波形分析在机械通气的应用

1、波形分析在机械通气的应用第1页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五机械通气目的提供足够的肺泡通气量（VA）在安全的供氧浓度下达到适宜的动脉氧分压 胸腔压升高的情况下避免发生气压病人舒适 合适的呼吸肌负担良好的人机同步第2页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五第3页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五进行波形分析的必要性Patientventilator dyssynchrony imposes an additional burden on the respiratory system and may increase the morbid

2、ity of critically ill patients.Thille A W, Rodriguez P, Cabello B, et al. Intensive Care Med, 2006. 32(10): p. 1515-22.Ignorance of these issues may prevent the ventilator from achieving its goals and may cause patient harm.Georgopoulos D, Prinianakis G, and Kondili E. Intensive Care Med, 2006. 32(1

3、): p. 34-47. Inspection of pressure, flow and volume waveforms represents a valuable tool for the physician to recognize and take the appropriate action to improve patientventilator synchronyEumorfia Kondili, Nektaria Xirouchaki and Dimitris Georgopoulos. Curr Opin Crit Care 13:8489.Nilsestuen J O a

4、nd Hargett K D. Respir Care, 2005. 50(2): p. 202-34; discussion 232-4.第4页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Pressure versus TimeInspirationExpirationPaw (cm H2O)Time (sec)TIPeak Inspiratory PressurePIPPEEPTE第5页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Pressure-Volume LoopControlledAssistedSpontaneousVol (ml)Paw (cm H2O)I:

5、 InspirationE: ExpirationIEEEII第6页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Flow-Volume LoopVolume (ml)PEFRFRCInspirationExpirationFlow (L/min)PIFRVT第7页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Mechanical Monitoring第8页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Airway PressuresStatic or Plateau Pressure静态顺应性和平台压Separates resistance from elastic

6、recoil吸气末测量Should be kept 10 L/min 常常提示撤机失败第17页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五VE,VA, and PaCO2 第18页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Flow versus TimeThe flow-time curve can be used to detect:Waveform shapeType of breathingPresence of Auto-PEEP (Intrinsic PEEP)Patients response to bronchodilatorsAdequacy of ins

7、piratory time in pressure control ventilationPresence and rate of continuous air leaks第19页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五判断流速波形Inspiratory flow patterns can vary based on the flow waveform setting or the set breath type as illustrated减速波第20页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五呼气流速波形在下一个吸气相开始之前呼气流速突然回到0, 这是由于小气道在

8、呼气时过早地关闭, 使部分气体阻滞在肺泡内而引起Auto-PEEP( PEEPi)存在不同类型呼吸下，五种类型的流速-时间曲线第21页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五评估支气管扩张剂的反应effect of inspiratory time in pressure control on flow delivery to the patient.may be desirable in some cases第22页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五患者对支气管扩张剂的反应性BeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRAfterLong

9、TEHigher PEFRShorter TE第23页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五漏气对吸呼切换的影响：漏气会导致吸气流速下降缓慢，达不到预设的切换标准（set termination threshold）吸气峰流量Tinsp45%15%Threshold can not be reached第24页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五the period of mechanical inflation must match the period of neural inspiratory time (the duration of inspirat

10、ory effort), and the period of mechanical inactivity must match the neural expiratory time While the ventilator was still pumping gas into the patient, his expiratory muscles were recruited, causing a bump in the airway-pressure curve. That the flow never returned to zero throughout expiration refle

11、cted the presence of autopositive end-expiratory pressure. Auto PEEP第25页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五吸呼切换延迟Delayed termination present患者呼气肌开始活动时，呼吸机的吸气过程还未完成，因此发生亚临床的人机对抗。Note there is also a small airway pressure spike near the end of mechanical inflation, which coincides with the patients neural exp

