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1、 机械通气波形机械通气波形之之“精读精读”南京大学医学院附属鼓楼医院南京大学医学院附属鼓楼医院 重症医学科重症医学科 提纲提纲机械通气波形概述机械通气波形概述1常见机械通气波形常见机械通气波形2特殊参数波形特殊参数波形3异常波形解析异常波形解析4解读呼吸机波形意义解读呼吸机波形意义熟练的熟练的ICU医师通过呼吸机波形评估病人肺的医师通过呼吸机波形评估病人肺的状态状态如同心脏科医师通过心电图评估心脏状态如同心脏科医师通过心电图评估心脏状态 了解病人目前的通气状态了解病人目前的通气状态 分析机械通气过程中出现的问题分析机械通气过程中出现的问题呼吸机的监测呼吸机的监测压缩空气压缩空气压缩氧气压缩氧气
2、空氧混合器空氧混合器吸气阀吸气阀吸气流量吸气流量传感器传感器湿化器湿化器气道压力气道压力传感器传感器病人病人呼气流量呼气流量传感器传感器呼气阀呼气阀单向活瓣单向活瓣流速监测流速监测呼气流速传感器呼气流速传感器Expiratory FlowTransducer患者患者患者患者呼气流速传感器呼气流速传感器Expiratory FlowTransducer患者患者患者患者呼吸机波形分类呼吸机波形分类v标量图（标量图（Scalars）: 压力、容积或流速随时间变化的图形，压力、容积或流速随时间变化的图形，x轴为时间轴为时间轴。轴。v环形图（环形图（Loops）: 反应压力反应压力-容积或流速容积或流速
3、-容积之间关系的图形容积之间关系的图形. (P/V or F/V)。不存在时间这一变量。不存在时间这一变量。.SECLPM123456120VPawVT波形的基本形态波形的基本形态最常见的波形形态为最常见的波形形态为:方波方波(square), 斜波斜波(ramp), 和正弦波和正弦波(sine)squareAscendingrampDecsendingrampsine波形的基本形态波形的基本形态TIMETIME方波方波:代表一个恒定不变或设定的参数代表一个恒定不变或设定的参数压力控制模式的压力波形压力控制模式的压力波形流速恒定的容控模式的流速波形流速恒定的容控模式的流速波形斜波斜波:代表一个
4、不断变化的差数代表一个不断变化的差数主要受肺力学特性的影响主要受肺力学特性的影响分为递增波和递减波分为递增波和递减波TIME正弦波正弦波:见于自主通气见于自主通气波形的基本形态波形的基本形态TP TPTVTVFTF TPressure ModesVolume ModesVolume Control SIMV (Vol. Control)Pressure ControlPRVCSIMV (PRVC)SIMV (Press. Control)Pressure SupportVolume Support常用机械通气波形常用机械通气波形流速流速-时间曲线时间曲线压力压力-时间曲线时间曲线容积容积-时间
5、曲线时间曲线压力压力-容积环容积环流速流速-容积环容积环压力时间曲线压力时间曲线Pressure mode压力波形常为方波压力波形常为方波吸气时压力持续不变吸气时压力持续不变Volume mode压力波形常为斜波压力波形常为斜波Paw (cm H2O)Time (sec)压力时间曲线的意义压力时间曲线的意义v气体陷闭气体陷闭 (auto-PEEP)v气道阻塞气道阻塞v支气管扩张药物的疗效支气管扩张药物的疗效v呼吸系统力学呼吸系统力学 (顺应性顺应性/阻力阻力)v过度呼气过度呼气v通气模式通气模式 (容量容量 vs. 压力压力)v了解气道峰压（了解气道峰压（PIP）, 平台压（平台压（Pplat
6、）vCPAP, PEEPv人机同步性人机同步性v吸气触发努力吸气触发努力可用于评估可用于评估:TPPEEP和自主呼吸触发和自主呼吸触发Time (sec)Paw (cm H2O)Patient Triggered01020PEEP +5应用应用PEEP后整个压力波形的基线将抬高后整个压力波形的基线将抬高若为病人自主触发的通气整个波形前将有一个负向波若为病人自主触发的通气整个波形前将有一个负向波 压力时间曲线的解读压力时间曲线的解读Time (sec)Paw (cm H2O)Begin InspirationPIPBegin ExpirationPplateau整个曲线下面积代表整个曲线下面积代
