k呼吸系解剖生理與呼吸機的基本模式

1、呼吸系統(tǒng)解剖生理與呼吸機的基本模式Version 4.1,,一、呼吸系統(tǒng)解剖生理,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）自主呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,一、呼吸系統(tǒng)解剖生理,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）自主呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,呼吸系統(tǒng),上呼吸道：鼻和鼻腔 過濾、濕化、加溫咽喉,呼吸機(應(yīng)用氣插和氣切）:吸入\呼出過濾器

2、電子濕化器\人工鼻,呼吸系統(tǒng),下呼吸道：氣管支氣管終末細支氣管肺泡 (肺內(nèi)氣體交換),肺泡-肺內(nèi)氣體交換,一、呼吸系統(tǒng)解剖生理,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）自主呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,肺容量,潮氣量(TV)：靜息狀態(tài)每次吸入或呼出的氣量 成人約400-500毫升,肺容量,補氣量(IRV)：平靜吸氣后所能吸入的最大氣量 正常成人約25

3、00-2600毫升,肺容量,吸氣量(IC)：平靜呼氣后能吸入的最大氣量 IC=TV+IRV,肺容量,補呼氣量(ERV)：平靜呼氣后所能呼出的最大氣量,肺容量,肺殘氣量(RC)：最大呼氣后肺內(nèi)殘留的氣量,肺容量,功能殘氣量(FRC)：平靜呼氣后肺內(nèi)殘留的氣量 FRC=RC+ERV,肺容量,功能殘氣量(FRC)的臨床意義：FRC在生理上起著穩(wěn)定肺泡氣體分壓的緩沖作用，減少了通氣間隙

4、時對肺泡內(nèi)氣體交換的影響如果沒有FRC，呼氣末期肺泡將完全塌陷，產(chǎn)生靜-動脈血分流FRC增加提示肺泡擴張，F(xiàn)RC減少說明肺泡縮小或塌陷機械通氣：PEEP 增加功能殘氣量(FRC),,肺容量,肺活量(VC)：最大吸氣后能呼出的最大氣量 VC=IRV+TV+ERV 正常成人約4500毫升,肺容量,肺總?cè)萘?TLC)：肺內(nèi)所含的總氣量 TLC=VC+RC,

5、肺容量,潮氣量(TV),補氣量(IRV),吸氣量(IC),補呼氣量(ERV),肺殘氣量(RC),功能殘氣量(FRC),肺活量(VC),肺總?cè)萘?TLC),一、呼吸系統(tǒng)解剖生理,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）自主呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,,整個呼吸過程(廣義的“呼吸”),肺部換氣：外界和肺泡之間氣體的吸入和呼出肺內(nèi)氣體交換(氧合)：血液中的氧氣和二氧化碳在肺泡毛細血管內(nèi)外的交換擴散

6、 靜脈血 動脈血血液循環(huán)：血液將動脈血(O2)帶到身體各部分，將靜脈血(CO2)帶回肺泡毛細血管細胞內(nèi)呼吸：血液和身體中的氧氣和二氧化碳在細胞間的交換擴散 動脈血 靜脈血,,,,,機械通氣,肺內(nèi)氣體交換-氧合,一、呼吸系統(tǒng)解剖生理,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）自主呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,自主呼吸的換氣過程：主動吸氣，被動呼氣,主動吸氣,被動呼氣,呼吸肌,呼吸肌的作用,胸

7、鎖乳突肌 - 將胸骨向上提升前鋸肌 - 提升多數(shù)肋骨斜角肌 - 提升頭兩條肋骨外肋間肌 - 擴張胸膛腹直肌 - 向下拉到低位肋骨，同時將腹內(nèi)物向隔膜下壓內(nèi)肋間肌 - 壓下胸膛,肺內(nèi)壓的變化,自主呼吸過程:壓力和容量的變化,隔肌和肋間肌收縮,胸內(nèi)容積增大,胸膜內(nèi)壓變負,肺擴張,肺內(nèi)壓變負,外界空氣流(壓)入肺中,胸膜內(nèi)壓,肺內(nèi)壓,肺內(nèi)氣量,一、呼吸系統(tǒng)解剖生理,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）

