机械通气基础方案课件

机械通气基础山东省千佛山医院

解建机械通气基础山东省千佛山医院

解建呼吸机是使用机械装置以代替、改变或辅助自主呼吸，达到增加通气量、改善缺氧和二氧化碳(CO2)潴留、减轻呼吸功耗等目的的一项治疗措施。机械通气简史呼吸机是使用机械装置以代替、改变或辅助自主呼吸，达到增加通气它是治疗呼吸衰竭及其他严重疾病、从而达到帮助病人渡过危机、乃至挽救病人生命的非常重要的手段。它是治疗呼吸衰竭及其他严重疾病、从而达到帮助病人渡过危机、乃人类在很早以前就已认识到呼吸对于生命的重要意义。圣经中就有对公元前1300年采用口对口人工呼吸的方法抢救病人的情况的描述，这是人类关于人工呼吸的最早记录。人类在很早以前就已认识到呼吸对于生命的重要意义。圣经中就有对1893年美国纽约Niagara大学的生理学教授Fell设计了一个由手动驱动的风箱，藉一橡胶管与面罩或与人工气道相连接，进行人工通气。1893年美国纽约Niagara大学的生理学教授Fell设计1909年Janeway发明了一个小型金属装置。可将病人的头部置于该装置内，颈周封以颈圈，通过对该装置内间歇施以正压而提供间歇正压通气。1909年Janeway发明了一个小型金属装置。可将病人的头也正是Janeway于1913年首次提出呼吸机可由病人自主呼吸触发吸气的假设，以后成为机械通气辅助通气模式的必备条件。也正是Janeway于1913年首次提出呼吸机可由病人自主呼1926年，Drinker制造了一个人体大小的箱式呼吸机。该呼吸机由金属制成。直径0.56米，长1.68米，重达几百斤。病人卧于其内，头位于箱外，颈部以橡胶颈圈密封，由一电动泵驱动，随箱内压力变化而产生呼吸，这就是所谓的“铁肺”。1926年，Drinker制造了一个人体大小的箱式呼吸机。该1950年，美国田纳西州年仅3岁的女子奥德尔顿因患上小儿麻痹，以致正常无法呼吸，每天24h都需要躺在“铁肺”内，依靠“铁肺”进行呼吸，日前奥德尔顿度过了她的60大寿。奥德尔顿是全球使用“铁肺”时间最长的病人。1950年，美国田纳西州年仅3岁的女子奥德尔顿因患上小儿麻痹1946年Bennett研制成功最早的Bennett型间歇正压呼吸机。该呼吸机已初步具备了现代呼吸机的基本结构。1946年Bennett研制成功最早的Bennett型间歇正1949年，Bennett给铁肺增添了一个由马达驱动的风箱，这样铁肺与间歇正压通气同步，不仅可以通过使箱内产生负压，而且也可同时通过气管切开施以正压通气，从而大大提高了机械通气的疗效，使死亡率降至12%。1949年，Bennett给铁肺增添了一个由马达驱动的风箱本世纪40年代末和50年代初脊髓灰质炎大流行实际上促进了机械通气完全向正压通气方式的过渡。本世纪40年代末和50年代初脊髓灰质炎大流行实际上促进了机械继1946年Bennett生产出第一台初具近代机械通气功能的定压型呼吸机后，压力切换型呼吸机一度成为正压通气的主流形式。然而，在临床实践中发现，定压呼吸机常不能保证有效的通气量。继1946年Bennett生产出第一台初具近代机械通气功能的1950年，Engstrm提出预设容量进行机械通气的新的设计思想，并研制出世界上第一台容量转换型呼吸机。使正压通气达到一个新的高度。1950年，Engstrm提出预设容量进行机械通气的新的设计本世纪60～70年代为机械通气研究发展较快的时期。由于电子技术被引进呼吸机的设计和生产。呼吸机有了长足的进步，其代表机型Servo900型呼吸机、Bennett型呼吸机等发展成为系列产品，技术性能十分全面。本世纪60～70年代为机械通气研究发展较快的时期。由于电子技80年代以来，机械通气技术发展更为迅速。1981年Servo900C等呼吸机开发出压力支持通气(PSV)模式，PSV与同步间歇指令呼吸(SIMV)很快成为部分通气支持的常用模式。80年代以来，机械通气技术发展更为迅速。1981年Servo美国伟康公司于1989年研制出双水平气道正压通气(BiPAP)模式呼吸机，尤适宜于睡眠呼吸暂停病人。美国伟康公司于1989年研制出双水平气道正压通气(BiPAP在90年代，机械通气领域最重要的进展当属液体通气和智能化通气的出现。前者以一种称为全氟化碳的液体与常规机械通气结合，可明显降低通气压力，改善气体交换。在90年代，机械通气领域最重要的进展当属液体通气和智能化通气后者则以压力调节容积控制和容积支持通气为代表，在机械通气过程中呼吸机的电脑可测定每一次呼吸的肺顺应性继之自行调整下一次通气所需要的压力，从而使机械通气更接近生理状态。后者则以压力调节容积控制和容积支持通气为代表，在机械通气过程呼吸机的分类①按照压力方式及作用体外式负压呼吸机：如早期的铁肺、胸盔式呼吸机等直接作用于气道的正压呼吸机：现代呼吸机均为此种类型

