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1、机械通气波形分析机械通气波形分析 广东省人民医院ICU 蒋文新流速测定 流速一般在呼吸机环路中测得 流量感应器根据设计类型不同而有些许 差异，但大部分都可以测量一个较大的 范围（-300+150LPM） 假呼吸运动、水气、呼吸道分泌物等可 影响感应器准确性 流速测定 流速波有两个组成部分：吸气波和呼气 波，它描述了流速大小、持续时间和机 控呼吸下的流速释放方式（正压通气） ，或者病人自主呼吸下的流速大小，持 续时间和流速需求。 吸气流速波机控呼吸 呼吸机送气开始 ： 取决于预设呼吸周期和触发域值 吸气峰流速 ： 流速（LPM）=潮气量（L）/时间（S）X60 吸气末停止送气： 容量、流速、压力
2、或吸气时间均可切换 吸气流速的持续时间 ： 取决于预设的潮气量、峰流速和流速释放方式（波型:如递减波）也可直接设置 整个呼吸周期时间（TCT）：TCT=60/Rate 恒定流速的一次机控呼吸的吸气流速波（方波） 延迟时间效应会在吸气开始和吸气末使波形出现轻微的倾斜 恒流速波形延迟时间效应 “真正的”方波是没有的恒流速波形受环路回缩力的影响在早期低驱动压高内部顺应性的呼吸机， 气流输送受到环路回缩力的影响很大 新一代呼吸机设计了低内部顺应性和高驱 动压力，使环路回缩力对送气的影响减少 了 在一个较高的吸气峰压下，峰流速逐步减 小，会导致吸气时间的延长 越来越多的新一代容控型呼吸机具备了一 些其他
3、可选择的波型，包括递增波、递减 波和正弦波 实线是受环路回缩力影响后的波形 虚线是“真正的”方波 递增波递减波正弦波吸气流速波自主呼吸 波形特点：通常取决于病人呼吸需求的特点 波形大小、持续时间与病人的呼吸需求相对应。此时 由于没有预设值，系统响应时间对波形的影响非常小 ，通常波形类似于正弦波。（没有使用压力支持等辅 助手段） 吸气开始 吸气流速大小 吸气结束 吸气流速持续时间（吸气时间）呼气流速波 不论是机控或是自主呼吸，都是一个被动的过 程 呼气流速波的大小、持续时间、形状取决于顺 应性，顺应性包括病人顺应性和呼吸机环路顺 应性。 呼吸机环路顺应性受到环路长度、材质、型号 （内径）的影响，
4、并且，气流通过呼气阀时的 阻力（容量测算系统）也是重要因素。 病人肺顺应性改变或呼气时动用呼吸肌，都会 对波形产生影响。 呼气流速波呼气开始 呼气峰流速 呼气峰流速在机控呼吸 和自主呼吸时是不尽相同的，因为通常 机控呼吸潮气量比自主呼吸的大，所以 在正压通气下，机控呼吸的呼气峰流速 比自主呼吸的要高。 呼气结束 在这个点上于下一个机控 吸气相连接，这对于评定吸呼比（I:E ）有重要意义，而且此时有产生气道陷 闭的可能。 呼气流速的持续时间 与有效呼气时 间不同 有效呼气时间 即整个呼吸周期时间 减去实际的吸气时间 TCT 整个呼吸周期时间在呼吸机测算中呼气流速在0基线以下 了解呼气时间是否延长
5、十分重要 阻力增大后，呼气时间超过正常，峰流速下降呼气不完全，可能引起气道陷闭。呼气时动用呼吸肌，会增加呼气峰流速，缩短呼气时间 压力测定 测定压力的部位通常在环路病人端Y形管处， 也有在环路吸气支和呼气支内部测知 从环路内部测得的压力与实际气道压不尽相同 ，但往往以此作为参照 压力感应器通常可以测知最高150cmH2O的压 力，但会因环路内积水、分泌物堵塞等影响准 确性 压力波形对评估呼吸周期结构（呼气相向吸气 相转换点）、时间系数及病人与呼吸机的相互 作用都有帮助 压力波形 判断病人到底是自主呼吸还是机控呼吸 压力波形自主呼吸 吸气时压力下降 呼气时压力升高 压力波形机控呼吸 最大膨胀压