7、表平均气道压（平均气道压（ Pmean ） Pmean=(A+B+C)/TimeABCA= 气道阻力气道阻力 (Raw)B= 肺泡扩张所需压力肺泡扩张所需压力PIP= Peak Inspiratory PressureInspiratory holdPplateau = Plateau Pressure气道峰压增高气道峰压增高Time (sec)Paw (cm H2O)PIPPPlatHigh RawPIPPPlat不变不变NormalHigh FlowPIP TiPPlat不变不变气道阻力或流速的增加导致气道阻力或流速的增加导致 PIP 升高升高但但Pplat 不变不变平台压增高平台压增高T
8、ime (sec)Paw (cm H2O)PIPPPlatNormalPIPPPlatLow ComplianceHigh VTPIP TiPPlat肺顺应性下降或潮气量的升高导致肺顺应性下降或潮气量的升高导致Pplat升高升高但但 PIP 和和 Pplat 之间的差值不变之间的差值不变Auto-PEEPAuto-PEEP的观察的观察Time (sec)Paw (cm H2O)01020Expiratory “hold” appliedAuto-PEEP =4Set PEEP=5 Total-PEEP =14使用呼气暂停后，尚未呼出的陷闭气体将导致压力波形升高高于基线水平，使用呼气暂停后，尚未
9、呼出的陷闭气体将导致压力波形升高高于基线水平，形成形成auto-PEEP可接受的可接受的 auto-PEEP 应应 5cm H2O容积时间曲线容积时间曲线Time (sec)容量时间波形一般呈容量时间波形一般呈“山尖山尖”状：状：如果设定吸气暂停时间或使用吸气暂停功能后波形顶部将出现平台如果设定吸气暂停时间或使用吸气暂停功能后波形顶部将出现平台LITERSVT容量时间曲线的意义容量时间曲线的意义v气体陷闭气体陷闭 (auto-PEEP)v漏气漏气v潮气量大小潮气量大小v主动呼气主动呼气v人机同步性人机同步性可用于评估可用于评估:TimeV容量时间曲线的构成容量时间曲线的构成Time (sec)
10、Begin InspirationBegin ExpirationExhaled volume returnsto baselineVolume Inspiratory Tidal VolumeLITERSVT气体陷闭或漏气气体陷闭或漏气Time (sec)Loss of volume如果呼气支曲线未能回到基线，则可能存在气体陷闭或漏气（可见于如果呼气支曲线未能回到基线，则可能存在气体陷闭或漏气（可见于气管插管气囊漏气，呼吸机管路漏气，交通性气胸行胸腔置管引流后）气管插管气囊漏气，呼吸机管路漏气，交通性气胸行胸腔置管引流后）LITERSVT流速时间曲线流速时间曲线Pressure mode流速
11、波为斜波流速波为斜波Volume mode在恒流时流速波为方波，在恒流时流速波为方波，流速保持不变流速保持不变123456Time (sec)120-120FlowL/min现代呼吸机在容量控制通气时亦允许使用多种预设计的流速波形现代呼吸机在容量控制通气时亦允许使用多种预设计的流速波形（如减速斜波）（如减速斜波）流速时间曲线的意义流速时间曲线的意义v气体陷闭气体陷闭 (auto-PEEP)v气道梗阻气道梗阻v支气管扩张药物的反应支气管扩张药物的反应v主动呼气主动呼气v通气模式通气模式 (压力压力 vs. 容量容量)v吸气气流水平吸气气流水平v人机同步性人机同步性v吸气触发努力吸气触发努力可用于
12、评估可用于评估:TIMEF不同模式下的流速波形不同模式下的流速波形Time(sec)Time(sec)VolumePressureConstant flowDecelerating flow达到相同的潮气量减速流速模式所需的气道峰压更低，优于恒定流速模式达到相同的潮气量减速流速模式所需的气道峰压更低，优于恒定流速模式PawcmH2OL/minFlowTime (sec)L/min123456120-120FlowAuto-PEEPAuto-PEEPAuto-PEEPAuto-PEEP的的的的流速流速波形波形波形波形Expiratory flow doesnt return to baselin
