呼吸生理及机械通气基础

1、呼吸生理及机械通气基础Covidien 柯惠医疗邓晟华Shenghua.deng要内容 呼吸系统基本解剖结构 呼吸生理学基本概念 呼吸机简介 简要上机流程 常用呼吸模式说明呼吸系统解剖呼吸系统中的主要结构呼吸系统的主要作用 为机体带来细胞代谢所需要的物质，氧气 去掉细胞代谢过程中产生的废物，二氧化碳呼吸系统的基本组成 鼻与鼻腔 咽部 喉部 胸腔 主气管 支气管 肺泡呼吸系统的基本组成 鼻和鼻腔 加温、加湿、清洁是鼻部的主要功能 毛细血管加温 腺体分泌加湿 粘膜表面分泌物 + 纤毛运动 清洁呼吸系统的基本组成 咽 可划分为鼻咽、口咽、喉咽 功能：食物和气体的通道呼吸系统

2、的基本组成 喉 发音的重要结构 通过调节声带的紧张程度产生不同的音调 挑起会厌就可以暴露声带呼吸系统的基本组成 主气管 “通风管” 由1620块C型软骨环支撑的管道 长 1012cm 直径 22.5cm 功能：气体进出的通路呼吸系统的基本组成 胸腔 胸腔底部的膈肌把胸腔和腹腔分隔开来 纵膈把胸腔分为左右两部分 胸腔内有胸膜, 胸膜把肺部包裹起来 胸膜分脏层和壁层，之间的腔隙称胸膜腔 胸膜腔生理状态下是负压，有一定量的滑液呼吸系统的基本组成 支气管 主气管分成两支， 称左右支气管 左支气管又分成两支 右支气管又分成三支 分支的地方称隆突 支气管如树枝样不断分支下去，最终到达肺泡呼吸系统的基本组成

3、 肺泡 气体交换发生的地方 肺泡外周有毛细血管网包绕 呼吸和循环系统关系密切呼吸生理学的基本概念常用的生理学概念与呼吸有关的概念 通气：氧气（二氧化碳等）经由气道进出肺部的这一过程 弥散：氧气（二氧化碳等）由肺泡（细胞组织液中）进出毛细血管的过程 循环：由心脏的收缩作为主要驱动力，经过血管系统输送携带营养及其他物质，并带走代谢废物的过程与呼吸有关的概念 外呼吸（通气）：指气体进出肺部的过程 内呼吸：气体（氧气、二氧化碳等化学物质）在肺泡以及组织中进出（弥散）的过程与呼吸有关的概念呼吸过程中的作用力 呼吸的动力来源 自主呼吸 机械通气 呼吸的阻力来源 弹性阻力(静态阻力) 肺和胸廓的弹性阻力，占

4、2/3 非弹性阻力(动态阻力) 粘性阻力和惯性阻力，占1/3，以气道粘性阻力为主。呼吸的动力来源 自主呼吸 平静时候, 吸气力量主要来自膈肌的收缩 呼气时, 膈肌放松, 胸廓弹性回缩, 气体排出呼吸的动力来源 机械通气 通过呼吸机做功，为病人输送气体 目前最主要的机械通气方式是正压通气呼吸过程中的阻力 弹性阻力 弹性阻力：肺泡和胸廓存在自然回缩的力，构成弹性阻力，也就是肺的顺应性(Compliance) 用顺应性(C)来度量弹性阻力(E)，E=1/C C=V/P（L/cmH2O） 肺顺应性（CL）=肺容积变化（V）/跨肺压变化（P）呼吸过程中的阻力 动态和静态顺应性 静态（Cst）：每次吸气或

5、呼气后，屏气，测定肺容积和跨肺压变化，绘制压力容积（P-V）曲线，即可测得。 动态（Cdyn）：不阻断气流时测得。呼吸过程中的阻力 动态和静态顺应性 动态顺应性Crs, dyn = 静态顺应性Crs, st = PEEPPpeakVtPEEPPplatVtPVttVtPplat PEEPPIP PEEP呼吸过程中的阻力 顺应性的测定 静态顺应性（Cst）测定 令受试者平静呼吸，然后缓慢吸气至TLC位，在随后的呼气过程中，间断阻断气流，每次持续12s，记录肺内压和肺容积的变化；呼吸过程中的阻力 顺应性Volume Pressure VT不变或者改变较小压力增加C20C dyne如果C20/Cdy

