医学会机械通气ppt课件

重症医学专科资质培训 (机械通气部分 ) 2 目录 机械通气的基本原理； 机械通气适应症与禁忌症 ; 呼吸机主要参数调节原则 ; 机械通气的实施与模式的特点 ; 呼吸机的撤离 ; 3 呼吸机应用原理 -人机相互作用 呼吸机通过分析呼吸系统定性或定量的机械信号 研究机械通气患者的呼吸参数来阐明 呼吸机是如何工作的 ? 机械通气模式如何显示呼吸系统机械参数 ,被动通 气与辅助通气之间的区别 ? 机械通气 :解决通气 ,氧合的原理 ? 4 容量控制与压力控制通气 机械通气可借助控制瞬间气流（引起呼吸系统容量变 化）或气道压力变化。呼吸机不能同时控制两者；病 人主动或被动呼吸可改变压力或容量。 所有通气模式 : 在吸气相 机械通气可依据选择模式控制流速或压力， 分别为容控和压控。吸气时的流速和压力变化反映不 同模式下呼吸系统机械参数的变化 在呼气期间 根据设定 PEEP水平只能控制气道压力，同 时反应流速和容量变化时的呼吸系统机械特征。 5 控制通气与呼吸系统的反应特征是什么 ? 容量控制通气可了解病人呼吸系统反应的特征 :较好的 分析呼吸系统机械参数； 1,首先是呼吸频率，结合病人的反应（ 测定呼吸系统 参数 C ,R ）； CMV 时设定 VT 与 C ,R的关系； 2,控制通气条件下可定量或定性观察信息；如，设定 PEEPe 观察动态肺过度膨胀，测定呼吸系统顺应性等 。 呼吸机应用原理 6 被动和主动呼吸 压控和容控两种模式适用 肌松或麻痹病人的被动通气 。 被动通气 最易测定气道阻力，呼吸系统顺应性，而且可以观 察基础机械信号及曲线与环的变化。 食管压的测定 是为特殊目的（分别研究胸壁和肺）。 MV的大部分时间是辅助通气，此时 ,允许 病人 主动呼吸。 辅助通气的基础 是人机同步 。 吸气努力的触发 分压力与流速 触发。 (WOB) 吸气相的延迟 ： 是由于吸气肌和呼吸机的共同作用。 -是导 致人机不协调原因之一。 7 Principles (1): Ventilation The goal of ventilation is to facilitate CO2 release and maintain normal PaCO2 Minute ventilation (VE) Total amount of gas exhaled/min. VE = (RR) x (TV) VE comprised of 2 factors VA = alveolar ventilation VD = dead space ventilation VD/VT = 0.33 VE regulated by brain stem, responding to pH and PaCO2 Ventilation in context of ICU Increased CO2 production fever,sepsis,injury,overfeeding Increased VD atelectasis, lung injury, ARDS, pulmonary embolism Adjustments: RR and TV V/Q Matching. Zone 1 demonstrates dead-space ventilation (ventilation without perfusion). Zone 2 demonstrates normal perfusion. Zone 3 demonstrates shunting (perfusion without ventilation). Airwaydiseases:AECOPD,Severeasthma Low ventilation: Post-operation CentralCauses: Central driven decrease; Brain stem injury 8 Principles (2): Oxygenation The primary goal of oxygenation is to maximize O2 delivery to blood (PaO2) Alveolar-arterial O2 gradient (PAO2 PaO2) Equilibrium between oxygen in blood and oxygen in alveoli A-a gradient measures efficiency of oxygenation PaO2 partially depends on ventilation but more on V/Q matching Oxygenation in context of ICU V/Q mismatching Patient position (supine) Airway pressure, pulmonary parenchymal disease, small- airway disease Adjustments: FiO2 and PEEP V/Q Matching. Zone 1 demonstrates dead-space ventilation (ventilation without perfusion). Zone 2 demonstrates normal perfusion. Zone 3 demonstrates shunting (perfusion without ventilation). 