呼吸机的基本原理和通气模式.ppt

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1、呼吸机的基本 原理与通气模式 1. 呼吸机的基本概念 2. 机械通气和心肺对抗 3. 呼吸机的几个重要参数 4. 呼吸模式 5. 压力触发和流速触发 呼吸机的基本模式 使用呼吸机的目标 临床目标： 1. 改善低血氧症 2. 改善呼吸性酸毒症 3. 减轻呼吸窘迫 4. 预防和改善肺不张 5. 改善呼吸肌肉疲劳 前 提： 避免医源 性肺损伤 呼吸机基本概念 什么是呼吸机 ？ 呼吸机 电子打气筒 ！ 呼吸机系统简图 呼吸机的组成 可分为三部分： 主机 (气路单元 +监控单元 ) 湿化器 (温控 +湿化灌 ) 空、氧气源提供装臵 床边压缩机 +O2气源 中心气源 (Air、 O2) (2.55.5)k

2、g/cm2 呼吸机各部分主要功能 主 机 气源处理、吸呼控制、监测报警 混合器 外臵或内臵机械式，比例阀混合。 湿化器 病人吸入气体的加温、加湿 病人管路 5-6根螺纹管、接湿化器或雾化 吸入器，病人吸入和呼出气体的传输。 气 源 以适当方式提供压缩空气和氧气 其 它 主机和病人管路的固定或支撑装臵 加热湿化器工作原理 出气口 进气口 接在 吸气回路 对病人吸入的 气体 加温 加湿 36 湿化罐内放置 一个卷曲的铝筒 内衬湿化滤纸 形成一个温湿通道 接 呼气回路 图 -1 加热湿化器应用示意图 气管插管 病人 远端 Y-型头 温度 31 T37 , 绝对湿度： HA 30mg.L-1 有创正压

3、通气的人机系统工程 输入主机的气体为高压，要求干燥、洁净；输出给病人的混 合气体为低压，要求温暖、湿润并达到有效的肺泡通气量。 基本原理示意图 主机工作原理 压缩气源的处理： 减压 、 过滤 ； 空气、氧气 配比混合 ， 稳压 ，送到 吸气阀 ； 在 吸气相 按约定 通气模式 和 参数 向病人 送气 ； 同时 监控 参数、满足条件 ,“切换 ” 到 呼气相 ； 打开或不完全打开 呼气阀 完成 呼气 过程； 检测病人的状态，进入下一个呼吸周期（下 一个吸气相的开始）。 呼吸机的基本模式 1. 呼吸机的基本概念 2. 机械通气和心肺对抗 3. 呼吸机的几个重要参数 4. 呼吸模式 5. 压力触发和

4、流速触发 自主呼吸 vs. 正压通气 Pressure 压力 Volume 容量 I E I E 自主呼吸 正压通气 机械 (正压 )通气与心肺对抗 吸气时： - 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 (正压 )通气与心肺对抗 二、呼吸机的基本模式 1. 呼吸机的基本概念 2. 机械通气和心肺对抗 3. 呼吸机的几个重要参数 4. 呼吸模式 5. 压力触发和流速触发 呼吸三要素 :压力、容 (流 )量和时间 流速 -时间曲线 压力 -时间曲线 压力 (P )Pressure 容

5、量 (V )： Volume 流速量 ( 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 屏气： 气体扩散 肺内交换 呼吸机的工作原理和分类 1. 定压型 : 以气道压力做为切换参数。呼吸机产生气 流，进入呼吸道，使肺泡扩张，胸、肺被 动扩大，呼吸道内压力不断升高，达到预 定压力值后，气流终止，开始呼气，此时 气道内压力不断下降，达到另一预定值， 气流再次发生。 呼吸机的工作原理和分类 2. 定容型 : 以容量做