6、ne 1过度膨胀呼吸过程中的阻力 顺应性的变化Volume Preset PIPVT levelsPressure3.RDS 1.使用表面活性物质2. 肺气肿PIP不变 VT 变化呼吸过程中的阻力 顺应性的下降 肺实质改变 ARDS, (支气管)肺炎, 肺水肿, 纤维化 表面活性物质功能障碍 ARDS, 肺泡肺水肿, 肺不张, 误吸 肺容量减少 气胸, 膈肌抬高呼吸过程中的阻力 用840测量顺应性 在840 上, 在病人完全镇静, 肌松的前提下, 通过设置, 模拟这一测量过程, 描画P-V环 参数设置: Vt = 1000 ml 或者 15ml/kg Vmax = 10 Lpm RR = 1

7、bpm 调出P-V环, 按 “手动送气” 键 然后 “冻结” 图形Pressure-Volume Loop呼吸过程中的阻力 顺应性正常值 新生儿3-5ml/cmH2O 婴儿10-20ml/cmH2O 儿童20-40ml/cmH2O 成人70-100ml/cmH2O 无肺部疾病的气管插管患者 50-70 ml/cmH2O呼吸过程中的阻力 非弹性阻力 主要为粘性阻力，即气体在气道中流动时所产生的阻力呼吸过程中的阻力 非弹性阻力呼吸过程中的阻力 气道阻力正常值 新生儿30-50cmH2O/L/sec 婴儿20-30cmH2O/L/sec 儿童20cmH2O/L/sec 成人2-4cmH2O/L/se

8、c呼吸过程中的阻力 时间常数 时间常数的定义（体现病人个体差异）： 时间常数（）阻力（） X 顺应性()呼吸生理中常用的各种量呼吸机简介最早的呼吸机 负压通气呼吸机 铁肺当今先进的呼吸机基本结构GUI, 图形用户界面,(上下双屏)BDU, 送气单元BPS 备用电池气体压缩机车架GUI 功能特点 用户界面方便直观 台车支架上可以270度旋转 可单独安装， 延长电缆30英尺 双触摸屏幕显示 屏幕锁定功能 高强度保护屏 防溅水, 可水洗 临床操作简洁 触摸/旋转/确认， 计算机自动提示，自动计算结果 IBW(理想公斤体重)输入模式 内置图文操作手册GUI - 操作简便只需三步 点击 选择 确认GUI

9、 区域划分GUI 区域划分GUI 区域划分GUI 键盘 轻触式 防溅水 LED提示灯GUI 键盘说明屏幕锁定键 - 锁定/开启用户操作界面(报警时解除锁定)屏幕亮度 - 调节LCD的亮度(只适用于黑白屏)屏幕对比度 - 调节屏幕对比度(只适用于黑白屏)报警音量 - 调节报警声音大小报警静音 静音2分钟后或按复位键退出报警复位 - 现有的报警复位帮助键 - 可提供一整套简易操作手册基本结构 GUI 按键100% O2 /CAL - 100% 氧两分钟，用于吸痰前后和氧传感器的校正MANUAL INSP - 提供手动呼吸EXP PAUSE - 延长呼气时间并且延迟下一次吸气，用于测量内源性PEEP

10、( Auto-PEEP)CLEAR - 清除 (在按Accept键之前才能有效)ACCEPT 确认INSP PAUSE 送气结束后关闭呼吸回路，测量平台压、顺应性和气道阻力简要上机流程BDU 管路连接确保病人和工作人员的安全 过滤器 吸入和呼出端过滤器每使用一个病人后必需消毒 可使用高温高压消毒 两端过滤器中均为过滤纸 禁止用水清洗或浸泡！ 不建议熏蒸消毒 可使用一次性过滤器 内部原件一般情况下无需消毒系统校正 Short Self Test (SST)5秒钟之内 按 短自检(SST)的检查项目 短自检 (SST) 连续使用15天后 更换管路后 包含内容: 校准流量传感器读数 校准管路顺应性,

