呼吸生理与呼吸机的基本模式

1、呼 吸 生 理 与 呼吸机的基本模式,德 昌 科 技 有 限 公 司 TOPCHANCE TECH. LTD. 产品专员 韦振金课程目标,了解自主呼吸的完成过程 了解自主呼吸与机械通气的区别 熟悉呼吸系统的解剖结构与功能 了解呼吸机的工作原理 熟悉呼吸机基本模式的应用 熟悉参数的设置与调节,呼 吸 生 理,呼吸系统的组成与作用 肺通气的完成过程 呼吸系统解剖结构,呼 吸 生 理,呼吸系统的组成与作用 肺通气的完成过程 呼吸系统解剖结构,呼吸系统的组成,呼吸道 肺,呼吸系统的作用,肺通气 吸气 呼气,肺换气 摄取O2 排出CO2,呼 吸 生 理,呼吸系统的组成与作用 肺

2、通气的完成过程 呼吸系统解剖结构,肺通气的完成过程自主呼吸,驱动：呼吸中枢,原动力：呼吸运动(吸气、呼气),直接动力：肺泡压与大气压的压力差,肺通气的完成过程自主呼吸,主动吸气,被动呼气,Pressure 压力,Volume 容量,自主呼吸 vs. 机械通气,自主呼吸对循环的影响,吸气时 胸内 腹内,Pressure ,Pressure,“呼吸泵”作用 回心血量 心排量CO,机械通气对循环的影响,吸气时 胸内 腹内,Pressure ,Pressure ,自然进程的破坏： “呼吸泵”作用的丧失 回心血量 心排量CO 低血压,组织灌注减少,肺通气过程中肺容量的变化,潮气量(VT)：静息状态每次吸

3、入或呼出的气量 成人约400-500毫升,肺通气过程中肺容量的变化,功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV,肺通气过程中肺容量的变化,功能残气量(FRC),缓冲呼吸过程中肺泡内气体成分的过度变化，使氧分压和二氧化碳分压能保持相对稳定。 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),呼 吸 生 理,呼吸系统的组成与作用 肺通气的完成过程 呼吸系统解剖结构,呼吸系统解剖生理,上气道 下气道 气管至肺泡共23级 传导区(无气体交换) 呼吸区(气体交换),呼吸

4、系统解剖生理上呼吸道结构,上呼吸道： 鼻和鼻腔 咽 喉,呼吸系统解剖生理上呼吸道功能,粘液腺 湿润,毛细血管 加温,纤毛 除尘,过滤、湿化、加温,上呼吸道湿化功能,鼻腔：温度30-34，相对湿度80%-90%,隆突：温度37，相对湿度达95%以上,肺泡：温度37，相对湿度100%,在正常情况下，吸入气体在进入肺泡的时候就已经达到核心体温(37 )和100%的相对湿度，这是气体交换和气道纤毛清理功能的最佳条件,上呼吸道湿化功能,过滤,湿化、加温,机械通气,气道湿化,有创通气患者进行主动湿化时，建议湿度水平3334mg H2O/L之间，Y型管处气体温度在3441之间，相对湿度100% 美国呼吸治疗

5、协会建议Y型管处的最高温度是37，相对湿度100% ISO组织认为：传送的气体温度持续在41以上会对患者带来潜在的热损伤，并把43作为热损伤的高温报警临界点,气道湿化,呼吸系统解剖生理下呼吸道结构,呼吸系统解剖生理下呼吸道结构,下呼吸道：传导区,气管,左、右主支气管,各级分支,终末细支气管,呼吸系统解剖生理下呼吸道结构,大气道 具有软骨环支撑，能持续开放 小气道 直径2mm以下（第10级之后），软骨消失，易受外力影响，易塌陷,气道阻力：气体在气道中流动时所产生的摩擦阻力,下呼吸道气道阻力,气道阻力,同样流速的湍流，阻力显著增大 排痰、清除异物、减轻粘膜肿胀等，可减轻湍流，降低阻力 阻力随着半径

6、的减小以16倍或32倍以上的程度增加 如哮喘发作、喉痉挛、舌根后坠,气道阻力,设置好参数 切换到容控模式 设定标准潮气量 设定标准流速 波形选择为方波 点击“吸气暂停”键即可获得 注意病人自主呼吸的干扰,气道阻力正常值,新生儿 30-50 cmH2O/L/sec 婴儿 20-30 cmH2O/L/sec 儿童 20cmH2O/L/sec 成人 2-4cmH2O/L/sec,导致气道阻力增加的原因 分泌物过多 分泌物潴留 粘膜水肿(哮喘, 气管炎, 肺水肿) 肺气肿(气道压迫) 异物 肿瘤所致狭窄,气道阻力,呼吸系统解剖生理下呼吸道结构,下呼吸道（呼吸区：肺换气） 肺单位：400个肺泡管和肺泡囊

