外科学教学课件：危重症机械通气基础

危重症机械通气基础机械通气的概念机械通气

(mechanicalventilate)以机械装置代替或辅助呼吸肌工作的过程。所用的机械装置---呼吸机。呼吸机性能：

1.能够产生气流

2.提供可调节的氧浓度

3.增加通气量

4.改善换气功能

5.减少呼吸做功机械通气的基本原理通过呼吸机建立肺泡—大气压力差，从而实施通气。经胸廓加压：负压通气的原理经呼吸道直接加压：正压通气的原理铁肺—负压呼吸机正压呼吸机机械通气的简要发展历程大体概括为三个阶段：早期的正压通气：1530-1827负压通气的盛行：1864-1952正压通气为主导：20世纪50年代以后1952年纽约脊髓灰质炎大流行机械通气的历史1952年，哥本哈根脊髓灰质炎大爆发权威麻醉医生Ibsen会诊的31名患者使用1个铁肺和6个胸甲式呼吸机通气后3天内有27人死亡。Ibsen认为必须使用负压通气以外的通气方式。使用麻醉中的手动压缩气囊的方法抢救患者，并使用单向活瓣避免重复呼吸，使脊髓灰质炎呼吸衰竭的病死率由87%下降至25%。为此，哥本哈根医学院停课一年。20世纪50年代索尔克研制了脊髓灰质炎疫苗后，脊髓灰质炎被控制。

正压机械通气的历史上世纪50年代正压通气成为主流。60年代末越南战争爆发，Ashbaugh首次应用PEEP治疗“越南肺”——ARDS.70年代IMV,SIMV等模式开发80年代PSV模式及电子计算机90年代智能化通气及新的通气技术2000年肺损伤及肺保护性通气策略目前：正压通气进入有创与无创共存的时代，并重视ECMO技术的应用。正压呼吸机

——90年代应用的呼吸机正压通气

——目前使用的呼吸机Dräger-Evita4呼吸机Dräger-XL呼吸机正压呼吸机工作的示意图呼吸机的分类方式呼吸机的分类按照呼吸机工作形式分类负压呼吸机正压呼吸机按照呼吸机切换方式分类压力切换型容积切换型时间切换型流速切换型气动气控电动电控气动电控西门子300a气动电控呼吸机按动力装置和控制气体方式呼吸机的分类按照应用对象

成人呼吸机小儿呼吸机成人－小儿兼用呼吸机

按照呼气向吸气转化的方式控制型辅助型或同步型混合型多功能呼吸机按照呼吸机的复杂程度

简易呼吸机麻醉用呼吸机多功能呼吸机智能化呼吸机按照驱动气体回路

直接驱动呼吸机（单回路）间接驱动呼吸机（双回路）按照通气频率常频呼吸机高频呼吸机按照呼吸机与患者连接方式分为无创通气有创通气广义的无创通气呼吸机与患者的连接方式呼吸机与患者的连接1.鼻/面罩

用于无创通气，选择适合于每个患者的鼻/面罩，对保证顺利实施机械通气十分重要。2.气管插管（经口插管和经鼻插管）

◎经口插管比经鼻插管容易进行，在大部分急救中，都采用经口方式。

◎经鼻插管不通过咽后三角区，不刺激吞咽反射，患者易于耐受，插管时间保留较长。气管插管行有创通气呼吸机与患者的连接

3.气管切开

适应症

◎长期进行机械通气的患者。

◎已行气管插管，但仍不能顺利吸除气管内分泌物

◎头部外伤、上呼吸道狭窄或阻塞的患者

◎解剖死腔占潮气量比例较大的患者-如单侧肺目前的无创通气

——正压呼吸机无创连接鼻罩无创通气胃管小肠管面罩无创通气无创通气经口气管插管-行有创通气气管切开行有创通气连接方式的选择（无创与有创）？应对患者以下情况进行评估后再进行决断：1.原发病因及上机原因？2.病情的缓急程度？3.机械通气的时间？4.是否需要反复使用呼吸机？5.气道分泌物的多少？6.意识状态？7.气道梗阻情况？8.颜面部是否有损伤及解剖结构异常？机械通气的主要目的