11、 阻力 校准呼气过滤器阻力 检测管路气密性 补偿湿化器其他加温加湿后的体积变化呼吸机的操作流程 在接好管路，校正好所有传感器参数和管路属性后，可以进行相关的参数设置，准备连接病人使用 注意：PB840 在开机后必须先设置好相应通气参数， 才能连接病人。否则，会出现“开机程序错误”报警。操作流程 病人的理想公斤体重(IBW)? 有创/无创通气? 有没有自主呼吸? 压力/容量控制?操作流程IBWSPONTSIMVA/CBILEVELVCPCPS操作流程 设定理想公斤体重(IBW) 默认参数的根据 计算数值根据 默认报警界限根据操作流程 有没有自主呼吸? 没有A/C 有 Spont 时有时没有 SI

12、MV BILEVEL操作流程 压力/容量控制? 定容VC 定压PC 触发方式 一般使用流量触发操作流程 设定相应参数 按 ACCEPT 完成!操作流程 报警默认值根据IBW生成 但仍需医生根据实际情况作相应修改常用呼吸模式说明通气模式通气模式包括: A/C SPONT SIMV BILEVEL通气模式认识机械通气的要点 怎么开始 ( 触发 ) 怎么维持 ( 时间? 容量?) 怎么结束 ( 切换 )通气模式辅助/控制通气 A/C 控制通气（Controlled Ventilation CV）： 时间触发，强制通气，不允许自主呼吸。 辅助通气（Assisted Ventilation AV）： 患

13、者自主触发，强制通气。通气模式SPONT 呼吸机不动作 或者仅给予压力支持开始 患者触发维持 恒定压力结束 设置呼气灵敏度通气模式有自主呼吸, 呼吸驱动不稳定 SIMV BILEVEL通气模式 SIMV同步间歇指令通气 SIMV SIMV模式为混合通气模式，允许出现强制与自主两种类型的呼吸。 强制呼吸可以是时间触发或自主触发的以容量或压力为基础的呼吸； 自主呼吸可以是压力辅助式呼吸（如设置了PS支持）通气模式 SIMV触发窗:有效呼吸频率设置值的最长强制呼吸区间为以下两者中较短的一个 0.6SIMV呼吸周期（Tb） 10秒通气模式SIMV vs A/C A/C SIMV PS CPAP, No

14、 PS通气方式IBWSPONTSIMVA/CBILEVELVCPCPS通气方式如何维持的问题 容量控制 (定容) 压力控制 (定压)通气方式 VC容量控制模式 VC主要参数: 潮气量 Vt 频率 RR 流速 (决定吸气时间) 平台时间 Tplat 波形 (方波/递减波) 压力上限设定呼吸频率：（尽量保持病人的自主呼吸，防止吸气肌萎缩）设定吸气平台时间：（吸气后屏气，能增加气体在肺内的扩散，从而增加氧合改善肺内分流）设定潮气量：（肺保护通气策略，68ml/IBW）设定吸气峰流量：（设置需根据病人个体情况设定，防止初流速失调；数值越大吸气时间越短，吸呼比越小）设定送气波形：（可选方波或递减波，递减

15、波更符合生理，有利于气体在肺内扩散；使用递减波时可适度提高吸气峰流量）设定触发灵敏度：（默认值：新生儿1L/min；儿童2L/min ； 3L/min成人。如管道漏气严重要适当提高数值，避免误触发）设定氧浓度：设定呼气末气道正压：（注意PEEP对回心血量的影响，可通过P/V环低拐点帮助确定）、关键是设定，按肺保护通气策略初设，根据血气结果调整；、吸气峰流量设定数值决定了病人吸气早期是否能得到充足的气量，因此对改善人机对抗有帮助；、波形的选择可改善峰压和气体在肺内的分布；、需设定好峰压报警值，防止气压伤；、密切观测呼出潮气量与设定值得差，如是带气囊插管通气，两者相差超过，提示人工气道漏气较严重；