7、 呼吸性细支气管 肺泡管 肺泡囊 肺泡,肺换气,弥 散 膜,氧 合,PaO2(PB 47) FiO2 PaCO2/RAaDO2,环境,肺泡通气量,肺泡通气量 (VT-VD)*HR,呼吸中枢异常 呼吸抑制剂 疾病所致呼吸功增加、呼吸肌疲劳,肺泡水平气体交换障碍,通气血流比 气体弥散能力 分流率,痰储留、肺炎等 肺淤血、间质性肺炎 肺水肿、肺不张(初期)、ARDS,氧浓度,大气压,高原 缺氧环境,CO2的排出,PaCO2与通气量相关 PaCO2=0.86VCO2/VE(1-VD/VT) VCO2为二氧化碳产量，VD为死腔量，VE为分钟通气量,弹性阻力,弹性阻力肺的顺应性,用顺应性（C）来度量弹性阻

8、力（E），E=1/C,肺顺应性（C）=,肺容积变化（V）,压力变化（P）,C=V/P（mL/cmH2O）,弹性阻力肺的顺应性,高顺应性/低弹性阻力,低顺应性/高弹性阻力,单位压力,肺的顺应性,动态顺应性 Crs, dyn = 静态顺应性 Crs, st =,肺的静态顺应性,设置好参数 切换到容控模式 设定标准潮气量 设定标准流速 波形选择为方波 点击“吸气暂停”键即可获得 注意病人自主呼吸的干扰,顺应性正常值,新生儿 3-5 ml/cmH2O 婴儿 10-20 ml/cmH2O 儿童 20-40 ml/cmH2O 成人 70-100 ml/cmH2O 无肺部疾病的气管插管患者 50-70 ml

9、/cmH2O 预测脱机：33 ml/cmH2O，脱机成功率较高,肺的顺应性,导致顺应性减少的原因 当肺组织纤维化或肺泡表面活性物质减少 或发生ARDS时，肺容积缩小低于LIP时，呼吸处于低位平坦段，弹性阻力增加； 肺过度充气超过UIP时，弹性阻力急剧增加， CLst减少。,导致顺应性下降的原因 肺实质改变 ARDS，(支气管)肺炎，肺水肿，纤维化 表面活性物质功能障碍 ARDS，肺泡肺水肿，肺不张，误吸 肺容量减少 气胸，膈肌抬高,肺的顺应性,导致顺应性下降的原因 肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹内占位病变 气胸、胸腔积液、肺不张时，胸廓和肺的变化程度不同步，顺应性不同,肺的顺应性,时间常数,时间

10、常数的定义（体现病人个体差异）： 时间常数（）阻力（） 顺应性(),理论上呼气时间为 5个TC，气体方能 排出，临床实践中 呼气时间为3-5个时 间常数即可,时间常数,呼 吸机的基本 模式,呼吸机的基本概念 呼吸机的通气过程 呼吸机的三要素 呼吸机的基本模式 参数设置与调节,呼 吸机的基本 模式,呼吸机的基本概念 呼吸机的通气过程 呼吸机的三要素 呼吸机的基本模式 参数设置与调节,呼吸机的基本概念,什么是呼吸机？,呼吸机 电子打气筒！,呼吸机系统简图,人工气道的影响： 机械通气时的人工气道就功能上相当于上呼吸道； 较正常上呼吸道，人工气道有很多不足： 漏气； 几倍于正常上呼吸道的死腔量，重复吸

11、入； 有明显的弹性，带来潮气量损失； 过滤器的应用、更长的输送距离，造成阻力增加； 好的呼吸机应有足够的技术手段，降低消除上述影响,呼吸机基本概念人工气道的影响,人工气道漏气量补偿,过滤器阻力补偿,人工气道吸入支、呼出支阻力补偿,人工气道顺应性补偿,短自检意义,呼吸机基本概念克服人工气道的影响,呼 吸机的基本 模式,呼吸机的基本概念 呼吸机的通气过程 呼吸机的三要素 呼吸机的基本模式 参数设置与调节,呼吸机的通气过程,何时开始送气？,如何送气？,何时结束送气？,呼气过程？,呼吸机的通气过程,何时开始送气,触发 呼吸机自动触发 病人触发,触发,机器自动触发：病人无自主呼吸或无力触发,如：设置呼吸