12、iratory activity.第26页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五切换延迟Cycle Criteria?第27页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五吸气预置流速不足Flow (L/min)Time (sec)NormalAbnormalActive Inspiration or AsynchronyPatients effort第28页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五吸气预置流速不足或者患者主动吸气(SIMV)/volume-limited/pressure support approach“double breathing

13、”assist volume control 恒定流速患者持续吸气，气道压力下降，在呼气阀打开时，发生double breathing第29页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Air TrappingInspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)Air TrappingAuto-PEEP第30页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五PRESSURE-TIME CURVESBreath type delivered to the patientWork required to trigger t

14、he breathBreath timing (inspiration vs exhalation)Pressure waveform shapeAdequacy of inspirationAdequacy of inspiratory plateauAdequacy of inspiratory flowResults and adequacy of a static mechanics maneuverAdequacy of the Rise Time setting第31页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Breath type delivered to the p

15、atient第32页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Breath type delivered to the patientCMV, with auto-flow on第33页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Measuring Static Mechanicsillustrates a stable static pressure plateau measurement that differentiates the pressure caused by flow through the breathing circuit and the press

16、ures required to inflate the lungs. The pressure-time curve can be used to verify the stability of the plateau when calculating static compliance and resistance.C 代表不稳定的气道平台压力，常见原因为漏气或者患者出现自主吸气第34页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Assessing Rise Time 吸气斜率Chiumello D, Pelosi P, Croci M, et al.,Eur. Respir.

17、J., 2001. 18(1): p. 107-114.A the rise to pressure may be too slow.B ideal waveform 恰当的斜率设置C A rise time that is too fast第35页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五流速不足 Adequate FlowInadequate FlowPaw (cm H2O)Time (sec)第36页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Inadequate Flow 预置流速不足The dished-out appearance of the airway

18、pressure waveform illustrates the changes from the passive breath when flow does not meet patient demand.Progressive increases in patient effort during breaths 2 and 3 were created by manually lifting the test lung第37页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Triggering difficulty and unnecessary patient work 触发困难

19、第三次为患者触发的通气，虽然患者触发了呼吸机，但是P-T曲线呈下凹型，显示了预制流速不足 第一次呼吸患者未达到触发阈值，但是启动了按需阀，为时间触发； The sensitivity setting is 4 cm H2O.第二次患者仍打开了按需阀，启动了自主呼吸，自主呼吸末，时间触发了一次同步间歇指令通气 第38页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五吸气时的作功大小 吸气做功主要由吸气负压大小和持续时间长短决定，吸气负压越大和持续时间越长，吸气功越大，反之亦然 第39页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五人机不同步 He was being mechani

20、cally ventilated and arterial blood gases were acceptable on ventilator settings of SIMV 12/min, VT 850 ml, PEEP 5 cmH2O and FiO2 0.40.He then became combative, requiring sedation and restraints. The end tidal CO2 had increased from 42 mmHg to 48 mmHg and arterial oxygen saturation had decreased fro

21、m 98% to 94%. His heart rate increased from 80 to 110 and his blood pressure increased from 140/80 to 180/100.第40页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五The physician increased the inspiratory flow rate and ventilator sensitivity. The patient immediately became calmer and all vital signs returned to baseline va

22、lues. 第41页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五无效触发Further, if the peak flow rate of the ventilator is inadequate, then the inspiratory flow will be scooped inwards, and the patient appears to be fighting the ventilator. If the number of triggering episodes is greater than the number of breaths, the patient i

23、s asynchronous with the ventilator.第42页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Loops a good thing all roundP-V loopF-V loop第43页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五第44页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五肺通气功能测定 一、肺容积(lung volume)（一）基本肺容积(basal lung volume)1.潮气量(Tidal Volume,VT) 2.补吸气量(Inspiratory Reserve Volume,IRV) 3.补呼气量(Expira

24、tory Reserve Volume,ERV) 4.残气量(Residual Volume RV)（二）基本肺容量(basal lung capacity)1.深吸气量(Inspiratory Capacity IC) 2.功能残气量(Function Residual CapacityFRC) 3.肺活量(Vital Capacity VC) 4.肺总量(Total Lung Capacity TLC) 第45页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五静态 P-V 环横轴为压力有正压(机械通气)、负压(自主呼吸)之分, 纵轴是容积(潮气量Vt), 此环说明压力与容积的关系.

