)：最大吸气后能呼出的最大气量 VC=IRV+TV+ERV 正常成人约4500毫升肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)肺总容量(TLC)：肺内所含

5、的总气量 TLC=VC+RC肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)吸气量(IC)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题整个呼吸过程(广义的“呼吸”)肺部换气：外界和肺泡之间气体的吸入和呼出肺内气体交换(氧合)：血液中的氧气和二氧化碳在肺泡毛细血管内外的交换扩散 静脉血 动脉血血液循环：血液将动脉血(O2)带到身体各部分，将静脉血(CO2)带回肺泡毛细血管细胞内呼吸：血液和身体中的氧气和二氧化碳在细胞间的交换扩散 动脉血 静脉血机械

6、通气肺内气体交换-氧合一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题自主呼吸的换气过程：主动吸气，被动呼气主动吸气被动呼气呼吸肌呼吸肌的作用胸锁乳突肌 - 将胸骨向上提升前锯肌 - 提升多数肋骨斜角肌 - 提升头两条肋骨外肋间肌 - 扩张胸膛腹直肌 - 向下拉到低位肋骨，同时将腹内物向隔膜下压内肋间肌 - 压下胸膛肺内压的变化自主呼吸过程:压力和容量的变化隔肌和肋间肌收缩胸内容积增大胸膜内压变负肺扩张肺内压变负外界空气流(压)入肺中胸膜内压肺内压肺内气量一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广

7、义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题呼吸过程中的血液循环问题静脉瓣肌肉泵“呼吸泵”静脉血回心动力：吸气时： - 胸内Pressure - 腹内Pressure 自主呼吸中“呼吸泵”的作用自主呼吸中“呼吸泵”的作用呼吸系统和循环系统的和谐工作自然进化的结果一、呼吸系统解剖生理回 顾呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发呼吸

8、机基本概念什么是呼吸机？呼吸机 电子打气筒！开环控制系统(送气, 无反馈)Vs.闭环控制系统(监测-反馈控制)=安全、准确呼吸机系统简图二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发自主呼吸 vs. 正压通气Pressure压力Volume容量 I E I E 自主呼吸 正压通气机械(正压)通气与心肺对抗吸气时： - 胸内Pressure - 腹内Pressure 自然进程的破坏：“呼吸泵”作用的丧失 回心血量降低 心排量CO 低血压,组织灌注减少机械(正压)通气与心肺对抗二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重

9、要参数呼吸模式压力触发和流速触发呼吸三要素:压力、容(流)量和时间流速-时间曲线压力-时间曲线压力(P )：Pressure容量(V )：Volume流速( f )：Flow时间( t )：Time吸呼比 ( I : E ): 其中： 吸气相( I ) = 吸气时间(Insp.)+平台时间(Pause) 呼气相( E ) = 呼气时间(Exp.) 正比通气、反比通气屏气：气体扩散肺内交换重要呼吸参数压力-时间曲线流速-时间曲线平台压力:气体均匀扩散后峰值压力(PIP)潜在危害：气压伤、心肺对抗呼气末压力(PEEP)吸气流速呼气末流速呼出潮气量密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量阻力压Presi顺应

10、性压PcompINSP PAUSE:肺顺应性Comp. = 潮气量VT / 顺应性压Pcomp ml / cmH2O 气道阻力Resi. = 阻力压Presi / 吸气流速Insp Flow cmH2O / l / min EXP PAUSE:(End Exp Flow 0)内源性PEEPi, Auto-PEEP 总PEEPtot吸入潮气量肺顺应性(Compliance)：弹性内源性PEEPi / Auto-PEEP：COPD & Asthma 空气滞留Time (s)(L/min)123456120-120Auto-PEEP的流量波形End Exp Flow 0二、呼吸机的基本模式呼吸机的基

11、本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发呼吸模式呼吸模式：辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV)半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support辅助/控制模式(A/C):机控呼吸 临床应用：病人基本没有自主呼吸呼吸机根据临床医生的设定参数供气：潮气量或压力流速和流速波形，或吸气时间呼吸频率由机器

12、启动，也可由病人同步触发通气TimePressure优点可提供完全的通气支持可控制呼吸频率缺点设置值有时可能不能满足病人的通气需求需检查血气指标(Po2、Pco2)当辅助呼吸增加时，分钟通气量可能会增加可引起过度通气需设定高呼吸频率、潮气量和分钟通气量上限报警辅助/控制模式(A/C) :机控呼吸 半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV)临床应用：病人有一定频率的自主呼吸由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成强制通气是由机器启动(IMV)或病人触发(SIMV)在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率TimePressure病人触发的强制通气病人触发自主呼吸机器启动的强制通气半自主型:同步间隙指令通气(