12、频率为10次/min，病人无触发，呼吸机将每6秒送气一次,触发,病人触发：病人吸气引起管路压力下降或流量发生变化 压力触发 流量触发,-3,触发水平,压力触发：病人吸气时气道内压力降低，呼吸机检测到此压力变化而起动送气，从而完成同步吸气。,0,压力,压力触发,t,病人触发压力触发,流量触发：在呼吸机环路内输送一恒定的持续气流，由微机检测呼吸回路中入口和出口两端的气流流速，当两端气流流速差值达预定水平时即触发呼吸机送气。较压力触发敏感。,基础气流,病人触发流量触发,如何送气,强制（指令） 容量控制（VC）：潮气量恒定 压力控制（PC）：吸气压力恒定,容量控制（VC）,压力控制（PC）,如何送气,

13、自主 持续气道正压CPAP 压力支持PS,CPAP,PSV,何时结束送气,强制（指令） 容量控制VC：容量切换 压力控制：时间切换（设置吸气时间TI） 自主呼吸 持续气道正压CPAP ：流速切换 压力支持（PS）：流速切换,呼气过程,呼气末正压： 在正压通气过程中，给予一个呼气相的气道正压，使气道压力0，此气道正压称为呼气末正压。 维持气道和肺泡的开发或扩张状态,呼 吸机的基本 模式,呼吸机的基本概念 呼吸机的通气过程 呼吸机的三要素 呼吸机的基本模式 参数设置与调节,机械通气的三要素,呼 吸机的基本 模式,呼吸机的基本概念 呼吸机的通气过程 呼吸机的三要素 呼吸机的基本模式 参数设置与调节,

14、呼吸机的基本模式,辅助/控制通气A/C(机控) 同步间歇指令通气SIMV(半自主) 自主呼吸SPONT(自主),呼吸机的基本模式,病人呼吸做功,呼吸机做功,100%,0%,100%,辅助/控制通气 A/C,同步间歇指令通气 SIMV,自主呼吸 Spont,0%,控制通气(Control),呼吸机按预置好的Rf 和VT对病人进行间歇正压通气。与病人自主呼吸无关。 何时开始送气、如何送气、何时结束送气都是由呼吸机决定 昏迷、无自主呼吸或自主呼吸极弱的病人使用较好。,控制通气(Control),有自主呼吸的病人使用常发生人-机对抗，一般不能耐受。,辅助通气(Assist),加入触发装置，由病人触发送

15、气 何时开始送气由病人决定 如何送气、何时结束送气由呼吸机决定,-3,辅助通气(Assist),与病人自主呼吸配合很好，很少人机对抗。 病人自主呼吸微弱或停止即不能触发呼吸机，造成危险。,-3,辅助/控制通气(A/C),Control Assist，可自动转换 病人有自主呼吸则触发呼吸机行Assist 如无自主呼吸或不能在机械通气周期内触发呼吸机(呼吸过慢、微弱），则行控制通气。,-3,A,C,C,C,辅助/控制通气(A/C),应用于基本无自主呼吸的病人 安全、舒适，病人呼吸做功较少 容易产生呼吸机依赖，呼吸肌萎缩,辅助/控制通气(A/C),容量控制 (VCV),辅助/控制通气 (A/C),压

16、力控制 (PCV),容量控制 (VCV),呼吸机提供恒定的潮气量给病人通气，而气道压将随病人气道阻力和顺应性的变化而变化。 优点：保证通气量 缺点：当哮喘、 ARDS 、肺不张等如潮气量保持恒定，则通气压力将升高，可能造成气压伤。在使用定容呼吸模式时应特别注意气压伤的问题。,压力控制 (VCV),呼吸机提供恒定的通气压力给病人通气，而病人潮气量将随气道阻力和顺应性的变化而变化。 优点：气道压力稳定，同步性较好 缺点：当哮喘 、ARDS、肺不张等潮气量必然下降，即不能保证潮气量的恒定。故使用定压模式过程中要特别注意潮气量的监测。,自主呼吸(SPONT),病人决定何时开始送气 病人和呼吸机共同决定

17、如何送气、何时结束送气 通常作为撤机前的模式或锻炼自主呼吸,自主呼吸(SPONT),病人更舒适、人机同步性更好 锻炼自主呼吸，避免呼吸机依赖 需病人自主做功较多，容易引起呼吸肌疲劳,自主呼吸(SPONT),持续气道正压 (CPAP),自主呼吸 (SPONT),压力支持 (PSV),持续气道正压 (CPAP),呼吸机提供持续气流系统，使病人自主呼吸时，吸气及呼气期气道内均保持正压,持续气道正压 (CPAP),优点 增加肺泡内压和功能残气量，防止气道和肺泡的萎陷 对抗内源性PEEP，降低呼吸功 改善顺应性，增加氧合 缺点 CPAP过高会抑制循环 不易克服气管导管阻力,压力支持 (PSV),病人触发