9 病历摘要 患者 ,男 ,58岁 ,主因间断咳嗽、咳痰 30年，加重 15天于 09- 3-5日入院。 入院查体： T37.4 ， P118次 /分， R25次 /分， BP110/80 mmHg，神志恍惚，口唇及甲床紫绀。颈静脉怒张，桶状胸 ，两肺叩过清音，双肺呼吸音极低，可闻及少许干湿性罗 音。心音低钝，心率 118次 /分，肝脾不大。双下肢不肿。 辅助检查：血 WBC7.72109/L ， N89.1%， Hb173/L， PLT159109/L ，血 PH 7.247， PCO2 95mmHg, PO2 149mmHg, 胸片示慢性支气管炎，肺气肿。 入院诊断： AECOPD，肺炎， 型 呼吸衰竭。 给予抗感染、解痉、平喘治疗，。 10 患者经导管吸氧 3L/min，但给予两个剂量支气管扩张剂喷雾 治疗后症状无好转，胸片加重，不能咳痰转入 ICU治疗。 .在应用 MV前必须了解 : 有创与无创机械通气的指征 ? 应采用哪种方式进行通气支持？ 通气参数如何设置？ 如何预防 VILI? 11 气管插管呼吸机辅助通气 治疗，病情逐渐加重，入 院第 2天出现双侧气胸 Autopeep 27cmH2O 机械通气能解决吗 ? 12 13 NPPV的适应症 高碳酸血症呼衰 COPD急性加重： 哮喘急性加重： 囊肿性纤维化并发呼衰 低氧呼衰 免疫受损（尤其是恶性肿瘤或移植后）病人并发呼衰 急性心源肺水肿血流动力学稳定 肺孢子虫肺炎并发呼衰 拒绝插管 14 NPPV的禁忌症 心跳、呼吸停止； 心血管功能不稳定、休克； 心肌缺血或心律失常 ; 需要保护气道畅通者（有急性气管内插管的指征 ）极易误吸 ; 活动性上消化道出血； 严重低氧血症 ; 面部手术；损伤；和或烧伤 ; 严重脑病 ; 明显焦虑 ; 15 NPPV转换为有创通气的时机 成功应用 NPPV的患者的特征 :基础病情较轻，应用 NPPV后血气能快速明显改善，呼吸频率下降 可能失败的相关因素 ：较高的 APACHE II评分，意识障 碍或昏迷，对 NPPV的初始治疗反应不明显，胸片提示 肺炎，呼吸道分泌物很多，高龄，满口缺齿，营养不 良等。 应用 NPPV1 2小时病情不能改善应转为有创通气。 (E 级 ) 16 有创机械通气的适应证 通气异常 : 呼吸肌功能障碍 呼吸肌疲劳 胸廓异常 经肌肉疾病 呼吸驱动力不足 气道阻塞或（或）气道阻力上升 氧合障碍 : 难治性低氧血症 需要使用治疗性呼气末正压 呼吸做功过度 保障镇静剂和 (或）肌松剂应用安全 ; 需要减低全身或心肌氧耗 ; 应用过度通气来减低颅内压 ; 肺复张的实施以及肺不张的预防 ; 17 下述情况实施机械通气时可能使病情加重 : 如 : 气胸及纵隔气肿未行引流 ; 肺大疱和肺囊肿 ; 低血容量性休克未补充血容量 ; 严重肺出血， 气管 -食管瘘 ,等 ; 在出现致命性通气和氧合障碍时 , 应积极处理原发病（如 :行胸腔闭式引流 ;积极补充血容量等）， 同时 ,应用机械通气。 18 Pressure ventilation vs. volume ventilation Pressure-cycled modes deliver a fixed pressure at variable volume Volume-cycled modes deliver a fixed volume at variable pressure Pressure-cycled modes Pressure Support Ventilation (PSV) Pressure Control Ventilation (PCV) CPAP BiPAP Volume-cycled modes Control Assist Assist/Control Intermittent Mandatory Ventilation (IMV) Synchronous Intermittent Mandatory Ventilation (SIMV) Volume-cycled modes have the inherent risk of volutrauma. 19 A Brief Review模式的原理 Pressure Support Ventilation (PSV) Pat determines RR, VE, inspiratory time a purely spon mode Parameters Triggered by pts own breath Limited by pressure Affects inspiration only Uses Complement volume-cycled modes (i.e., SIMV) Does not augment TV but overcomes resistance created by ventilator tubing PSV alone Used alone for recovering intubated pts who are not quite ready for extubation Augments inflation