呼吸生理和呼吸模式

呼吸系统解剖生理

与

呼吸机的基本模式

当前第1页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第2页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第3页\共有87页\编于星期三\1点呼吸系统上呼吸道：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\人工鼻当前第4页\共有87页\编于星期三\1点呼吸系统下呼吸道：气管支气管终末细支气管肺泡

(肺内气体交换)当前第5页\共有87页\编于星期三\1点肺泡-肺内气体交换当前第6页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第7页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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)潮气量(TV)：静息状态每次吸入或呼出的气量成人约400-500毫升当前第8页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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毫升当前第9页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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当前第10页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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)补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量当前第11页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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当前第12页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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当前第13页\共有87页\编于星期三\1点肺容量功能残气量(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)当前第14页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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毫升当前第15页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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)：肺内所含的总气量TLC=VC+RC当前第16页\共有87页\编于星期三\1点肺容量潮气量(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)当前第17页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第18页\共有87页\编于星期三\1点整个呼吸过程(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通气当前第19页\共有87页\编于星期三\1点肺内气体交换-氧合当前第20页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第21页\共有87页\编于星期三\1点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当前第22页\共有87页\编于星期三\1点呼吸肌当前第23页\共有87页\编于星期三\1点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-压下胸膛当前第24页\共有87页\编于星期三\1点肺内压的变化当前第25页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸过程: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当前第26页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第27页\共有87页\编于星期三\1点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：当前第28页\共有87页\编于星期三\1点吸气时：

-胸内Pressure

-腹内Pressure

自主呼吸中“呼吸泵”的作用当前第29页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸中“呼吸泵”的作用呼吸系统和循环系统的和谐工作——自然进化的结果当前第30页\共有87页\编于星期三\1点一、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当前第31页\共有87页\编于星期三\1点二、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当前第32页\共有87页\编于星期三\1点二、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当前第33页\共有87页\编于星期三\1点呼吸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、准确当前第34页\共有87页\编于星期三\1点呼吸机系统简图当前第35页\共有87页\编于星期三\1点二、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当前第36页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸

vs.正压通气Pressure压力Volume容量

IEIE

自主呼吸

正压通气当前第37页\共有87页\编于星期三\1点机械(正压)通气与心肺对抗当前第38页\共有87页\编于星期三\1点吸气时：

-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)通气与心肺对抗当前第39页\共有87页\编于星期三\1点二、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当前第40页\共有87页\编于星期三\1点呼吸三要素: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：气体扩散肺内交换当前第41页\共有87页\编于星期三\1点重要呼吸参数压力-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顺应性压PcompINSPPAUSE:肺顺应性Comp.=潮气量VT/顺应性压Pcompml/cmH2O气道阻力Resi.=阻力压Presi/吸气流速InspFlowcmH2O/l/minEXPPAUSE:(EndExpFlow>0)内源性PEEPi,Auto-PEEP总PEEPtot吸入潮气量当前第42页\共有87页\编于星期三\1点肺顺应性(Compliance)：弹性当前第43页\共有87页\编于星期三\1点内源性PEEPi/Auto-PEEP：

COPD&Asthma空气滞留当前第44页\共有87页\编于星期三\1点Time(s)(L/min)123456120-120Auto-PEEP的流量波形EndExpFlow>0当前第45页\共有87页\编于星期三\1点二、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当前第46页\共有87页\编于星期三\1点呼吸模式呼吸模式：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):VolumeControl

压力控制方式(PCV):PressureControl

自主呼吸方式：

持续正压呼吸:CPAP压力支持(PSV):PressureSupport当前第47页\共有87页\编于星期三\1点辅助/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启动，也可由病人同步触发通气TimePressure当前第48页\共有87页\编于星期三\1点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):机控呼吸当前第49页\共有87页\编于星期三\1点半自主型: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当前第50页\共有87页\编于星期三\1点半自主型:同步间隙指令通气(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当前第51页\共有87页\编于星期三\1点自主型(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)当前第52页\共有87页\编于星期三\1点可减少呼吸作功(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10cmH2OPEEPTime自主型(Spontaneous)当前第53页\共有87页\编于星期三\1点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(ApneaVentilation)当前第54页\共有87页\编于星期三\1点呼吸模式呼吸模式：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):VolumeControl

压力控制方式(PCV):PressureControl

自主呼吸方式：

持续正压呼吸:CPAP压力支持(PSV):PressureSupport当前第55页\共有87页\编于星期三\1点控制呼吸

容量控制(VCV):VolumeControl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当前第56页\共有87页\编于星期三\1点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):VolumeControl当前第57页\共有87页\编于星期三\1点控制呼吸

压力控制(PCV):PressureControl设定：吸气压力、吸气时间、呼吸频率流速波形：递减波，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

当前第58页\共有87页\编于星期三\1点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):PressureControl当前第59页\共有87页\编于星期三\1点新观点：压力上升时间40PCIRC

cmH2OINSPLminEXPPLOTSETUP302010010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE使吸气流速的上升符合病人的需求范围1-100%(默认值50%)当前第60页\共有87页\编于星期三\1点高气道阻力:较缓的压力上升时间Gasflowisgreatestwhereresistanceislow,henceoverinflationofnormallungunits.V/QPvCO2=46mmHgPvO2=40mmHgPaO2=70mmHgPaCO2=45mmHgPaCO2=43mmHgPaO2=60mmHg当前第61页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸

压力支持(PSV):PressureSupport压力-时间曲线流量-时间曲线1.由病人触发呼吸:压力触发，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当前第62页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸

压力支持(PSV):PressureSupport当前第63页\共有87页\编于星期三\1点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40PCIRC

cmH2OINSPLminEXP302010010-2080604020020-804060V.04812s2610PSTerminationCriteria新观点:呼气灵敏度Esens当前第64页\共有87页\编于星期三\1点40%(Set)25%(Set)35%(LeakRate)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当前第65页\共有87页\编于星期三\1点呼气灵敏度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FLOWPSovershootstargetEsensfixed25%Esensadjustedto50%NormalProblemresolved0100015当前第66页\共有87页\编于星期三\1点低的PSV设定值5-10cmH2OPSV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10ml/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):PressureSupport当前第67页\共有87页\编于星期三\1点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):PressureSupport当前第68页\共有87页\编于星期三\1点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):PressureSupport当前第69页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸: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当前第70页\共有87页\编于星期三\1点自主呼吸:CPAP(持续气道正压呼吸)当前第71页\共有87页\编于星期三\1点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5cmH2OPEEP当前第72页\共有87页\编于星期三\1点PEEP/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，使病人的心输出量降低气压伤增加颅内压当前第73页\共有87页\编于星期三\1点40PCIRC

cmH2OINSPLminEXPPLOTSETUP302010010-2080604020020-804060V.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)当前第74页\共有87页\编于星期三\1点压力-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)当前第75页\共有87页\编于星期三\1点二、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当前第76页\共有87页\编于星期三\1点同步触发方式压力触发(Press.Trigger)流速触发(FlowTrigger)当前第77页\共有87页\编于星期三\1点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当前第78页\共有87页\编于星期三\1点压力触发封闭回路：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当前第79页\共有87页\编于星期三\1点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BaselinePatienteffort

TriggerPressure当前第80页\共有87页\编于星期三\1点人机对抗存在AUTO-PEEP时,触发较困难当前第81页\共有87页\编于星期三\1点压力触发压力触发灵敏度设定在-2cmH2O图中，前二次病人作功达到压力