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1、机械通气的临床应用及呼吸力学测定,辽宁医学院附属第一医院 重症医学科 谷志龙 邮箱：,2,主要内容,机械通气的基本原理 机械通气的模式和参数调节 床旁呼吸力学测定,3,机械通气的概念,运用机械装置部分或完全取代患者的自主通气 机械装置 呼吸机（ventilator） 简易呼吸器 患者 操作者,呼吸机的基本构造,呼吸机运行本质气体开关,王 辰,5,机械通气的基本原理,气道阻力流速,容量/顺应性,基础压力PEEP,+,P总=气道阻力气体流速+潮气量/顺应性+PEEP,6,机械通气,一种脏器功能支持手段 替代“呼吸肌肉”功能，非“肺脏”功能 无治疗作用 除外心源性肺水肿、梿枷胸 主要目的：为原发病的
2、治疗争取时间,机械通气的适用征,呼吸衰竭 “泵”衰竭：重症肌无力；有机磷中毒；呼吸中枢病变 肺衰竭：ARDS；肺间质纤维化 围手术期 各种外科手术的常规麻醉和术后管理需要 心、胸、和神经外科手术 骨骼肌肉疾病 连枷胸 肌营养不良 俞森洋，机械通气与临床实践,机械通气的指针和目标,改善气体交换 纠正低氧血症 缓解急性呼吸酸中毒 缓解呼吸窘迫 降低呼吸氧耗 纠正呼吸肌疲劳 改变肺组织的压力-容积关系 预防和纠正肺不张 改善肺顺应性 预防进一步的肺损伤 促进肺和气道的康复 避免并发症 Tobin MJ,呼吸机的主要功能改善氧合,氧合障碍原因 肺泡通气不足 吸入气氧浓度低 弥散障碍 通气血流比失调 分
3、流,呼吸机的主要功能改善氧合,机械通气改善氧合的方法 MV FIO2 PEEP 复张肺泡 减少分流 平均气道压,呼吸机的主要功能排除二氧化碳,肺泡通气公式： PaCO2=(VCO2 x 0.863) /【 VE x（1-VD/VT）】 VE=VT RR CO2增加原因 肺泡分钟通气量降低 死腔量增大 CO2生成增多,肺泡通气量(VE alv),12,正压通气是改善心源性肺水肿的有效手段,病例生理学改变 左心房压力增高导致肺毛细血管静水压增加 正压通气的主要作用 降低心脏的前负荷 降低心脏的后负荷 改善心脏的工作环境（改善氧合，增加心肌供氧）,13,正压通气对心功能的影响,降低前负荷 回心血量减
4、少 降低后负荷 心室跨壁压减少,14,正压通气对心功能的影响,自主呼吸,正压通气,机械通气的模式与参数,临床常用的通气模式,辅助/控制通气（A/CMV） 同步间歇指令通气（SIMV） 压力支持通气（PSV） 双相气道正压通气（BIPAP）,辅助/控制通气（A/CMV）,是控制通气与辅助通气的结合 当自主呼吸频率低于后备频率，启动控制通气 当自主呼吸频率高于后备频率，启动辅助通气 保证患者最基本的每分通气量 每次呼吸周期，呼吸机的辅助水平相同 每次呼吸的潮气量、吸气压力、流量等参数一致 降低呼吸功耗 导致人机不协调、过度通气和过度充气的发生,辅助/控制通气模式,设置的参数 吸气触发 流量、压力或
5、时间触发 吸气过程 定容型 潮气量、流量、流量波形、吸气时间等 定压型 吸气压力、吸气时间 呼气切换 时间、容量 后备频率,辅助/控制通气模式的应用,中枢或外周驱动能力很差者 为心肺功能贮备较差者提供最大呼吸支持，减少氧耗 需过度通气者，如闭合性颅脑损伤,容量控制与压力控制的区别,容量控制通气 容量可控，但压力不可控 应用于自主呼吸稳定、气道阻力增加的患者 压力控制通气 压力可控，但容量不可控 人机协调性较好、改善气体分布,同步间歇指令通气（SIMV）,间歇指令 间歇给予指令通气，每分钟指令通气频率相同 同步 指令通气可与自主呼吸同步（触发窗） 间歇指令通气之间为自主呼吸 增加氧耗 增加呼吸功