25、一般分为静态P-V、动态P-V曲线，上图为静态P-V环，因为P-V主要反映呼吸系统顺应性情况，因此需要去除阻力的影响，而静态静态P-V曲线是在流速为0的时候测量的，可以满足此要求。但是在临床中，这是无法达到的，因此可以尽量模仿理想状态的静态环，一般认为流速9L/min，可以消除呼吸系统由于阻力成分造成的压力变化，称之为”quasi-static”10.Harris R S. Respir Care, 2005. 50(1): p. 78-98; discussion 98-9 第46页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五动态PV 环For this reason the PV

26、 loop does not give an accurate picture of the course of compliance. The greater the inspiratory breathing gas flow the greater the additional pressure gradient and thus the degree of inaccuracy.第47页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Dynamic PV loops的局限性随着流速的增加，PV loop显著右移，而且流速越大，由阻力带来的压力变化越大，因此越不可信，因此临床上常规

27、描记的动态P-V环可信性较差、临床指导意义不大第48页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五通气区间Volume (ml)Pressure (cm H2O)With little or no change in VTPaw risesNormalAbnormal第49页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五临床应用中，潮气量通常根据理想体重来设置，以保证通气量及使VTVTD。利用机控呼吸下的压力-容量环可以有助于选择一个合适的肌控呼吸潮气量。事实机上，因为早期流速、环路顺应性、漏气等原因还需要一些额外的容量，新型呼吸机对于这些因素有一定补偿功能。 第50页，共6

28、7页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Pressure-Volume LoopsHigh Resistance 阻力升高 容量控制通气时，容量恒定，压力依据阻力和顺应性而变化当阻力增加时， PIP 上升（A-B）， PV loops 变宽。该种PV loop，称为滞后steepness of loop remains unchanged第51页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Pressure-Volume Loops3、High and Low Compliance 顺应性容量控制通气时，顺应性增加，输出lower PIP ；顺应性降低，输出higher PIP

29、Yellow for High ComplianceDecreased compliance第52页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五正常人和ARDS患者PV曲线P-V loops in ARDSa region of low compliance at low lung volumea lower inflection pointa region with a steeper slope showing higher compliancea region with a flatter slope (poorly compliant)第53页，共67页，2022年，5月20

30、日，1点10分，星期五PEEP and PV loopHypothetical respiratory system pressure-volume curves for a patient with ARDS showing a flatter than normal relationship (decreased respiratory system compliance, Crs = VT/P1).With addition of PEEP, a shift to a more compliant curve may occur such that Crs = VT/(P2 - PEEP

31、) increases. The change in compliance may represent recruitment of poorly ventilated or nonventilated lung units with application of PEEP and may be correlated with improved oxygenation and gas exchange. 第54页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Air TrappingInspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)流速未回到基线No

32、rmalAbnormal第55页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五Increased RawPressure (cm H2O)Higher PTANormal SlopeVol (mL)Lower Slope第56页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五气道阻力升高InspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)Decreased PEFRNormalAbnormal“Scooped out” pattern第57页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五P-V loop“Scooped out” pat

33、tern第58页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五呼吸功 A: Resistive Work B: Elastic WorkPressure (cm H2O)Volume (ml)BA第59页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五触发灵敏度的设置不当Volume (mL)Paw (cm H2O)Increased WOB第60页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五预置吸气流速不足Paw (cm H2O)Volume (ml)NormalAbnormalActive InspirationInappropriate Flow第61页，共67页，2022年，5月20日，1点10分，星期五d represents the secondary rise in Paw with the cessation of si