8、自主呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,呼吸過程中的血液循環(huán)問題,靜脈瓣肌肉泵“呼吸泵”,靜脈血回心動力：,吸氣時： - 胸內(nèi),Pressure ?,- 腹內(nèi),Pressure ?,自主呼吸中“呼吸泵”的作用,自主呼吸中“呼吸泵”的作用,,呼吸系統(tǒng)和循環(huán)系統(tǒng)的和諧工作——自然進化的結(jié)果,一、呼吸系統(tǒng)解剖生理回 顧,呼吸系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)肺容量的幾個概念整個呼吸過程（廣義的“呼吸”）自主

9、呼吸的過程呼吸過程中的血液循環(huán)問題,二、呼吸機的基本模式,呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),二、呼吸機的基本模式,呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),呼吸機基本概念,什么是呼吸機？,呼吸機 —電子打氣筒！,開環(huán)控制系統(tǒng)(送氣, 無反饋)Vs.閉環(huán)控制系統(tǒng)(監(jiān)測->反饋控制)=>安全、準確,呼吸機系統(tǒng)簡圖,

10、二、呼吸機的基本模式,呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),,,自主呼吸 vs. 正壓通氣,Pressure壓力,Volume容量,,,機械(正壓)通氣與心肺對抗,吸氣時： - 胸內(nèi),Pressure ?,- 腹內(nèi),Pressure ?,自然進程的破壞：“呼吸泵”作用的喪失 回心血量降低 心排量CO ? 低血壓,組織灌注減少……,機

11、械(正壓)通氣與心肺對抗,,,,二、呼吸機的基本模式,呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),呼吸三要素:壓力、容(流)量和時間,流速-時間曲線,壓力-時間曲線,壓力(P )：Pressure容量(V )：Volume流速( f )：Flow時間( t )：Time,吸呼比 ( I : E ): 其中： 吸氣相( I ) = 吸氣時間(Insp.)+平臺時間

12、(Pause) 呼氣相( E ) = 呼氣時間(Exp.) 正比通氣、反比通氣,,重要呼吸參數(shù),壓力-時間曲線,流速-時間曲線,密閉系統(tǒng)：吸入潮氣量=呼出潮氣量,肺順應(yīng)性(Compliance)：彈性,內(nèi)源性PEEPi / Auto-PEEP：COPD & Asthma 空氣滯留,,Time (s),(L/min),,,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,5,6,120,-120,,,,Auto-PE

13、EP的流量波形,End Exp Flow > 0,二、呼吸機的基本模式,呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),呼吸模式,呼吸模式：輔助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV)半自主型: 同步間歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous),控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control

14、 壓力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持續(xù)正壓呼吸 : CPAP 壓力支持(PSV): Pressure Support,,,,,,輔助/控制模式(A/C):機控呼吸,臨床應(yīng)用：病人基本沒有自主呼吸呼吸機根據(jù)臨床醫(yī)生的設(shè)定參數(shù)供氣：潮氣量或壓力流速和流速波形，或吸氣時間呼吸頻率由機器啟動，也可由病人同步觸發(fā)通氣,Time,Pre

15、ssure,,,,,優(yōu)點可提供完全的通氣支持可控制呼吸頻率缺點設(shè)置值有時可能不能滿足病人的通氣需求需檢查血氣指標(Po2、Pco2)當(dāng)輔助呼吸增加時，分鐘通氣量可能會增加可引起過度通氣需設(shè)定高呼吸頻率、潮氣量和分鐘通氣量上限報警,輔助/控制模式(A/C) :機控呼吸,,,,,半自主型:同步間隙指令通氣 (SIMV),臨床應(yīng)用：病人有一定頻率的自主呼吸由呼吸機強制通氣和自主呼吸組合而成強制通氣是由機器啟動(IMV)或病

16、人觸發(fā)(SIMV)在自主呼吸時，病人決定潮氣量和呼吸頻率,Time,Pressure,病人觸發(fā)的強制通氣,,病人觸發(fā),,,自主呼吸,機器啟動的強制通氣,,,,,,半自主型:同步間隙指令通氣(SIMV),優(yōu)點同步呼吸可改善病人的舒適性可減少病人和呼吸機之間的對抗相比A/C模式，可減少過度通氣的發(fā)生,,缺點如果設(shè)定頻率或潮氣量太低，對病人的支持就會不足,,,自主型(Spontaneous),臨床應(yīng)用：病人有足夠的自主呼吸頻率定義

