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1、呼吸机小讲课,呼吸生理基础知识,气体交换所需要的肺泡通气，由吸气和呼气的节律性交替来实现。吸气时含氧丰富的新鲜气体进入肺腔。呼气时含氧少而富含CO2的气体排出体外。吸气和呼气时的气体运动，是由于胸腔的扩大和缩小的节律性交替所致。胸腔的扩大和缩小，依赖于呼吸肌的收缩与舒张，而后者受呼吸中枢的调节。,呼吸动力学,呼吸肌,肺 的 通 气,吸气（主动） 胸廓扩大+肺膨胀+气体通过呼吸道被动地进入肺内。 呼气（被动） 呼吸功的消耗：三大阻力 1.弹性阻力 70% 2.摩擦阻力 30% 3.粘性阻力（组织变形）,呼吸系统组成,呼吸道（环状软骨） 上呼吸道：鼻、鼻窦、咽、喉 下呼吸道：气管 主支气管 叶支气
2、管、 段支气管 、小支气管、细支气管 （20mm） （13mm） （8mm） （5mm） (3mm) （2） （4-8） （16） （32-2千） (4千) 终末支气管 、呼吸性细支气管、 肺泡管 、 肺泡 （1mm) (0.5mm) (0.3mm) (0.2mm) (6.5万) (50万) （4千万） （3亿）,肺与肺泡,肺是具有弹性的海绵状器官，类似圆锥形。 肺泡：内径0.2-0.25mm 数量约2 - 6亿个之间 总表面积可达50-120m2 每一肺泡有1-2个肺泡孔与相邻相沟通,我们每天吸入10000-12000L空气 (1)吸入气体调节功能（温度、湿度） (2)过滤及清洁机制 （咳嗽
3、/喷嚏）,通气: 外界空气吸入肺泡内,并将已交换气体自肺泡呼出的过程. 肺泡-毛细血管膜气体交换:交换肺泡中的氧气和肺毛细血管中的二氧化碳 灌注 循环: 将肺毛细血管中的氧气转移到体细胞,并将体细胞中的二氧化碳转移到肺毛细血管. 细胞呼吸: 将血液中的氧气转移到细胞并将细胞中的二氧化碳转移到血液中.,呼吸生理,肺泡/毛细血管膜,毛细血管,肺泡,生理,O2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,O2,O2,O2,O2,O2,O2
4、,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,膜,PalvCO2 = % CO2 x P大气压 肺泡二氧化碳分压 例. 5 % x 760 = 38 mm Hg PalvO2 = % O2 x P大气压 肺泡氧分压 e.g. 13.3 % x 760 = 101 mm Hg e.g. 50 % x 760 = 380 mm Hg e.g. 50 % x (760 + 25) = 393 mm Hg (25 mm Hg = 33 cm H2O),肺泡,生理,气体交换,生理,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,结合和溶解氧,% SAT血红蛋白百分饱和数,PaO2 氧分压
5、,氧合血红蛋白离解曲线,血液中的氧分压,气体交换,氧合血红蛋白离解曲线,生理,100,80,60,40,20,0,20,16,12,8,4,20,40,60,80,100,静脉 PO2 = 40,Sat = 75,动脉l PO2 = 100,Sat = 97,HEMOGLOBIN SATURATION,O2 溶解氧 ml/100ml,PO2 mm Hg,气体交换,正常PH值时PaO2 和 SaO2 对应关系,生理,气体交换,氧的传输,生理,10.0,5.3,2.7,13.3,20.9,吸入空气,肺泡气,动脉血,静脉血,组织,PO2 kPa,Alveoli,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O
