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1、呼吸机基本波形详解,河北省人民医院急救中心斯重阳,微理器和有关软件现代呼吸机 各种监测参数 机械通气时压力、流速和容积的变化曲线以及各种呼吸环.目的 根据各种不同呼吸波形曲线特征,来指导调节呼吸机的通气参数,有效的机械通气支持或通气治疗在通气过程中的压力、流速和容积相互的作用而达到以下目的:,a.能维持动脉血气/血pH的基 本要求(即PaCO2 和 pH 正常,PaO2 达到基本期望值 如 至少 50-60 mmHg),b.无气压伤、容积伤或肺泡伤,c.患者呼吸不同步情况减低 到最少,减少镇静剂、肌 松弛剂的应用,d.患者呼吸肌得到适当 的休息和康复,1呼吸机工作过程:,吸气控制,A 时间控制
2、 通过预设的吸气时间使吸气 终止,如PCV的设置Ti或I:E,B 压力控制 上呼吸道达到设置压力时使吸 气终止,现巳少用,如PCV的设 置高压报警值,C 流速控制 当吸气流速降至预设的峰流速%以下(即Esens),吸气终止,D 容量控制 吸气达到预设潮气量时,吸气 终止,呼气控制,A 时间控制:通过设置时间长短引起呼气终止(控制通气)代表呼气流速(吸气阀关闭,呼气阀打开以便呼出气体),呼气流速的波形均为同一形态,B 病人触发:呼吸机检测到吸气流速到吸气终 止标准时即切換呼气(Esens),机械通气支持时有四个基本参数,压力容积流速时间,参数组合构成各种同波形,压力-时间曲线容积-时间曲线流速-
3、时间曲线压力-容积环流速-容积环压力-流速环,流速测定,流速通常在呼吸机环路（从进气口到呼气阀之间的管道）中测知 大部分流量感应器都可以测量一个较大的范围（-300+150LPM），但会由于假呼吸运动、水气、呼吸道分泌物等而影响其准确性,两个组成部分：吸气波 呼气波描述流速大小、持续时间和机控呼吸下的流速释放方式（正压通气），或者病人自主呼吸下的流速大小，持续时间和流速需求。,流速波,吸气流速波机控呼吸,图1 是一个假设呼吸机给于恒定流速的一次机控呼吸的吸气流速波（方波），虚线部分是呼气波.,图1 吸气流速波控制呼吸,图1的流速波型是方波，从吸气开始即达到峰值，直到吸气末都是一个恒定值。,在实
4、际应用当中，像图1那样“真正的”方波是不可能达到的，因为流速输送系统都有一个固定的延迟时间，在这段时间内，流速从0达到预设的峰流速。同样，在吸气末流速从峰值降至0也需要一段时间。,延迟时间效应会在吸气开始和吸气末使波形出现轻微的倾斜。（图2）,图2恒流速波形延迟时间效应,低驱动压高内部顺应性的呼吸机，气流输送受到环路回缩力的影响很大 低内部顺应性和高驱动压力的呼吸机，使环路回缩力对送气的影响减少了,在一个较高的吸气峰压下，峰流速逐步减小，会导致吸气时间的延长如图3，实线是受环路回缩力影响后的波形，虚线是“真正的”方波，两者包围的面积相同，即潮气量相同,图3 恒流速波形受环路回缩力的影响,越来越
5、多的新一代容控型呼吸机具备了一些其他可选择的波型递增波递减波正弦波 在预设同一个峰流速下，不同的波形会导致吸气时间改变，而曲线包围的面积即潮气量是不变的（图4）,图4 流速波形可选择波型,吸气流速波自主呼吸,自主呼吸流速波形（图5）的特点通常取决于病人呼吸需求的特点。就是说，波形大小、持续时间与病人的呼吸需求相对应此时由于没有预设值，系统响应时间对波形的影响非常小，通常波形类似于正弦波。（没有使用压力支持等辅助手段）,图5 吸气流速波自主呼吸,呼气流速波,呼气 不论是机控或是自主呼吸，都是一个被动的过程。,呼气流速波的大小、持续时间、形状取决于顺应性，顺应性包括病人顺应性和呼吸机环路顺应性,呼