——为治疗原发病争取时间机械通气的治疗作用机械通气的治疗作用

1.改善通气功能。

2.改善换气功能。

3.降低呼吸功耗、减轻肺损伤。

4.预防性或肺保护性通气。

5.纠正反常呼吸运动、稳定胸壁。

6.改善压力－容积关系、纠正肺不张。机械通气的应用指征一.机械通气的适应症？二.机械通气治疗的呼吸生理指标？一.机械通气的适应证1、任何通气、换气功能障碍，除张力性气胸外，均可使用机械通气；气胸在有效闭式引流术后，也可使用机械通气。2、中枢神经系统衰竭、神经肌肉病变、药物中毒。3、严重肺部疾病，如COPD、ARDS、重症哮喘等。4、严重脑缺氧或水肿引起自主呼吸不能完全恢复。二.机械通气治疗的呼吸生理指标(一)通气力学指标:1.呼吸频率（RR）>35次/min或<6次/min2.自主潮气量（VT）<5ml/kg3.肺活量（VC）<10-15ml/kg4.分钟通气量（MV）<3L/min或>20L/min5.第1秒用力肺活量（FEV1）<10ml/kg6.最大吸气压力（MIF）>-25cmH2O(正常值-75～－100）(二)气体交换指标1.动脉氧分压（PaO2）<8kPa2.动脉二氧化碳分压（PaCO2）>6.67kPa3.肺内分流（Qs/Qt）>0.154.PaO2/FiO2<300机械通气并发症呼吸机相关性肺损伤（ventilation-inducedlunginjury,VILI）1.气压伤：气胸、纵膈气肿、肺间质气肿、皮下气肿、心包周围积气等。选择合适潮气量和吸气压，限制平台压＜35cmH2O2.容积伤：指由于MV后导致肺过度膨胀而产生的继发性肺损伤。3.剪切力伤4.生物伤机械通气并发症呼吸机相关性肺炎（ventilatorassociatedpneumonia,VAP）:特指应用呼吸机患者引起的院内获得性肺炎。插管后行机械通气24～48h发生小于5d的为早发性VAP插管行机械通气5d以后发生的为晚发性VAP.机械通气的禁忌症一、

肺大泡、肺囊肿、未经引流的高压性气胸、血气胸、纵隔气肿。二、大咯血不止或严重误吸引起的窒息性呼吸衰竭三、活动性或重症肺结核出现播散时。四、支气管胸膜瘘。五、失血性休克，未补充血容量者。如何使用呼吸机？PB7200ae呼吸机面板PB840呼吸机面板

参数的设置？呼吸机面板及参数设置主要通气参数的设置一.潮气量（VT）定容型呼吸机可以直接预设潮气量。定压型呼吸机需通过预设吸气压力水平来调节潮气量。成人潮气量最常用的范围是：8-12ml/kg预计体重。ARDS的患者需用小潮气量5-7ml/kg预计体重。预计体重计算公式：男性=50+0.91x(Ht-152.4)女性=45.5+0.91x(Ht-152.4)主要通气参数的设置二.通气频率（RR）选择通气频率与选择通气模式有关，并要考虑VT、PaCO2的目标水平和自主呼吸水平。控制呼吸时，控制呼吸通常设置频率为12-20次/分。辅助呼吸时，由于自主呼吸可触发呼吸机而使通气频率增快，呼吸周期会发生变化。主要通气参数的设置三、每分钟通气量（MV）

每分钟通气量=通气频率×潮气量通常为6-8L/min四、吸气时间、吸气与呼气时间比（I/E）正常人平静呼吸时吸气时间为0.8-1.2秒，I/E比约为1∶2.0－1∶1.5机械通气时，吸气时间和I/E的设置主要决定于疾病的病理生理特点、氧合状态、血流动力学状态对通气的反应以及自主呼吸的水平。

COPD也可1:3，ARDS时可以为2-3:1主要通气参数的设置设置吸气时间和I/E需注意的问题:

