机械通气的理论与应用

1、机械通气的理论与应用陈 吉 基本概念 机械通气中的常用术语 呼吸模式的介绍内 容机械通气是藉助呼吸机建立气道口与肺泡之间压力差，形成肺泡通气的动力和提供不等氧浓度，增加通气量、改善换气，降低呼吸功，达到改善或纠正缺氧、CO2潴留和酸碱失衡，防治多脏器功能损害。机械通气给呼吸衰竭（呼衰）患者予以呼吸支持，维持生命，为基础疾病治疗、呼吸功能改善和康复提供条件。 机械通气机械通气的目的(1) 1、改善通气：使病人得到足够的潮气量和分钟通气量，在一定范围内克服气道阻力增加和肺顺应性降低引起的潮气量和分钟通气量下降。 2、改善换气功能：提高吸入氧浓度(FiO2)、特殊的通气模式或功能，如吸气末屏气、呼气

2、末正压等改善肺内的气体分布，增加氧的弥散、促进CO2 的排出、减少肺内分流, 纠正VA/Q比例失调。机械通气的目的(2) 3、降低呼吸作功：不依赖神经、肌肉而产生呼吸动作，减少呼吸肌负荷，减少呼吸作功，降低氧耗。4、纠正病理性呼吸动作：纠正如多发、多处肋骨骨折所致的反常呼吸运动。 呼吸机是一种常用的急救与生命支持设备，它广泛应用于急救、麻醉、术后恢复、呼吸治疗和呼吸维持，在医院设备中占有重要地位。 据美国呼吸病学会抽样统计，目前因呼吸机的普遍使用，使临床抢救的成功率提高了50%。呼 吸 机 的 组 成气 源（压缩机、氧气瓶、中心供气等）混合器（机械式外置、内置或电控配比）主 机（控制部分、内部

3、气路、屏幕）湿化器（接入病人管路加温、加湿）外气路（5或6根螺纹管、可接雾化吸入）其 它（机械手、主机固定或移动装置）呼吸机的工作原理压力气源的处理；气体配比混合、稳压，送到吸气阀；按设定的通气模式和参数向病人送气；监控呼吸参数、满足条件转向呼气；打开或不完全打开呼气阀完成呼气；检测病人的状态，进入下一个呼吸周期。呼吸循环的四个阶段1. 吸气开始阶段2. 吸气阶段3. 呼气开始阶段4. 呼气阶段吸气开始阶段 触发吸气阶段呼气开始阶段 切换呼气阶段呼吸循环的四个阶段呼吸循环的四个阶段呼吸机的原理通气方式触发限制(管理）切换指令(控制)机器机器机器辅助患者机器机器支持患者机器患者自主患者患者患者触

4、发 (Trigger)-呼吸机配合病人的呼吸 压力 流速 时间 容量切换 呼吸循环中各阶段转化 压力切换 容量切换 时间切换 流速切换呼吸机的物理参数时间参数:流量参数: 容量V和流速F压力参数:呼吸机的时间参数(1)通气频率( f：820次/min) (2)吸呼比(I:E = TI: TE )1:1.5 1:2(3)吸气时间TI ( s)0.81.2s(4)呼气时间TE ( s)(5)屏气时间TP( s)是吸气时间的一部份。 相互关系:f=60s/(TI + TE) 次/min呼吸机的流量参数(1)分钟通气量(MV，L/min )(2)潮气量(TV/VT，515ml/kg)，VTI，VTE(

5、3)吸气流速(F，40100L/min)，峰值流速Fpeak(4)深吸气(Sign，1.5或2倍的VT) (5)流速触发灵敏度(FT，13L/min)呼吸机的压力参数(1)气道压力(Airway Pressure，Pair)是一个动态物理量： Ppeak , Pplateau, Pmean（cmH2O或kPa）(2)吸气压力水平(Pi-Level)(3)呼气末正压(PEEP) (4)压力触发灵敏度(PT: -0.5 -1.5cmH2O)呼吸机参数(1)1、潮气量（Tidal Volume, TV）TV的设定因人而异，范围5-15ml/kg体重。目前，TV多设为10ml/kg体重。TV过低，会出

6、现肺不张、低氧血症，低通气。TV过高，会出现气压伤，呼吸性碱中毒，减少心输出量。呼吸机参数(2)2、通气频率（Respiratory rate, RR）呼吸频率一般12-20次/min，低呼吸频率高TV，多为1215次/分呼吸频率过快，可能会出现呼吸性碱中毒、内源性PEEP、气压伤等。呼吸频率过低，则会出现低通气、低氧血症、增加呼吸功。呼吸机参数(3)3、吸呼比(Inspiratory Expiratory Ratio, I:E)吸呼比= 吸气时间（Ti）/呼气时间（Te）吸呼比一般选择1：1.52.0有阻塞性通气功能障碍，可选择1：22.5有限制性通气功能障碍，多选择1：11.5必要时，可应