volumes during spontaneous breaths BiPAP (CPAP plus PS) PSV is most often used together with other volume-cycled modes. PSV provides sufficient pressure to overcome the resistance of the ventilator tubing, and acts during inspiration only. 20 模式的原理 Pressure Control Ventilation (PCV) Ventilator determines inspiratory time no patient participation Parameters Triggered by time Limited by pressure Affects inspiration only Disadvantages Requires frequent adjustments to maintain adequate VE Pt with noncompliant lungs may require alterations in inspiratory times to achieve adequate TV 21 模式的原理 :Assist/Control Mode Control Mode Pt receives a set number of breaths and cannot breathe between ventilator breaths Similar to Pressure Control Assist Mode Pt initiates all breaths, but ventilator cycles in at initiation to give a preset tidal volume Pt controls rate but always receives a full machine breath Assist/Control Mode Assist mode unless pts respiratory rate falls below preset value Ventilator then switches to control mode Rapidly breathing pts can overventilate and induce severe respiratory alkalosis and hyperinflation (auto-PEEP) Ventilator delivers a fixed volume 22 模式的原理 :IMV and SIMV Volume-cycled modes typically augmented with Pressure Support IMV Pt receives a set number of ventilator breaths Different from Control: pt can initiate own (spontaneous) breaths Different from Assist: spontaneous breaths are not supported by machine with fixed TV Ventilator always delivers breath, even if pt exhaling SIMV Most commonly used mode Spontaneous breaths and mandatory breaths If pt has respiratory drive, the mandatory breaths are synchronized with the pts inspiratory effort 23 模式的原理 :CPAP and BiPAP CPAP is essentially constant PEEP; BiPAP is CPAP of two levels(Phigh、 Plow). Parameters CPAP PEEP set at 5-10 cm H2O BiPAP/ps CPAP with Pressure Support (5-20 cm H2O) Shown to reduce need for intubation and mortality in COPD pts Indications When medical therapy fails (tachypnea, hypoxemia, respiratory acidosis) Use in conjunction with bronchodilators, steroids, oral/parenteral steroids, antibiotics to prevent/delay intubation Weaning protocols Obstructive Sleep Apnea 24 25 26 机械通气参数的调节 在准确调节通气参数以前， ICU医生对患者的心、肺状况 ，并将患者病理生理学改变与应用生理学知识结合起来； 以便更好调节通气参数 ，提高机械通气应用水平。 