1、当自主呼吸能力较强时，应尽量采用近似于生理状态的吸气时间和吸/呼比，以维持人机协调。2、完全控制性通气时，吸气时间的长短和吸/呼比的大小可根据病情的需要进行适当的调整。3、当吸/呼比超过1/1即为反比通气。主要通气参数的设置五、触发敏感度(一)压力触发触发敏感度应设置于不引起误触发的最低值。因为患者呼气末气道压通常为零，故触发敏感度常设于-0.5～-2.0cmH2O。加用PEEP时，如压力触发设置-1.5cmH2O，则实际触发敏感度为PEEP-1.5cmH2O。(二)流量触发

目前大多呼吸机采用了流量触发方式，与压力触发相比，流量触发具有更高灵敏度，呼吸机反应时间短等优点，患者感觉更为舒适，常用的触发水平为1-3L/min。一般认为，吸气开始到呼吸机开始送气时间越短越好压力触发很难低于110～120ms，流量触发可低于100ms，一般认为后者的呼吸功耗小于前者采用流量触发能够进一步降低患者的呼吸功，使患者更为舒适。

关于呼吸机的触发

——呼吸机触发的吸气滞后效应主要通气参数的设置六、吸入氧浓度（FiO2）机械通气初期，为迅速纠正机体的缺氧状态，宜短时间给予高浓度氧吸入，在心肺复苏时甚至可吸入纯氧，但长时间吸入高浓度氧易致氧中毒，一般来讲，超过60%吸氧浓度不应大于6小时，通常选用低于50%氧浓度较为安全。原则上以较低氧浓度能维持在PaO2在60mmHg以上即可。氧合严重障碍的患者，应在充分镇静肌松、采用适当水平呼气末正压的前提下，设置吸入氧浓度，使SPO2＞88％～90％。

主要通气参数的设置七、呼气末正压（PEEP）

通常是指借助于呼吸机管道呼气端的限流活瓣装置或者，使呼气末气道压力高于大气压。(一)应用PEEP的优点：增加肺泡内压和功能残气量，在整个呼吸期维持肺泡的通畅，有利于氧向血液内弥散。使萎陷的肺泡复张。对容量和血管外肺水的肺内分布产生有利影响。主要通气参数的设置改善通气/血流比例。增加肺顺应性，减少呼吸功。(二)应用PEEP的副作用有：增加气道峰压和平均气道压，减少回心血量；增加了肺气压伤的危险。减低心输出量和肝、肾等重要脏器的血液灌注。增加静脉压和颅内压。PEEP设置问题应用PEEP的主要目的是增加肺容积、提高平均气道压力、改善氧合。另外，呼气末正压还能抵销内源性呼气末正压，降低内源性呼气末正压引起的吸气触发功。PEEP可引起胸腔内压升高，导致静脉回流减少、左心前负荷降低。呼气末正压水平的设置理论上应选择最佳呼气末正压，即获得最大氧输送的呼气末正压水平，临床上应用较为困难。PEEP设置问题ARDS患者，呼气末正压水平的选择应结合吸入氧浓度、吸气时间、动脉氧分压水平及目标水平、氧输送水平等因素综合考虑。肺力学监测（压力-容积环）的开展，使呼气末正压选择有据可依。一般认为，在急性肺损伤早期，呼气末正压水平应略高于肺压力-容积环低位转折点的压力水平。对于胸部或上腹部手术患者，术后机械通气时采用3～5cmH20的呼气末正压，有助于防止术后肺不张和低氧血症。主要通气参数的设置八、湿化器的温度调节：

机械通气时患者失去了鼻咽部和上呼吸道的加温湿化作用；吸入气的温度直接影响气道的湿化及阻力。

温度过低→湿化不足温度过高→湿化过度、气道灼伤中华医学会机械通气指南推荐湿化温度为:34-37℃

。

主要通气参数的设置九、吸气流速调节运动方程:

