机械通气的模式和波形分析

机械通气的模式和波形分析重症医学主要内容呼吸力学基础机械通气的模式通气波形的解析与应用机械通气的定义是运用器械（Ventilator，通气机）改善通气与氧合的一种技术方法是一种正压通气模式，有别于自主呼吸的负压通气，某种意义上说，呼吸机就是一种精密的电子打气筒机械通气的力学基础胸膜腔负压自主呼吸胸廓扩张压力改变气流容量改变机械通气吸气管路呼气管路压力改变气流容量改变正压通气吸气PressureTime肺泡内压的变化机械通气自主呼吸自主呼吸与机械通气对肺内气体分布的影响自主呼吸时气体主要进入肺的下垂区域和肺周边胸膜下部位机械通气时气体主要分布在肺非下垂区和大气道内常见呼吸力学参数解读压力Pressure流速Flow时间Time气道阻力容量Volume顺应性timeVolumeFlow压力-时间曲线（容控模式）timePressurePEEPPIPPplatR=(PIP-Pplat)/Flow

Cst=dV/(Pplat-PEEP)VolumeFlowRateTime容量=流速X时间压力=流速x阻力dP=QxRR=8

L(visc.)p

r4气道阻力气道阻力的分布大气道以湍流为主，占总阻力的80%小气道以层流为主，占总阻力的20%正常人气道阻力为1cmH2O/L/S哮喘和COPD患者气道阻力为5-10cmH2O/L/S7号气管插管阻力为8cmH2O/L/S

气管插管时气道阻力相当于中度哮喘发作VolumePressureDVDPC=

DVDP顺应性单位压力变化引起的容量改变VolumePressureDVDPC=

DVDPVolumePressureDVDPC=

DVDP反应肺与胸廓的弹性状态新生儿 3-5ml/mmHg婴儿 10-20ml/mmHg儿童 20-40ml/mmHg成人 70-100ml/mmHg呼吸系统的顺应性机械通气的模式主要分类方法根据病人的自主程度

-----控制通气、辅助通气、自主通气呼吸机的送气方式（气流特征）

-----定压、定容呼吸机的智能化程度

-----PRVC、ASV、NAVA等控制通气支持通气自主呼吸/CPAP根据自主程度划分混合模式混合模式100%0%控制通气间歇指令通气自主性通气与压力支持通气自主性通气WorkofbreathingbyventilatorWorkofbreathingbypatient部分通气支持不同自主程度下的呼吸功随自主程度的增强，自主呼吸做功增多根据送气方式（气流特征）划分定压通气定容通气完全控制压力控制通气(PCV)容量控制通气(VCV)间歇指令通气(SIMV+PSV)完全支持压力支持通气(PSV)不同送气方式的波形特点定压模式定容模式流速恒定压力随时间变化压力恒定流速随时间变化容量控制通气

（VCV）压力控制通气

（PCV）1、潮气量保证可变（通气不足）2、人机同步性差（设定流速）好（自主流速）3、气压伤风险存在（气道压可变）避免（控制气道压）4、V/Q欠佳（气体分布不平衡）良好（气体分布平衡）容控和压控的比较压控的唯一缺点呼吸机的智能化呼吸机在通气过程中能自动实时监测各项力学指标并及时调整呼吸机参数以满足病人通气需要模拟了医生实施机械通气的过程智能化越高，医生所需设置的参数越少如：PRVC（压力调整容量控制）、ASV（适应性支持通气）、NAVA（神经调节辅助通气）尽可能保留自主呼吸通过双重控制（预设目标潮气量的定压通气模式）发挥定压型通气人机协调性好、流速波形利于气体交换、并限制过高的肺泡压、预防肺损伤等优势高度智能化通气模式的发展趋势哪种模式最常用？