18、呼吸机送气后得到一定水平的压力支持,压力支持 (PSV),优点 能有效地帮助病人克服人工气道产生的阻力，减少呼吸做功，防止呼吸肌疲劳 病人自主呼吸，可控制频率、潮气量等，设置水平适当，少有人机对抗 缺点 需根据病人病情调整支持水平 呼吸中枢驱动功能障碍的病人可导致每分通气量的变化，甚至窒息 回路有大量气体泄露，可引起持续吸气压力辅助，呼吸机就不能切换到呼气相,同步间歇指令通气(SIMV),A/C+自主呼吸 应用于有一定自主呼吸的病人,同步窗: A/C,自主呼吸窗: 自主呼吸,同步窗内患者触发时呼吸机将给予辅助通气（A） 之后进入自主呼吸窗,同步间歇指令通气(SIMV),触发一次辅助通气A,如果

19、同步窗内没有吸气触发, 则在SIMV触发窗结束后, 呼吸机将给予控制通气（C） 之后进入自主呼吸窗,同步间歇指令通气(SIMV),同步窗内无触发，给予一次控制通气C,相对A/C模式，人机同步性有所改善 保证最低通气量 可以锻炼自主呼吸机 A/C部分设置不当，可能导致通气不足,同步间歇指令通气(SIMV),同步间歇指令通气(SIMV) A/C+SPONT,VCV+PSV/CPAP,同步间歇指令通气 (SIMV),PCV+PSV/CPAP,呼吸机的基本模式,呼 吸机的基本 模式,呼吸机的基本概念 呼吸机的通气过程 呼吸机的三要素 呼吸机的基本模式 参数设置与调节,参数设置与调节的主要原则,有效：维

20、持基本通气和氧合 安全：避免呼吸机相关并发症的发生 呼吸机相关性肺损伤(ALI) 循环抑制等 舒适：提高人机协调性,参数设置与调节,触发参数,呼吸机触发 呼吸频率： 成人一般1220次/min 对于COPD患者，常设置较慢频率，有利于改善气体陷闭 对于ARDS患者，常使用较快频率、较小潮气量，有利于避免气压伤 CO2潴留，可通过提高呼吸频率改善；但频率过快会导致呼气时间不足，产生内源性PEEP,触发参数,呼气时间不足，导致内源性PEEP,流速,时间,0,触发参数,病人触发 压力触发 成人-0.5-2 cmH2O (参考) 流量触发 成人13 L/min (参考) 儿童12 L/min (参考)

21、 新生儿0.51 L/min (参考) 触发灵敏度越小，越容易触发，但容易引起误触发,触发参数,流量触发与压力触发比较,触发参数,流量触发与压力触发比较 响应速度更快 降低病人触发做功,强制（指令） 容量控制VCV参数 压力控制PCV参数 自主呼吸 持续气道正压CPAP参数 压力支持PSV参数,吸气过程参数,容量控制VCV 潮气量 流速波形 流速大小 平台时间,吸气过程参数容量控制,吸气过程参数容量控制,潮气量 由理想体重IBW决定 612ml/kg（515ml/kg） 通常设置68ml/kg 监测平台压，使平台压30cmH2O 避免肺过度膨胀(容积伤),流速波形 正弦波 方波 递减波 较符合

22、正常生理（通常选择递减波）,流速,时间,0,正弦波,递减波,方波,吸气过程参数容量控制,递减波的优势 气道峰压低 改善人机协调性 降低呼吸功 促进气体分布、减少死腔 延长吸气时间,吸气过程参数容量控制,流速大小 作用 满足病人吸气初期的通气需求 调节吸气时间 成人一般设置40100 L/min 监测 气道峰压 吸气/呼气时间 病人主观感受 人机协调性,吸气过程参数容量控制,流速不足,吸气过程参数容量控制,时间,流速过大,吸气过程参数容量控制,时间,平台时间 屏气时间的设定可以促进气体在肺内的均匀分布,吸气过程参数容量控制,压力控制 吸气压力 压力上升时间,吸气过程参数压力控制,吸气压力 根据潮

