机械通气基本原理(1)

1、. 1 1 机械通气基本原理机械通气基本原理 2 2 . 呼吸机的种类呼吸机的种类 依工作动力不同 手动、气动（以压缩气体为动力）、电动（以电为动力）。 依吸-呼切换方式不同 定压（压力切换）、定容（容量切换）、定时（时间切换）。 依调控方式不同 简单、微电脑控制。 3 3 . 呼吸机的基本构造 4 4 . 实现机械通气的基本设置 触发：时间、压力、流速 通气目标：容量、压力 吸呼切换 时间 容量 流速 压力 5 5 . 呼吸机的操作方法 呼吸机与患者的连接呼吸机与患者的连接 鼻/面罩:用于无创通气。选择合适的鼻/面罩对保证顺利实 施机械通气十分重要。 气管插管:经口或鼻插管 气管切开:长期行

2、机械通气患者；解剖死腔占潮气量比例较 大的患者，如单侧肺；或气管插管失败者。 6 6 . 基本通气模式和方式 CMV (Controlled Mode Ventilation) VC、PVC A/C (Assist or Controlled Mode) VC、PVC SIMV VC、PVC、VS、PSV SPONTANEOUS VS PSV 7 7 . 通气模式通气模式-1 控制通气控制通气（controlled medchanical ventilation, CMV）：呼 吸机完全替代自主呼吸的通气方式。 容量控制通气（volume controlled ventilation, VCV

3、） 概念：潮气量（VT）、呼吸频率（RR）、吸呼比（I/E）和吸气流速完全 由呼吸机来控制。 调节参数：吸氧浓度(FiO2),VT,RR,I/E. 特点：能保证潮气量的供给，完全替代自主呼吸，有利于呼吸肌休息；易 发生人机对抗、通气不足或通气过度，不利于呼吸肌锻练。 应用： 呼吸驱动能力很差者。 对心肺功能贮备较差者，可提供最大的呼吸支持，以减少氧耗量。如：躁 动不安的ARDS患者、休克、急性肺水肿患者。 需过度通气者：如闭合性颅脑损伤。 . 8 8 Controlled Mode (Volume- Targeted Ventilation) Preset VT Volume Cycling

4、Dependent on CL & Raw Flow L/m Pressure cm H2O Volume mL Preset Peak Flow Time triggered, Flow limited, Volume cycled Ventilation 9 9 . 机械通气压力波形 1010 . 通气模式通气模式-2 压力控制通气（pressure controlled ventilation, PCV） 概念：预置送气压力水平和吸气时间。吸气开始以预定的气流形状 和压力维持一定的时间。然后呼气开始。 调节参数：FiO2,压力控制水平，RR,I/E。 特点：峰压便于控制，能改善气体分布和

5、V/Q。VT与预置压力水平 和胸肺顺应性及气道阻力有关，需不断调节压力水平，以保证适当 水平的VT。 应用：通气功能差，气道压较高的患者；用于ARDS有利于改善换 气；新生儿，婴幼儿。 . 1111 Controlled Mode (Pressure- Targeted Ventilation) Press ure Flow Volume (L/min) (cm H2O) (ml) Cycled Set PC level Time Triggered, Pressure Limited, Time Cycled Ventilation 1212 . 通气模式通气模式-3 同步（辅助）控制通气同

6、步（辅助）控制通气（Assisted CMV, ACMV） 概念：自主呼吸触发呼吸机送气后，呼吸机按预置参 数（VT,RR,I/E）送气；患者无力触发或自主呼吸频 率低于预置频率，呼吸机则以预置参数通气。与 CMV相比，唯一不同的是需要设置触发灵敏度，其 实际RR可大于预置RR 调节参数：FiO2，触发灵敏度VT,RR,I/E 特点：具有CMV的优点，并提高了人机协调性；可 出现通气过度。 应用：同CMV。 . 1313 Assisted Mode (Volume-Targeted Ventilation) Flow L/m Pressure cm H2O Volume mL Preset V

