呼吸麻醉教学资料 呼吸波形分析

1、 1 呼吸机工作过程呼吸机工作过程: 上图中，气源部份（Gas Source）是呼吸机的工作驱动力, 通过调节高压空气和氧气 流量大小的阀门来供应混合氧气体. 气体流量经流速传感器在毫秒级时间内测定流量, 调整气体流量阀门(Flow Valve)的直径以控制流量。测定在流速曲线的吸气流速面积下 的积分, 计算出潮气量. Vt= 流速(升/秒)Ti(流速恒定). 图中控制器 （Control Unit） 是呼吸机用于 控制吸气阀和 呼气阀的切换, 它受控于肺呼 吸力学改变而 引起的呼吸机 动作. 1 吸气控制有吸气控制有 : a. 时间控制时间控制 b. 压力控制压力控制 c. 流速控制流速控制

2、 d. 容量控制容量控制 1 呼气控制有呼气控制有: a. 时间控制时间控制 b. 病人触发病人触发 2 流量-时间曲线(F-T curve) 2 图图. 各种吸、呼气流量波形各种吸、呼气流量波形 A.指数递减波指数递减波 B.方波方波 C.线性递增波线性递增波 D.线性线性 递减波递减波 E.正弦波正弦波 F.50%递减波递减波 G.50%递增波递增波 H.调整正弦波调整正弦波 吸气流量波形 吸气流量恒定的曲线形态 吸气流量的波型(类型) 图2中流速以方波作为 对比(以虚线表示), 在流 速,频率和潮气量均不变 情况下, 方波由于流速 恒定不变,故吸气时间最 短, 其他波形因的递减, 递增或

3、正弦状, 因它们 的流速均非恒定不变, 故吸气时间相应延长. 方波 递减波 递增波 正弦波 AutoFlow(自动变流) 图3左侧为控制呼吸，由原方波改变为减速 波形(非递减波), 流速曲线下的面积=Vt. 图右侧当阻力或顺应性发生改变时, 每次供气 时的最高气道压力变化幅度在+3 - -3 cmH2O 之间, 不超过报警压力上限5cm H2O. 在平台期 内允许自主呼吸, 适用于各种VCV所衍生的各 种通气模式. AutoFlow吸气流速示意图 吸气流量波形(F-T curve)的临床 应用 吸气流速曲线分析-鉴别通气类型 根据吸气流速波形型鉴别通气类型 判断指令通气在吸气过程中有无自主呼吸

4、 图5中A为指令通气吸气流速波, B、C为在指令吸气过程中在吸气流 速波出现切迹,提示有自主呼吸.人机不同步, 在吸气流速前有微小呼 气流速且在指令吸气近结束时又出现切迹, (自主呼吸)使呼气流速减 少. 评估吸气时间 上图是VCV采用递减波的吸气时间: A:是吸气末流速巳降至0说明吸气时间合适且稍长, 在VCV 中设置了”摒气时间”.( 注意在PCV无吸气后摒气时间). B:的吸气末流速突然降至0说明吸气时间不足或是由于自 主呼吸的呼气灵敏度(Esens)巳达标(下述), 切换为呼气. 只 有相应增加吸气时间才能不增加吸气压力情况下使潮气量 增加. 从吸气流速检查有泄漏 左图为自主呼吸时,

5、当吸气流速降至原峰流速1025%或实际吸气流速降至 10升/分时, 呼气阀门打开呼吸机切换为呼气. 此时的吸气流速即为呼气灵敏 度(即Esens). Esens的作用 上图为自主呼吸+PS, 原PS设置15 cmH2O, Esens 为10%. 中图因呼吸频率过快、压力上升时间太短, 而Esens设置太低, 吸气峰流速过高以致PS过冲超 过目标压,呼吸机持续送气,TI延长,人机易对抗. 经 将Esens调高至30%, 减少TI,解决了压力过冲, 此 Esens符合病人实际情况. 呼气流速波形和临床意义 1:代表呼气开始. 2:为呼气峰流速:正压呼气峰流速比 自主呼吸的稍大一点. 3:代表呼气的

6、结束时间(即流速 回复到0), 4:即1 3的呼气时间 5:包含有效呼气时间4, 至下一次 吸气流速的开始即为整个呼气时 间,结合吸气时间可算出I:E. TCT:代表一个呼吸周期 = 吸气时间+呼气时间 初步判断支气管情况和主动或被动呼气 图11左侧图虚线反映气道阻力正常, 呼气峰流速大,呼气时间稍短, 实线 反映呼气阻力增加, 呼气峰流速稍 小,呼气时延长. 右侧图虚线反映是病人的自然被动 呼气, 而实线反映了是患者主动用 力呼气, 单纯从本图较难判断它们 之间差别和性质. 尚需结合压力-时 间曲线一起判断即可了解其性质. 判断有无内源性呼气末正压(Auto-PEEP/PEEPi) 的存在