6、为切换参数。呼吸机将预定的潮 气量通过人呼吸道，它保证在预定的压力 范围内受潮气量，不受胸肺顺应性及气道 阻力变化的影响。 呼吸机的工作原理和分类 3. 定时型 : 以时间作为切换参数。预设吸气及呼气时间 进行切换。潮气量则由吸气流速加以控制， 故基本上和定容型相仿，但由于吸气流速除 由呼吸机工作决定外，还受气流阻力影响。 主要物理量和参数 时间量 及参数 气体流量 及参数 气道压力 及参数 温度、湿度参数 需要非常清楚地了解各参数 的物理涵义及其作用或影响。 时间参数及其符号 (1)通气频率 ( f： 0 120) bpm (2)吸呼比 (I:E = Ti: Te ) (3)吸气时间 Ti

7、(s) 、 Trise (s) (4)呼气时间 Te(s) (5)屏气时间 TP(s) 是吸气时间的一部份 ， 通常设定为 T的 10%， 临床根据病情和呼吸习惯 适当增加或减少 。 周期： T=Ti+Te， f=60s/(Ti+Te)bpm 流速 -时间曲线 容量和流量参数及其符号 (1)分钟通气量 (MV， L/min )=VT f (2)潮气量 (TV/VT， ml) = VTI = VTE= F.dt (3)吸气流量 (F ， l/s)， 是一个动态参数 ， 峰值流速 Fpeak ：影响吸呼比和吸气波形 (4)叹气 /深吸气 Sign： 1.5或 2倍的 VT /100次 (5)流量触

8、发灵敏度 (FT， L/min)，包括吸 气和呼气触发灵敏度（需高速动态阀） 吸气流量触发灵敏度 压力参数及其符号 (1)气道压力 (Airway Pressure， Pair/Plung不一 致 ) 是一个动态物理参数 ， 波形 、 光柱： Ppeak , Pplateau, Pmean（ cmH2O或 kPa） (2)吸气压力水平 (Pi-Level： 0 10kPa)？ (3)呼气末正压 (PEEP： 0.1 kPa 3kPa) (4)吸、呼压力触发灵敏度 (PT: -2kPa +2kPa) (5)呼吸机的工作压力、气源压力。 低压： (6070) cmH2O，高压： 120kPa 压力

9、参数及压力触发灵敏度 触发压力 P = PEEP- PT 呼吸做功 W = S + SC 气道阻力和顺应性 静态气道阻力 RL=(Ppeak Pplateau)/flow cmH2O/L/s 静态顺应性 CL=VT/ (Pplateau PEEP) L/cmH2O 压力 -时间曲线 流速 -时间曲线 平台压力 :气体均匀扩散后 峰值压力 (PIP) 潜在危害： 气压伤、心肺对抗 呼气末压力 (PEEP) 吸气流速 呼气末流速 呼出潮气量 密闭系统：吸入潮气量 =呼出潮气量 阻力压 Presi 顺应性压 Pcomp INSP PAUSE:肺顺应性 Comp. = 潮气量 VT / 顺应性压 Pc

10、omp ml / cmH2O 气道阻力 Resi. = 阻力压 Presi / 吸气流速 Insp Flow cmH2O / l / min EXP PAUSE:(End Exp Flow 0) 内源性 PEEPi, Auto-PEEP 总 PEEPtot 吸入潮气量 内源性 PEEPi / Auto-PEEP： COPD CMV) 半自主型 : 同步间歇指令呼吸 SIMV 自主型 (Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式 (VCV):Volume Control 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

11、持 (PSV): Pressure Support 辅助 /控制模式 (A/C):机控呼吸 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： 潮气量或压力 流速和流速波形，或吸气时间 呼吸频率 由机器启动，也可由病人同步触发通气 Time Pressure 优点 可提供完全的通气支持 可控制呼吸频率 缺点 设臵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 半自主型 :同步间隙指令通气 (SIMV) 临床应用

12、：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率 Time Pressure 病人触发的强制通气 病人触发 自主呼吸 机器启动 的强制通气 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 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

13、 (PEEP)作 用于整个自主呼吸过程中 可提供或不提供吸气支持 (PSV) 可减少呼吸作功 (WOB) 潮气量和呼吸频率由病人自己决定 通常是拔管前最后的通气模式 10 cm H2O PEEP Time 自主型 (Spontaneous) 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) 呼吸模式 呼吸模式： 辅助 /控制型 (A/C:As