原则： 明确导致呼吸衰竭的原因； 机械通气应适合患者肺脏病理生理变化； 了解机械通气对血流动力学的影响； 机械通气引起的肺损伤； 27 Vent settings to improve Respiratory rate Max RR at 3O breaths/min Efficiency of ventilation decreases with increasing RR Decreased time for alveolar emptying TV Goal of 5-10 ml/kg Risk of volutrauma Other means to decrease PaCO2 Reduce muscular activity/seizures Minimizing exogenous carb load Controlling hypermetabolic states Permissive hypercapnea Preferable to dangerously high RR and TV, as long as pH 7.15 RR and TV are adjusted to maintain VE and PaCO2 I:E ratio (IRV) Increasing inspiration time will increase TV, but may lead to auto-PEEP PIP Elevated PIP suggests need for switch from volume-cycled to pressure-cycled mode Maintained at FIO2 Simplest maneuver to quickly increase PaO2 Long-term toxicity at 60% Free radical damage Inadequate oxygenation despite 100% FiO2 usually due to pulmonary shunting Collapse Atelectasis Pus-filled alveoli Pneumonia Water/Protein ARDS Water CHF Blood - Hemorrhage PEEP and FiO2 are adjusted in tandem 29 Vent settings to improve PEEP Increases FRC Prevents progressive atelectasis and intrapulmonary shunting Prevents repetitive opening/closing (injury) Recruits collapsed alveoli and improves V/Q matching Resolves intrapulmonary shunting Improves compliance Enables maintenance of adequate P aO2 at a safe FiO2 levelDisadvantages Increases intrathoracic pressure (may require pulmonary a. catheter) May lead to ARDS Rupture: PTX, pulmonary edema PEEP and FiO2 are adjusted in tandem Oxygen delivery (DO2), not PaO2, should be used to assess optimal PEEP. 30 建议实施方案 临床医师熟悉患者病情的基础上 ,采用适当机械通气策略 (有 创 ,无创 ); 模式的应用应充分了解模式的设定原理 ,特点 ,优缺点 ; 合理的参数设定除兼顾通气氧合外 ,应关注心肺相互作用、 VILI的预防 ; 实施机械通气过程中应注意监护心肺及全身状况 ,以进一步知 晓机械通气应用是否适当 ,病情的变化趋势 ; 肺参数恶化氧合下降出现严重 VILI,应用 MV同时加用 ECMO,或 CO2去除装置 . 31 建议实施方案 机械通气应依据病因及肺脏病理生理改变决定通气策略 ; 即使疾病相同 ,患者的基础状况也不尽相同 个体化原则 ; 实施机械通气过程中应加强监护 ,动态观察趋势变化 ; 应全面评估病情变化 ;解决呼吸衰竭的诱因 ; 机械通气并不生理仔细准确应用可最大限度减轻负面效应 ; 依据病情 ,妥善应用有创与无创通气原则 ; 以循证医学为依据 ,结合病人的病状及其呼吸机应用的临 床经验对成功救治各种原因导致呼吸衰竭至关重要 . 呼吸机的撤离 天津呼吸机治疗研究中心 天津第三中心医院 ICU 秦英智 33 呼吸机撤离是指导致呼吸衰竭的基础病因改善或缓解 ，呼吸机由全部通气支持转为自主呼吸过程。 此过程可突然或逐渐撤离通气支持。二个多中心研究 表明能够突然撤离呼吸机大约占机械通气患者的 75%， 其余患者需实施逐渐的撤机过程。 