PIP=Flow×R+VT/C+PEEPPplat=VT/C+PEEPPIP-Pplat=Flow×R

Flow=(PIP-Pplat)/RFlow=(PIP-VT/C-PEEP)/R

吸气流速的设置应注意以下问题1．容量控制/辅助通气时：如患者无自主呼吸，吸气流速应＜40L/min如患者有自主呼吸，理想的吸气流速应恰好满足病人吸气峰流的需要。根据病人吸气力量的大小和分钟通气量，一般将吸气流速调至40～60升/min。吸气流速的大小将直接影响患者的呼吸功和人机配合2．压力控制通气时，吸气峰值流速是由预设压力水平和病人吸气力量共同决定的，当然，最大吸气流速受呼吸机性能的限制。

主要通气参数的设置十、流速波形（气流模式）：

一般有方波、正弦波、加速波和减速波四种。流速波形的选择只适用于容量控制通气模式，其中减速波与其他三种波形相比，使气道峰压更低、气体分布更佳、氧合改善更明显，因而临床应用越来越广泛压力控制通气时，呼吸机均提供减速气流，使气道压力迅速达到设定的压力水平。方波用于容控通气时呼吸力学参数测定VCV常用的吸气流速的波型Square：方波Decelerating：递减波Accelerating：递增波(少用)Sine：正弦波(少用)主要通气参数的设置机械通气时，应强调个体化通气原则各项参数经过初步设置后并非固定不变随病情变化，依据血气指标、呼吸监测指标应及时加以调节纠正。呼吸机参数调节实例

——ARDS初始上机呼吸机参数调节实例

——ARDS机械通气1天后参数

机械通气模式？机械通气模式？通气模式：指呼吸机同患者的相互作用的关系是指令通气、辅助通气、支持通气与自主呼吸的理想结合和不同组合。新模式控制器:

通过对呼吸参数进行监测并实时地反馈给呼吸机，当患者呼吸情况发生变化时，呼吸机可对通气模式参数进行连续自动调整。机械通气模式

——患者和呼吸机的相互作用关系

使用呼吸机时，医生大多是在患者自主呼吸的节律之上外加一个选择的通气方式，其作用结果会表现为：呼吸机对患者呼吸用力的反应患者呼吸用力对呼吸机的反应两者高度协调两者不协调甚至对抗通气模式的界定

及通气模式的不同分类方法

通气模式的不同分类

按照呼吸机为患者提供的呼吸功可分为全部代替自主呼吸用力完全通气支持控制性通气模式部分代替自主呼吸用力部分通气支持辅助性通气模式还可由机器和患者控制时相的变化特殊结合来定义呼吸类型

通气方式触发限制切换指令（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通气模式的不同分类一、控制性通气模式容积控制通气（VCV）和压力控制通气（PCV）二、辅助性通气模式（一）部分通气支持（通气辅助不可调节）

AV、A-CV。（二）部分通气支持（通气辅助可调节）

IMV、SIMV、PSV、MMV、APRV、IRV、PAV、PRVCV、VSV、BIPAP和VAPSV常用机械通气模式

一、机械控制通气（CV）或CMV二、辅助通气（AV）三、辅助-控制通气（A/CV）四、压力控制通气（PCV）五、持续气道正压呼吸（CPAP）

六、间歇指令性通气（IMV)七、同步间歇指令通气（SIMV）八、压力支持通气（PSV）九、分钟指令通气（MMV）十、双相气道正压通气（BIPAP）一、控制通气（controlledmechanicalventilation,CMV或CV

）

CMV本身可分为容量控制通气（ＶＣＶ）和压力控制通气（ＰＣＶ）。呼吸机以预设频率定时触发，并输送预定潮气量（或预设的压力），即呼吸机完全代替患者的自主呼吸。患者的呼吸方式（呼吸频率、潮气量、吸/呼比和吸气流速）完全由呼吸机控制，由呼吸机来提供全部呼吸功。1.容量控制通气

（volumecontrolledventilation,VCV）概念：潮气量（VT）、呼吸频率（RR）、吸呼比（I/E）和吸气流速完全由呼吸机来控制。调节参数：吸氧浓度（FiO2），VT，RR，I/E。特点：能保证潮气量的供给，完全替代自主呼吸，有利于呼吸肌休息；易发生人机对抗、通气不足或通气过度，不利于呼吸肌锻练。1.容量控制通气