2000年美国呼吸和危重学杂志（AmJRespirCritCareMed)发表了Esteban等的一份调查报告，全世界412个内科、外科ICU当时正在接受机械通气的1638例患者中，各种通气模式比例为辅助－控制通气（A/C）47％SIMV＋PSV25％压力支持通气（PSV）15％同步间歇指令通气（SIMV）6％其它7％没有一种通气模式是最好的应用的效果取决于医护人员对所选模式的充分理解和熟练应用经验与技巧才是决定使用呼吸机成功与否的关键哪种模式最优？TPcmH2Osec压力-时间曲线如何掌握一种通气模式？熟悉呼吸周期的每个环节触发方式（时间/压力/流量/神经电触发）波形特征（定压/定容）吸呼切换方式（时间/流速/神经电触发）基线压力水平掌握其主要特点

人机同步性？自主呼吸做功程度？通气量的稳定性？气道压的稳定性？主要设置参数？适用于那种临床状况

完全无自主呼吸有部分呼吸能力自主呼吸较强完全自主呼吸常用的通气模式A/C（辅助/控制通气）定容型定压型SIMV（同步间歇指令通气）定容型定压型PSV（压力支持模式）CPAP（持续气道正压通气）BIPA（双水平气道正压通气）其他A/CVC-SIMV定容模式控制通气定容模式控制通气PCVPC-SIMVBIPAP/Bilevel定压模式控制通气CPAP(持续正压通气)ASB/PSV(压力支持通气)支持通气模式SIMV+PSV/VSBIPAP+ASB/PSV组合模式人机同步，流量/压力/时间触发定容送气，气道压不恒定时间切换患者仅负责触发，自主呼吸功极小，保证指定的分钟气量，易过度触发致过度通气适用于无自主呼吸或自主呼吸不足或存在呼吸机疲劳需要休息的患者，但易导致呼吸肌废用萎缩及呼吸机依赖主要设置参数:VT，f，峰流速或吸呼比，触发灵敏度，FiO2，PEEPA/C（辅助控制通气）A/C（辅助控制通气）频率由病人决定，波形及潮气量一致以定压的方式送气，其余特点与A/C模式相同设置的主要参数:吸气压力，吸气时间，f，FiO2，PEEPPCV（压力控制模式）PCV(压力控制模式)预设压力Pinsp和吸气时间，监测VT递减流速，无Ppeak，Pplat人机同步，指令呼吸由流量/压力/时间触发，以定容或定压方式送气、时间切换,呼吸机完成绝大呼吸功。指令通气期间病人呼吸自主。总通气量和自主呼吸功取决于预设的频率和潮气量，设置不当可导致过度通气或通气不足适用于有一定的自主呼吸功能但不足以满足通气需求的病人或准备脱机的病人主要设置参数:指令频率f，VT、峰流速或吸气压、吸气时间，触发灵敏度，FiO2，PEEPSIMV（同步间歇指令通气）优点:指令通气期间允许呼吸自主，保证指令通气的同时有利于呼吸锻炼，避免呼吸肌废用，较A/C模式比减少了由于气促导致的过度通气缺点:

设置不当仍可能导致通气不足、呼吸肌疲劳。

（VC）SIMV的压力-时间曲线1/f1/fTspnTinsp触发窗同步指令通气指令通气自主呼吸PressureFlowVolume(L/min)(cmH2O)(ml)（PC）SIMV+PS

(Pressure-TargetedVentilation)PSBreathSetPSlevelSetPClevelTime(sec)Time-CycledFlow-CycledPCV自主呼吸BIPAP自主呼吸可以发生在两个水平上；随时可以进行吸气和呼气；定压通气中的开放通气系统BIPAP（双水平气道正压通气模式）时间切换：吸气触发窗：25％的Tinsp;；呼气触发窗：25％的Tinsp；频率稳定；Ramp影响平台时间；BIPAP（双水平气道正压通气模式）触发2触发1

触发窗1触发窗2与患者相协调的吸气和呼气弹性时间控制BIPAP的双触发吸呼均与患者同步“万能通气模式”机械通气自主呼吸无自主呼吸存在间断自主呼吸持续自主呼吸自主呼吸不恒定CPAP(持续正压通气)CPAP适应症：

术后肺不张

COPD睡眠窒息（成人）脱机吸痰临床优势：

改善氧合增加FRCCPAP(持续正压通气)PSV(辅助自主呼吸)

