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1、小儿机械通气基础,Navigating The Storm,Mechanical Ventilation:,机械通气相关呼吸生理,目的,掌握人工呼吸机工作过程 熟悉人工呼吸机的组成，各部件名称 熟悉机械通气模式、调节参数的名称 认识机械通气与自然呼吸的差异 了解各种不同种类的人工呼吸机,正常人呼吸过程,外呼吸 通气过程: 气体进、出肺泡 换气过程: 肺泡毛细血管与肺泡间的气体交换 内呼吸 毛细血管内气体与细胞间的气体交换过程,自然呼吸：肺通气,平静吸气：膈肌和肋间肌收缩，胸廓扩张，胸腔内容积增大，胸膜腔压力从-0.49kPa降至-0.98kPa，肺泡内压力从0 降到-0.2kPa，上呼吸道与肺
2、泡间的压力差使气体进入肺内。 平静呼气： 为被动过程，膈肌和 肋间肌松弛，胸廓和肺靠弹性自然 回缩，肺泡内压增高并超过气道压 和大气压，肺内气体排出体外，呼 气末肺泡内压为 0，即等于大气压 气流停止。,正常呼吸时胸膜腔及肺内压变化,吸气,呼气,吸气,呼气,肺通气与容积,肺通气与容积,肺容积图,肺通气与容积,正常肺泡气体交换,NORMAL ALVEOLUS GAS EXCHANGE,氧气的摄取,OXYGEN EXTRACTION,内呼吸,毛细血管内气体与细胞间的气体交换过程,外、内呼吸与呼吸机的作用,ESPRIT,NICO:SpO2,ETCO2,细 胞,呼吸机的作用,人工呼吸机,人工呼吸机是一
3、系列肺通气装置（Lung Ventilator)的总称。他只能完成气体进出肺泡的通气过程，他不同于人工心肺机、人工肾等人工脏器，不能代行完整的呼吸功能，对气体交换过程的弥散、肺循环等影响少或无影响，故称通气机。 有三种类型的人工呼吸机,三种类型的人工呼吸机, 负压呼吸机：采用类似于生理情况产生胸内 负压将气体吸入肺泡内 正压呼吸机：用正压直接将气体送入肺内 高频呼吸机：采用远高于正常机械通气频率 和不同的机制完成肺的通气和气体交换。 高频正压通气（HFPPV） 高频喷射通气（HFJV）：频1001200次/min， 高频振荡通气（HFO）：用活塞或振荡膜产生 频率3,000次/min以上，如I
4、NFRATRONIC, Sensormedics。,负压呼吸机,-铁肺时代,De Humani Corporis Fabrica,in 1555 by Andreas Wesele Vesalius,气管切开,铁肺(Iron Lungs),病人身体位于坚固的容器内，头部伸出在外，颈部以橡皮垫密封，用机械泵使容器内发生周期性正、负压变化。1876年Woillez巴黎研制出第一个铁肺（Spirophore），1928年Philip Drinker研制出第一台可供使用的铁肺。,Bath Cabinet： Dr. Charles Breuillard 法国1877,Pneumatic Chamber
5、William Schwake 德国 1926,胸甲式呼吸器Cuirasses Ventilator,是一种坚固的容器，它只将病人胸部或胸、腹部置于其中，头及四肢暴露在外，Ignez Von Hauke 于1874年在澳大利亚制成了第一台胸甲式呼吸器，1948年Bergman报道用于827例脊髓炎病人，结果15%成活。,连接真空吸尘器和雨衣外罩,胸甲式呼吸器,Sauerbruch压差仓呼吸器,Ernst FerdinaNd Sauerbruck 1904在德国制造，此仓实际为一密闭的小手术室，医生及病人身体位于室内，病人头露在外，颈部周围密封，室内周期性正、负压变化使气体进、出病人肺部，以便进