6、,同步间歇指令通气（SIMV）模式,设置的参数 吸气触发 流量、压力或时间触发 吸气过程 定容型 潮气量、流量、流量波形、吸气时间等 定压型 吸气压力、吸气时间 呼气切换 时间、容量 触发窗 指令频率,同步间歇指令通气（SIMV）模式的应用,应用于撤机阶段 逐渐降低指令通气频率 常与压力支持通气（PSV）合用 克服自主呼吸的阻力,压力支持通气（PSV）,自主通气模式 自主呼吸参与整个通气过程 病人自主调节潮气量、吸气时间、吸气流速、呼吸频率 人机协调性优于其它模式 利于呼吸肌肉功能的恢复 潮气量随肺顺应性、气道阻力和主观的用力程度而改变,压力支持通气（PSV）模式,设置的参数 吸气触发 流量或
7、压力触发 吸气过程 吸气压力支持 呼气切换 流量切换,Flow,Paw,T,T,压力支持通气（PSV）模式的应用,具有一定的自主呼吸能力，呼吸中枢驱动稳定者 可应用于撤机阶段 逐渐减低压力支持水平,持续气道内正压通气（CPAP）,最简单的自主呼吸模式 其作用类似于PEEP 无通气辅助功能,双水平气道正压通气,方式：Bi-PAP是一种时间启动、压力限定、时间切换方式。适合于整个机械通气时期。 理解：可视为对CPAP压力值采用时间切换的连续气道正压通气，两个时间和压力均可调整。,CPAPx2=Bi-PAP,特点：通气周期任何时间均可进行不受限制的自主呼吸。自主呼吸和控制呼吸时均可应用Bi-PAP,
8、 在两个压力水平上都可有自主呼吸出现。,双相气道正压通气（BIPAP）,相当于两水平的CPAP的交替出现 增加肺泡容积，改善氧合 改善人机协调性 实现控制通气与自主呼吸的并存,新型的机械通气的模式,双重控制模式 压力调节容量控制（PRVC、VC+、autoflow等） 容量支持（VSV） 压力增强（PA） 智能通气模式 适应性支持通气（ASV） 成比例辅助通气（PAV） 自动模式（Automode） 导管补偿（ATC） NAVA,主要设置的参数,吸气触发（trigger） 潮气量（VT）/吸气压力（PI） 吸气时间（Ti）/吸呼比（I：E） 压力上升时间（rise time/slope ） 峰
9、流速（peak flow） 流速波形（flow waveforms） 呼气切换（cycle） 呼气末正压（PEEP）/持续气道内正压（CPAP） 呼吸频率（f）,参数设置和调节的主要原则,维持基本通气和氧合 避免呼吸机相关并发症的发生 呼吸机相关肺损伤（VALI） 循环抑制等 提高人机协调性,吸气触发的设置,压力触发 0.53 cmH2O 流量触发 0.55 L/min,吸气触发过程,流量触发机制,基础气流 （base flow）,10L/min,流量触发灵敏度 2 L/min,8 L/min,2 L/min,PT：压力触发 FT：流量触发,Am J Respir Crit Care Med
10、, 1998, 157:135143.,触发 延迟时间,触发功,流量与压力触发的比较,流量触发,压力触发,压力和流量触发的共同缺点,均不能克服内源性PEEP对触发的影响,内源性PEEP=6 cmH2O 外源性PEEP=0 cmH2O 触发灵敏度=2 cmH2O,肺泡内压力,神经电活动触发（neural trigger）,克服内源性PEEP对触发的影响 见于NAVA模式 改善人机协调 设置参数： 膈肌电位：0.51.5 uv,潮气量,潮气量：每次吸入或呼出气体的量 Tidal volume ,VT 主要作用：改善通气和氧合 设置和调节需考虑的因素 身高 不同疾病的呼吸力学改变，如气道阻力和顺应性
11、等 通气和氧合状态 避免气压伤的发生,初始设置和调节,初始设置： 正常肺功能的患者：812 ml/kg COPD患者和ARDS患者应小潮气量通气：68ml/kg 平台压30cmH2O 评估： 气道压力 血氧饱和度 胸部活动度、肺部听诊 血气指标,吸气时间（Ti）/吸呼比（I：E）的设置,呼吸机无法完全控制患者自主的呼气时间 吸气时间包括 送气时间 吸气暂停时间 一般设置 Ti 0.81.2 秒 I：E 1： 3 1：1.5,吸气时间（Ti）/吸呼比（I：E）,主要作用 延长吸气时间，增加平均气道压 改善氧合 实施反比通气 监测平台压 缩短吸气时间，延长呼气时间 减轻气体陷闭,吸气时间长短的评估
