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1、呼吸机的 原理与临床运用,上海菲林 曹长春,目录,一，呼吸机作用与结构 二，各类通气模式 三，新生儿机械通气的临床应用 四，常见呼吸机品牌和新的进展 五，呼吸机的日常保养与维修,一，呼吸机作用与结构,什么是呼吸机？,电子打气筒！,闭环控制系统 (监测-反馈控制) Vs. 开环控制系统 (送气, 无反馈),A呼吸机的作用,1.呼吸机正规名称是通气机. 2.利用呼吸机本身的机械动作人工地邦助人吸气和呼气. 3.它不能替代肺呼吸的生理作用: a.通气作用-气体的吸入和呼出(呼吸机的作用在于此) b.换气作用-吸收O2和排出CO2 4.使用呼吸机目的: a.呼吸支持维持正常的通气 b.呼吸治疗纠正通气
2、衰竭, 间接纠正换气衰竭 5. 最终的作用是提高氧分压(PaO2)和维持正常、降低CO2分压(PaCO2),呼吸机的构成,一、气体输送部份 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.压力、容量传感器 6.湿化器和雾化器 二、主机（用户使用界面) 1.设置部分:含通气和报警的设置 2.监测部分:数字和波形等等 3. 报警部分:含呼吸机状态,1气源,气源是呼吸机的动力! 含呼吸机输送气体中的O2和空 气,构成吸入氧浓度=O2/(O2+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
3、: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气源不足发生 报警且不能关闭报警音响.,空氧混合装置,高压空气,高压氧,FIO2,空气-氧气混合器,氧浓度的误差为5%.,比例电磁阀(PSOL)此技术反应时间短,精度高, 0.3%,3吸气阀与呼气阀,吸气阀,呼气阀,4呼吸回路,双肢呼吸回路:即吸气管道和呼气管道各自分开,病人吸气和呼气各自经相应的管道吸气和呼气. 一般在吸气和呼气管路中均有积水杯. 单肢呼吸回路:简易型呼吸机用此回路,病人吸气通过管道，呼气直接进入大气。(如EME，可减少呼气做功和
4、降低CO2蓄积). 管道一般可由硅橡膠或塑料所制成.,双肢呼吸回路的连接,吸气、呼气各有自己的导管其中间均有积水杯,称双肢回路. 吸气肢(导管)均与湿化器连接,呼气肢末端与集液瓶连接.,5传感器,*传感器是呼吸机重要组成部分. *通过气体流速或吸、呼气压力的电讯号转換成啟动 呼吸机在吸气触发、呼吸切換、计算和监测流速、压力和容量上的改变. *流速(量)传感器有 晶体热膜式(即热导式). b. 压差式. c. 热导式 等较为常用. e.较少用的是渦轮 超声波式. *其他尚有测定氧浓度的传感器俗称氧电池.,传感器类型,温度感应,加热线,压差式,活瓣压差式,双加热导线式,双瓣压差式,双加热导线式,6
5、湿化器,在湿化器中无菌蒸馏水加热. 吸入气体通过加温水的表面，即加温和湿化至饱和点。水的温度用电子控制和限定， 对吸入气体连续测量，若超过预置值即报警. 这样可得到有效的湿化和加温的吸入气体，如此可长期通气而不损伤呼吸道。,*F&P410湿化器无加热导线较常用,价格低.儿童的存水罐需另配. *730型吸气肢有加热导线,保证吸入气温度(巳淘汰). *850型吸、呼气肢均有加热线无需积水杯,儿童成人用一存水罐,调节温度来调节相对湿度，临床湿化效果好.,6雾化器和储雾器,主机呼吸机的操作界面,设置部分:模式,呼吸参数、报警參数、呼吸暂仃通气參数和其他功能参数等设置. 监测部分:是病人机械通气后的实际