16、通气方式 VC 潮气量: 一般: 812 ml/kg ARDS: 68 ml/kg (肺保护通气策略)以60kg成人计算, 8ml/kg X 60kg = 480ml频率: 一般为 12 14次 /分通气方式 VC流速的设定个性化设置VolumePressureFlowcmH2O403525105.001234756152030为何需要设置吸气末暂停为何需要设置吸气末暂停PressureFlowPeakPlateauPEEPinspirationexpirationCompliancelowhigh 快反应肺泡 (时间常数较少) 慢反应肺泡 (时间常数较大)为何需要设置吸气末暂停为何需要设置吸

17、气末暂停PressureFlowPeakPlateauPEEPinspirationexpirationCompliancelowhigh为何需要设置吸气末暂停为何需要设置吸气末暂停为何需要设置吸气末暂停为何需要设置吸气末暂停使恒定流速下的通气更为均一 床旁没有判定指标 缺乏统一的设定标准作为吸气时间的一部分, 计算吸呼比通气方式 VC设置容量并保持恒定通气方式 VC123456SEC123456PawcmH2060-20120120SECINSPEXHL/min顺应性降低和阻力上升顺应性降低和阻力上升导致气道压力导致气道压力上上, , 所以所以设置压力上限设置压力上限, ,以保护气以保护气道

18、压力过高道压力过高通气方式 PC压力控制通气-PCV 气道压受严密限制 吸气流量波形为递减波，有利于气体在肺内均布，更符合生理； 如人工气道漏气较严重，PCV较VCV更能保证病人得到充足的潮气量 无囊插管通气应用PCV更优 (小儿 新生儿)主要参数 吸气压力 Pinsp 流速加速百分比 Raise Time 吸气时间 Tinsp吸气时间锁定：（ALI/ARDS病人保证吸气时间）吸呼比锁定：（可大致锁定气道平均压）呼气时间锁定：（COPD病人保证呼气时间，不形成内源性PEEP，可在VCV方波通气下，按吸气暂停测得C和R，从而得到病人时间常数RXC，推算病人最短的呼吸时间值）吸气时间 吸呼比呼气时

19、间呼吸周期、的关键是吸气压力和吸气时间的设定；）的设定：通过先进性得到平台压，此时的压差即为推进规定潮气量的最低压力差（）；）的设定：先根据一般经验值设定吸气时间，观察Flow-Time流量时间波形，绿色吸气段刚好回落到基线， 表示该吸气时间为最短吸气时间；、FAP压力上升百份比定义了吸气早期压力从PEEP升高至Pi的快慢；默认正常值为50%；数值越小，上升速度越慢； 一般小孩、老年人应适度下调；可通过P-T压力时间曲线，绿色短早期是否有过冲（超射）判断设置是否合理；、需设定好潮气量 高低限报警值，防止容积伤和潮气量不足；、可利用840提供的时间条，帮助优化设定Ti和Te。吸气时间：（与病人吸

20、气时间匹配）吸气压力：（PEEP以上的压差值，决定潮气量）FAP压力上升百份比：（与病人吸气初流量需求匹配）Pinsp 的设定Pi的设定：通过得到Pplt平台压(下图中的4)，此时的压差即为推进规定潮气量的最低压力差Pi = Pplt - PEEP通气方式 PCVolumePressureFlowcmH2O403525105.001234756152030Too LongOptimal通气方式 PC通气方式 PCPB 840 的主动通气阀PC vs VCPC 压力控制输送容量变化 吸气压力恒定吸气流速变化吸气时间预设VC 容量控制输送容量恒定吸气压力变化吸气峰流速恒定吸气时间取决于设置峰流速和

21、潮气量(预设)PC 人机同步更佳通气方式 压力支持通气 PS需要病人自主呼吸触发。触发后，呼吸机以设定的压力辅助病人吸气。同步性能良好.通气方式 压力支持通气 PS PS vs CPAP no PS通气方式 压力支持通气 PS主要参数: 支持压力 PS 流量切换 Esens通气方式 压力支持通气 PS呼气灵敏度-Esens Esens 可以调整压力支持终止的标准（1-80%） 设定峰流速百分比转换PSV至呼气 调整病人吸气时间 增强病人与呼吸机同步通气方式 压力支持通气 PS呼气触发灵敏度(Esens)吸气峰流量吸气峰流量25%15%45%Tinsp公共参数设置触发设置采用流量触发, 解决了气