6、行胸内手术，但是，即使是最好的仓亦未实际用于临床。,简图 K. B. Pinson 美国 1944,自动肺泵呼吸器,1950年代的铁肺,高频呼吸机,高频正压通气（HFPPV）Sjostrnd 1969 60120次/min 高频喷射通气（HFJV）Klain， Smith 1977 100200次/min 高频振荡通气（HFO）Lukenheimer1972，350Hz/min Bryan 1980 高频胸壁挤压通气（HFCWC）Ziduka 1983 311Hz/min 胸壁气囊震荡充气完成送气,体外膜肺（ECMO）,正压呼吸机, 第一台商用正压呼吸机于1940年问世。 目前国际上应用的机械
7、呼吸机多达数百种。 新型呼吸机正向多模式、多功能、电脑化和 智能化方向发展 新的机械通气模式不断出现。 呼吸机除行机械通气外，还具呼吸功能和生 理指标的监测。,正压呼吸机, 通过人工气道，在吸气时通过提高气道口处的压 力，使其超过肺泡压，将气体压入肺内，呼气时 除去 压力，靠胸廓和肺的弹性回缩使气体呼出。 Giertz （Cauerbruch的助手）于1916证明正压通 气比其他任何形式的压差式呼吸机更优越。 正压呼吸机是目前呼吸机的主流。,300/300A的面板,6-4-3.,模式设置,红色旋钮为报警钮,GUI,机械通气时胸膜腔及肺内压力变化,吸气,吸气,呼气,呼气,自然呼吸时胸内压力变化,
8、机械通气时胸内压力变化,吸气,呼气,机械通气与自然呼吸时胸内压比较,呼吸机结构示意图,吸气阀,呼气阀,控制器,流量阀,PEEP阀,气源,呼吸机的构成,1、动力:空气、氧气气源 2、气体混合装置 3、吸气、呼气阀 4、呼吸回路 5、湿化器和雾化器 6、监测部分：压力、容量传感器，波形显示 7、报警部分:通气和呼吸机状态 8、操作界面,正压呼吸机的分类,根据通气参数：定容、定压、定时、多功能呼吸机 根据触发方式： IMV、同步、外控呼吸机 根据气流形态：恒流、递增气流、递减气流 根据驱动力量：气动、电动、电控气动呼吸机 根据适用范围：婴儿呼吸机、成人呼吸机,气源,是呼吸机的动力，含呼吸机输送的O2
9、和空气 空气气源:压缩泵, 涡轮电机,无磨擦泵和电动机等。 中心供气站 的各供应点有专用连接器, 目前分别可 供应O2和空气。压力:控制在0.3-0.5Mpa。 氧气钢瓶:氧气最大压力约14.5Mpa左右,而氧气减压 器将压力降至0.4Mpa. 若气源压力降至厂方规定最低限值以下时气源不足 发生报警，排原因除前不要关闭报警音响。,人工呼吸机的动力, 气 动： 用压缩气体提供送气的动力，称为气动呼吸机 降压瓣：Bennett PR-2 文丘里机制 Bird Mark7 电 动： 电动机挤压气囊或驱动活塞，称为电动呼吸机 电气动： 联合压缩气体和电子设备，常为多功能呼吸机,气动呼吸机的通气以压缩气
10、体为动力来源， 其所有控制系统也都是压缩气体启动。 高压气体所产生的压力通过呼吸机内部的减压阀、高阻力活瓣或通过射流原理等方式而得到调节，从而提供适当的通气驱动压和操纵各控制机制的驱动压。,气动呼吸机,电动呼吸机,靠电来驱动并控制通气的呼吸机称为电动机械呼吸机。电动机械呼吸机也需要应用压缩氧气调节氧气的浓度，而不是作为动力的来源。电可通过带动活塞往返运动的方式来产生机械通气，或通过电泵来产生压缩气体，压缩气体再推动风箱运动而产生通气。,Estrom ER300,Estrom Erica,电、气动呼吸机,此种呼吸机在压缩气体及电源二者同时提供动力的情况下才能正常工作和运转。一般情况下，压缩空气和
11、压缩氧气按不同比例混合，提供所需的吸入氧浓度，同时亦产生机械通气的动力。但通气的调节、控制和各种监测、报警系统的动力则来源于电力或微机控制。,人工呼吸机驱动系统, 单回路驱动系统 是人工呼吸机最常用的驱动系统，压缩空气和高压氧气进入呼吸机经空氧混合和一系列调压装置，输出气体由一条途径送出到病人肺内。,双回路驱动系统,此类人工呼吸机具有两套气体回路，一套向病人送气，另一套气体回路与病人不通，只作动力，现已很少采用。,高压高内阻气流驱动系统：,高驱动力高内阻型流量控制阀送气系统，“针状 活瓣”，气流输出恒定。,折叠气囊驱动系统：Serv900C 弹簧,由于储气囊本身为一弹性体，输出潮气量变化大，波