23、气量及呼吸频率设置和调节 评估 潮气量 呼吸频率 血气指标 氧饱和度 胸廓活动度,吸气过程参数压力控制,压力上升时间 从基线压上升到设置压力的时间,吸气过程参数压力控制,压力上升时间的作用 调节吸气初期峰流速的大小 改善人机协调性 满足病人吸气初期流速需求 改善呼吸做功 增加压力上升时间,吸气过程参数压力控制,压力上升时间 呼吸机默认50% 自主吸气较强可适当增加 小儿、COPD患者可适当降低,吸气过程参数压力控制,持续气道正压 CPAP大小 在自主呼吸模式下，将压力支持设置为0，PEEP值即为CPAP的大小,吸气过程参数持续气道正压,压力支持 压力上升时间 压力支持,吸气过程参数压力支持,吸

24、气过程参数压力支持,压力支持PS 58cmH2O可克服人工气道阻力 若病人需要额外辅助，须增加压力支持 评估 潮气量 呼吸频率 有无呼吸困难,吸呼切换参数,强制(指令) 容量控制：容量切换 压力控制：时间切换 自主 持续气道正压：流速切换 压力支持：流速切换,吸气时间 成人一般0.81.2 s 吸呼比 参考值：1:1.51:2 COPD可适当减小吸呼比,吸呼切换参数压力控制,吸气时间 延长吸气时间，增加平均气道压 改善氧合 实施反比通气 监测平台压 缩短吸气时间，延长呼气时间 减轻气体陷闭,吸呼切换参数压力控制,吸气时间评估,吸呼切换参数压力控制,流速,时间,0,吸气时间合适,吸气时间过长,吸

25、气时间过短,呼气灵敏度 流速下降至峰值流速的百分比时切换为呼气,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度对吸气时间的影响,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度对潮气量的影响,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度 一般设置25% ETS越大 潮气量和吸气时间越小 ETS越小 潮气量和吸气时间越大,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度在COPD患者中的设置,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度对呼吸形式和人机协调性的影响,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度对吸气做功的影响,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度在COPD患者中的设置 适当增大ETS 改善人机协调 降低PEEPi 降低呼吸触发做功,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度

26、在ALI/ARDS患者中的设置,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度对呼吸形式的影响,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度对呼吸功的影响,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度在ALI/ARDS患者中的设置 适当降低ETS 改善呼吸形式 降低呼吸功,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度过大,吸呼切换参数自主呼吸,呼气灵敏度过小,吸呼切换参数自主呼吸,呼气过程参数,呼气末正压PEEP 呼气末肺泡压大于0 实际上PEEP在整个呼吸周期皆存在 使呼吸周期的基线上台，影响峰压、平台压和平均气道压,呼气末正压(PEEP),产生正压支撑作用呼气末小气道开放利于CO2排除 呼气末肺容量FRC萎陷肺泡膨胀，肺顺应性减少分流，改

27、善氧合。 消除内源性PEEP,140,COPDPEEP的选择,直接测量PEEPi，5075 PEEPi作为PEEP水平的选择标准，一般不超过80% 逐渐提高PEEP水平，通过观察机械通气因变量的变化，确定最佳PEEP水平 在定容型模式，增加PEEP后气道峰压和平台压不变或略有降低，达一定水平后开始升高，则升高前的PEEP为最佳PEEP 在定压型通气，开始潮气量稳定或略有增加，达一定水平后潮气量开始减小，则减小前的PEEP 为最佳PEEP,ARDSPEEP的选择,FiO2-PEEP递增法（PaO2经验法） 最佳氧合法 P-V曲线法 最佳顺应性法 胸部CT导向的PEEP递减法 肺牵张指数法 胸部电

28、阻抗断层扫描（EIT） 肺超声 跨肺压 呼末肺容量/肺开放总容量,FiO2-PEEP递增法（PaO2经验法）,设定氧合目标：PaO2 5580mmHg或SpO2 8895% 调节PEEP/FiO2，维持适当的PaO2/SpO2 采用PEEP/FiO2配对达到氧合目标,ARDSnet,最佳氧合法,RM后PEEP：20cmH2O PEEP递减：2cmH2O/5min PEEP阈值：PaO2/FiO2400的PEEP或PaO2/FiO2降低5% PEEP设定：PEEP阈值+2cmH2O,P-V曲线法,低位拐点法：P-V曲线低位拐点以上23cmH2O,P-V曲线法,低位拐点法缺点 LIP之上仍有肺复张，同时P-V曲线上不一定总存在拐点，甚至在P-V曲线上没有LIP时，复张也伴随PEEP发生 以P-V曲线上吸气支LIP为代表的选择方法可能反映