13、SIMV)优点同步呼吸可改善病人的舒适性可减少病人和呼吸机之间的对抗相比A/C模式，可减少过度通气的发生缺点如果设定频率或潮气量太低，对病人的支持就会不足自主型(Spontaneous)临床应用：病人有足够的自主呼吸频率定义要求有主动的自主呼吸驱动力连续气道正压(CPAP)：恒定的正压(PEEP)作用于整个自主呼吸过程中可提供或不提供吸气支持(PSV)可减少呼吸作功(WOB)潮气量和呼吸频率由病人自己决定通常是拔管前最后的通气模式10 cm H2O PEEPTime自主型(Spontaneous)呼吸机监测一次呼吸开始到下一次呼吸开始的时间 如果这个时间超过了操作者设定的窒息通气间隔时间(默认

14、值：20秒)，窒息通气开始按照预设值（压力控制或容量控制方式）工作 当呼吸机监测到病人有二次连续的自主呼吸，窒息通气自动停止，按原模式通气窒息通气双向转换 (Apnea Ventilation)呼吸模式呼吸模式：辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV)半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support控制呼吸容量控制(VCV):V

15、olume Control压力-时间曲线流量-时间曲线吸气流速波形：1.方波2.智能容量递减波 降低峰值压力 减少气压伤和 心肺对抗潮气量固定按病人理想公斤体重(IBW)设定: 7-10ml/1kg , 从低潮气量开始(肺保护性通气)设定：潮气量、吸气流速和波形、 呼吸频率压力：随病人顺应性和气道阻力变化优点医生可控制潮气量、呼吸频率，以满足病人通气需求缺点吸气峰压可能会很高(特别是气道阻力较大时), 容易引起气压伤和心肺对抗控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control控制呼吸压力控制(PCV): Pressure Control设定：吸气压力、吸气时间、呼吸频率流速波形：递减波，

16、随气道阻力而变化潮气量：随病人顺应性变化压力-时间曲线流量-时间曲线监测潮气量是否满足病人需求:根据病人理想公斤体重(IBW)7-10ml/1kg 优点可减少气压伤的发生率可使塌陷或过度膨胀的肺泡恢复改善气体分布缺点当病人顺应性发生变化时，潮气量随着改变 (如 ARDS、肺水肿病人)如吸气时间延长(适当的吸气时间延长以保证潮气量), 病人可能需要使用镇静剂或麻醉剂控制呼吸压力控制(PCV): Pressure Control新观点：压力上升时间40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610

17、UNFREEZE使吸气流速的上升符合病人的需求范围 1 - 100% (默认值 50%)高气道阻力: 较缓的压力上升时间Gas flow is greatest where resistance is low, hence overinflation of normal lung units. V/QPvCO2 = 46 mmHgPvO2 = 40 mmHgPaO2 = 70 mmHgPaCO2 = 45 mmHgPaCO2 = 43 mmHgPaO2 = 60 mmHg自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Support压力-时间曲线流量-时间曲线1. 由病人触发呼吸: 压力触发，

18、流速触发2. 吸气压力固定 根据病人情况设定3. 呼气灵敏度(PB840&760可调)： 流速为峰值流速的25%时 由吸气转为呼气吸气流速: 递减波病人决定呼吸频率、峰流速 吸气时间和潮气量自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Support当病人流速降到峰值流速百分比时，压力支持通气被终止 “呼气灵敏度”定义了在终止呼吸机送气时预计达到的吸气流量峰值百分比40PCIRCcmH2OINSPLminEXP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610PS Termination Criteria新观点:呼气灵敏度 Esens40% (Set)25

19、% (Set)35% (Leak Rate)呼气灵敏度 Esens若泄漏超过机设的Esens，呼吸机无法判断病人已停止吸气而继续送气，将导致呼吸机对抗病人的呼气作功，使呼吸机与病人的呼吸不同步如果吸入气量被过早终止，这会减少潮气量，或在呼吸机停止送气后患者仍存在自主吸气时，增加了吸气肌肉负荷Flow呼气灵敏度 Esens与呼气WOBPRESSURE医生可根据病人的情况调节Esens，使之符合病人内在的吸气相，可改善病人和呼吸机之间的同步性FLOWPS overshoots targetEsens fixed 25%Esens adjusted to 50%NormalProblem resol