6、参数或有波形显示,某些肺功能监测. 报警部分:当有的参数超过了预置的限值即报警提醒医务人员及时处理. 呼吸机情况:报警原因提示、气源有无、停电、安全阀打开和正常通气等等.,机器显示部分一般在屏幕出语言提示,大屏幕监测和显示。可同步监测压力、容量、通气频率、氧浓度、温度、气道阻力和肺顺应性。显示压力、容量、流速的曲线和呼吸环图。提供24小时趋势图。,参数设置和机器控制部分,报警部分,二、各类通气模式,模式目录,1控制通气VCV,PCV,IMV 2辅助通气AV 3辅助控制通气A/C 4间歇指令通气IMV 5同步间歇指令通气SIMV 6压力支持通气PSV 7容量保证通气VG/压力限制容量保证通气PR
7、VC 8双水平正压通气BIPAP/BILEVEL 9压力释放通气APRV 10持续正压通气CPAP 11叹息通气SIGH 12后备通气BACK UP,呼吸模式介绍,？,1控制通气（control ventilation, CV）,通气量及通气方式全部由呼吸机决定，与自主呼吸无关。分压力控制通气和容量控制通气。 （1）容量控制通气(volume control ventilation, VCV)：即传统意义上的控制通气，也简称CV。V潮气量、F呼吸频率、IN%吸呼气时间比（I:E）完全由呼吸机控制。其压力变化为间歇正压，可为容量（比例）或时间转换。 （2）压力控制通气（pressure cont
8、rol ventilation，PCV）:分两种基本类型。一是传统意义上的通气模式，即压力P转换式；一是时间或比例转换式，压力为梯形波或方波，流量为递减波。后者已逐渐取代前者。,呼吸机工作方式差别:VCV和PCV,VCV(容量控制通气, 定容型): 吸气时预设潮气量达标后即切换为呼气, 容量有保证, 压力不保证, 因人、病情而异, 呼吸机输送流量的大小决定了吸气时间的长短. PCV(压力控制通气, 定压型):吸气时预设吸气峰压达标后即切换为呼气, 压力有保证, 容量不保证, 因人、病情而异,呼吸机输送流量的大小由预设吸气时间短长来决定. 现代呼吸机均有的功能: 凡预设吸气正者均需设定压力上升时
9、间也就是在预设的吸气时间内, 另再调节输送流量的大小.,VCV/PCV容量、流速、压力的波形,CMV,AMV,潮气量,吸,呼,流速,吸,呼,压力,吸,呼,时间切換,病人触发,VCV和PCV对肺泡充气的差别,PCV因系定压型,压力克服了所有阻力使高、低阻力的肺泡均能得到适当的充气,而使肺内分流获得改善. VCV对阻力高的肺泡可能充气不足甚至萎陷,而对阻力低的肺泡则充气过度甚至发生高容积伤.,VCV,PCV,平台时间(吸气后摒气）,VCV时在平台时间无气流进入肺泡流速降至零(图中黑色). 平台时间应计算在吸气时间内,测顺应性时应设置为0.5秒.,峰压,平台压, I ,Ti,呼气末压力,呼气末流速,
10、平台时间,切换（即吸气、呼气互为转换）,潮气量,流速,压力,吸气,呼气,吸气,呼气,时间切换,病人自主触发,2.辅助通气（assist ventilation, AV）通气量（或压力）由呼吸机决定，但由自主呼吸触发，呼吸频率和吸呼气时间比随自主呼吸变化，可理解为控制模式同步化。也分为容量辅助通气（volume assist ventilation，VAV）和压力辅助通气（pressure assist ventilation，PAV）。,3.辅助/控制通气（ACV，或AC）是上述两种通气方式的结合，也分定容型（VACV，AC和定压型（P-ACV,或P-AC）。自主呼吸能力超过预设呼吸频率为辅助
11、通气，低于预设呼吸频率则为控制通气。预设呼吸频率起“安全阀”作用，有利于防止通气过度或不足，也有利于人机的配合。现代呼吸机多用此方式取代单纯控制通气和辅助通气。,4.间歇指令通气（intermittent mandatory ventilation，IMV） 上述通气方式总的特点是：不管自主呼吸次数多少和强弱，呼吸机皆按预设值（潮气量或压力等），对每次呼吸给予通气辅助，故称谓持续指令通气（ continous mandatory ventilation，CMV）。而IMV的特点则是呼吸机间断发挥通气作用，每两次机械通气之间是自主呼吸，此时呼吸机只提供气量。在自主呼吸期间可加各种“自主性通气模式