6、2,O2,Cells,1 mmHg = 1,359 cmH2O 1 cmH2O = 0,735 mmHg 1 hPa = 1 cmH2O = 1 mbar,气体交换,二氧化碳的传输,生理,6.1,5.3,2.7,6.7,组织,静脉血,动脉血,呼出气,PCO2 kPa,Alveoli,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,Cell,气体交换,生理,分流,栓塞,正常,死腔,A,B,C,D,通气 血流灌注比,肺容量,潮气量（TVtidal volume） :在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量为潮气量。 肺活量（VC）：尽量深吸气后作深呼气，所能呼出的最大气量称为肺活量。 补吸气量（IRV）：平静吸气
7、后再吸入的最大气量。 深吸气量（IC）：平静呼气后再吸入的最大气量。 补呼气量（ERV）：平静呼气后再呼出的最大气量。 功能残气量（FRC）：安静呼吸时，每次呼气末肺内残留气量称功能残气量 残气量（RV）：用力呼气后残存在肺内的气体量 总肺容量（TLC）：最大深吸气后肺内总含气量 TLC-RV=VC,呼吸衰竭的定义：,由于呼吸系统或其他疾病而导致呼吸功能严重障碍，从而使得机体在呼吸正常大气压空气时发生严重的缺氧或合并有二氧化碳潴留，而产生的一系列生理功能紊乱及代谢障碍的临床综合症。,过程,呼吸机的发展史,1667年 Hooke 切开气管插管（狗） 应用风箱正压通气 1846年 Morton 气
8、管内麻醉 1869年 Trendeleuburg（德） 气管内麻醉 加气囊 1895年 Kirstein（德） 喉镜应用，气管插管 - 建立人工气道 1907年 Drager 自动供氧人工呼吸器 1909年 Janeway 小型铁肺 间歇正压通气 1926年 Drinker 铁肺（脊髓灰质炎治疗、抢救） 40到50年代，脊髓灰质炎大流行 促进了 机械通气技术的发展 1946年 Bennett 生产第一台定压呼吸机 1950年 Engstroin（瑞典） 定容型呼吸机 60到70年代，发展较快 IMV SIMV PEEP 高频正压（HEPPV）震荡（HFOV）喷射（HFJV） 80年代 PSV
9、1992年 压力调节容积控制（PRVC） 2000- 液体通气技术 没有机械通气技术，现代治疗学将是不完整的。,呼吸机的组成,气源 主机 机械臂 湿化装置 呼吸回路附件,气源,主机,机械臂,湿化装置,呼吸回路附件,管路,面罩,插管,按驱动与控制方式分： 气动气控呼吸机； 气动电控呼吸机； 电动电控呼吸机.,按作用于人体部位分： 正压呼吸机； 负压呼吸机,第三节 呼吸机的分类,按驱动与控制方式分： 气动气控呼吸机； 气动电控呼吸机； 电动电控呼吸机.,按作用于人体部位分： 正压呼吸机； 负压呼吸机,按吸呼气转化方式分： 定容（容量切换）呼吸机； 定压（压力切换）呼吸机； 定时（时间切换）呼吸机；
10、 流速控制（流速切换）呼吸机； 混合型多功能呼吸机.,按通气频率高低分： 常频呼吸机；(1-100bpm) 高频（喷射）呼吸机；(150bpm以上) 高频（振荡）呼吸机.,按应用对象分： 成人呼吸机； 成人/儿童呼吸机； 婴儿/新生儿专用呼吸机.,第四节 呼吸机相关基本概念,1. 潮气量TV（Tidal Volume) 潮气量通常是指在静息状态下每次吸入或呼出的气量。它与年龄、性别、体积表面、呼吸习惯、肌体新陈代谢有关。呼吸机设定的潮气量通常指吸入气量。潮气量的设定并非恒定，应根据病人的血气分析进行调整。正常情况下：成人：8-12ml/kg, 小儿：10-15ml/kg,2. 呼吸频率BPM(
11、Breath Per Minuter） 呼吸频率指每分钟呼吸的次数，成人的呼吸频率一般为1220次/min，小儿的呼吸频率较快，且年龄越小呼吸频率越快。,3. 分钟通气量MV (Minute Volume) 分钟通气量为每分钟吸入或呼出的气量。平静呼吸时，成人的分钟通气量为515L/min。小儿略低，且随年龄增长分钟通气量逐渐增加。,4. 吸呼比(I:E Ratio) 从吸气开始到呼气结束为一个呼吸周期。从吸气开始到呼气开始的一段时间为吸气时间，从呼气开始到吸气开始的一段时间为呼气时间。吸气时间和呼气时间的比值称为吸呼比。,5. 吸气流速(Inspiratory Flow) 患者在吸气时，气体
12、在呼吸道内流动的速度。它分为峰值流速和平均流速。,6 . 压力触发灵敏度(Pressure Trigger Sensitivity) 当患者自主呼吸时，会使密闭呼吸回路中的压力下降，当压力下降到预设定的触发数值时，呼吸机开始响应患者的自主呼吸需要，供给患者气体。这个预设定的触发数值称为，压力触发灵敏度。,7. 流量触发灵敏度(Flow Trigger Sensitivity) 当患者自主呼吸时，会使密闭呼吸回路中的气体发生流动，当流动速度达到预设定的触发数值时，呼吸机开始响应患者的自主呼吸需要，这个预设定的触发数值称为，流量触发灵敏度。,8. 吸气平台(Inspiratory Pause) 在
13、机械通气时，于吸气末呼气前，通过呼吸机的控制装置再停留一段时间（0.3-3秒），在此期间不再继续供给气流，但肺内的气体可能发生再分布，使不易扩张的肺泡充气，这个过程称为吸气平台。在这个过程压力有所下降，终点为吸气平台压。,吸气平台的时间为吸气时间的一部分。 吸气平台有利于气体在肺内的再分布。 吸气平台有利于吸入雾化药物在肺内的弥散。 利用平台压可计算静态胸肺顺应性。 吸气平台对静脉回流、颅内压等有一定影响，尤其是平台时间延长时，一般不要超过吸气时间的25% 主要用于肺泡萎陷或肺顺应性较差的病人。,9. 顺应性（C）：每单位压力变化而产生的容积变化。 容积变化（V） 顺应性（C） = （L/Kp
14、a） 压力变化（P） C 弹性阻力 C 弹性阻力,利用平台压和潮气量可以计算出胸肺顺应性 静态胸肺顺应性=潮气量/（平台压-PEEP) 动态胸肺顺应性=潮气量/（峰压-PEEP),第五节 机械通气模式,1. 容量控制-辅助通气（CMV-ACMV）：Volume Control Ventilation 是一种定容型通气模式,预置潮气量、呼吸 频率、吸呼比。通过两种方式来执行，一种是控制，一种是辅助。病人如果能够触发，则以高于预设频率的任何频率来执行辅助通气，否则执行控制通气，潮气量都是一定的。,CMV-ACMV时的流速、容量波形,CMV-ACMV时的压力、流速波形,CMV-ACMV时的压力、容量
15、波形,2. 压力控制-控制通气（PCMV-APCMV）：Pressure Control Ventilation 它是一种定压型通气模式，预置吸气压力、呼吸 频率、吸呼比。通过两种方式来执行，一种是控制，一种是辅助。病人如果能够触发，则以高于预设频率的任何频率来执行辅助通气，否则执行控制通气，潮气量是不固定的。,PCMV-APCMV时的压力、容量波形,PCMV-APCMV时的压力、流速波形,PCMV-APCMV时的容量、流速波形,3.同步间歇指令频率通气（SIMV）：synchronized intermittent mandatory ventilation,属于定容型通气模式的一种，在两次控制通气之间允许病人有自主呼吸，是控制通气与自主呼吸相结合的一种通气模式。其原理是在两次控制通气之间设定一个触发窗，如果在触发窗内病人能够触发就进行一次自主呼吸，如果不能触发那么呼吸机就给一次控制通气。,PSV模式属于部分通气模式，部分通气支持时的呼吸方式的一部分是由病人来控制的。PSV是一种压力-目标通气模式，每次通气均由病人触发和结束，由呼吸机给予一定的压力支持。病人自己控制呼吸频率、吸气时间和呼气时间以及吸气流速。,4.压力支持通气（PSV）：pressure support venti