②按照动力来源气动呼吸机电动呼吸机电控、气动呼吸机呼吸机的分类①按照压力方式及作用体外式负压呼吸机：如早期的铁③按照吸气向呼气的切换方式

压力切换型容积切换型时间切换型流速切换型联合切换型呼吸机的分类③按照吸气向呼气的切换方式压力切换型容积切换型时间切换型流吸气时,定压型呼吸机通过在呼吸道产生正压，使气流进入气道和肺内，肺泡膨胀。随着胸廓和肺被动性地扩张，呼吸道内压力不断升高，当达到预定压力值后，气流中断。压力切换型(定压型)吸气时,定压型呼吸机通过在呼吸道产生正压，使气流进入气道和肺呼气时，呼气阀自动打开，胸廓和肺被动性地萎陷产生呼气；当气道内压力不断下降，达到另一预定值后，呼吸机再次通过正压产生气流，并引起吸气。如此周而复始，呼吸机不断地产生或辅助呼吸动作。呼气时，呼气阀自动打开，胸廓和肺被动性地萎陷产生呼气；当气道定压呼吸时的气流量或速度除受呼吸机工作压力的影响外，尚受气道阻力和胸、肺组织的顺应性影响。当病人的气道阻力增加或肺顺应性下降时，在同一水平的设定压力下，潮气量(VT)和分钟通气量(MV)不尽相同。定压呼吸时的气流量或速度除受呼吸机工作压力的影响外，尚受气道气道阻力高、顺应性差的病人，同一水平设定压力下的VT和MV低；而气道阻力正常、顺应性好的病人，同一水平设定压力下的VT和MV就可能明显增加。因此，定压型呼吸机一般不适合用于肺部病变较严重、肺顺应性比较差的病人。气道阻力高、顺应性差的病人，同一水平设定压力下的VT和MV低通过正压将预定的VT送入呼吸道或肺内，当预定的VT达到后，呼吸机停止供气，气流中断，进入屏气或直接进入呼气状态，呼吸机的呼气阀打开，肺和胸廓被动或主动性的回缩，气体排出，即产生呼气。容量切换型(定容型)通过正压将预定的VT送入呼吸道或肺内，当预定的VT达到后，呼定容呼吸的VT或MV恒定，为保证供给设定的VT或，呼吸机可自动调节工作压力和气流速度，以克服由气道阻力增高、肺顺应性降低引起的通气量下降。定容型呼吸机临床应用范围较广，尤其适用于肺部病变严重的病人。定容呼吸的VT或MV恒定，为保证供给设定的VT或，呼吸机可自按预定的吸、呼气时间供气(吸气)或排气(呼气)。时间切换型(定时型)按预定的吸、呼气时间供气(吸气)或排气(呼气)。时间切换型(流速切换型只要设定气体流速即可，当气体流速达到设定标准时，呼吸机自动将吸气转为呼气。流速切换型只要设定气体流速即可，当气体流速达到设定标准时，呼又称多功能型呼吸机或高智能呼吸机，是指在一台呼吸机中，兼有定压、定容、定时型呼吸机的切换装置，为目前最新型的呼吸机。联合切换型又称多功能型呼吸机或高智能呼吸机，是指在一台呼吸机中，兼有定使用该类呼吸机时，吸、呼气相的切换方式和控制方式即可以由操作者任意选择，呼吸机本身具有气道压力、吸气或呼气流量的监测，也可以由呼吸机本身所设置的参数和监测指标综合调置。目前国际市场上拥有的呼吸机，绝大部分属于多功能性的。使用该类呼吸机时，吸、呼气相的切换方式和控制方式即可以由操作这类呼吸机通过所配置的各种传感装置、反馈信息和程度化非常高的电脑，根据临床的需要、病人的具体呼吸状况或调试者的要求来任意设置、自动切换和调节。如PB840、西门子300A、伽俐略、纽邦500等均属此类呼吸机。这类呼吸机通过所配置的各种传感装置、反馈信息和程度化非常高的机械通气基础方案课件④按通气频率的高低常规频率呼吸机：目前常用的呼吸机多为此种类型高频呼吸机：呼吸频率>60次/min高频震荡呼吸机：呼吸频率>60次/min、震荡频率在50Hz以上呼吸机的分类④按通气频率的高低常规频率呼吸机：目前常用的呼吸机多为此种⑤按应用对象成人呼吸机小儿呼吸机