17、要求有主動的自主呼吸驅(qū)動力連續(xù)氣道正壓(CPAP)：恒定的正壓(PEEP)作用于整個自主呼吸過程中可提供或不提供吸氣支持(PSV),,,可減少呼吸作功(WOB)潮氣量和呼吸頻率由病人自己決定通常是拔管前最后的通氣模式,10 cm H2O PEEP,Time,自主型(Spontaneous),呼吸機監(jiān)測一次呼吸開始到下一次呼吸開始的時間 如果這個時間超過了操作者設(shè)定的窒息通氣間隔時間(默認值：20秒)，窒息通氣開始按

18、照預(yù)設(shè)值（壓力控制或容量控制方式）工作 當(dāng)呼吸機監(jiān)測到病人有二次連續(xù)的自主呼吸，窒息通氣自動停止，按原模式通氣,窒息通氣雙向轉(zhuǎn)換 (Apnea Ventilation),呼吸模式,呼吸模式：輔助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV)半自主型: 同步間歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control

19、 壓力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持續(xù)正壓呼吸 : CPAP 壓力支持(PSV): Pressure Support,,控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control,壓力-時間曲線,流量-時間曲線,吸氣流速波形：1.方波2.智能容量遞減波 降低峰值壓力 減少氣壓傷和 心肺對抗,設(shè)定：潮氣量

20、、吸氣流速和波形、 呼吸頻率壓力：隨病人順應(yīng)性和氣道阻力變化,,,,,優(yōu)點醫(yī)生可控制潮氣量、呼吸頻率，以滿足病人通氣需求缺點吸氣峰壓可能會很高(特別是氣道阻力較大時), 容易引起氣壓傷和心肺對抗,控制呼吸容量控制(VCV):Volume Control,控制呼吸壓力控制(PCV): Pressure Control,設(shè)定：吸氣壓力、吸氣時間、呼吸頻率流速波形：遞減波，隨氣道阻力而變化潮氣量：隨病人順應(yīng)性變化

21、,壓力-時間曲線,流量-時間曲線,,,,,優(yōu)點可減少氣壓傷的發(fā)生率可使塌陷或過度膨脹的肺泡恢復(fù)改善氣體分布缺點當(dāng)病人順應(yīng)性發(fā)生變化時，潮氣量隨著改變 (如 ARDS、肺水腫病人)如吸氣時間延長(適當(dāng)?shù)奈鼩鈺r間延長以保證潮氣量), 病人可能需要使用鎮(zhèn)靜劑或麻醉劑,控制呼吸壓力控制(PCV): Pressure Control,新觀點：壓力上升時間,使吸氣流速的上升符合病人的需求范圍 1 - 100% (默認值 50%),,

22、高氣道阻力: 較緩的壓力上升時間,,,,,,,,,,,,,,,,,Gas flow is greatest where resistance is low, hence overinflation of normal lung units.,? V/Q,PvCO2 = 46 mmHg,PvO2 = 40 mmHg,PaO2 = 70 mmHg,PaCO2 =

23、45 mmHg,PaCO2 = 43 mmHg,,,PaO2 = 60 mmHg,,,,,,,,,,,,,,,,,,,自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support,壓力-時間曲線,流量-時間曲線,吸氣流速: 遞減波病人決定呼吸頻率、峰流速 吸氣時間和潮氣量,自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support,當(dāng)病人流速降到峰值流速百分比時，壓力支持通氣被終止 “呼氣靈敏度”定義了在終止呼吸機送氣

24、時預(yù)計達到的吸氣流量峰值百分比,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,40,PCIRCcmH2O,INSP,EXP,,,,,,,30,20,10,0,10,-20,80,60,40,20,0,20,-80,40,60,0,4,8,,12s,,,2,6,10,,,,,,,PS Termination Criteria,,,新觀點:呼氣靈敏度 Esens,呼氣靈敏度 Esens,,,,,,,,,