7、三种不同的Auto-PEEP呼气流速波形 上图吸气流速选用方波,呼气流速波形在下一个吸 气相开始之前呼气流速突然回到0, 这是由于小气 道在呼气时过早地关闭, 以致吸入的潮气量未完全 呼出,使部分气体阻滞在肺泡内产生正压而引起 Auto-PEEP( PEEPi). 注意图中的A,B和C, 其突然 降至0时呼气流速高低不一, B最高,依次为A, C. 实 测Auto-PEEP压力大小也与波形相符合. Auto-PEEP在新生儿, 幼婴儿和45岁以上正常人 平卧位时为3.0 cmH2O. 呼气时间设置不适当, 反比通气, 肺部疾病(COPD)或肥胖者均可引起 PEEPi. 临床上医源性PEEP=

8、所测PEEPi 0.8. 如此即 打开过早关闭的小气道而又不增加肺容积. 评估支气管扩张剂的疗效 呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估 支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A: 呼出气的峰流速, B: 从峰流速逐渐降至0的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A增加, B有效呼 出时间缩短, 说明用药后支气管情况改善. 另尚可监测Auto-PEEP有无改 善作为佐证. 3 压力-时间曲线 VCV的压力的压力-时间曲线示意图时间曲线示意图 平均气道压(mean Paw 或Pmean) 在VCV中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比) PCV的压力-时间曲线 压力上升时间(压力上升斜率或梯度) PC

9、V和PSV压力上升时间与吸气流速的关系 临床意义 评估吸气触发阈和吸气作功大小 评估平台压(Fig.20) 呼吸机持续气流对呼吸作功的影响 识别通气模式 通过压力-时间曲线可识别通气模式, 如CMV/AMV, SIMV, SPONT(CPAP), BIPAP等 自主呼吸(SPONT/CPAP)的吸气用力和压力支持 通气(PSV/ASB) 自主呼吸和压力支持通气的压力-时间曲线 控制机械通气(CMV)和辅助机械通气(AMV)的压力 -时间曲线 CMV(左侧)和AMV(右侧)的压力-时间曲线 同步间歇指令通气(SIMV) SIMV的压力波形示意图 同步间歇指令通气同步间歇指令通气(SIMV) 双水

10、平正压通气(BIPAP) BIPAP的压力-时间曲线 BIPAP和VCV在压力-时间曲线上差别 VCV 与BIPAP在压力曲线的差别和关系 BIPAP衍生的其他形式BIPAP 通过调节BIPAP四个 参数如Phigh, Plow, Thigh, Tlow可衍生出 多种形式BIPAP BIPAP所衍生的四种模式 a. PhighPlow且ThighTlow, 即是CMV/AMV- BIPAP(也称IPPV-BIPAP) b. PhighPlow, Phigh上无自主呼吸, 即IMV- BIPAP c. 为真正的BIPAP:PhighPlow, 且ThighTlow, Phigh和Plow均有自主

11、呼吸 d. Phigh=Plow时即为CPAP 气道压力释放通气(APRV)的通气波形 FAPRV:BIPAP衍生模式, Tlow小于秒 容积-时间曲线 容积-时间曲线的分析 容积-时间曲线 方波、递减波而在容积、压力曲线上的差别 气体阻滞或泄漏的容积气体阻滞或泄漏的容积-时间曲线时间曲线 呼气时间不足导致气体阻滞 呼气时间不足在容积-时间曲线上表现 呼吸环 压力-容积环(P-V loop) P-V环的构戌(指令通气) VCV和PCV在Paw-V环的差别 自主呼吸(SPONT)的P-V环 图35为自主呼吸, 本例基 线压力=0 cmH2O(即 PEEP=0). 正常吸气时是 负压达到吸入潮气量

12、时 即转换为呼气, 呼气时为 正压直至呼气完毕压力 回复至0. P-V环呈顺时钟 方向描绘. 在吸气肢内面 积大小即为吸气作功大 小. 辅助通气(AMV)的P-V环 插管内径对P-V环的影响 不同内径的插管所形成的P-V环 吸气流速大小对P-V环的影响 吸气流速对P-V环的影响 自主呼吸+PS, P-V环在插管顶端、末端的作用 CPAP用PS在插管顶端、末端的作用 PSV时Paw-V环与Ptrach-V环的差别 PSV时的P-V环 阻力改变时的P-V环 不同阻力P-V环的影响 顺应性改变的P-V环 顺应性变化上升肢的改变 不同顺应性的P-V环 Fig.44 VCV/PCV的不同顺应性P-V环

13、P-V环的临床应用 测定第一拐点(LIP)、二拐点(UIP) VCV时静态测定第一、二拐点 P-V环反映肺过复膨张部分 肺过度膨张的P-V环 呼吸机流速设置不够的P-V环 单肺插管引起P-V环偏向横轴 1为气管插管意外地下滑至右总支气管以致 只有右肺单侧通气, P-V环偏向横轴. 2经纠正后P-V环即偏向纵轴. 肌肉松弘不足的P-V环 肌松效果差的P-V环 Sigh呼吸所引起Paw增加的P-V环 Sigh引起Paw增加的P-V环 增加PEEP在P-V环上的效应 在P-V环上监测PEEP效应 图左侧:虚线图为 PEEP=0时P-V环, 实线 图PEEP=4 cmH2O时P- V环, 在PEEP=