34 通过 符合筛查 试验 条件者开始进行 自主呼吸试验（ SBT） 呼吸机的撤离 机械通气的原因 袪 驱除和病情稳定后 开始脱机的筛查试验 未通过 SBT者查找并 纠正失败原因 通过 SBT通过者应该评估人工气道的 开放程度和保护能力 采用不导致呼吸肌疲劳 的方式继续机械通气 拔管 保留人工气道注意呼吸道管理 SBT失败原因纠正后每 24小时进行 SBT一次 成功 NPPV 35 36 37 撤机参数的临床应用 当前，将撤机参数分为：神经肌肉功能测定：呼吸机 对抗呼吸系统机械和代谢负荷作功的能力是依赖完整 的神经肌肉功能。 撤机参数是在这几个水平上测定神经肌肉功能如： PImax (NIF)、 P0.1、 Vc、 MVV，测定呼吸肌负荷参 数 R、 C、 VA；等等。 在此基础上的综合参数 CROP (CROP=Cdyn Pimax PaO2/PAO2/ f)及 RVR（ f/VT） (Breaths/minL ）。 38 脱机参数的研究现状： 脱机参数是一个标准，不能说明患者何时开始脱机； 通气参数是静态标准，是在休息状态下评价自主呼吸及循 环状况，对患者心血管储备及自主呼吸运动负荷了解甚少。 病种不同，脱机参数有明显个体化倾向； 没有顾及机械通气与心肺相互作用，即只简单测定通气未 考虑氧合。 39 快速撤机 一般指无肺疾患患者，这些患者机械通气是手术后或 对治疗反应迅速的急性呼吸衰竭患者。快速撤机患者 一般在通气治疗后 6-8小时（一般 24小时）。典型的 是冠脉搭桥或瓣膜置换患者， 大多数术后患者是在手术室或复苏室撤机、拔管。 40 逐渐撤机 接受机械通气患者可有 很多原因阻碍撤机 。进入这个过程临床 医师必须考虑患者初始上机原因是否已纠正，大多数撤机困难 患者 存在一个或更多领域问题。 41 SBT失败常见原因 1，神经问题：通气机依赖可涉及脑干、脑损伤或创伤以 及脑肿瘤；大量应用镇静药及阿片类药物；由于创伤或疼 痛导致神经损伤呼吸肌功能失常； 42 2， 呼吸负荷过重 ：这涉及呼吸肌疲劳，可由 过重的呼 吸功、呼吸机设定或人工气道 的影响。 由于废用肌萎缩，或外科创伤的肌肉损伤 ; 支气管痉挛或过多分泌物使呼吸负荷增重； COPD患者气体陷闭肺过度膨胀 ,损害了有效的吸气努力 。 呼吸泵力量和负荷不均衡 -浅快呼吸是信号。 呼吸机管路 有大量液体或湿热交换器（ HME）的阻塞 ; 呼吸机送气在适当的时间点不结束吸气气流 ; 人工气道太细、太长、或病人咬管 、阻塞管腔 ; 43 3， 代谢因素： 不适当的营养和电解质失衡； COPD CO2潴留有酸碱代偿； 机械通气患者过度通气，引起代谢失衡影响撤机； 肾衰竭也可引起代谢失衡干扰撤机过程。 4， 低氧血症： 因脓毒症，使血中氧含量低， PaCO2降低损 害细胞氧摄取。 5， 心血管原因： 体内液体量过多、心功能低下。 6， 心理因素 ： 44 SBT的模式的研究 PSV、 CPAP、 T-piece是常用评价 SBT脱机的方法。 随机研究拔管前 SBT最好方法，比较 CPAP5 cmH2O、 T-piece 1 小时； T-piece与 PSV 7cmH2O比较，拔管失败率无差别。 ATC与 CPAP预测拔管后果采用前瞻性对照随机研究（ 99例） , SBT 1小时，拔管成功率 96% vs 85% (P=0.08)，再插管率 14% vs 28%。因此，单中心研究表明使用 ATC作为 SBT是一种有效模 式。 计算机闭环脱机模式 CPAP/ATC与内科医师操作脱机比较，结 果表明特异性计算机脱机系统 ICU停留时间降低。 45 实施 SBT方法 通过第一阶段才开始进行 第二阶段 SBT： 依据经验 可选择 30分、 60分或 120分， 此阶段是对心肺 功能耐力的检验。 在此阶段有一个、多个参数不正常即认为患者难以脱 机， 应停止 SBT，恢复机械通气。 机械通气应提供全部支持以允许呼吸肌休息，在 24 小 时后再重复此过程。 在此期间应分析失败原因给以纠正。 46 气道保护能力的评估 通过 SBT的患者，临床医师应关注患者是否拔管。一些研究 表明成功通过 SBT患者， 指令咳嗽力量大小、气道内分泌物 的量是预测拔管后果的重要因素。 拔管参数 :需客观测定咳嗽力量和分泌物的量。 因此， 意识、咳痰能力和分泌物的量 是决定拔管成功的重要 因素。 47 拔管后上气道的评估 评估上气道有无梗阻（水肿，肿物，环状软骨半脱位），拔 管前作漏气试验，拔管后（某一时间）用显微喉镜或气管镜 检查以了解上气道及声音嘶哑的原因。 48 无创通气作为一种撤机工具 撤机失败者使用 NPPV可以减轻呼吸肌工作负荷，从而 改善浅快呼吸。 一些研究表明正压通气（ PS）加用外源性 PEEP可改善 肺泡通气，从而抑制浅快呼吸，同时可抑制胸内压负 向波动并抵制内源性 PEEP。 很多研究表明应用 NPPV可缩短有创通气时间，降低 VAP 发生率。 作为有创通气的补充可减少再插管率。应很好掌握无 创通气指征。 49 患者女， 24岁 ，病案号： 271080 主因 “ 间断喘息 20年，加重 1天 ” 于 2006.6.6入院 于呼吸科，既往喘憋病史十余年，一月前搬入新居 。 入院 PE： T36.6 ， BP130/80mmHg， P138次 /分， R38次 /分， SpO287%，神清，坐位，喘貌，双肺呼 吸音低，满布哮鸣音，心律齐，腹 (-)，双下肢无 水肿。 胸透：双肺中下纹理粗，透亮度增加。 典型病例讨论 50 入院后给予