25、,,,,若泄漏超過機設(shè)的Esens，呼吸機無法判斷病人已停止吸氣而繼續(xù)送氣，將導(dǎo)致呼吸機對抗病人的呼氣作功，使呼吸機與病人的呼吸不同步如果吸入氣量被過早終止，這會減少潮氣量，或在呼吸機停止送氣后患者仍存在自主吸氣時，增加了吸氣肌肉負荷,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Flow,,,,呼氣靈敏度 Esens與呼氣WOB,,,,,,,,,,,PRESSURE,醫(yī)生可根據(jù)病人的情況調(diào)節(jié)Esens，使之符合病人內(nèi)在的吸氣相，可改善病人

26、和呼吸機之間的同步性,,,,,,,,,,,FLOW,,,,,PS overshoots target,,,,,,,Esens fixed 25%,,,Esens adjusted to 50%,Normal,Problem resolved,,0,100,0,15,,,低的PSV設(shè)定值 5 - 10 cm H2O PSV可減少病人克服氣管插管和人工氣道的阻力所作的功可作為脫管的最后支持水平高的PSV設(shè)定值PS 可增加自主呼吸的

27、吸氣作功能力，最高可達 10 ml/kg的潮氣量可滿足病人幾乎總的通氣要求,自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support,,,,,優(yōu)點病人控制呼吸頻率、潮氣量和整個呼吸過程克服吸氣流速通過氣管插管和人工氣道時的阻力病人感到舒適可減少人機對抗缺點如果病人狀況改變時，由于呼吸機保持恒定的支持水平，可能會發(fā)生通氣支持不足病人順應(yīng)性、阻力的變化病人疲勞,自主呼吸的減弱,自主呼吸壓力支持(PSV): Pre

28、ssure Support,,,病人的評估值監(jiān)測呼出潮氣量(7-10ml/1kg)監(jiān)測是否有呼吸頻率的降低 PSV的適用人群有完整呼吸中樞的自主呼吸病人,自主呼吸壓力支持(PSV): Pressure Support,自主呼吸: CPAP(持續(xù)氣道正壓呼吸),壓力-時間曲線,流量-時間曲線,吸氣觸發(fā)靈敏度,呼氣靈敏度,自主呼吸: CPAP(持續(xù)氣道正壓呼吸),,,PEEP(呼氣末端正壓),增加功能殘氣量(FRC),并可改善氧合

29、使塌陷的肺泡復(fù)原擴張已打開的肺泡使肺泡分布至肺毛細血管周圍空間可用于所有呼吸模式,,,,,,,5 cm H2O PEEP,,,PEEP / CPAP,優(yōu)點：預(yù)防和/或改善肺不張改善氧合潛在的副作用：由于胸廓內(nèi)正壓的增加，使病人的心輸出量降低氣壓傷增加顱內(nèi)壓,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,半自主型組合: 同步間隙指令通氣(SIMV)

30、 強制呼吸 + 自主呼吸,強制呼吸:容量控制方式(VCV)或壓力控制方式(PCV)自主呼吸:可加壓力支持(PSV),壓力-時間曲線,流量-時間曲線,半自主型組合: 同步間隙指令通氣(SIMV) 強制呼吸 + 自主呼吸,強制呼吸:容量控制方式(VCV)或壓力控制方式(PCV)自主呼吸:無壓力支持(PSV),二、呼吸機的基本模式,呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式

31、壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),同步觸發(fā)方式,壓力觸發(fā)(Press.Trigger)流速觸發(fā)(Flow Trigger),,,觸發(fā)靈敏度,觸發(fā)靈敏度：病人的努力程度達到觸發(fā)靈敏度時，呼吸機將觸發(fā)供氣觸發(fā)可選擇壓力或流速觸發(fā),,,壓力觸發(fā),封閉回路：吸氣閥和呼氣閥關(guān)閉病人橫膈收縮，開始吸氣動作病人作功使呼吸機回路系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生負壓,,,,,,,,,,壓力觸發(fā),當(dāng)壓力下降至醫(yī)生所設(shè)定的靈敏度時，呼吸機將觸發(fā)呼吸從病人吸氣作功到呼吸機觸發(fā)呼吸