20、ved0100015低的PSV设定值 5 - 10 cm H2O PSV可减少病人克服气管插管和人工气道的阻力所作的功可作为脱管的最后支持水平高的PSV设定值PS 可增加自主呼吸的吸气作功能力，最高可达 10 ml/kg的潮气量可满足病人几乎总的通气要求自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Support优点病人控制呼吸频率、潮气量和整个呼吸过程克服吸气流速通过气管插管和人工气道时的阻力病人感到舒适可减少人机对抗缺点如果病人状况改变时，由于呼吸机保持恒定的支持水平，可能会发生通气支持不足病人顺应性、阻力的变化病人疲劳,自主呼吸的减弱自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Su

21、pport病人的评估值监测呼出潮气量(7-10ml/1kg)监测是否有呼吸频率的降低 PSV的适用人群有完整呼吸中枢的自主呼吸病人自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Support自主呼吸: CPAP(持续气道正压呼吸)压力-时间曲线流量-时间曲线吸气触发灵敏度呼气灵敏度自主呼吸: CPAP(持续气道正压呼吸)PEEP(呼气末端正压)增加功能残气量(FRC),并可改善氧合使塌陷的肺泡复原扩张已打开的肺泡使肺泡分布至肺毛细血管周围空间可用于所有呼吸模式5 cm H2O PEEPPEEP / CPAP优点：预防和/或改善肺不张改善氧合潜在的副作用：由于胸廓内正压的增加，使病人的心输出量

22、降低气压伤增加颅内压40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE半自主型组合: 同步间隙指令通气(SIMV) 强制呼吸 + 自主呼吸强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自主呼吸:可加压力支持(PSV)压力-时间曲线流量-时间曲线半自主型组合: 同步间隙指令通气(SIMV) 强制呼吸 + 自主呼吸强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自主呼吸:无压力支持(PSV)二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数

23、呼吸模式压力触发和流速触发同步触发方式压力触发(Press.Trigger)流速触发(Flow Trigger)触发灵敏度触发灵敏度：病人的努力程度达到触发灵敏度时，呼吸机将触发供气触发可选择压力或流速触发压力触发封闭回路：吸气阀和呼气阀关闭病人横膈收缩，开始吸气动作病人作功使呼吸机回路系统内产生负压 X X压力触发当压力下降至医生所设定的灵敏度时，呼吸机将触发呼吸从病人吸气作功到呼吸机触发呼吸之间，有短暂的延迟时间（吸气阀打开时间+气体从吸气阀到插管时间）如存在AUTO-PEEP,触发较困难 (须克服AUTO-PEEP)气道漏气时(如小儿无囊气切、气插)无法应用BaselinePatient

24、 effort TriggerPressure人机对抗存在AUTO-PEEP时,触发较困难压力触发压力触发灵敏度设定在 -2 cm H2O图中，前二次病人作功达到压力灵敏度；呼吸机触发呼吸通气第三次病人没有达到灵敏度；呼吸机不能触发通气-2 cm H2O流速触发开放系统：吸气阀和呼气阀打开呼气末，呼吸机提供一个低水平的连续气流（基础流速）进入病人呼吸回路Delivered flowReturned flowNo patient effortBase Flow无触发: 吸入端流速 = 呼出端流速流速触发病人横膈收缩，吸气作功开始当病人开始吸气，一些连续气流转移至病人处，呼吸机将触发呼吸Deliv

25、ered flowLess flow returned病人触发: 吸入端流速 - 呼出端流速触发灵敏度流速触发低水平的流速满足了病人触发呼吸所作的功，有效地降低病人触发呼吸机工作所作的呼吸功可用于有AUTO-PEEP(COPD和哮喘)的病人可减少病人作功和呼吸机供气之间的时间延迟；与压力触发相比，可改善呼吸机的反应时间克服气道漏气(设置超过漏气的触发灵敏度)，用于小儿病人可减少胸部手术病人伤口疼痛 All inspiratory efforts recognizedTimePressure二、呼吸机的基本模式回 顾呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发三、引申话题CMVIPPVSIMVMMVBIPAPCPAPSPONTPCVVCVAPRVPLVPSASBILVPRVCVAPSPAV各种新模式？“卖点”？“商业炒作”？Auto ModeAutoFlowPPSVS基本呼吸模式的理解和应用最为关键！呼吸模式：辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV)半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV)