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1、海南省中医院 重症医学科 洪玮华,呼吸生理 与 呼吸机基础,一、呼吸生理,呼吸系统解剖与功能 肺容量的几个概念 广义的呼吸 自主呼吸的过程 呼吸过程与血液循环,二、呼吸机基础 1、机械通气的目标 2、呼吸机参数的认识 3、呼吸机的基本模式,呼吸系统解剖,上呼吸道： 1、鼻和鼻腔 过滤、湿化、 加温 2、咽 3、喉,呼 吸 生 理,鼻、鼻腔与呼吸机回路,湿化、加温,粘液腺 湿润,毛细血管 加温,纤毛 除尘,自然呼吸,过滤,呼 吸 生 理,下呼吸道： 1、气管 2、支气管 3、终末细支气管 4、肺泡 (肺内气体交换),呼 吸 生 理,呼吸系统功能,肺通气 肺换气,呼 吸 生 理,呼 吸 生 理,肺
2、容量的几个概念4V4C,呼 吸 生 理,1、吸入潮气量、呼出潮气量 2、补气量(IRV)：平静吸气后所能吸入的最大气量 正常成人约2500-2600毫升 3、吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量 IC=TV+IRV 4、补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量 5、肺残气量(RC)：最大呼气后肺内残留的气量 6、肺活量(VC)的临床意义： 评价呼吸储备 对脱机的评价和预后,呼 吸 生 理,7、功能残气量（FRC）的临床意义： 1）生理上起着稳定肺泡气体分压的缓冲作用，减少了通气间 隙时对肺泡内气体交换的影响； 2）FRC减少，呼气末肺泡将缩小或塌陷并产生静-动脉血分流 3）FRC
3、增加，提示肺泡扩张，总的肺泡表面积相对减少，有 效气体交换相对减少（肺泡水肿时则相对增加） 机械通气：PEEP 增加功能残气量,呼 吸 生 理,PvCO2 = 55 mmHg,PvO2 = 40 mmHg,PaO2 =80 mmHg,PaCO2 = 32mmHg,PaCO2 = 48 mmHg,PaO2 = 90 mmHg,PvO2 = 40 mmHg,PvO2 = 40 mmHg,PvCO2 = 55 mmHg,PvCO2 = 55 mmHg,PaO2 = 60 mmHg,PaCO2 = 40 mmHg,呼 吸 生 理,肺泡病变,广义的呼吸,呼 吸 生 理,自主呼吸的换气过程及压力和容量的变
4、化,隔肌和肋间肌收缩,胸内容积增大,胸膜内压变负,肺扩张,肺内压变负,外界空气流(压)入肺中,呼 吸 生 理,呼吸过程与血液循环,肺内压,肺内压减小，静脉血回心阻力减小，回心血常量增多，CO增加，有效循环血流量相对增加,隔肌和肋间肌收缩,胸内容积增大,胸膜内压变负,肺扩张,肺内压变负,外界空气流(压)入肺中,肺顺应力回缩,胸内容积减小,胸膜内压变正,肺缩小,肺内压变正,肺中气流(压)出外界,吸气,呼气,肺内压增大，静脉血回心阻力增加，回心血常量减少，CO减小，有效循环血流量相对减少,呼 吸 生 理,机械通气与血液循环,自主呼吸 vs. 正压通气,Pressure 压力,Volume 容量,呼
5、吸 生 理,机械(正压)通气与心肺对抗,吸气时： - 胸内,Pressure ,- 腹内,Pressure ,自然进程的破坏： “呼吸泵”作用的丧失 回心血量降低 心排量CO 低血压,组织灌注减少,机械通气的目标,呼吸机基础,CLINICAL 临床目标： 1. Reverse hypoxemia 改善低血氧症 2. Reverse respiratory acidosis 改善呼吸性酸毒症 3. Relieve respiratory distress 减轻呼吸窘迫 4. Prevent or reverse atelectasis 预防和改善肺不张 5. Reverse respirator
6、y muscle fatigue 改善呼吸肌肉疲劳,PRIMARY 前 提： Avoid Iatrogenic Lung Injury 避免医源性 肺损伤,以病人为中心的呼吸策略,呼吸机基础,目标:以病人为中心的呼吸策略 前提：防止机械正压通气的副作用: 压力伤和容量伤 心肺对抗 其他并发症，如过度通气等 设置：根据病人的病理生理状况调节呼吸机的参数,以病人为中心的呼吸策略,呼吸机基础,阻塞型呼吸障碍 (气道阻力) 哮喘 支气管炎 肺气肿 烟雾吸入 过小的插管,限制型呼吸障碍 (肺顺应性) ARDS 肺炎 充血性心衰CHF 气胸,其他限制型 神经肌肉障碍 腹部扩张 胸壁畸形,呼吸机参数的认识,
7、呼吸机基础,以PB840呼吸机为例 1、病人监测屏 2、报警参数设定屏 3、主设定栏,当前周期模式： A辅助；C控制；S自主,实测气道峰压：（防止气压伤）,实测气道平均压：（利于氧合水平提高，影响回新血量）,呼气末正压：（影响功能残气量）,实测吸呼比：（临床意义不大）,实测呼吸频率：（衡量病人自主呼吸次数）,实测呼出潮气量：（评价真正进入肺的气量）,实测总分钟通气量：（衡量供气水平）,波形窗口键,更多实测参数键,报警日志窗口键,更多活动报警信息,更多菜单窗口键,病 人 监 测 屏,波形图,所有呼吸波形都是彩色的 控制的吸气波形是绿色的 呼气是黄色 自主呼吸的吸气波形是橙色,气道峰压报警： （防
8、止气压伤，一旦检测到气道压高于设定值，将打开呼吸阀减压）,呼吸频率报警： （防止病人发生浅快呼吸）,总分钟通气量报警： （分别设高低限，黑色部分是按IBW推算的正常值范围）,控制通气潮气量报警： （防止容积伤，分别设定高低限，黑色部分是按IBW推算的正常值范围）,自主通气潮气量报警： （防止容积伤，分别设定高低限，高限与VTE MAND联动，低限可设置更低）,报警参数设定 屏,同一病人： （将自动调入上一设定参数）,新病人： （需重新设定病人的IBW和模式、参数等值）,进行短自检： （校准传感器和人工气道的特性数据，让呼吸机 自动补偿容量和压力的损失）,主设定栏,呼吸模式,呼吸模式： 辅助/控
9、制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support,A/C（机控）,SIMV(半自主),SPONT(自主),VCV：容量控制,PCV：压力控制,PSV：压力支持,CPAP：持续气道正压,呼吸模式和呼吸方式,控制和自主的结合,A/C,SIMV,SPONT （窒息后备）,VCV：Vt、f、flow
10、、Tplat、波形,PCV：Pi、f、Ti / I:E、梯度,PSV：PS、梯度、Esens,CPAP：PS0、梯度、Esens,呼吸模式和呼吸方式总结,控制和自主的结合：VCV+PSV、PCV+PSV、VCV/PCVCPAP,（压力随病人顺应性和气道阻力变化）,（潮气量随病人顺应性变化）,（PS压力支持恒定，VS潮气量恒定）,呼吸机监测一次呼吸开始到下一次呼吸开始的时间 如果这个时间超过了操作者设定的窒息通气间隔时间(默认值：20秒)，窒息通气开始按照预设值（压力控制或容量控制方式）工作 当呼吸机监测到病人有二次连续的自主呼吸，窒息通气自动停止，按原模式通气,窒息通气双向转换 (Apnea
11、Ventilation),呼吸三要素:压力、容(流)量和时间,呼吸机基础,流速-时间曲线,压力-时间曲线,压力(P )：Pressure 容量(V )：Volume 流速( f )：Flow 时间( t )：Time,吸呼比 ( I : E ): 其中： 吸气相( I ) = 吸气时间(Insp.)+平台时间(Pause) 呼气相( E ) = 呼气时间(Exp.) 正比通气、反比通气,压力-时间曲线,流速-时间曲线,密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量,顺应性代表弹性物体的扩张性,定义为容量改变与压力改变的比值。 C=V/P C的倒数（1/C）则为弹性阻力。,高顺应性,低顺应性,高顺应性/低弹性
12、阻力,低顺应性/高弹性阻力,相同的压强,弹性阻力/顺应性,临床应用：病人基本没有自主呼吸 呼吸机根据临床医生的设定参数供气 由机器启动（控制），也可由病人同步触发通气（辅助）,辅助,Pressure,机械通气的呼吸模式辅助/控制模式（A/C）,控制,优点 可提供完全的通气支持 可控制呼吸频率 缺点 设置值有时可能不能满足病人的通气需求 需检查血气指标(PO2、PCO2) 当辅助呼吸增加时，分钟通气量可能会增加 可引起过度通气 需设定高呼吸频率、潮气量和分钟通气量上限报警,辅助/控制模式(A/C) :机控呼吸,控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control,压力-时间曲线,流量-时间
13、曲线,吸气流速波形： 1.方波 2.智能容量递减波 降低峰值压力 减少气压伤和 心肺对抗,设定：潮气量、吸气流速和波形、 呼吸频率 压力：随病人顺应性和气道阻力变化,优点 医生可控制潮气量、呼吸频率，以满足病人通气需求 缺点 吸气峰压可能会很高(特别是气道阻力较大时), 容易引起气压伤和心肺对抗,控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control,设定呼吸频率：（尽量保持病人的自主呼吸，防止吸气肌萎缩）,设定吸气平台时间：（吸气后屏气，能增加气体在肺内的扩散，从而增加氧合改善肺内分流）,设定潮气量：（肺保护通气策略，68ml/IBW）,设定吸气峰流量：（设置需根据病人个体情况设定，防止
14、初流速失调；数值越大吸气时间越短，吸呼比越小）,设定送气波形：（可选方波或递减波，递减波更符合生理，有利于气体在肺内扩散；使用递减波时可适度提高吸气峰流量）,设定触发灵敏度：（默认值：新生儿1L/min；儿童2L/min ； 3L/min成人。如管道漏气严重要适当提高数值，避免误触发）,设定氧浓度：,设定呼气末气道正压：（注意PEEP对回心血量的影响，可通过P/V环低拐点帮助确定）,、关键是设定，按肺保护通气策略初设，根据血气结果调整； 、吸气峰流量设定数值决定了病人吸气早期是否能得到充足的气量，因此对改善人机对抗有帮助； 、波形的选择可改善峰压和气体在肺内的分布； 、需设定好峰压报警值，防止
15、气压伤； 、密切观测呼出潮气量与设定值得差，如是带气囊插管通气，两者相差超过，提示人工气道漏气较严重；,VCV,控制呼吸 压力控制(PCV): Pressure Control,设定：吸气压力、吸气时间、呼吸频率 流速波形：递减波，随气道阻力而变化 潮气量：随病人顺应性变化,压力-时间曲线,流量-时间曲线,优点 可减少气压伤的发生率 可使塌陷或过度膨胀的肺泡恢复 改善气体分布 缺点 当病人顺应性发生变化时，潮气量随着改变 (如 ARDS、肺水肿病人) 如吸气时间延长(适当的吸气时间延长以保证潮气量), 病人可能需要使用镇静剂或麻醉剂,控制呼吸 压力控制(PCV): Pressure Control,吸气时间锁定：（ALI/ARDS病人保证吸气时间）,吸呼比锁定：（可大致锁定气道平均压）,呼气时间锁定：（COPD病人保证呼气时间，不形成内源性PEEP，可在VCV方波通气下，按吸气暂停测得C和R，从而得到病人时间常数RXC，推算病人最短的呼吸时间值）,吸气时间,吸呼比,呼气时间,呼吸周期,、一般而言，优于：气道压受严密限制；吸气流量波形为递减波，有利于气体在肺内均布， 更符合生理；与