12、,短,正常,长,压力上升时间（rise time）,只见于压力目标型通气模式 是指气道压力从基础水平升至设置水平的时间,1,3,4,20,T Sec,Paw,cmH2O,rise time,PEEP,压力上升时间的作用,调节吸气初期峰流速的大小 改善人机协调性 满足患者吸气初期流速需求 降低吸气做功 增加压力上升时间 Chiumello D, et al. Crit Care Med, 2003, 31:2604-2610,压力上升时间的设置,可根据压力-时间曲线调节,1,3,4,20,T Sec,Paw,cmH2O,rise time合适,rise time过短,rise time过长,ov
13、ershoot,吸气峰流速的设置,只见于容量目标型通气模式 吸气流速和吸气时间决定潮气量大小 VT= flow Ti 主要作用 满足患者吸气初期的通气需求 调节吸气时间的长短 一般设置于 40100 L/min,峰流速,峰流速,肺通气的阻力,肺通气阻力,弹性阻力 静态阻力，2/3,非弹性阻力 动态阻力，1/3,肺弹性阻力,胸廓弹性阻力,黏性阻力,惯性阻力,肺黏性阻力,气道黏性阻力,胸廓黏性阻力,肺惯性阻力,气道惯性阻力,胸廓惯性阻力,肺通气总阻力=肺弹性阻力+胸廓弹性阻力+气道阻力,弹性阻力,弹性 弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回位的倾向 平静呼吸时，约占总阻力的2/3 吸气时的阻
14、力，呼气时的动力,顺应性,物体的易扩张性，指单位压力改变所引起的容积改变 计算公式 CV/P 弹性阻力的倒数 具有容积依赖性，比顺应性 静态顺应性：气流阻断后所测得的顺应性 动态顺应性：未阻断气流所测得的顺应性,影响顺应性的因素,弹性阻力增加（顺应性降低） 肺水肿，实变，纤维化，肺不张 气胸、胸腔积液 脊柱侧弯或其他胸壁畸形 肥胖、腹胀 动态肺充气,非弹性阻力,黏性阻力与惯性阻力 以气道黏性阻力为主（80%90%） 平静呼吸时，约占总阻力的1/3,非弹性阻力,黏性阻力 气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力以及呼吸时组织发生相对位移时的摩擦阻力 气道阻力、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力 惯性
15、阻力 气流在发动、变速、换向时由于气流与组织的惯性所产生的阻止运动的因素,气道阻力,层流 阻力来源于气体之间的相互摩擦 Raw8l/(r4),湍流 阻力来源于气体之间以及气体与气道壁之间的相互摩擦 Rawvl*摩擦因子/ 42r5,层流示意图,湍流示意图,气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力,气道阻力的分布,床旁呼吸力学监测,呼吸力学的基本特性,P=P摩擦阻力+P弹性阻力,i,机械通气的灵魂-运动方程,阻力和顺应性的监测,吸气末阻断法 患者：充分镇静 模式：容量控制 参数：方波、PEEPe “吸气末屏气”,Ppeak,Pplat,计算公式,Raw=(Ppeak-Pplat)/F Cst=
16、VT/(Pplat-PEEP-PEEPi),注意事项,消除自主呼吸的影响 足够的平衡时间 流速与容积依赖性 PEEP PEEPi,举例：,设置： VT 350ml，PEEPe 5cmH2O，Flow 30L/min(方波) 监测： Ppeak 34cmH2O，Pplat 27cmH2O，PEEPi 5cmH2O 请计算 R? C?,(Ppeak 34cmH2O)= (Flow 0.5L)/S x R + (VT 350ml)/Cst + (PEEPe 5cmH2O + PEEPi 5cmH2O) R=（34-27）/0.5=14 Cst=350/（27-5-5）=20.6,呼吸力学监测的三要素,压力（pressure，） 气道开口压，食道压，隆突压 流速（flow，） 容积（volume） 计