12、形可为加速气流，减速气流或恒流。新式气囊系统克服了旧式气囊系统的缺点，可任意调整波形。,活塞汽缸驱动系统,Emerson呼吸机,由于汽缸顺应性小潮气量精确， 直线式外部驱动装置 能产生衡流。,折叠气囊驱动系统和活塞汽缸驱动,VT = D2/4L,系统,人工呼吸机的控制系统,人工呼吸机控制系统包括触发吸气、终止吸气和完成从吸气向呼气的转换装置。 常用控制方式： 气控（如小鸟牌呼吸机） 直流电机（上海SC型电动呼吸机） 伺服（Servo）、流体逻辑和电脑控制 控制参数： 时间：IT、ET、频率，屏气时间等 压力：PIP、PEEP、MAP等 容积：VT、分钟通气量、流速等,人工呼吸机气流输出形式,1
13、. 持续气流（Continous Flow） 2. 按需气流（Demand Flow） 3. 偏流（Bias Flow） 4. 二重气流（Duo Flow）,气流输出形式,持续气流 ： 不论在机械通气或自然呼吸时新鲜气体均按设定的流量恒定而持续地通过送气活瓣进入呼吸机回路。 常用于IMV和CPAP模式。设定的气流量至少应是病人分钟通气量的4 倍，以满足病人的气体需要，如不能满足病人的最大吸气流量，则增加WOBp。,（Demand Flow）： 为间断气流，是成人呼吸机和SIMV模式常用的气流输出形式，当呼吸机感受到病人吸气努力时触发同步装置提供气流和正压通气，于两次正压通气间病人呼吸努力亦能触
14、发指令活瓣使呼吸机送出气流，呼气时呼吸机不送出气体。 图为 SIMV（PCV）+ PSV。,按需气流,（Bias Flow）为改进的持续气流，在机械通气呼气结束时启动偏流，向自主呼吸的患者提供新鲜气体，气流量随患者吸气力量增加而增加。当患者自然呼气时气道压力升高超过基线水平偏流便自行终止，以减少患者呼气阻力，降低WOB。偏流缩短了呼吸机伺服阀门反应时间，即使气管导管有漏气也可稳定基线压力。适宜的偏流可增加同步灵敏度，偏流流量太大则降低同步灵敏度。,偏流,或称伴流量辅助的SIMV， Bennet和西门子Serv300呼吸机称为Flow-by。 主气流流量大调节范围宽，用于提供足够的潮气量， 辅助
15、气流小（Serv300呼吸机成人为2L/分 儿童为1L/分， 新生儿为0.5L/分） 目的：增加流量触发的灵敏度。,二重气流（Duo Flow）,恒流：如容量控制通气（VCV）,气流输出波形,减速气流：压力控制机械通气(PCV),呼气活瓣,吸气开始时，人工呼吸机呼气活瓣关闭，呼吸机进入吸气状态，气体流速的大小、活瓣关闭的程度或容量的多少决定PIP的高低。 同样呼气末时活瓣关闭的程度将影响PEEP,磁性呼气PEEP活瓣,加压呼气囊PEEP活瓣,弹簧呼气PEEP活瓣,文丘里呼气PEEP活瓣,水柱法PEEP活瓣,潮化器（Humidifier）,呼吸机输送气体为何要湿化?,湿度与含水量,上气道,下气道,上气道解剖,上气道功能,正常人吸入气体到达气管隆突时温度达37，湿度达100%，水份含量达44mg/L。 吸入气体湿度5070%时气道粘膜纤毛的功能受损。吸入气体湿度75%，水份含量33mg/L，纤毛功能改善。,湿化对气体交换的重要性,PaO2 或 PaCO2 =(大气压力-47mmHg)O2 %或 CO2 % 肺泡内的气体交换环境：37饱和水蒸汽（100%），47mmHg分压,含水量为44mg/L。 当吸入气体抵达气管时的相对湿度低于70%时纤毛的功能即仃止. 故机械通气中湿化器的温度应调节至37, 才符合人体正常生理