22、体重复吸入的问题一般设置: 新生儿 1 L/min 儿童 2 L/min 成人 3 L/min若有管路漏气, 需加上补偿量确定最佳确定最佳PEEPPEEP报警的设置报警处理报警处理报警处理呼吸机管理原则呼吸机管理原则呼吸机的保养与维护 专职人员负责 对呼吸机各部分进行清洁、消毒 调试和校正传感器，排除故障以确保呼吸机正常运转，延长其使寿命。呼吸机管理原则呼吸机专业管理人员应具备的素质： 熟悉呼吸机的结构、性能详细了解呼吸机的消毒要求掌握各类呼吸机的检测方法能正确识别并排除呼吸机一般故障做好使用记录呼吸机及管路的清洁和消毒呼吸机的清洁和消毒 外部呼吸机的清洁：呼吸机主机外部的清洁 可用湿毛巾轻轻

23、擦净空气过滤网防尘装置每周清洗1次 (避免搓洗)呼吸机的清洁和消毒 屏幕双触摸屏幕显示 屏幕锁定功能 高强度保护屏 防溅水, 可水洗可用干抹布直接擦洗或醮着中性清洁液擦洗呼吸机的清洁和消毒 管路回路的拆卸：呼吸机的清洁和灭菌 管路管道必须先去净痰迹、污渍、油污等污物原装呼吸管路可使用 高温高压法 (120度20分钟) 熏蒸法 浸泡法消毒在病人撤机后将管路拆下清洗后以上述方法消毒若条件允许,可使用一次性呼吸机管路。管道的清洁和灭菌 高压蒸汽高压蒸气消毒 金属部分和耐高温的部件，可根据具体情况，送供应室高压蒸气消毒。 管道的清洁和灭菌 气体消毒法 环氧乙烷气体消毒环氧乙烷可杀灭霉毒、孢子及较大的病

24、毒可穿透橡胶、塑料、玻璃纸、纸板等无腐蚀剂和破坏性消毒后物品不能立即使用，需经一周储存，待环氧乙烷挥发尽后才能用消毒过程耗时较长，价格昂贵。管道的清洁和灭菌 药物浸泡药物浸泡消毒方法：消毒时需注意严格掌握所用消毒液的浓度和消毒时间，应注意以下几点： 被消毒器材必须去净痰迹、血迹、油污等，彻底冲洗干净管道再浸泡。 被消毒物品必须全部浸入溶液中，管道内不能留有气泡。 有套管和轴节的物品必须脱开,管道应全部分离开后再浸泡，以免影响消毒效果。 消毒完毕，须用冷开水或蒸馏水冲洗干净。管路清洁和灭菌 过滤器吸入和呼出端过滤器每使用一个病人后必需消毒可使用高温高压消毒两端过滤器中均为过滤纸 禁止用水清洗或浸

25、泡！ 不建议熏蒸消毒可使用一次性过滤器内部原件一般情况下无需消毒呼吸机的维护与保养呼吸机使用中的维护短自检 (SST) 连续使用15天后 更换管路后包含内容: 校准流量传感器读数 校准管路顺应性, 阻力 校准呼气过滤器阻力 检测管路气密性 补偿湿化器其他加温加湿后的体积变化呼吸机使用中的维护如何进行SST?5秒钟之内 按 呼吸机使用中的维护经常添加湿化水, 使湿化水保持在基线范围内集水瓶处于朝下方向并处于呼吸机回路的最低位置随时倾倒集水瓶内的水查看集水瓶是否接紧，管道是否漏气、有无打折延长管是否漏气 脱落呼吸机使用中的维护查看空气进气口端或空气压缩机出气端的气水分离器有无积水机器的散热通风口有无堵塞现象呼吸机可自锁的轮子要