12、”。间歇指令通气分容积控制间歇指令通气（VC-IMV，IMV）和压力控制间歇指令通气（PC-IMW）。VC-IMV是传统意义上的间歇指令通气，每次机器输送的潮气量是恒定的，PC-IMV的自变量则是压力。,5.同步间歇指令通气（synchronized intermittent mandatory ventilation， SIMV） 即IMV同步化，特点是呼吸机皆设定一定的触发窗，一般为呼吸周期时间的后25。在这段时间内，自主吸气动作可触发呼吸机送气，若无自主呼吸，在下一呼吸周期开始时，呼吸机按IMV的设置要求自动送气（图）。现代呼吸机的IMV皆有同步功能，此时IMV和SIMV有相同的含义。,
13、压力触发和流量触发,压力触发,流速触发,呼气阀,呼气阀,流量触发的优点,阴影部分的面积是压力触发额外多做的功. 黄色为流量触发,红色为压力触发.流量触发因呼吸管道中有持续恒定的气流以满足吸气起始时所需的流量. 大大地降低了触发吸气所作的功,且反应时间快. 可補偿漏气穩定PEEP.,压力触发,流速触发,隆突压,潮气量,触发方式-容量触发,容量=流速x时间,误触发,病人吸气,反映通气周期中容积随时间变化，同时也可以看成是潮气量的曲线（积分）,6.压力支持通气（pressure support ventilation, PSV) 自主呼吸触发和维持吸气过程（间接影响吸呼气的转换），呼吸机给予一定的压
14、力辅助。压力波为方波，流速为递减波，流速转换。吸气流速、潮气量、呼吸频率受自主呼吸能力和通气压力的双重影响，是目前最常用的通气模式。无自主呼吸的患者不能使用；呼吸中枢兴奋性显著降低、神经肌肉严重病变、吸肌极度疲劳的患者不宜应用；气道阻力显著增高，胸肺顺应性显著降低的情况下易导致通气不足，也不宜单独使用。,在PS时COPD病人，经常调动呼气肌肉来努力终止PS呼吸 Fabry B, et. al. Chest 1995;107(5):1387-1394 Jubran A, Van de Graff WB, Tobin MJ. Am J Respir Crit Care Med 1995;152(1
15、):129-136 Nava S, et. al. Intensive Care Med 1995; 21(11);871-879,PSV的吸气终止呼气灵敏度,漏气时无法终止压力支持呼吸，引起严重的人机对抗 漏气：无囊插管、面罩通气、胸腔引流,PSV的吸气终止呼气灵敏度,呼气灵敏度可以调节压力支持呼吸终止的标准 对满足病人渴望的吸气时间特别有帮助 改善人机同步,PSV的吸气终止呼气灵敏度,自主呼吸的吸气切换为呼气,ESENS:即在吸气过程中当流速递减至峰流速值的25%左右时呼气阀打开,病人呼气开始时无阻力感觉 ESENS调节范圍是从5%至80%均可调. 它与压力上升梯度配合調节使人机更合拍.,
16、吸气,呼气,ESENS,峰流速,100%,100%,25%,流 速,Esens的举例波形圖解,流 速,呼吸机流量,吸,呼,Esens增加,设置Esens,7.容量保证Volume Guarantee（VG）与压力限制容量保证通气PRVC,压力控制时因为肺力学变化（顺应性、阻力） 自主作功不稳定（新生儿特点），结果潮气量很不稳定！,潮气量不稳定引起通气量不足 PaO2 下降和PaCO2 上升 通气量过多 肺过度膨胀、容量伤,使用VG后,Propos. Settings,Adult,Ventilation mode:,Trigger:,Activate,Rise time:,16,600,Resp Rate B / min,Vt ml,PEEP/CPAP cm H20,Oxygen %,Ti: 1.2 sec I:E: 1:3.4,Trigger