成人－小儿兼用呼吸机。⑥按呼气向吸气转化的方式辅助型或同步型混合型多功能呼吸机控制型呼吸机的分类⑤按应用对象成人呼吸机小儿呼吸机成人－小儿兼用呼吸机。⑥按⑦按呼吸机的复杂程度简易呼吸机：早期及应急呼吸机多为此种类型多功能呼吸机麻醉用呼吸机智能化呼吸机⑧按驱动气体回路直接驱动呼吸机(单回路)间接驱动呼吸机(双回路)呼吸机的分类⑦按呼吸机的复杂程度简易呼吸机：早期及应急呼吸机多为此种类型次要功能主要功能特殊功能辅助功能呼吸机的功能次要功能主要功能特殊功能辅助功能呼吸机的功能主要功能①调节通气气压或通气容量：定压型呼吸机优先设定压力，通气量决定于通气压力的大小，而定容型呼吸机优先设定通气量，通气压力的大小决定于通气量的大小。现在较高档的多功能呼吸机两种功能兼而有之。呼吸机的功能主要功能①调节通气气压或通气容量：定压型呼吸机优先设定压力，②调节呼吸频率或呼吸周期：大多数呼吸机可直接设定通气频率，但也有的呼吸机则通过设定通气周期来达到改变通气频率的目的。通气周期指完成一次吸气、呼气加静止期所需要的时间总和，如设定通气周期为3s，则呼吸频率为20次/min。呼吸机的功能②调节呼吸频率或呼吸周期：大多数呼吸机可直接设定通气频率，但③调节吸/呼比值：机械通气时的吸/呼比值取决于三个因素，即通气频率、通气量(或压力)、吸气流速，在设定通气频率及通气量的前提下，可通过调节吸气流速来改变吸/呼比值，有些呼吸机也可通过设定吸气时间来直接设定吸/呼比值。呼吸机的功能③调节吸/呼比值：机械通气时的吸/呼比值取决于三个因素，即通④调节触发灵敏度：灵敏度的高低通常取决于吸气时回路中负压的大小，所以设定的负压越大则灵敏度越低，反之则越高。成人辅助通气的灵敏度应设定在0～－3cmH2O。呼吸机的功能④调节触发灵敏度：灵敏度的高低通常取决于吸气时回路中负压的大次要功能①调节吸入气体中的氧浓度：用空气氧气混合器将100％的纯氧和压缩空气进行混合，可将吸入氧浓度调至21～100％。呼吸机的功能次要功能①调节吸入气体中的氧浓度：用空气氧气混合器将100％②对吸入气体进行加湿、加温：大多数的呼吸机采用热湿化器将水加温后产生蒸汽，混进吸入气中，混入吸入气体中，同时起到加温加热的作用，一般调节温度为32～35℃。②对吸入气体进行加湿、加温：大多数的呼吸机采用热湿化器将水加特殊功能①呼气末正压(PEEP)：此功能可对小气道及肺泡起到扩张作用，使肺内压在呼气末仍保持在高于大气压的水平，防止小气道及肺泡的萎陷，并能使功能残气量增加，肺顺应性增加，从而改善了肺的弥漫功能。多用于急性呼吸窘迫综合症(ARDS)及肺不张患者。呼吸机的功能特殊功能①呼气末正压(PEEP)：此功能可对小气道及肺泡起到PEEP作用机理PEEP作用机理CollapsedairwayV1V2PEEPeffectV1V2PEEP作用机理CollapsedV1V2PEEPeffectV1V2P②持续气道正压(CPAP)：其作用与PEEP相似，可防止和逆转小气道的闭合及肺泡萎陷，使胸内压增加，吸气省力，自觉舒服。③压力支持(PSV)：这是一种辅助通气压力功能，即患者先触发通气，呼吸机在吸气时给患者一定水平的正压支持，以减少患者吸气时的作功，有利于呼吸肌功能的恢复，患者易于接受，是撤离呼吸机的一种手段。