（volumecontrolledventilation,VCV）应用：中枢或外周驱动能力很差者。对心肺功能贮备较差者，可提供最大的呼吸支持，以减少氧耗量。如：躁动不安的ARDS患者、休克、急性肺水肿患者。需过度通气者：如闭合性颅脑损伤。2.压力控制通气

(pressurecontrolledventilation,PCV)概念：预置压力控制水平和吸气时间。吸气开始后，呼吸机提供的气流很快使气道压达到预置水平，之后送气速度减慢以维持预置压力到吸气结束，呼气开始。调节参数：FiO2，压力控制水平，RR，I/E。2.压力控制通气

(pressurecontrolledventilation,PCV)特点：吸气流速特点使峰压较低，能改善气体分布和V/Q，有利于气体交换。VT与预置压力水平和胸肺顺应性及气道阻力有关，需不断调节压力控制水平，以保证适当水平的VT。应用：通气功能差，气道压较高的患者；用于ARDS有利于改善换气；新生儿，婴幼儿；补偿漏气。CV应用范围（1）患有严重呼吸抑制或呼吸暂停，如麻醉、中枢神经系统功能障碍、或药物过量等。（2）可最大限度减轻呼吸肌负荷，降低呼吸氧耗，有利于呼吸肌休息和恢复疲劳。（3）为心肺功能储备差的患者提供最大呼吸支持，以减少呼吸用力，缓解急性冠状动脉缺血。CV适应范围（4）在实施“非生理性”特殊通气方式，如反比通气、分侧肺通气、低频通气以及在闭合性颅脑损伤时，为减少脑血流和降低颅内压故意采用的过度通气等。（5）对患者呼吸力学的监测，如呼吸阻力、顺应性、PEEPi、呼气末CO2

浓度、呼吸功等，只有在CV控制通气时测定才准确可靠。（静态值）二、辅助通气（AssistedVentilation,AV）AV是在患者吸气用力时依靠气道压的降低（压力触发）或流量的改变（流量触发）来触发。触发后呼吸机即按预设潮气量（或吸气压力）、频率、吸气和呼气时间将气体传送给患者。正确应用AV的关键：是恰当预设潮气量和触发灵敏度。三、辅助—控制通气

（Assist-controlVentilation

A-CV）A-CV模式大多以容量转换型通气来实行，应用容量转换A-CV时，需预设触发敏感度、潮气量（VT）、频率（备用频率）、吸气流速和流速波型。近年来已有呼吸机以压力转换型通气来实现A-CV。此时需预设的呼吸机参数有：触发敏感度、压力水平、吸气时间（Ti）和通气频率（备用频率）。四、间歇指令通气

（IntermittentMandatoryVentilationIMV）大多数呼吸机的IMV模式以容量切换方式来实现。此时需预设：潮气量（VT）、流速或（和）吸气时间（Ti）、指令通气频率和触发敏感度。已有少数呼吸机以压力切换方式来实行指令通气。此时需预设：压力水平、Ti、指令通气频率及触发敏感度。IMV呼吸机以预定的频率输送固定的潮气量（或压力），在两次指令通气间歇期，允许患者自主呼吸。指令通气的输送与患者的吸气用力情况无关，故在指令通气压力上升前常无负向拐弯波，两次指令通气间可见低幅波动的自主波形，负压表示吸气，正压代表呼气。IMV的缺点指令通气之外的自主呼吸也通过呼吸机进行，并没有得到机械辅助，需克服按需阀开放和呼吸机回路阻力做功。如果通过功能不佳的按需阀持久应用IMV就可能加重呼吸肌疲劳，增加氧耗，甚至使循环功能恶化。为了克服呼吸机回路的阻力，可加用5～7cmH2O的吸气压力支持。可发生人机对抗五、同步间歇指令通气（SIMV）在进行IMV时，让指令通气的输送与患者的吸气用力同步。故在指令通气压力上升前常有患者吸气用力引起的负向拐弯波五、同步间歇指令通气