7、用反比通气12：1。呼吸机参数(4)4、吸气压力（inspiratory pressure, IP）压力控制呼吸时，吸气压力水平决定潮气量的大小。根据患者的实际潮气量大小和气道压力情况来调节吸气压力水平，应尽可能保持低水平，开始可设定在20cmH 2O以内。呼吸机参数(5)5、压力支持（pressure support,PS）压力支持水平一般设置在1020cmH 2O。根据患者情况，逐渐调整压力水平，当减至56 cmH 2O时，可以考虑停用压力支持最小压力支持水平：克服气道阻力的压力支持。 呼吸机参数(6)6、吸入气氧浓度（ FiO2）100 O2应?小时PaO260mmHg时的最低FiO2呼

8、吸机参数(7)7、报警界限每分通气量的报警的上、下界限一般分别设置在预置每分通气量的上下20%-30%左右。气道压力报警上限为气道峰压之上 5-10cmH2O左右。呼吸机参数(8) 8、吸气峰压（Peak Inspiratory Pressures，PIP）呼吸机向患者送气时，气道压力迅速升高，当吸气末气道压力达到的最大值即为PIP。PIP与气道阻力、呼吸系统的弹性、吸气流速有关。PIP不宜过高，最好限制在40cmH2O以内，以减少气压伤。呼吸机参数(9) 9、平台压或吸气末静态压（Plateau Pressures，Pel）在吸气末（当设定的潮气量输送完成后）呼气前，不再供给气流，气道压从峰

9、压有所下降，形成一个平台压。Pel与呼吸系统的顺应性有关，顺应性越差，Pel越高。Pel能反映最大肺泡压，应尽量使Pel小于35 cmH2O，以减少气压伤。呼吸机参数(10)10、平均气道压（mean airway pressure,MAP）连续数个呼吸周期中气道内压的平均值，其大小与吸气峰压、平台压、呼气末压力有关，还与I：E有关吸气正压增大，I：E增大，呼吸频率增快，吸气末正压时间延长，呼气末正压均可使平均气道压升高平均气道压的意义在于它对循环功能的影响。应尽量使平均压低于25cmH2O例:为达到并维持PaO2目标值的通气机参数目标值：FiO260mmHg,SaO290% 措施：1、增加F

10、iO2。 2、加用PEEP。 3、延长吸气时间，增加吸：呼比。 4、增加潮气量。 5、降低氧耗。 6、增加氧输送量。呼吸机的模式1、辅助通气（AV） 是在有自主呼吸的患者吸气时，呼吸机提供部分通气支持。 呼吸机的送气过程是通过病人自主吸气时，导致气道压的降低来触发的。呼吸机的模式2、控制通气（CV） 呼吸机完全替代患者的呼吸，其呼吸频率、潮气量均有呼吸机控制，属于完全的呼吸支持。 适用于 自主呼吸消失或很微弱或伴有呼吸 暂停者 需要抑制患者较强的自主呼吸呼吸机的模式 3、辅助-控制通气（A-CV）特点: 时间, 流速, 或容量触发 容量保证 时间切换呼吸机的模式 3、辅助-控制通气（A-CV）

11、 呼吸机的模式 3、辅助-控制通气（A-CV） 设置 VT Ti f V Trigger FiO2 PEEP呼吸机的模式 3、辅助-控制通气（A-CV） 优点: 保证最小MV 保证最小Vt 病人触发 病人可控制部分呼吸频率缺点: 易造成呼吸碱中毒 气道阻力增高, 顺应性下降 易造成肺损伤 易产生人机对抗. 呼吸机的模式 4、同步间歇指令通气（SIMV） SIMV指呼吸机在每分钟内，按事先设置的呼吸参数（频率、流速、流量、容量、吸：呼等）给予病人指令性呼吸，病人可以有自主呼吸，但自主呼吸的频率、流速、流量、容量、吸：呼等不受呼吸机影响，而均由病人自己控制和调节。呼吸机的模式 4、同步间歇指令通气

12、（SIMV） 呼吸机的模式 4、同步间歇指令通气（SIMV） 设置特点: Vt Ti f V Trigger FiO2 PEEP PSV呼吸机的模式 SIMV的优点：由于在应用SIMV时，病人脱机过程中可以发挥自身调节呼吸的能力，故可在一定程度上避免过度通气和通气不足，减少呼吸性碱中毒和呼吸性酸中毒的发生率。较一般的IPPV更能减少机械通气对循环和肺组织的影响，撤机时，SIMV较过去间断停机的方式更符合生理要求，也更安全。在一定程度上减少镇静剂和肌松剂的应用。病人在SIMV的状态下，进行间歇性自主呼吸时，同样可以通过呼吸机得到气道内气体的加温和湿化。并能得到适当的FiO2呼吸机的模式 5、压力