CPAP/ASB设置参数：通气目标吸气辅助压力PASB；切换方式－病人触发吸气触发灵敏度:Trigger呼气触发灵敏度固定为25％峰值流量；4s的最长吸气时间；压力斜率；亦称:压力支持通气(PSV)自主触发支持压力恒定潮气量由自主呼吸能力、PSV水平、呼气灵敏度多方面综合决定优点：

增加自主呼吸潮气量减少WOB适用于自主呼吸力量尚不足者PSV(压力支持）窒息通气-安全保障设置VT，f达到窒息时间报警限制Tapnea后启动所有有自主呼吸的模式均应设置AlarmResetMMVIPPV!!!Apnea

SIMV+PSV(ASB)PSV叠加到SIMV上：PSV可设置压力水平和压力上升时间；总频率和分钟通气量可能增加；实现机控到自主呼吸的过渡

BIPAP+PSV(ASB)PSV叠加到BIPAP上：PSV可设置压力水平和压力上升时间；总频率和分钟通气量可能增加；实现机控到自主呼吸的过渡小结各种通气模式比较表通气模式比较表.docA/CPCVPC-SIMVVC-SIMVBilevel/BiPapCPAPPSV通气特点机器指令或病人触发后即按设置的参数完成通气，病人仅负责触发，呼吸频率≥设置的频率，通气量取决于呼吸频率，默认为定容模式，通气完全由机器完成。为定压型通气，其余同A/C模式。预设频率下的通气由机器或病人触发并按定压方式及其他预设参数完成，预设通气之间可允许自主呼吸，其通气量由病人决定预设频率下以定容的方式完成预设频率的通气，其余同PC-SIMV病人可以在交替出现的两个预设的压力水平上自主呼吸，当由低压转入高压时相当于完成一次强制吸气，高压转入低压时完成一次呼气，但在全程患者均可自由呼吸。病人始终在一定的气道正压力自主呼吸，自主完成呼吸功，通气量由自主呼吸能力决定。病人自主触发呼吸后机器以预设的压力辅助通气，当气流达高峰后下降至最大流速的一定水平时转为呼气，通气量取决于压力支持水平及病人自主呼吸的努力。同步性时间窗内触发时间窗内触发时间窗内触发时间窗内触发任意时间自主呼吸任意时间自主呼吸吸气相外自由触发自主呼吸做功低低中等中等较高完全中等定容/定压定容通气定压通气定压通气定容通气定压通气自主呼吸定压通气吸呼切换容量切换时间切换时间切换容量切换时间切换自主切换流速切换A/CPCVPC-SIMVVC-SIMVBilevel/BiPapCPAPPSV人机协调性一般一般较好较好很好最好好优势保证通气量，缓解呼吸疲劳保证通气量，缓解呼吸疲劳保证一定通气量的同时允许自主呼吸，防止废用保证一定通气量的同时允许自主呼吸，防止废用允许自主呼吸随时存在，人机协调好，在较低气道峰压下获得较高的平均气道压，有利于氧合，万能模式充分保留自主呼吸情况下改善氧合及顺应性人机同步性好，保证一定水平的通气支持有能锻炼自主呼吸，有利于脱机缺陷可能过度通气，对血流动力学影响大可能过度通气，对血流动力学影响相对小仍然存在人机对抗，设置不当同样可导致呼吸机疲劳或过度通气仍然存在人机对抗，设置不当同样可导致呼吸机疲劳或过度通气高压时间过长病人舒适度差，低压时间过短则可导致内源性PEEP可能导致呼吸疲劳设置不当可能导致通气不足呼吸机疲劳适用的情况无自主呼吸或呼吸微弱需要较大呼吸支持者同PCV需要一定的呼吸支持单又得适当锻炼自主呼吸能力，如脱机过程同PC-SIMV需要增加平均气道压以改善氧合但又需要保持最好的人机协调和降低气道峰压同PEEP的作用，需要增加氧合和增加功能残气量者自主呼吸力量尚不足以满足通气需求的恢复期病人通气模式的选择策略根据患者的自主呼吸能力选择恰当的通气支持（完全通气支持或部分通气支持）尽可能实现最好的人机协调性根据疾病的特点及病人的呼吸力学特点设置最优化的参数呼吸功能不全有机械通气指征呼吸完全停止自主呼吸存在，但MV不足机械辅助呼吸控制呼吸RR>30bpmTV<100mlRR20~30bpmTV<200mlRR10~20bpmTV<300mlRR<10bpmTV<300ml镇静剂呼吸抑制剂SIMV+PSVSIMVPSVCPAPVCVMMVSIPPVSIMVMMVSIMV+PSVIPPVHFJVPRVC呼吸完全停止通气模式的选择策略呼吸功能不全有机械通气指征机械通气的参数设置吸气触发方式及灵敏度流速波形及峰流速潮气量吸气压吸气时间或吸呼比呼吸频率吸氧浓度呼气末正压吸气触发方式及灵敏度压力支持吸气终止（呼气灵敏度）吸氧浓度呼气末正压指令通气支持通气吸气触发灵敏度触发敏感度设定的原则：最敏感同时又尽量不引起误。