6、吸机环路顺应性受到环路长度、材质、型号（内径）的影响，并且，气流通过呼气阀时的阻力（容量测算系统）也是重要因素,病人肺顺应性改变或呼气时动用呼吸肌，都会对波形产生影响,图6 是一个机控吸气动作（虚线）后的呼气流速波形。在呼吸机测算中呼气流速在0基线以下。,流速波,图6 呼气流速波,病人呼气阻力对呼气流速波的细小影响会得到修正，而呼气流速波的明显变化常体现了病人顺应性的改变、气道阻力明显变化或是病人烦躁动作用,呼气阻力增大（分泌物堆积甚至气道阻塞）会降低呼气峰流速并延长呼气时间（图7）,图7 呼气流速波气道阻力增大,图8 呼气流速波被动及主动呼气,呼吸机上，测定压力的部位通常在环路病人端Y形管处
7、，也有在环路吸气支和呼气支内部测知,压力测定,尽管从环路内部测得的压力与实际气道压不尽相同，但往往以此作为参照，了解气道压的情况,压力感应器通常可以测知最高150cmH2O 的压力，但会因环路内积水、分泌物堵塞等影响准确性,自主呼吸和机控呼吸的压力波形是不同的，但他们的组成结构是一样的压力波形对评估呼吸周期结构（呼气相向吸气相转换点）、时间系数及病人与呼吸机的相互作用都有帮助,压力波形,观察压力波形，很容易判断病人到底是自主呼吸还是机控呼吸。图9是一个典型的自主呼吸压力波形。(未用压力支持等辅助),压力波形自主呼吸,图10 是一个典型的机控呼吸的压力波形（正压通气）,图10 压力波形机控呼吸,
8、“膨胀压”指达到一个固定潮气量时的压力膨胀压分两个部分流速抵抗压和肺扩张压,图11 表示了机控呼吸中的一次吸气暂停（吸气流速结束后，肺保持膨胀的动作）,图11 肺膨胀压吸气暂停,图12 压力波形受阻力、流速、顺应性影响（固定潮气量）,Pressure=volume/compliance+flow resistance,呼吸参数与气体运动方程,图13 呼气压基线抬高,呼气末正压PEEP,为自主呼吸患者提供持续气道正压，图中的低幅波动为自主呼吸波形。向上的压力代表呼气。所有呼吸周期均在正压范围内。,持续气道正压CPAP,CPAP/PEEP的作用：,增加肺泡内压和功能残气量，使P(A-a)O2减少，
9、有利于氧向血液内弥散；使萎陷的肺泡复张，在整个呼吸周期维持肺泡的通畅；对容量和血管外肺水的肺内分布产生有利影响；改善V/Q的比例；增加肺顺应性，减少呼吸功。,图14 呼气压力抬高,图15 平均压,图16 自主触发的辅助通气,图17 机控呼吸中病人努力不够,图18 时间测算,图19 压力测定PCV、PSV,预设压力支持水平,PEEP,峰流速,2 5%峰流速,时间,吸气时间,压力,流速,容量,PSV的通气波形,每次通气由患者触发，触发后呼吸机马上输送预定的正压，通气频率由患者自己决定，潮气量取决于压力支持水平和患者的吸气用力。图中可见每次通气前触发波，触发后压力迅速升至平台并维持一定时间的平台压以
10、后，成指数减至基线。,压力支持通气PSV,V,P,PSV 的 P-V 环,图20 容量波,图21 自动顺应性补偿,流速、压力、容量环,下面列出的分别是机控、辅助、自主呼吸的波形环之间的区别。值得注意的是，压力-容量环对于测定、估算呼吸功有重要的作用（做功=环的面积）。,图22 压力-容量环（环）,反映顺应性 吸气肢成弓形变化提示吸气阻力增高环斜率偏向纵轴提示顺应性增高，偏向横轴提示顺应性减退。环形态受下列因素影响：吸气流速潮气量吸气频率患者肌松状态,图23 压力-流速环（环）,图24 流速-容量环(F-V 环),临床意义呼气流速突然终止提示存在auto-PEEP 呼气肢凹向横轴提示呼出气流受限呼气峰流速降低提示气道阻塞 F-V环呈开环状提示回路泄漏.自主呼吸时曲线出现锯齿状改变提示回路中分泌物过多应用支气管扩张剂后呼气峰流速增高，呼气肢更线性化,Flow,Time,气体陷闭auto-PEEP,患者,正常,陷闭气量 air trapping,Flow,Vol,陷闭气量,不能回到基线,陷闭气量,Air leak,Vol,Time,Vol,P,Air leak,Air leak,漏气 Air leak,Flow,Vol,不能回到基线,