7、T Volume Cycling Patient triggered, Flow limited, Volume cycled Ventilation 1414 . 通气模式通气模式-4 间歇指令通气间歇指令通气（intermittent mandatory ventialtion, IMV） /同步间歇指令通气同步间歇指令通气（synchronized IMV, SIMV）。 概念：IMV：按预置频率给予CMV，实际IMV的频率与预置相同， 间隙期间允许自主呼吸存在；SIMV:IMV的每一次送气在同步触发 窗内由自主呼吸触发，若在同步触发窗内无触发，呼吸机按预置参 数送气，间隙期允许自主呼吸

8、。 调节参数：FiO2,VT,RR,I/E。SIMV需设置触发灵敏度。 特点：支持程度可调（0100），能保证一定的通气量，同时 允许自主呼吸参与，对心血管系统影响较小；自主呼吸时不提供通 气辅助，而需克服呼吸机回路的阻力，故对呼吸肌有锻炼作用。 应用：有自主呼吸，可逐渐下调IMV辅助频率，向撤机过渡；若自 主呼吸频率过快，采用此种方式可降低自主呼吸频率和呼吸功耗。 1515 . SIMV 同步区 Synchrous period强制区 mandatory period pressure pressure pressure . 1616 SIMV(VC) Spontaneous Breaths

9、 Flow L/m Pressure cm H2O Volume mL . 1717 Press ure Flow Volume (L/min) (cm H2O) (ml) SIMV Mode (PV) Spontaneous Breath 1818 . 通气模式通气模式-5 压力支持通气压力支持通气（pressure support ventilation, PSV） 概念：吸气努力达到触发标准后，呼吸机提供一高 速气流，使气道压很快达到预置辅助压力水平以克 服吸气阻力和扩张肺脏，并维持此压力到吸气流速 降低至吸气峰流速的一定百分比时，吸气转为呼气。 特点：该模式由自主呼吸触发，并决定RR和

10、I/E， 因而有较好的人机协调。而VT与预置的压力支持水 平、胸肺呼吸力学特性（气道阻力和胸肺顺应性） 及吸气努力的大小有关。当吸气努力大，而气道阻 力较小和胸肺顺应性较大时，相同的压力支持水平 送入的VT较大。 1919 . 压力支持通气压力支持通气（PRESSURE SUPPORT VENTILATION, PSV） 调节参数： FiO2 吸、呼触发灵敏度 压力支持水平。 压力递增时间 对COPD患者，提前终止吸气可延长呼气时间， 使气体陷闭量减少；对ARDS患者，延迟终止吸 气可增加吸气时间，从而增加吸入气体量，并有 利于气体的分布。 . 2020 PSV Time (sec) 流速流速

11、 L/m 压力压力 cm H2O 容量容量 mL 设置压力设置压力 病人触发，流速切换，压力限制病人触发，流速切换，压力限制 流速切换 . 2121 Press ure Flow Volume (L/min) (cm H2O) (ml) SIMV (PV)+ PS PS Breath Set PS level Time (sec) Time-Cycled Flow-Cycled . 2222 SIMV(VC)+PS Flow Pressure Volume (L/min) (cm H2O) (ml) Set PS level PS Breath Flow-cycled 2323 . 吸吸-呼切

12、换方式呼切换方式 压力切换 容量切换 时间切换 流速切换 组合切换：现代呼吸机可以是两种以上方式的结合，如压 力-时间切换。 2424 . 呼气末状态呼气末状态 呼气末正压呼气末正压（PEEP） 借助于呼气管路中的阻力阀等装置使气道呼气末压力高 于大气压水平即获得PEEP。 生理学效应 气道压处于正压水平，平均气道压升高。 通过对小气道和肺泡的机械性扩张作用，使萎陷肺泡重新开放， 肺表面活性物质释放增加，肺水肿减轻，故可以使肺顺应性增 加，气道阻力降低，加之对内源性呼吸末正压（PEEPi）的对 抗作用，有利于改善通气。 功能残气量增加，气体分布在各肺区间趋于一致，QS/QT降低， V/Q改善。