13、eNormalStart of next breath如果呼气相流速曲线在下次吸气前无法回到基线，则可能存在气体陷闭如果呼气相流速曲线在下次吸气前无法回到基线，则可能存在气体陷闭 (可见于肺气肿病人，吸呼时间比设置不当可见于肺气肿病人，吸呼时间比设置不当)气道阻力变化气道阻力变化之气管扩张药物起效的表现有：之气管扩张药物起效的表现有： 呼气峰流速的上升呼气峰流速的上升呼气支曲线更快回到基线呼气支曲线更快回到基线Time (sec)120-120FlowL/minshort exp. timeincreased Peak FlowPre-BronchodilatorPost-Bronchodil
14、ator通气模式的判断通气模式的判断如何区别压力模式和容量模式？如何区别压力模式和容量模式？Remember the letter “P”. In Pressure modesThe Pressure waveformhas a Plateau.TP TPTVTVFTF TPressure ModesVolume Modes通气模式的判断通气模式的判断在压力限制、控制模式中，流速曲线一般会回到基线位置在压力限制、控制模式中，流速曲线一般会回到基线位置而在压力支持模式中，流速曲线不会回到基线位置而在压力支持模式中，流速曲线不会回到基线位置 TPTVF TPressure Modes压力压力-容积
15、（容积（PV）环）环LITERSVTPawcmH2OInspirationExpirationY轴表示容积轴表示容积 X轴表示压力轴表示压力吸气支走形向上吸气支走形向上呼气支走形向下呼气支走形向下环形的底部将位于环形的底部将位于 PEEP 水平水平PEEP自主呼吸和正压通气的自主呼吸和正压通气的PV环环LITERSVTPawcmH2OInspirationExpiration自主呼吸时曲线为顺时针向自主呼吸时曲线为顺时针向正压通气时曲线为逆时针向正压通气时曲线为逆时针向PV环的意义环的意义VPv肺过度膨胀肺过度膨胀v气道阻塞气道阻塞Airway Obstructionv支气管扩张药物的反应支气
16、管扩张药物的反应v呼吸系统力学指标呼吸系统力学指标 (顺应性顺应性/阻力阻力)v呼吸功呼吸功v流速不足流速不足v漏气漏气v触发努力触发努力可用于判断可用于判断:肺动态顺应性肺动态顺应性LITERSVTPawcmH2ODynamic Compliance(Cdyn)PV曲线起点端和顶端的连线的斜率代表动态肺顺应性曲线起点端和顶端的连线的斜率代表动态肺顺应性(Cdyn)Cdyn = volume/pressure肺静态顺应性肺静态顺应性VTPIPPEEPPPlatSlopeComplianceC =Pplat - PEEPtidal volume切点切点 TIMEPLITERSVTPawcmH2O
17、定压模式的定压模式的PV曲线曲线LITERSVTPawcmH2OPaw (cm H2O)Time(sec)压力限制压力限制/控制控制/支持模式下吸气时压力受限或保持不变，支持模式下吸气时压力受限或保持不变，PV近似为方形近似为方形肺过度膨胀肺过度膨胀PawcmH2OVTPaw risesWith little or no change in VT“鸟嘴征鸟嘴征”LITERS压力持续上升而容积变化较小，形成压力持续上升而容积变化较小，形成 “鸟嘴征鸟嘴征”应降低潮气量或吸气压力应降低潮气量或吸气压力气道阻力增加气道阻力增加LITERSVTPawcmH2O呼气阻力增加呼气阻力增加:气道痰栓气道痰栓
18、支气管痉挛支气管痉挛 吸气阻力增加：吸气阻力增加：气管插管变形气管插管变形病人咬管病人咬管随气道阻力的增加，随气道阻力的增加，PV曲线将变宽曲线将变宽其中呼气阻力的增加更为常见其中呼气阻力的增加更为常见顺应性改变顺应性改变LITERSPawcmH2OVTLITERSPawcmH2OVTIncreased ComplianceDecreased Compliance常见于常见于: 肺气肿，肺气肿，表面活性剂治疗后表面活性剂治疗后常见于常见于: ARDS, CHF,肺不张肺不张漏气漏气PawcmH2OVTLITERSPV环的呼气支曲线未回到基线水平提示漏气存在环的呼气支曲线未回到基线水平提示漏气存
