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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,肺容量的几个概念4V4C,
2、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+IRV4、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增加，提示肺泡扩张，总的肺泡表面积相对减少
3、，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化,隔肌和肋间肌收缩,胸内容积增大,胸膜内压
4、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 吸 生 理,机械(正压)通气与心肺对抗,吸气时：
5、 - 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 respiratory muscle fatigue 改善呼吸肌肉疲劳,PRIM
6、ARY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,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
7、；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
8、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：
9、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、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
10、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 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
11、)：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/PC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
12、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
13、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
14、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
15、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
16、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VCV比较而言如人工气道漏气较严重，PCV较VCV更能保证病人得到充足的潮气量；故无囊插管通气应用 PCV更优。、的关键是吸气压力和吸气时间的设定；）的设定：通过先进性得到平台压，此时的压差即为推进规定潮气量的最低压力差（）；）的设定：先根据一般经验值设定吸气时间，观察Flow-Time流量时间波形，绿色吸气段刚好回落到基线， 表示该吸气时间为最短吸气时间；、FAP压力上升百份比定义了吸气早期压力从PEEP升高至Pi的快
17、慢；默认正常值为50%；数值越小，上升速度越慢； 一般小孩、老年人应适度下调；可通过P-T压力时间曲线，绿色短早期是否有过冲（超射）判断设置是否合理；、需设定好潮气量 高低限报警值，防止容积伤和潮气量不足；、可利用840提供的时间条，帮助优化设定Ti和Te。,吸气时间：（与病人吸气时间匹配）,吸气压力：（PEEP以上的压差值，决定潮气量）,FAP压力上升百份比：（与病人吸气初流量需求匹配）,PCV,半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV),临床应用：病人有一定频率的自主呼吸由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成强制通气是由机器启动(IMV)或病人触发(SIMV)在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频
18、率,Time,Pressure,病人触发的强制通气(A),病人触发,病人触发的自主通气(S),机器启动的强制通气(C),半自主型:同步间隙指令通气(SIMV),优点同步呼吸可改善病人的舒适性可减少病人和呼吸机之间的对抗相比A/C模式，可减少过度通气的发生,缺点如果设定频率或潮气量太低，对病人的支持就会不足,、SIMV为分时形式的A/C和SPONT的结合，故是一万能模式。、可根据上述VCV，PCV，PSV的设定，分别作A/C和SPONT两部分的设定；、通过判断总分钟通气量和自主分钟通气量的数值来辅助判断两部分的工作分担比例；然后根据临床要求作相应调整；、一般而言SIMV的同步性要优于A/C；如出
19、现严重的不同步可尝试使用Bilevel。,SIMV,压力-时间曲线,流量-时间曲线,半自主型组合: 同步间隙指令通气(SIMV) 强制呼吸 + 自主呼吸,强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自主呼吸:无压力支持(PSV),半自主型组合: 同步间隙指令通气(SIMV) 强制呼吸 + 自主呼吸,强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自主呼吸:可加压力支持(PSV),自主型(Spontaneous),临床应用：病人有足够的自主呼吸频率定义要求有主动的自主呼吸驱动力连续气道正压(CPAP)：恒定的正压(PEEP)作用于整个自主呼吸过程中可提供或不提供吸气支持(PS
20、V),可减少呼吸作功(WOB)潮气量和呼吸频率由病人自己决定通常是脱机前最后的通气模式,10 cm H2O PEEP,Time,自主型(Spontaneous),优点病人控制呼吸频率、潮气量和整个呼吸过程克服吸气流速通过气管插管和人工气道时的阻力病人感到舒适可减少人机对抗缺点如果病人状况改变时，由于呼吸机保持恒定的支持水平，可能会发生通气支持不足病人顺应性、阻力的变化病人疲劳,自主呼吸的减弱,自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Support,病人的评估值监测呼出潮气量(7-10ml/1kg)监测是否有呼吸频率的降低 PSV的适用人群有完整呼吸中枢的自主呼吸病人,自主呼吸压力支持(
21、PSV): Pressure Support,自主呼吸压力支持(PSV): Pressure Support,压力-时间曲线,流量-时间曲线,吸气流速: 递减波病人决定呼吸频率、峰流速 吸气时间和潮气量,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）,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）,设定支持压力：（支持压力的高低，决定每口自主呼吸时呼吸机帮助病人吸入气体的力量大小。一般高于8cmH2O，潮气量主要呼吸机完成 ）,设定呼气灵敏度：（其定义为当吸气气流
22、的流量下降到设定值以下时，呼吸机认为病人吸气已经完成，从而由吸气相切换为呼气相。因此，数值越小，吸气时间越长；反之，越短）,、一般而言，S的应用要求病人有稳定的呼吸节律；病人的呼吸肌有一定的强度和耐力。、S的关键是Esens 的设定和Vsens的设定，）Esens的设定：默认值为25% ，通过观察P-T波形和病人情况来判断吸呼切换设定与病人自身需求是否合拍。如设置值 过低，波形绿色段在末端可能会出现压力的不正常上升（超射）提示病人已经在呼气，但呼吸机仍在送气；如末端或 呼气初期出现压力下降 ，表示吸气时间不足，病人主动补吸气；）Vsens的设定：默认值：新生儿1L/min；儿童2L/min ；
23、 3L/min成人。如管道漏气严重要适当提高数值，避免误触发；、FAP压力上升百份比定义了吸气早期压力从PEEP升高至Ps的快慢；默认正常值为50%；数值越小，上升速度越慢； 一般小孩、老年人应适度下调；可通过P-T压力时间曲线，绿色短早期是否有过冲（超射）判断设置是否合理；、需设定好潮气量高低限报警值，防止容积伤和潮气量不足；,PSV,自主呼吸: CPAP(持续气道正压呼吸),压力-时间曲线,流量-时间曲线,吸气触发灵敏度,呼气灵敏度,PEEP(呼气末端正压),增加功能残气量(FRC),并可改善氧合使塌陷的肺泡复原扩张已打开的肺泡使肺泡分布至肺毛细血管周围空间可用于所有呼吸模式,5 cm H
24、2O PEEP,PEEP / CPAP,优点：预防和/或改善肺不张改善氧合潜在的副作用：由于胸廓内正压的增加，使病人的心输出量降低气压伤增加颅内压,BiLevel的灵活性,在低压相向高压相转换过程及所有自主呼吸吸气过程中，所设定的FAP决定了压力上升的时间 (吸气时间2/350ms)*(1-FAP%)ESENS 的设定对所有自主呼吸都起作用患者可以完全“自由”的呼吸，因为此时呼吸机的呼出阀保持打开状态，相当于一个持续流量系统，患者可以随时从中得到需要的气流，呼出的气体也可以随时通过呼出阀排出，因此不会出现人机对抗。,BiLevel 设定时的3个特殊项目,时间标尺高压相压力设置 - PEEPH低
25、压相压力设置 - PEEPL,PEEPH相的自主呼吸,所有 PEEPH期间的自主呼吸都将自动获得1.5cmH2O的压力支持。 （此时的PS设置值为0）增强自主呼吸深度有利于判断呼气可以获得更精确的通气监测值，如自主呼吸潮气量， PEEPH期间总的通气量,PEEPH 及 PS,PS 作为对 PEEP 的补偿设定 PS值+PEEP值=实际PS获得值（实际的气道压）当实际 PS 获得值（实际的气道压）高于所设的 PEEPH值时，PS也将作用于 PEEPH时相内的自主呼吸,Pressure,Time,PEEPH 15 cm,PS Setting = 20 cm,Actual PS Pressure 25 cm,Thank You !,