13、 弥散增加。 2525 . 呼气末正压呼气末正压（PEEP） PEEP过高的生理学效应 对血流动力学产生不利影响， 使肺泡处于过度扩张的状态，顺应性下降，甚至会引起肺泡 上皮和毛细血管内皮损，通透性增加，形成容积伤 （volutrauma）。 2626 . 肺顺应性肺顺应性: 压力压力-容量曲线容量曲线 02040602040-60 0.2 LITERS 0.4 0.6 Paw cmH2O VT L.I.P U.I.P Use P-V curve as a guide to set the appropriate level of PEEP 2727 . 持续气道正压通气持续气道正压通气 持续

14、气道正压持续气道正压（continuous positive airway pressure, CPAPCPAP） 概念:气道压在吸气相和呼气相都保持在同一正压水平 即为CPAP。 VT与CPAP水平、吸气努力和呼吸力学状况有关。 CPAP的生理学效应与PEEP基本相似。 . 2828 CPAP CPAP level Flow L/m Pressure cm H2O Volume mL 2929 . 双相正压气道通气双相正压气道通气（BIPHASIC） BIPAP为一种双水平CPAP的通气模式，设置吸气压较高、呼气压较低， VT的大小取决于吸气压和呼气压的压差及呼吸器官的顺应性。可辅助 或控制

15、呼吸。 能实现从PCV到CPAP的逐渐过渡。 能实现APRV P T 同步切换（吸气触发） PHIGH PLOW TLOW THIGH 同步切换（呼气触发） 3030 . BIPHASIC/APRV 两相压力分别称为 PH及 PL 两相压力相对应的时间称为 TH 和TL 高、低压的交替转换可与病人的呼吸同步 病人自主呼吸时进行同步触发 无自主呼吸时由双相压力定时设置来决定相关参数 P T 同步切换 PHIGH PLOW TLOW THIGH 同步切换 3131 . 当高压相时间和低压相时间的设置与常规 “I:E 比” 一致时，称其为 “BIPHASIC” 或 “BIPAP” P 3232 .

16、当所设置的高压相时间远远大于低压相时间时，称 其为“气道压力释放通气 （APRV） ” P OxygenationCO2 Elimination .3333 APRV/BIPHASIC 3434 . PRVC 压力调节容量控制通气 采用压力控制通气的送气方式 兼顾容量控制通气的容量保证特点 3535 . PRVC PRVC 试验呼吸: 激活PRVC后的1st 呼吸以容量控制、减速波的方式通气， 自动设置 40ms 吸气暂停。 由 40ms 平台期所测得的压力，即作为第二次送气的压力， 设置容量即为目标容量. 压力调节每次不超过3cmH20. .3636 PRVC 后续呼吸 压力压力 流速流速

17、在 40ms平台期所测得的压力 . 3737 “双重模式双重模式”算法简述算法简述 CL或病人需求减少CL 或病人需求增加 恢复VT (500 ml) -VT (600 ml) PTARGET -PTARGET PTARGET VT (500 ml) restored Resulting Vt (500 ml) FlowPressur e Insp Exh VT (400 ml) 双重模式中 的目标通气 目标容量 (500 ml) VT . 3838 Target volume (500 ml) VT Target Breath PTARGET 双重模式对于有明显双重模式对于有明显 自主呼吸的

18、病人是最合适的吗？自主呼吸的病人是最合适的吗？ VT restored (500 ml) PTARGET VT restored FlowPressure Insp Exh 需求增加 (600 ml) PTARGET VT (600 ml) VT (600 ml) 需求一直增加 Volume Limit .3939 PRVC 可能存在的问题: 容量过大 容量过小 压力大于必要压力. 4040 . 特殊PRVC-V SYNC和ASSURED VOLUME 与 PRVC的功能一样 V Sync-容量控制模式下可以被激活 Assured Volume压力控制模式下应用 是VAPS/Pressure