19、在PVPV曲线的拐点曲线的拐点LITERSVTPawcmH2OLower Inflection PointUpper Inflection Point(Third Inflection Point)低位拐点代表大多数塌陷肺泡的开放点（肺复张）低位拐点代表大多数塌陷肺泡的开放点（肺复张）ARDS的保护性肺通气建议的保护性肺通气建议PEEP应设置于地位拐点之上应设置于地位拐点之上流速流速容积（容积（FVFV）曲线）曲线InspirationExpirationFlow(L/min)LITERSVTY轴表示流速，轴表示流速，X轴表示容积轴表示容积吸气支位于吸气支位于X轴上方并且其波形与流速时间波形一
20、致轴上方并且其波形与流速时间波形一致呼气支位于呼气支位于X轴下方，反应被动呼气的情况轴下方，反应被动呼气的情况PIF PEF VtFVFV曲线的意义曲线的意义FVv气体陷闭气体陷闭v气道梗阻气道梗阻v气道阻力变化气道阻力变化v支气管扩张药物的疗效支气管扩张药物的疗效v吸气和呼气流速吸气和呼气流速v流速不足流速不足v漏气漏气v呼吸机管路积水呼吸机管路积水v人机同步性人机同步性可用于评估：可用于评估：FV曲线和流速时间曲线曲线和流速时间曲线FVTFTFFVFV曲线吸气支波形与相应的流速时间波形一致曲线吸气支波形与相应的流速时间波形一致漏气或气体陷闭漏气或气体陷闭InspirationExpirat
21、ionFlow(L/min)LITERSVT呼气支曲线未回到起始点呼气支曲线未回到起始点如果存在漏气，如果存在漏气，FV环无法回到起始点。这一现象同样可见于气体陷闭时。环无法回到起始点。这一现象同样可见于气体陷闭时。气道梗阻气道梗阻FVFVReduced Peak Flowscooping 导致小气道梗阻的疾病下呼气支曲线呈现出内凹的导致小气道梗阻的疾病下呼气支曲线呈现出内凹的“勺形勺形”，常见于哮喘、肺气，常见于哮喘、肺气肿等导致呼气阻力升高的疾病。肿等导致呼气阻力升高的疾病。特殊机械通气参数波形特殊机械通气参数波形上升时间上升时间吸气终止切换吸气终止切换上升时间上升时间Paw (cm H2
22、O)Time在吸气相达到设定的气道压力或峰流速所需时间为在吸气相达到设定的气道压力或峰流速所需时间为上升时间上升时间用于评估在压力支持通气下呼吸机的支持是否满足病人吸气需求用于评估在压力支持通气下呼吸机的支持是否满足病人吸气需求上升时间上升时间如果上升时间过短，可见压力波形上见一突起部，称为压力如果上升时间过短，可见压力波形上见一突起部，称为压力“波峰波峰”需要减慢呼吸机送气阀的开放，增加上升时间需要减慢呼吸机送气阀的开放，增加上升时间如果上升时间过长，压力波形将变得光滑且倾斜，将降低呼吸机气流的输出并且如果上升时间过长，压力波形将变得光滑且倾斜，将降低呼吸机气流的输出并且可能无法满足病人的吸
23、气需求可能无法满足病人的吸气需求需加快送气阀的开放，降低上升时间需加快送气阀的开放，降低上升时间TimePaw (cm H2O)too fasttoo slowpressure spike吸气终止切换吸气终止切换v在压力支持通气时，何时由吸气转变为呼气取决于在压力支持通气时，何时由吸气转变为呼气取决于吸气终吸气终止切换止切换的设置的设置v常见的切换设置方法：常见的切换设置方法：根据吸气气流终止切换根据吸气气流终止切换 根据感应到呼出气流切换根据感应到呼出气流切换根据吸气流速变化切换（简称流速切换）根据吸气流速变化切换（简称流速切换）流速切换流速切换当吸气流速下降至某一特定水平时吸气终止当吸气流
24、速下降至某一特定水平时吸气终止Inspiration endsTime(sec)PawcmH2OL/minFlowTime(sec)流速切换的设置流速切换的设置Time (sec)120-120FlowL/min100% of PatientsPeak Inspiratory Flow100%75%50%30%上图中，呼吸机的设置为：当流速下降至峰流速的上图中，呼吸机的设置为：当流速下降至峰流速的30%时吸气终止时吸气终止流速切换设置不当流速切换设置不当A 切换流速的百分比设置过高，切换提早出现切换流速的百分比设置过高，切换提早出现导致吸气时间过短（潮气量不足）导致吸气时间过短（潮气量不足）B