14、4时, Comp=29ml/cmH2O, Raw=16 cmH2O/L/s, 潮 气量稍有增加 严重肺气肿和慢性支气管炎病人的P-V环 肺气肿患者的P-V环 中等气管痉挛的P-V环 中等气管痉挛的P-V环 腹腔镜手术时P-V和F-V环 腹腔镜手术时的P-V环和F-V环 左侧卧位所致左上叶肺的P-V环 单肺通气的P-V环 流速-容积曲线(F-V curve) 流速流速-容积曲线容积曲线(环环) 流速流速-容积曲线容积曲线(环环) 方波和递减波的流速-容积曲线(F-V曲线) 方形波和递减波的F-V曲线 考核支气管扩张剂的疗效 F-V曲线反映有PEEPi F-V曲线的呼气肢在呼气末突然垂直降至0说明

15、有PEEPi存在 F-V曲线呼气末未封闭 F-V曲线呼气末呼气肢容积未回复0, 呼气结束点未与吸气起始点吻合封闭,而呈开环状, 说 明呼气末有漏气. 压力-流速环(P-FLOW环) 6 综合曲线的观察综合曲线的观察 VCV与PCV的吸气肢和呼气肢 VCV与PCV的吸气肢和呼气肢差别 VCV时流速大小对吸/呼比和充气峰压(PIP)的 影响 CPAP通气波形 CMV(IPPV) 模式的波形 定容型CMV的波形 VCV-CMV通气波形 VCV-CMV的压力, 流速波形 AMV(IPPVassist) 模式的波形 容定型AMV通气的波形 VCV-AMV通气波形 VCV-AMV的P-T,F-T曲线 同步

16、间歇指令通气(SIMV)通气波形 SIMV通气波形 VCV-SIMV F VCV-SIMV的波形(无PS) VCV:SIMV+PS的通气波形 SIMV+Autoflow通气波形 压力限制通气(PLV)的波形 每分钟最小通气量(MMV)的通气波形 气体陷闭(阻滞)的波形 气体阻滞在各曲线上的表现 气体陷闭导致基线压力的上 气体陷闭导致基线压力和呼吸周期延长 定压型通气波形 PCV:压力上升达标所需时间(即调节吸气流速 大小) 压力上升时间示意图 自主呼吸PS的Rise time 快慢對Vt的影 响 压力支持(PSV)与PCV差别 CPAP+PS的通气波形 在同等预设PS水平情况下, 1.为顺应性

17、下降, 吸气流速和潮气量均下 降. 2.为另一患者顺应性改善且吸气有力, 吸气流速增加以致潮气量增加 PC-CMV/AMV通气波形 PC-SIMV通气波形 反比通气(IRV):VCV与PCV的差别. 左图为VCV, 压力曲线有峰压和平台压(摒气时间), 流速可以是方波, 递减波或正弦波. 右图为PCV压力波均呈平台形, 流速为递减波. 图中吸 气时间大于呼气时间此即为IRV. 注意IRV易发生Auto-PEEP或每分钟通 气量不足. 双控通气方式(Dual Mode) VAPS (容积保障压力支持)的通气波形 压力扩增(PA:Pressure Augmentation) 通气波形 压力限定容量

18、控制通气(PRVC)的波形 VS通气波形 ASV (适应性支持通气)通气波形 弹性阻力的功和粘性阻力的功的交叉点即是最 低呼吸功. 目标频率(ftarget)和目标Vt(Vt target)的交叉点即是呼吸机理 想的工作状态。若实测Vt和f偏离中心, 呼吸机即自动调整 f ,Ti,Te和Pi(吸气压力)使偏离值接近中心. 例如实测Vt目标f, 其交点位于3区. 呼吸机则提高Pi和降低呼吸 机控制f, 使病人处于或接近交叉中心进行呼吸. ASV工作原理 ASV设置内容有:病人体重(Kg),预计分钟通气量的%, 压力上升时间,Esens, Trig,PEEP. 从理论上来说从CMVSIMVSPONT完全由呼吸机 自动切换, 经临床实践事实上和理论上均非如此. ASV的通气波形 PAV(成比例辅助通气) PAV通气的FA和VA PAV的FA和VA示意图 PAV根据压力曲线来控制辅助比例是否恰当 从压力曲线来评估PAV的支持%有无脱逸或不足 PAV的通气波形 顺应性或阻力的改变的波形 VCV时顺应性(CL)降低、阻力(Paw)增高的波形 肺顺应性减退(CL)和气道阻力 (Raw)增高时会引起气道压力增高