13、支持通气（PSV） 在有自主呼吸的前提下，每次吸气都接受一定水平的压力支持，以辅助和增强病人的吸气能力，增加病人的吸气深度和吸入气量。PSV既可以作为独立的一种通气模式单独应用，也可以作为一种通气功能与其它的通气模式同时使用。 呼吸机的模式 工作原理 PSV的压力多呈方波型，应用PSV时，需设定吸气压力或称支持压力，吸气压力随病人的吸气动作开始，并随吸气流速减少到一定程度或病人有呼气努力而结束，它与IPPV有类似之处，但支持的压力恒定，受吸气流速的反馈调节。事先只需设定吸气压力和触发灵敏度，病人可独立控制吸、呼气时间，并与支持压力共同调节吸气流量和潮气量。预置支持压力与辅助通气的不同之处，是当

14、流量降到高峰的25%以下时或病人有吸气努力时，即出现呼吸切换，其呼吸频率可以减慢，潮气量和吸气时间均可随意，而辅助通气的吸气时间是恒定的，潮气量也是相对恒定的。 临床应用 PSV适用于自主呼吸能力不足，但神经调节无明显异常的患者。应用PSV时，机体可在一定的压力支持下，克服疾病造成的呼吸道阻力增加和肺顺应性下降，得到较充足的潮气量此外，还可根据机体代谢的需要，自行调节呼吸频率，随着病情的恢复，压力支持水平可逐渐降低，以至完全撤除。通常用于撤机过程中、危重哮喘、COPD、胸部外伤和手术后需长期呼吸机支持者。PSV的应用方式一般有三种：（1）IMV/SIMV+PSV , (2 ) 单独应用PSV

15、( 3 ) 定压型SIMV+PSV和定容型SIMV+PSV 注意事项：倘若病人的呼吸情况不稳定，如呼吸中枢、呼吸肌或肺功能不全等所致的自主呼吸频率、力量及吸气的时间发生变化，有可能发生通气不足或过度通气呼吸机的模式 6、呼气末正压（PEEP）指通气机在吸气相产生正压，将气体压入肺内；但在呼气末，气道压力并不降为零，而保持在一定的正压水平。 （1）产生方式：呼出端加装阻力活瓣； 呼气相持续提供恒定气流。 （2）作用：顶托作用 呼气末小气道开放利于 CO2 排出 呼气末肺泡膨胀功能残气量 利于氧合 （3）高PEEP不利作用：胸内压 CO 肾血流 消化道淤血 气压伤 呼吸机的模式PEEP的临床应用

16、一般情况下主要用于控制性呼吸的ARDS病人，当有自主呼吸时，相当于CPAP,PEEP多用于肺部病变严重、肺功能改变明显的病人；CPAP则多用于肺部病变较轻、肺功能相对正常的病人 。呼吸机的模式最佳 PEEP保持FiO2 60 mmHg时的最低PEEP水平10-15cmH2O呼吸机的模式7、持续气道正压通气(continuous positive airway pressure, CPAP) 指在病人有自主呼吸的条件下，整个呼吸周期内均人为地施以一定的气道内正压（高于大气压）。主要用于有自主呼吸的病人，故也可以理解为是自主呼吸状态下的呼气末正压。呼吸机的模式 临床应用 在CPAP模式下，呼吸机通

17、过一定的吸气压力，在吸气相产生持续的正压气流，呼气相时，呼气活瓣系统对呼出气也给予一定的阻力，以使吸、呼气相的气道压均高于大气压，病人则是通过按需活瓣，进行自主呼吸。CPAP的主要优点是吸气时恒定的持续正压气流吸气气流，使TV增加，故可能会使病人感到吸气省力，呼吸作功减少。此外，增加FRC、防止气道闭合和肺泡萎陷的作用可能较PEEP明显，主要用于SAS、 ARDS（早期）、支气管哮喘。CPAP 对人体的影响与PEEP相同，主要是对循环的干扰，如回心血量减少、心排量下降、血压下降及心脏负荷增加等。呼吸机的模式 PEEP为呼气末正压，而CPAP在吸气和呼气时始终加入正压。CPAP较PEEP更能使FRC增加。应用PEEP时，应逐渐增加PEEP的水平，直至达到最佳PEEP水平，撤除PEEP时，也应逐渐降低PEEP水平，避免对循环、血流动力学的影响和增加肺气压伤的可能性。压力控制保证自主呼吸持续正压通气柔和控制8、BIPAP （双水平气道正压通气）呼吸机的模式BIPAP （双水平气道正压通气）BIPAP （双水平气道正压