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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：为原发病的治疗争取时间,机械通气
2、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流,呼吸机的主要功能改善氧合,机械通气改善氧合的方法MVFIO2PEE
3、P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 RRCO2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
4、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
5、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,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
6、,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）,
7、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,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+
8、、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
9、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,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 tri
10、gger）,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/kgCOPD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
11、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,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,TSec,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,200
12、3,31:2604-2610,压力上升时间的设置,可根据压力-时间曲线调节,1,3,4,20,TSec,Paw,cmH2O,rise time合适,rise time过短,rise time过长,overshoot,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
13、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/
14、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
15、量控制参数：方波、PEEPe“吸气末屏气”,Ppeak,Pplat,计算公式,Raw=(Ppeak-Pplat)/FCst=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PEEPPEEPi,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=（3
16、4-27）/0.5=14Cst=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）计算流量对时间的积分,常用压力指标,气道峰压（Ppeak）气道平台压（Pplat）气道平均压（Pmean)内源性呼气末正压（PEEPi）呼气末正压（PEEP）,气道峰压（Ppeak）的影响因素,定容通气，方波Ppeak=Flow x Resistance+Volume/compliance+PEEP用于克服气道阻力、弹性阻力和PEEP影响因素：顺应性潮气量PEEPPEEPi气道和气管内导管阻力吸气流速,气道峰压的临床
17、意义,气道峰压是设置压力报警限的根据 实际气道峰压之上5-10cmH2O以不高于45cmH2O为宜 气道峰压与肺损伤的关系,Paw(cm H2O),Normal PPlat(Normal Compliance),Increased PIP,Increased PTA(increased Airway Resistance),气道阻力对峰压的影响,肺顺应性对峰压的影响,Time(sec),Paw(cm H2O),Normal PPlat(Normal Compliance),Increased PPlat(Decreased Compliance),Normal,PIP,气道峰压增加的临床意义,
18、不伴有平台压的增加Ppeak-Pplat=Flow x Resistance用于克服气道阻力反应气道问题伴有平台压的增加肺实质或间质问题肺含气状态变化,Ppeak,Pplat,平台压（plateau pressure）的概念,是指吸气末暂停时的气道压力吸气末肺泡内压力水平主要用于克服肺弹性阻力,平台压,Paw,Flow,平台压的监测,消除自主呼吸的影响采用定容控制通气流速恒定，并固定潮气量阻断时间足够长所测值为平均值,平台压（Pplat）的影响因素,定容通气，方波Pplat=Volume/Compliance+PEEP用于克服弹性阻力和PEEP影响因素：顺应性PEEP潮气量,平台压（Pplat
19、）的意义,可近似反应肺泡压与肺损伤的关系更为密切限制平台压不超过35cmH2O,平台压监测在ARDS患者中的意义,指导ARDS患者的机械通气治疗肺保护性通气策略,平均气道压(Pmean),虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压Pmean（Ti x PI+Te x PEEP）/（Ti+Te）（近似公式）,平均气道压(Pmean),数个周期中气道压的平均值与影响PIP的因素及吸气时间长短有关近似于平均肺泡压其大小与对心血管系统的影响直接相关,内源性呼气末正压（PEEPi）,在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压，称为PEEPi只要呼气时间小于肺排空的实际时间就会产生PEEP
20、iPEEPi的存在说明存在动态肺过度充气（DPH）,PEEPi的影响因素,气道阻力增加 呼吸系统弹性下降气道动态塌陷通气量过大呼气时间不足呼气肌的作用,PEEPi的临床意义,增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳增加肺损伤的危险性对循环系统产生不良影响,PEEPi的监测方法:间接观察,胸围增大；患者呼吸费力；心血管功能恶化；呼气末有持续呼气气流，呼气的最后部分突然被吸气中断；压力控制通气时潮气量或每分通气量下降；不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高；容量控制通气时气道压力升高。,监测有无PEEPi,呼气末阻断法测定PEEPi,呼气末阻断法测定PEEPi,患者：充分镇静模式：？参数：PEEPe全肺平均PEEPi,PEEPi的临床处理,降低PEEPi：COPD，哮喘降低气道阻力 减少分钟通气量延长呼气时间 消除呼气肌的作用增加PEEPi：ARDS，间质性肺病延长吸气时间PEEPe,呼气末正压（PEEP）,PEEP的生理学效应COPD：减少呼吸功，防止气道动态塌陷哮喘：有争议ARDS：使萎陷肺泡复张/防止肺泡再萎陷，减少分流，改善V/Q比值和顺应性,谢 谢！,