32、之間，有短暫的延遲時間（吸氣閥打開時間+氣體從吸氣閥到插管時間）如存在AUTO-PEEP,觸發(fā)較困難 (須克服AUTO-PEEP)氣道漏氣時(如小兒無囊氣切、氣插)無法應(yīng)用,Baseline,,,Patient effort,,,人機對抗存在AUTO-PEEP時,觸發(fā)較困難,,,壓力觸發(fā),壓力觸發(fā)靈敏度設(shè)定在 -2 cm H2O圖中，前二次病人作功達到壓力靈敏度；呼吸機觸發(fā)呼吸通氣第三次病人沒有達到靈敏度；呼吸機不能觸發(fā)通

33、氣,,,,,,,,,,,,,,-2 cm H2O,,,,流速觸發(fā),開放系統(tǒng)：吸氣閥和呼氣閥打開呼氣末，呼吸機提供一個低水平的連續(xù)氣流（基礎(chǔ)流速）進入病人呼吸回路,No patient effort,Base Flow,無觸發(fā): 吸入端流速 = 呼出端流速,,,流速觸發(fā),病人橫膈收縮，吸氣作功開始當(dāng)病人開始吸氣，一些連續(xù)氣流轉(zhuǎn)移至病人處，呼吸機將觸發(fā)呼吸,病人觸發(fā): 吸入端流速 - 呼出端流速〉觸發(fā)靈敏度,,,流速觸發(fā),低水平的流

34、速滿足了病人觸發(fā)呼吸所作的功，有效地降低病人觸發(fā)呼吸機工作所作的呼吸功可用于有AUTO-PEEP(COPD和哮喘)的病人可減少病人作功和呼吸機供氣之間的時間延遲；與壓力觸發(fā)相比，可改善呼吸機的反應(yīng)時間克服氣道漏氣(設(shè)置超過漏氣的觸發(fā)靈敏度)，用于小兒病人可減少胸部手術(shù)病人傷口疼痛,,,,,,,,All inspiratory efforts recognized,,Time,Pressure,二、呼吸機的基本模式回 顧,

35、呼吸機的基本概念機械通氣和心肺對抗呼吸機的幾個重要參數(shù)呼吸模式壓力觸發(fā)和流速觸發(fā),三、引申話題,,,,,,,,,,,,,,,,CMV,IPPV,SIMV,MMV,BIPAP,CPAP,SPONT,PCV,VCV,APRV,PLV,PS,ASB,ILV,PRVC,VAPS,PAV,,各種新模式？“賣點”？“商業(yè)炒作”？,,,基本呼吸模式的理解和應(yīng)用最為關(guān)鍵?。。?呼吸模式：輔助/控制型(A/C:Assist/Control; C

36、MV)半自主型: 同步間歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 壓力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持續(xù)正壓呼吸 : CPAP 壓力支持(PSV): Pressure Support,,回歸根本！,ACCP

37、Standards : 機械通氣的目標(Slutsky, 1993),CLINICAL 臨床目標：1. Reverse hypoxemia 改善低血氧癥2. Reverse respiratory acidosis 改善呼吸性酸毒癥3. Relieve respiratory distress 減輕呼吸窘迫4. Prevent or reverse atelectasis 預(yù)防和

38、改善肺不張5. Reverse respiratory muscle fatigue 改善呼吸肌肉疲勞,PRIMARY前 提：Avoid Iatrogenic Lung Injury避免醫(yī)源性肺損傷,,目標:以病人為中心的呼吸策略 前提：防止機械正壓通氣的副作用:壓力傷和容量傷心肺對抗其他并發(fā)癥，如過度通氣等設(shè)置：根據(jù)病人的病理生理狀況調(diào)節(jié)呼吸機的參數(shù),以病人為中心的呼吸策略Disease-Orien

39、ted Ventilation Strategies,阻塞型呼吸障礙 (氣道阻力)哮喘支氣管炎肺氣腫煙霧吸入過小的插管,限制型呼吸障礙 (肺順應(yīng)性)ARDS肺炎充血性心衰CHF氣胸,其他限制型神經(jīng)肌肉障礙腹部擴張胸壁畸形,以病人為中心的呼吸策略Disease-Oriented Ventilation Strategies,以病人為中心的呼吸策略Disease-Oriented Ventilatio