6、或称吸气峰压吸气时间 正压持续时间 肺膨胀压吸气暂停 “膨胀压”指达到一个 固定潮气量时的压力。 膨胀压分两个部分 流速抵抗压和肺扩张压 气道峰压 受到流速和容量 变化影响后，近口端气道的最大压力 气道平台压 肺泡膨胀时（ 没有气流进出的情况下）的 压力 压力波形受阻力、流速、顺应性影响 （固定潮气量） 在一个固定的潮气量下，压力波形会随着流速大小、输送方式（方波、正弦波等 ）、气道阻力、肺顺应性的不同而相应改变 测定的“呼气压”其实是呼气时呼吸机环路内的压力 PEEP抬高了基线 呼气压力抬高抬高呼气压基线可以通过调 整PEEP 或呼气阀实现 ，也可以由缩短呼气 时间 ，使呼气不完全来达到，但
7、是 这样 会引起内源性PEEP的产生，并 会使呼气末压力逐渐增高 大多数呼气压是在呼吸机环路内测定 的，因而小气道动态塌陷引起的呼气 末肺泡正压（内源性PEEP），在这 种测量方法下是不能探知的 通过调整呼气阀来改变呼气末压力， 通常是在呼气支末端加以一定的阻力 ，即通过限制呼出气流速来实现。这 种方法所得到的压力与呼气流速有关 ，与阻力阀的横截面积有关。气流大 阻力大，气流小阻力小。并且会延长 呼气时间，增加患者呼气功。 以持续气流实现基线压抬高的方法， 更为合理，且效果更好。在ARDS和 急性肺水肿的病人治疗中，这种差异 尤为明显。 平均压 平均气道压描述了气道平时的平 均压力和正压通气对
8、肺泡稳固性 及心脏充盈的影响。 平均压受峰压和PEEP的影响， 并与I：E有关。在两种呼吸状况 同时存在的情况下也可以测得 平均压不能清楚地在压力波形上 反映出来 通常由连续间隔很短时间测知的 一系列压力所得，即将这些间隔 测得的压力的总和，除以相应的 数量。PMEAN=（ P1+P2+P3+PN）/N 根据呼吸机设计不同，平均压的 计算方法也不尽相同，有些呼吸 机在连续测定一段压力数值之后 ，求其积分。（即N为无穷大） 自主压力触发的辅助通气压力持续下降至预设的触发灵敏 度以下一段时间后，辅助通气才 开始，压力上升，这一段时间即 为响应时间 若触发灵敏度设置过大或病人呼 吸极浅，只能看到压力
9、下降而不 能触发辅助通气 灵敏度设置过小则易受外界因素 影响。(如环路内积水) 可能造成三种结果： a)从储气罐或持续气流中供气 b)按一定流速供给，以保持基线压平稳（漏气补偿） c)不供气 达到了一个机控呼吸的时间循环 ，呼吸机不管病人动作，予以一 次强制通气，此时易出现对抗动 作。 未能触发辅助通气的时间测算机控呼吸的吸气时间 正压持续时间 机器测得的总呼吸循 环的时间（TCT）机器测得的呼气时间 病人实际的呼气时间 ： 机器测得的I：E ： 病人实际的I：E压力测定PCV、PSV在PCV和PSV模式中，压 力是预设的，是一个独立 可变量，而流速和潮气量 是根据压力的预设值和病 人状况而变
10、化的非独立可 变量。 相对的，在容控呼吸中， 流速和潮气量是独立可变 量，可以预设，而压力是 非独立可变量 从吸气向呼气转换，PSV 由流速决定，PCV由预设 的吸气时间决定。但在压 力波形中不易区分 早期的PCV设计成必须达到预设的吸气时间， 这样在一定程度上在吸气中后期会加重对抗 近年来新型呼吸机设计了吸气-呼气多因素触发功能 预设定容量、流速、时间等一些吸-呼转换阈值， 只要达到其中一个阈值，就开始转换成呼气 这样可以改善人机同步，提高通气效率容量波形上升支表示输送给病人的容量 ，在容控模式中，通常就是预设 的潮气量（除非启用了“自动顺 应性补偿*”功能）。压控模式中 ，容量取决于预设压
11、力、吸气时 间和肺阻力的影响 下降支表示呼出气容量，通常 与输送容量相符，除非环路有漏 气，或者病人有气胸、支气管胸 膜篓等疾病容量波形由一个很重要的作用就 是区别一些不正常现象是呼吸机 本身的问题如环路漏气，还是具 体设置及病人本身问题（如设置 不当引起气道陷闭）所引起的 容量通常结合流速信号在呼气阀中测得 自动顺应性补偿在容控模式下，新一代呼吸机 可以自动补偿两次呼吸间由于 螺纹管扩张所导致的容量损失 。通常在自检中，呼吸机会测 得环路的顺应性，由此来计算 这一部分容量损失，然后自动 调节峰流速或吸气时间以补充 相应的损失量。 在启用自动顺应性补偿时，呼 吸机会送一个比预设潮气量大 的容量