---压力触发：-0.5—-1.5cmH2O---流量触发：为1-3L/min---同时设定时自动选择最先达到触发方式压力触发P(cmH2O)吸气时胸廓扩张管路内压力下降呼吸机送气流量触发呼气流量<吸气管路中气体流量提示：患者开始吸气吸气管路呼气管路方形波，递减波，递增波，正弦波流速LPM流速LPM吸气相呼气相吸气相呼气相TIMETIME流速波形峰流速成人－40～60L/min,儿童－10L/mim，婴儿－6～10L/min根据分钟通气量和呼吸系统的阻力和肺的顺应性调整潮气量定容通气：VT==Flow×Ti；一般选择在5-12ml/kg，气道压不得超过35cmH2O，有肺大泡、气胸等病史需要更低的高压限制。定压通气：吸气压力、吸气时间、上升斜率使得监测潮气量在5-12ml/kg且监测吸气峰压不得超过35cmH2O

吸气压力及压力支持定压通气：初始一般设定在15-20cmH2O后根据监测VT调整，使潮气量在5-12ml/kg，注意气道峰压不得超过35cmH2O，有肺大泡、气胸等病史需要更低的高压限制。定容通气：不能直接设定吸气压力，但应监测的吸气峰压不得超过35cmH2O吸气时间（吸呼比）

吸气时间一般设定为0.8-1.2秒或吸呼比1：1.5-1：3，一般不超过1.5秒，呼气时间最好大于3倍时间常数。应根据实际呼吸频率做调整以免呼气不充分导致内源性PEEP产生，增加呼吸功及影响血流动力学。吸气终止（呼气灵敏度）不同呼气触发灵敏度的潮气量改变吸气峰流量25%15%45%Tinsp呼气触发灵敏度通气频率一般设定12-20次/分，需根据病情及通气需求尤其是动脉血二氧化碳分压做出调整。吸入氧浓度

尽量以安全的FiO2达到最低的PaO2（60mmHg），尽量避免长时间高浓度吸氧。极少数情况下（严重的ARDS/ALI），经各种措施如PEEP、反比通气、提高吸气压力、肺复张等仍需要长时间高浓度给氧。呼气末正压（PEEP）生理性：3-5cmH2O,避免肺泡塌陷最佳PEEP：

①最佳氧合：FiO2≤0.6时维持PaO2≥60mmHg或维持氧合指数（PaO2/FiO2）≥300；②最佳的顺应性：顺应性=VT/（平台压-PEEP），调节PEEP过程中，观察顺应性改变；

呼气末正压（PEEP）的正面影响：①增加功能残气量和肺泡内压，促进氧气弥散；②肺泡复张，防止萎陷伤；③对容量和肺血管外水分布产生影响；④肺复张改善V/Q失调；⑤增加肺顺应性，减少呼吸功；呼气末正压（PEEP）的负面影响：