呼吸机的功能②持续气道正压(CPAP)：其作用与PEEP相似，可防止和逆④叹息功能(SIGH)：此功能仅用于长时间间歇正压通气(IPPV)时，可使肺泡充分扩张，但容易造成气压伤，对有肺大泡的患者应慎用。

⑤间歇强制通气(IMV)和同步间歇强制通气(SIMV)：可以使自主呼吸和IPPV有机结合，保证病人的有效通气量，呼衰早期病人易于接受SIMV，无人机对抗。和CPAP同用，治疗ARDS。这两项功能一般用于自主呼吸较好的患者，多用于脱机之前。呼吸机的功能④叹息功能(SIGH)：此功能仅用于长时间间歇正压通气(IP⑥分钟指令性通气(MMV)：该功能保证每分钟通气量，如自主通气量低于设定指，不足部分则由呼吸机自动补给，如自主通气量大于设定值或等于设定值，则呼吸机自动停止气体供给。最适用于自主呼吸不稳定的患者。⑦呼吸机代替通气(BUV)：呼吸机运转时，如其自检系统发现系统性错误或呼吸机电源电压低于额定电压的90％即会自动转为BUV。呼吸机替代通气条件由呼吸机厂方预先设定，在转为呼吸机替代通气时，呼吸机自动按所设定的条件进行通气。呼吸机的功能⑥分钟指令性通气(MMV)：该功能保证每分钟通气量，如自主通⑧分隔肺通气(DLV、ILV)：用双腔插管将两肺分隔开，给予不同形式的通气，称为分隔肺通气。主要用于一侧肺有严重肺大泡或肺脓疡患者，而另一侧肺正常的病人，也多用于开胸手术中。⑨双水平气道正压通气(BiPAP)：分别调节两个压力水平和时间，两个压力均为压力控制，气流速度可变。这是一种较新的通气方式，开发的前景较大。⑩安全活瓣打开(SVO)：当电源中断或呼吸机发现严重错误时，安全活瓣自动打开，病人仍可呼吸空气。呼吸机的功能⑧分隔肺通气(DLV、ILV)：用双腔插管将两肺分隔开，给予辅助功能①监测功能：现代呼吸机有较完备的监测功能，除进行呼吸机频率、潮气量、气道压力等呼吸机基本通气功能监测外，还可以进行血氧饱和度、气道阻力、肺顺应性以及肺活量等方面的监测。使医务人员能比较及时地掌握呼吸机的工作状况和病人的病情变化。呼吸机的功能辅助功能①监测功能：现代呼吸机有较完备的监测功能，除进行呼吸②报警功能：多功能呼吸机采用光学与声学相结合的方法进行报警，报警的内容一般包括电源、气源状况，呼吸频率，潮气量；气道压力，温度、呼/吸比值等。③记录功能：高档多功能呼吸机还具有记录功能，可直接与打印机连接，能回顾并打印过去12h内机械通气的重要参数、波形、趋势图及图表等，并可与监护系统相联以储存显示并记录临床资料。呼吸机的功能②报警功能：多功能呼吸机采用光学与声学相结合的方法进行报警，空氧混合器减压后的100％氧气和压缩空气经过空氧混合器，可将吸入氧气浓度调至21％～100％。呼吸机的其他调节装置空氧混合器减压后的100％氧气和压缩空气经过空氧混合器，可压力安全阀