25、 切换流速的百分比设置过低，导致吸气时间过长切换流速的百分比设置过低，导致吸气时间过长迫使病人主动呼气（增加呼吸功），压力波形上出现呼气迫使病人主动呼气（增加呼吸功），压力波形上出现呼气“波波峰峰”PawcmH2OL/minFlowTime (sec)Time (sec)100%60%10%Exhalation spikeAB异常波形解析异常波形解析气体陷闭气体陷闭 (auto-PEEP)(auto-PEEP)气道阻力增加气道阻力增加顺应性改变顺应性改变漏气漏气人机不同步人机不同步气体陷闭气体陷闭 (auto-PEEP)(auto-PEEP)原因原因呼气时间不足呼气时间不足呼气时小气道的狭窄塌
26、陷导致呼气气流受限呼气时小气道的狭窄塌陷导致呼气气流受限改善气道狭窄，增加吸气流速，减少吸气时间，使用改善气道狭窄，增加吸气流速，减少吸气时间，使用PEEPTPTFTVPVFV气道阻力增加气道阻力增加原因原因支气管痉挛、痰栓形成、流速过大支气管痉挛、痰栓形成、流速过大气管插管问题气管插管问题 (口径过细口径过细, 导管扭曲、堵塞导管扭曲、堵塞, 病人咬管病人咬管)呼气阀或过滤器阻力过大或被阻塞呼气阀或过滤器阻力过大或被阻塞治疗气道痉挛，吸引气道，更换气管插管或呼气滤器，使用牙垫，治疗气道痉挛，吸引气道，更换气管插管或呼气滤器，使用牙垫，降低峰流速降低峰流速TPPIPPPlat不变不变TFVPF
27、V顺应性改变顺应性改变顺应性下降原因顺应性下降原因ARDS、肺不张、肺实变、肺不张、肺实变、肺纤维化、肺过度充气肺纤维化、肺过度充气气胸、胸腔积液气胸、胸腔积液腹腔高压腹腔高压慢性充血性心功能衰竭慢性充血性心功能衰竭v顺应性增加原因顺应性增加原因肺气肿肺气肿表面活性剂使用表面活性剂使用PVTPIPPPlatP顺应性下降顺应性下降顺应性增加顺应性增加漏气漏气原因原因插管气囊漏气，管路断连接插管气囊漏气，管路断连接交通性气胸，支气管胸膜瘘交通性气胸，支气管胸膜瘘流速传感器错误流速传感器错误检查呼吸机管路可能的漏气位置检查呼吸机管路可能的漏气位置TVPVFV人机关联人机关联概述Trigger dys
28、synchronyFlow dyssynchronyCycle dyssynchrony人机对抗人机对抗人机对抗人机对抗 触发不同步触发不同步流量流量/容量容量 不同步不同步切换不同步切换不同步触发的选择触发的选择v压力触发压力触发呼吸肌等长度收缩呼吸肌等长度收缩v流速触发流速触发呼吸肌等张力收缩呼吸肌等张力收缩v波形触发波形触发比流速触发节省触发所需呼比流速触发节省触发所需呼吸功吸功50%以上以上T TP PEur Respir J 2002; 20: S603触发不同步触发不同步Kondili et al.patient with severe COPD ventilated with P
29、SV触发不同步触发不同步v误触发（误触发（Autotriggering）管路积水管路积水心搏干扰心搏干扰v无效触发（无效触发（ineffective triggering）肌力不足肌力不足呼气不完全呼气不完全呼吸系统弹性差呼吸系统弹性差通气量高通气量高呼气阻力高（病人、回路阻力）呼气阻力高（病人、回路阻力）呼气时间短呼气时间短损伤肌纤维超微结构损伤肌纤维超微结构降低肌力降低肌力流量不同步流量不同步Eur Respir J 1999; 13: 87382PSVV-ACV切换不同步切换不同步Br J Anaesth 2003; 91:106119吸气过早切换为呼气吸气过早切换为呼气切换不同步切换不
30、同步无论采取何种切换模式，呼吸机的无论采取何种切换模式，呼吸机的Ti和呼吸中枢的和呼吸中枢的Ti之间总是存在差异之间总是存在差异压力切换压力切换1时间切换时间切换2容量切换容量切换3流速切换流速切换4Ti固定不变固定不变Ti取决于预设取决于预设和病人和病人Am J Respir Crit Care Med 2002;165: 9727人机不同步人机不同步原因原因 流速设置不当流速设置不当神经系统损伤神经系统损伤触发设置不当触发设置不当波形特征波形特征吸气和呼气过程中病人的呼吸努力造成吸气和呼气波形的吸气和呼气过程中病人的呼吸努力造成吸气和呼气波形的“波动波动” VPFV人机不同步人机不同步-