12、，而有效潮气量则基本 不变，但是要注意这个较大的 容量要在有效呼气时间内排完 。充分的呼气时间可以避免不 必要的内源性PEEP 流速、压力、容量环机控、辅辅助、自主呼吸的波形环环之间间的区别别 压力-容量环对于测定、估算呼吸功有重要的作用（做功=环的面积） 压力-容量环 流速、压力、容量环 机控、辅辅助、自主呼吸的波形环环之间间的区别别压力-流速环流速、压力、容量环 机控、辅辅助、自主呼吸的波形环环之间间的区别别容量-流速环呼吸机工作的示意图Flowsensor流速-时间曲线( F-T curve )八种流速-时间曲线(F-T curve)呼吸机在单位时间内输送出气体量或气体流动时变化；横轴代
13、表时间(sec), 纵轴代表流速(Flow), 在横轴上部代表 吸气流速,横轴下部代表呼气流速；目前有八种吸气流速波形。 FGHVCV常用的吸气流速的波型流速流速Square：方波Decelerating ：递减波Accelerating ：递增波(少用 )Sine：正弦波( 少用)吸 气呼 气时间自动变流(autoflow)当阻力或顺应性发生改变时, 每次供气时的气道压力 变化幅度在3cmH2O, 不超过报警高压限-5cmH2O, 适用于各种VCV的各种通气模式.是VCV吸气流速的一种 功能, 根据当时的肺顺 应性和阻力及预设潮气 量而自动控制吸气流速 (似递减波形),在剩余的 吸气时间内以
14、最低的气 道压力输送潮气量.呼气流速波形的临床意义判断支气管情况和主动或被动呼气 左侧图虚线反映气道阻力正常, 呼气时间稍短, 实线反映呼气阻力 增加, 呼气时延长. 右侧图虚线反映是病人的自然被动呼气,实线反映了是患者主动 用力呼气. 结合压力-时间曲线一起判断即可了解其性质 .判断有无auto-PEEP的存在 呼气流速在下一个吸气相开始前呼气流速突然回到0, 这是由于 小气道在呼气时过早地关闭, 使部分气体阻滞在肺泡内而引起 auto-PEEP(PEEPi)存在. 注意图中的A,B和C, 其突然降至0时呼 气流速高低不一.auto-PEEP是由于平卧位(45岁以上正常人), 呼气时间设置不
15、适 当, 采用反比通气或因肺部疾病或肥胖者所引起, 评估支气管扩张剂的疗效 A: 呼出气的峰流速, B: 从峰流速逐渐降至0的时间.图右侧治疗后呼气峰流速A增加, B有效呼出时间缩短, 说明用 药后支气管情况改善.压力-时间曲线VCV的压力-时间曲线A至B点反映了吸气开始时所克服的系统内所有阻力 .B至C点(气道峰压=PIP)是气体流量打开肺泡时的压力, 在C点时 呼吸机完成输送的潮气量. C至D点的压差由气管插管的内径所决定, 内径越小压差越大. D至E点即平台压是肺泡扩张的压力不大于30 cmH2O .E点是呼气开始, 呼气结束气道压力回复到基线压力的水平. VCV中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比) VCV通气时, 在A处因吸气流速设置太低, 压力上升速度缓慢, 吸 气时间长.吸/呼比相应发生改变!B处因设置的吸气流速太大,压力上升快且易出现压力过冲, 吸 气时间短. 结合流速曲线适当调节峰流速即可.容积-时间曲线容积-时间曲线的分析 A:吸入潮气量(上升肢)，B:呼出潮气量(下降肢)；I-Time：吸气 时间(吸气开始到呼气开始), E-Time:呼气时间(从呼气开始到下 一个吸气开始)。 VCV时, 吸气期的