14、sist/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： 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 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 潮气量固定 按病人理想公斤体重 (IBW) 设定 : 7-10m

15、l/1kg , 从低潮气量开始 (肺保护性通气 ) 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 控制呼吸 压力控制 (PCV): Pressure Control 设定：吸气压力、吸气时间、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 监测潮气量是否满足病人需求 : 根据病人理想公斤体重 (IBW)

16、7-10ml/1kg 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 新观点：压力上升时间 40 PCIRC cmH2O INSP L min EXP PLOT SETUP 30 20 10 0 10 -20 80 60 40 20 0 20 -80 40 60 V . 0 4 8 12s 2 6 10 UNFREEZE 使吸气流速的上升

17、符合病人的需求 范围 1 - 100% (默认值 50%) 高气道阻力 : 较缓的压力上升 时间 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 = 45 mmHg PaCO2 = 43 mmHg PaO2 = 60 mmHg 自主呼吸 压力支持 (PSV): Pressure Support 压力 -时间曲线 流量 -时间曲线 1. 由病人触发呼吸 : 压

18、力触发，流速触发 2. 吸气压力固定 根据病人情况设定 3. 呼气灵敏度 (PB840 CMV) 半自主型 : 同步间歇指令呼吸 SIMV 自主型 (Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式 (VCV):Volume Control 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 回归根本！ 呼吸机使用前的例行检查 (OVP) 消除一部分潜在 风险？ 电源气源检查 ：风险较多、断气断电？ 气密性检查 ：内、外气路和插管漏气？ 压力上限 ：不准或失灵，机械的？ 呼气

19、分钟通气量上、下限 :漏气 /自主？ 窒息报警 ：脱管、病人没有呼吸响应？ 触发灵敏度 ：不准或误触发？ 呼吸机使用前的例行检查 吸气压力水平： 平稳、准确？ 吸入氧浓度： 准确度高于 5%，阀、混合器故 障、氧电池监测？ 吸、呼流量： 准确度优于 5%、线性好？ 上述检查通过后，将湿化器（故障源？影响机 械通气效果）预设在（ 32 37） ，然后等 待或用于病人，急救时可以只进行第、 步检查。 湿化器常见使用问题 湿化罐要接在吸气回路上，进气和出 气口不能接反； 注意观察罐内液面高度，要加注蒸馏 水，不能加注生理盐水； 温度传感器接到 Y 头的吸气端，不要 接在吸呼公共端； 每个病人或每周更

20、换一次湿化滤纸， 如长期不换或忘记装滤纸，会出现低 温报警； 湿化器常见使用问题 当出现故障报警时，只需更换下面的控 制部分进行维修，罐不用换； 如使用管道内加热要慎重，其温度不要 设置的太高，以免相对湿度降低太多； 如呼吸机处于备机状态，带气路温度监 测的湿化器要打到 “ Standby”状态。 呼吸机的 报警 输入能源 报警 停电、气源故障（无输出或低于某一水平）。 控制回路 报警 控制参数不相容 (反比、超范围 )、时序失效、 阀失灵、传感器故障、内回路漏气等。 输出参数 报警 压力、容量、时间 ( f， Ti 、 Te， 窒息报警 )、 吸入气体 (温度 、 氧浓度 )呼出气体 (CO2浓度 )。 输入能源 报警 掉电，用墙上的标准配 电插座，不要用插板； 气源故障（无输出或低 于某一水平）： 尽量采用中心供双气； 用压缩机时，要特别注 意气水分离器里的水和 滤网的清洗。 控制回路 报警 控制参数不相容 ( 反 比、超范围 )、时序失 效、阀失灵、传感器故 障、内回路漏气等故障 停机。 备用机器。 输出参数 报警 压力、容量、时间 ( f， Ti 、 Te， 窒息 报警 )、吸入气体 (温 度 、 氧浓度 )呼出气 体 (CO2浓度 )。 漏气、传压管和 Y头 脱落、呼气传感器进 水、气道阻力或肺顺 应性变差、痰。 谢谢！