31、-流速设置过低流速设置过低因为吸气流速设置过低，压力时间曲线的吸气支下移因为吸气流速设置过低，压力时间曲线的吸气支下移Time(sec)Time(sec)PawcmH2OL/minFlow增加流速，减少吸气时间，增加设定的呼吸频率增加流速，减少吸气时间，增加设定的呼吸频率调整触发敏感度，改成以支持通气为主的通气模式，如调整触发敏感度，改成以支持通气为主的通气模式，如PSV对于神经系统损伤病人给予充分镇静对于神经系统损伤病人给予充分镇静测试题测试题Time (sec)RawPawcmH2OQuestion: An increase in airway resistance causes _to
32、increase and _ to remain the same?Answer: PIP increases, Pplat remains the same测试题测试题Question: This flow pattern indicates what?Answer: Air trapping (auto-PEEP)Time (sec)L/min123456120-120FlowNormal测试题测试题120-120FlowL/minPre-BronchodilatorPost-BronchodilatorQuestion: To assess improvement after a bre
33、athing treatment you should see what?Time (sec)Answer: Improved peak flow and shorter expiratory time测试题测试题 TPTVF TThe flow waveform doesnt return to baselineInterpret the mode:Is it a Volume or Pressure mode?Is it a Control (rate) or Support mode?The pressure waveform has a plateau测试题测试题Question: W
34、hat does this loop indicate?Answer: Decreased lung compliance. (ARDS, CHF, Atelectasis)LITERSPawcmH2OVT测试题测试题PawcmH2OVTPaw risesWith little or no change in VT“beaking”LITERSQuestion: What is occurring when there is a bird beak appearance on the P/V loop?Answer: Lung overdistention. Pressure continue
35、s to increase, while volume remains the same.测试题测试题Question: When the expiratory side of the loop doesnt return to baseline, this indicates what?Answer: There is a leak. (ETT cuff, vent circuit)InspirationExpirationFlow(L/min)LITERSVT测试题测试题FVFVQuestion: What is the term used for the part of the loop indicated by the arrow?Answer: This is known as “scooping”. Its caused by airway obstruction.测试题测试题Question: The red portion of the waveform indicates that rise time is what?Answer: It indicates that the rise time is too slowPaw (cm H2O)Time