呼吸机上一般都装有压力安全阀，以防气道压力过高而发生气压伤。常用的装置为弹簧安全阀，其压力水平在0～100cmH2O范围可调。呼吸机的其他调节装置压力安全阀呼吸机上一般都装有压力安全阀，以防气道压力过高而蒸气加湿采用热湿化器将水加温后产生蒸气，混进吸入气中，同时起到加温、加湿作用，调节温度为32～35℃。呼吸机的其他调节装置蒸气加湿采用热湿化器将水加温后产生蒸气，混进吸入气中，同时雾化加湿在吸气回路中连一个雾化器，利用射流原理将水滴撞击成微小颗粒，并随吸入气进入气道。雾化液中可加药物，同时起到治疗作用。呼吸机的其他调节装置雾化加湿在吸气回路中连一个雾化器，利用射流原理将水滴撞击成呼吸系统解剖人体正常呼吸动作的产生，有赖于呼吸中枢调节下的呼吸肌、胸廓、气管、支气管树、肺和肺泡等器官和组织的共同协调运动。呼吸机工作原理呼吸系统解剖人体正常呼吸动作的产生，有赖于呼吸中枢调节下的呼任何一个呼吸机的工作原理都在于建立一个大气——肺泡压差，达到肺的通气。呼吸机经呼吸道开口以气体直接加压，超过肺泡压产生压力差，气体进入肺部——吸气状态；释去压力，肺泡压高于大气压，肺泡气体排出体外——呼气状态。

呼吸机工作原理任何一个呼吸机的工作原理都在于建立一个大气——肺泡压差，达到呼吸机是一个肺通气装置(Lungventilator)，因为它只能起到将气体送到肺内和排出肺外的作用，而并没有参与呼吸的全过程，因此它并不能代替肺的全部功能(指换气功能)，所以有人认为将其称之为通气机更为确切。呼吸机工作原理呼吸机是一个肺通气装置(Lungventilator)，因为吸气时，呼吸机能将空气、氧气或空气-氧气混合气，压入气管、支气管和肺内，使肺间歇性地膨胀；呼气时，既可以利用肺和胸廓的弹性回缩，使肺或肺泡自动地萎陷，排出气体，产生呼气，也可在机械通气的帮助下排出气体，产生呼气。呼吸机工作原理吸气时，呼吸机能将空气、氧气或空气-氧气混合气，压入气管、支借助机械通气的作用，可以维持或改善肺泡的通气，减轻或纠正缺氧与CO2潴留，达到维持呼吸功能的作用。

呼吸机工作原理借助机械通气的作用，可以维持或改善肺泡的通气，减轻或纠正缺氧主要有以下几个方面：①人为地产生呼吸动作机械通气能人为地、主动地产生呼吸动作。它可以不依赖病人的呼吸中枢，产生、控制和调节呼吸动作，也可以完全替代呼吸中枢，产生、控制和调节呼吸动作，还可以替代神经、肌肉等产生呼吸动作。呼吸机的具体工作环节主要有以下几个方面：①人为地产生呼吸动作机械通气能人为地、主机械通气的正压气流，不但可以使呼吸道通畅的病人得到足够的VT和分MV，对有气道阻力增加和肺顺应性下降的病人，也能在一定程度或范围内增加VT和MV，改善病人的通气功能。②改善通气呼吸机的具体工作环节机械通气的正压气流，不但可以使呼吸道通畅的病人得到足够的VT机械通气可以通过提高吸入氧浓度(FiO2)，增加氧的弥散；也可以利用特殊的通气模式或功能，如吸气末屏气、呼气延长、PEEP等改善肺内的气体分布，增加氧的弥散、促进CO2的排出，在一定程度上改善肺的换气功能。③改善换气功能呼吸机的具体工作环节机械通气可以通过提高吸入氧浓度(FiO2)，增加氧的弥散；机械通气可以不依赖神经、肌肉而产生呼吸动作，故能减少呼吸肌负荷，减少呼吸作功，降低氧耗，有助于防止呼吸肌的疲劳增加脱机的成功