①增加气道峰压、平均压、平台压，气压伤危险增大；②减少回心血流量，降低心输出量，提高颅内压。机械通气的报警设置气道峰压、平台压、平均压PEEP、内源性PEEP顺应性气道阻力分钟通气量潮气量吸呼比呼吸频率气道压气道峰压（peakinspiratorypressure，PIP）＜35-40cmH2O,使VT5～12ml/kg必要时考虑允许性碳酸血症，除非PH>7.25平台压（plateaupressure，PlatP）≤30-35cmH2O呼气末正压低PEEP:当实际PEEP值低于设定值(约 2cmH2O)时即投警,一般为自动报警。呼气末压（PEEP）---监测的PEEP过高时提示存在内源性（PEEPi）潮气量低潮气量报警：潮气量不应小于250ml,因解剖死腔一般150ml，尚余100ml潮气量是不够的。高潮气量报警：应设置比当前需要或实际潮气量高100-200ml（成人），根据具体情况调整。分钟通气量低每分钟通气量:成人不应少于4.0升/分,此系肺泡通气量不足的限值,会引起CO2蓄积或低氧血症。高每分钟通气量:比当前设定（通过潮气量和频率）或监测的实际分钟通气量高2-3升/分，最高一般不超过15L/min，否则不容易发现过度通气。正常人安静时大约6-8L，强烈劳动时或运动时可达到数十升。在急性呼吸衰竭时也可能达到15升以上。压力-时间流速-时间容量-时间压力-容积曲线容积-流速曲线机械通气常见波形分析基础波形观察

吸气流速←时间(sec)呼气流速流速-时间曲线吸气相呼气相流速波型(类型)

流速流速吸气呼气

时间

流速流速吸气

时间

流速吸气

时间流速

流速吸气

时间气流速

流速气

时间流速

流速气流速

流速气气流速

流速方波递减波流速波形的临床应用鉴别呼吸类型左侧控制通气,吸气流速的波形可选择为方波,递减波中图为自主呼吸的正弦波,是由于吸、呼气峰流速比机械通气的正弦波均小得多,且吸气流速波形态不完全似正弦型.右侧图为压力支持流速波,吸气流速突然下降至0是递减波在吸气过程中吸气流速递减至呼气灵敏度的阈值控制自主支持检查管路泄漏当呼吸回路中存在泄漏,(如气管插管气束泄漏,NIV面罩漏气,回路连接有泄漏)而流量触发值又小于泄漏速度,在吸气流速曲线的基线(即0升/分)和图形之间的距离(即图中虚形部分)为实际泄漏速度,此时宜适当加大流量触发值以补偿泄漏量(升/分)判断呼气是否完全吸气流速选用方波,呼气流速波形在下一个吸气相开始之前呼气末流速未回复到0位,说明呼气未充分即开始新一轮通气.评估支气管扩张剂的疗效

图中支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化,A代表呼出气的峰流速,B代表从峰流速回复到0位的时间.图右侧治疗后呼气峰流速A增加,有效呼出时间B缩短,说明用药后支气管情况改善.压力-时间曲线（容控）压力-时间曲线（压控）压力波形的应用评估吸气时的作功大小

吸气负压小,持续时间短.触发阈小作功亦小吸气负压大,持续时间长作功亦大吸气负压大,持续时间长,触发阈大作功亦大评估平台压在PCV或PSV时,若压力曲线显示无法达到平台压力,如图A处显示PCV的吸气时间巳消逝,但压力曲线始终未出现平台(排除压力上升时间太长因素),说明呼吸回路有漏气或吸气流速不足(需同时检查流速曲线查明原因).容积-时间曲线容积是单位时间内积分而测定的,是气体以升为单位的量,A上升肢为吸入潮气量,B下降肢为呼出潮气量.I-Time=吸气时间为吸气开始到呼气开始这段时间,E-Time=呼气时间是从呼气开始到下一个吸气开始时这段时间.一般说容积-时间曲线需与其他曲线结合一起分析更有意义.气体阻滞或泄漏的容积-时间曲线图所示呼气末曲线不能回复到基线0,(A)处顿挫是上一次呼气未呼完,稍仃顿继续呼出(较少见),然后是下一次吸气的潮气量.若是气体