19、Augmentation的改进版 每一次呼吸的容量都得到保证，所谓“呼吸内调节”。 4141 . 保证容量 通过设置容量保证而启动 呼吸机自动计算在设置的吸气时间内递送保证 容量所需的气流流速. 在压力控制通气的减速气流达到呼吸机计算的 气流流速时，呼吸机根据下列情况作出选择： 如果已经达到设置容量，呼吸机切换为呼气. 如果尚未达到设置容量，呼吸机依此流速送气，直 到满足设置容量. 因此，所计算出来的流速称为流速决定点。 .4242 PRVC 压力压力 流速流速 测试呼吸 呼吸机确定的峰流速 40ms 平台压 4343 . 流速流速 压力压力 time 吸气压力吸气压力 计算出流速计算出流速

20、MACH VOL WAVEFORMS 决定点决定点 4444 . MACHINE/ASSURED VOLUME 变速气流满足病人需求 以每次呼吸为单位，保证容量 容量更稳定 优点 4545 . 容量保证（MACHINE OR ASSURED VOLUME ） 可能的缺点 峰压过高 潮气量过高 应对措施 容量限制 4646 . 适应症选择 PRVC 能够适应压力控制通气，力学指标稳定，无论好或坏。 V Sync 适用容量控制通气，需要变速气流支持，力学指标稳定。 Machine Volume (Assured Volume) 适用压力控制通气，力学指标不稳定. 4747 . 呼吸机参数的设定呼吸

21、机参数的设定 FiO2：50%时需警惕氧中毒。原则是在保证氧合 的情况下，尽可能使用较低的FiO2。 VT:一般为615ml/kg，实际应用时需根据血气和 呼吸力学等监测指标不断调整。对VT的调节以避免 气道压过高为原则，即平台压不超过3050cmH2O； 而对于肺有效通气容积减少的疾病（如ARDS），应 采用小潮气量（68mm/kg）通气。PSV的水平一 般不超过2530 cmH2O，若在此水平仍不能满足 通气要求，应考虑改用其它通气方式 4848 . 呼吸机参数的设定呼吸机参数的设定 RR: 应与VT相配合，以保证一定的MV； 应根据原发病而定；一般为1220次/分； 应根据自主呼吸能力而

22、定；如采用SIMV时，可随着自主 呼吸能力的不断加强而逐渐下调SIMV的辅助频率。 4949 . 呼吸机参数的设定呼吸机参数的设定 I/E：一般为1/2。采用较小I/E，可延长呼气时间，有 利于呼气。适当增大I/E，甚至采用反比通气（I/E 1）,使吸气时间延长，平均气道压升高，甚至使PEEPi 也增加，有利于改善气体分布和氧合。 5050 . 呼吸机参数的设定呼吸机参数的设定 吸气末正压(吸气平台)时间：指吸气结束至呼气开始 这段时间，一般不超过呼吸周期的20%。 生理效应: 有利于气体在肺内的分布，减少死腔通气， 平均气道压增高，对血流动力学不利。 5151 . 呼吸机参数的设定呼吸机参数

23、的设定 PEEP：推荐“最佳PEEP（best PEEP）” 标准 最佳氧合状态； 最大氧运输量（DO2）； 最好顺应性； 最低肺血管阻力； 最低Q S/Q T； 达到上述要求的最小PEEP。 5252 . 呼吸机参数的设定呼吸机参数的设定 同步触发灵敏度（trigger） 压力触发，吸气开始到呼吸机开始送气时间不低于110 120ms 流速触发，吸气开始到呼吸机开始送气时间可低于100ms，呼 吸功耗较小。 设置：在避免假触发的情况下尽可能小。一般置于-1-3 cmH2O或12L/min。 5353 . 呼吸机参数的设定呼吸机参数的设定 流速波形 种类：方波、正弦波、加速波和减速波。 特点：减速波与其他三种波形相比，气道峰压更低、气体分 布更佳、氧合改善更明显。 叹气（sigh） 间断