（synchronizedintermittentmandatoryventilation，SIMV）SIMV是IMV的同步化特点：呼吸机都设定一定的同步触发窗，一般为呼吸周期时间的后25%。在触发窗内，自主吸气动作可触发呼吸机送气，若无自主呼吸，在下一周期开始时，呼吸机按IMV的设置要求自动送气。SIMV的优点⑴降低平均气道压。⑵呼吸肌的连续应用，使呼吸肌功能得到维持和锻炼，避免呼吸肌萎缩，有利于适时脱机。⑶改善V/Q比例。⑷应用SIMV，自主呼吸易与呼吸机协调，减少对镇静剂的需要。⑸可根据患者需要，提供不同的通气辅助功。

七、持续气道正压（CPAP）/呼气末正压（PEEP）

呼吸机保持呼气末时的气道正压于预定水平。注意本图中每次通气没有触发波，通气压力逐渐上升至峰压后成指数地降至PEEP水平，故图中显示的为容量控制通气加PEEP。呼气末正压持续气道正压（CPAP）为自主呼吸患者提供持续气道正压.图中的低幅波动为自主呼吸波形。向上的压力代表呼气。所有呼吸周期均在正压范围内。CPAP/PEEP的作用①增加肺泡内压和功能残气量，使P(A-a)O2减少，有利于氧向血液内弥散.②使萎陷的肺泡复张，在整个呼吸周期维持肺泡的通畅.③对容量和血管外肺水的肺内分布产生有利影响；④改善V/Q的比例.⑤增加肺顺应性，减少呼吸功。对抗PEEPi.应用PEEP的副作用增加气道峰压和平均气道压，减少回心血量。降低心输出量和肝肾等重要脏器的血流灌注。增加静脉压和颅内压。而高气道峰压增加VALI的危险。因为应用PEEP有两面性，所以临床应用时要掌握适应证，并注意选择最佳PEEP水平。八、压力支持通气（PSV）提供的气流方式可与患者的吸气流速需要相协调，可根据患者的病理生理及自主呼吸能力改变调整压力支持水平，提供恰当的呼吸辅助功。同步性能良好，通气时气道峰压和平均气道压较低，可减少气压伤等机械通气的并发症。压力支持通气（PSV）每次通气由患者触发，触发后呼吸机马上输送预定的正压。通气频率由患者自己决定。潮气量取决于压力支持水平和患者的吸气用力。图中可见每次通气前触发波，触发后压力迅速升至平台并维持一定时间的平台压以后，成指数减至基线。压力支持通气的主要缺点当患者气道阻力增加或肺顺应性降低时，如不及时增加压力支持水平，就不能保证足够潮气量，因此，呼吸力学不稳定或病情在短期内可能迅速变化者应慎用PSV。此外，呼吸中枢驱动受抑制或者不稳定的患者也应避免应用PSV。使用呼吸机的基本步骤1、确定是否有机械通气的指征。

2、判断是否有机械通气的相对禁忌征，进行必要的处理。

3、确定控制呼吸或辅助呼吸。

4、确定机械通气方式。

5、确定机械通气的分钟通气量（MV）。

6、确定补充机械通气MV所需的频率（f）、潮气量（TV）和吸气时间（IT）。使用呼吸机的基本步骤7、确定FiO2。8、确定PEEP。9、确定报警限和气道压安全阀。10、调节湿化器。11、调节触发灵敏度机械通气的撤离一、撤离呼吸机常用的临床指征：（一）中枢神经功能正常、神志清醒、定向力很好。（二）上机的原因已祛除。（三）呼吸功能明显改善，自主呼吸增强，与呼吸机对抗，咳嗽有力，能自主排痰，无缺氧及二氧化碳潴留表现，血气分析在一定时间内稳定，无酸碱失衡及电解质紊乱。（四）感染控制，循环平稳，能自主摄入一定的热量，营养状态和肌力良好。（五）肾功能基本正常。

机械通气的撤离二、撤离呼吸机常用的生理参考指标(一)通气力学指标:1.呼吸频率（f）<35次/分。2.最大吸气负压MIP<-25cmH2O3.肺活量（VC）>10-15ml/kg4.第一秒用力肺活量(FEV1)>10ml/kg5.潮气量(VT)>5m