呼吸系统解剖生理与呼吸机的基本模式

呼吸系统解剖生理

与

呼吸机的基本模式

中山大学附属第一医院关开泮一、呼吸系统解剖生理呼吸系统上呼吸道：鼻和鼻腔

过滤、湿化、加温咽喉呼吸机(应用气插和气切）:吸入\呼出过滤器电子湿化器\人工鼻呼吸系统下呼吸道：气管支气管终末细支气管肺泡

(肺内气体交换)肺容量潮气量(TV)补气量(IRV)吸气量(IC)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)整个呼吸过程(广义的“呼吸”)肺部换气(机械通气)：空气和肺泡之间空气的吸入和呼出肺内气体交换：血液中的氧气和二氧化碳在肺泡毛细血管内外的交换扩散血液循环：血液将氧气带到身体各部分，将二氧化碳带回肺泡毛细血管细胞内呼吸：血液和身体中的氧气和二氧化碳在细胞间的交换扩散自主呼吸的换气过程：主动吸气，被动呼气吸气呼气自主呼吸过程:压力和容量的变化隔肌和肋间肌收缩胸内容积增大胸膜内压变负肺扩张肺内压变负外界空气流(压)入肺中胸膜内压肺内压潮气量呼吸过程中的血液循环问题静脉瓣肌肉泵“呼吸泵”静脉血回心动力：吸气时：

-胸内Pressure

-腹内Pressure

自主呼吸中“呼吸泵”的作用自主呼吸中“呼吸泵”的作用呼吸系统和循环系统的和谐工作——自然进化的结果机械(正压)通气与心肺对抗吸气时：

-胸内Pressure

-腹内Pressure

自然进程的破坏：“呼吸泵”作用的丧失回心血量降低对左心和肺血管的压力

心排量CO

低血压其他副作用……机械(正压)通气与心肺对抗二、呼吸机的基本模式呼吸机基本概念什么是呼吸机？呼吸机—电子打气筒！闭环控制系统(监测->反馈控制)Vs.开环控制系统(送气,无反馈)自主呼吸

vs.正压通气Pressure压力Volume容量

IEIE

自主呼吸

正压通气呼吸三要素:压力、容(流)量和时间流速-时间曲线压力-时间曲线压力(P)：Pressure容量(V)：Volume流速(f)：Flow时间(t)：Time吸呼比(I:E)

其中：吸气相(I)=吸气时间(Insp.)+平台时间(Pause)

呼气相(E)=呼气时间(Exp.)

重要呼吸参数压力-时间曲线流速-时间曲线阻力压Presi顺应性压PcompINSPPAUSE:肺顺应性Comp.=潮气量VT/顺应性压Pcompml/cmH2O气道阻力Resi.=阻力压Presi/吸气流速InspFlowcmH2O/l/s平台压力峰值压力(PIP)呼气末压力(PEEP)吸气流速呼气末流速呼出潮气量密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量EXPPAUSE:(EndExpFlow>0)内源性PEEPi,Auto-PEEP总PEEPtot吸入潮气量内源性PEEPi/Auto-PEEP：

COPD&Asthma空气滞留Time(s)(L/min)123456120-120Auto-PEEP的流量波形EndExpFlow>0人机对抗存在AUTO-PEEP时,触发较困难呼吸机工作三要素：触发、限制和切换呼吸机必须通过触发、限制和切换完成通气过程触发(又称呼气末转换)：呼吸机开始工作的指令---启动方式机器触发：机器按时启动患者触发：压力触发(pressuretrigger)流速触发(flowtrigger)限制（也称气流管理）：机器对患者的通气过程如何进行，呼吸机在通气过程中，通过设置流量或压力完成。若设置流量，压力为变量，此时气道压力随着患者胸廓和肺的呼吸动力学变化而变化。若以设置压力完成通气过程，则流量为变量（潮气量），随着气道阻力、肺的顺应性的变化而变化。切换(又称吸气末转换）——呼吸机吸气向呼气如何转换)：呼吸机通过设置完成一定的容积或流量、时间、压力后,实现吸气向呼气的转换呼吸机的分类：

分类法（一）过去分类法:根据切换分为压力型、容量型和时间型目前较为流行的分类是根据患者和呼吸机之间的关系（包括触发、限制和切换）、由机器和病人控制时相变化的特殊结合来定义呼吸类型。

（二）、分类法：根据触发、限制和切换三个主要过程，由机器和病人结合来定义呼吸类型，目前主要分为四种通气方式：控制(指令)通气(ControlVentilation,CV)：辅助通气(AssistedVentilation,AV)：支持通气(SupportedVentilation,SV)：自主呼吸(SpontaneousBreath)：

不同通气方式与触发、限制、切换关系的特点总结如下表：

通气方式触发变量（病人用力或机械定时）限制（吸气流管理：流量或压力）切换变量（容量、流量或时间）控制辅助支持自主机器病人病人病人机器机器机器?病人机器

机器病人?病人控制(指令)通气(ControlVentilation,CV)

（一）

从呼吸机的触发、通气过程的完成到吸呼的转换均由呼吸机完成。控制呼吸方式：

容量控制方式(V-CV):VolumeControl

压力控制方式(P-CV):PressureControl控制(指令)通气(ControlVentilation,CV)

（二）参数设置：呼吸机根据临床医生的设定参数供气：潮气量或压力流速和流速波形，或吸气时间呼吸频率V-CV方式:VT、PeakFlow(I:EorTi)、RRP-CV方式:Pinsp、I:EorTi、RR临床应用：病人基本没有自主呼吸

辅助通气(AssistedVentilation,AV)（一）除呼吸机的触发是由患者完成外，其余的过程均由呼吸机完成。参数设置：呼吸机根据临床医生的设定参数供气：潮气量或压力流速和流速波形，或吸气时间呼吸频率触发灵敏度（Sensitivity)V-CV方式:VT、PeakFlow(I:EorTi)、RRP-CV方式:Pinsp、I:EorTi、RR二者均属于强制通气临床应用：病人自主呼吸较弱辅助/控制模式(A/C):机控呼吸(一)临床应用：病人基本没有自主呼吸或自主呼吸很弱的病人当自主呼吸频率≤设置的RR时---以C-MODE工作，当自主呼吸频率≥设置的RR时---以A-MODE工作呼吸机根据临床医生的设定参数供气：潮气量或压力流速和流速波形，或吸气时间呼吸频率触发灵敏度由机器启动，也可由病人同步触发启动通气TimePressure优点可提供完全的通气支持可控制呼吸频率缺点设置值有时可能不能满足病人的通气需求需检查血气指标等当辅助呼吸增加时，分钟通气量可能会增加可引起过度通气需设定高呼吸频率、潮气量和分钟通气量上限报警辅助/控制模式(A/C):机控呼吸(二)辅助通气(AssistedVentilation,AV)（二）:

同步间隙指令通气(SIMV)（也称半自主型）临床应用：病人有一定频率的自主呼吸由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成强制通气是由机器启动(IMV-非同步性)或病人触发(SIMV-同步性)，强制频率由RR决定。在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率TimePressure病人触发的强制通气病人触发自主呼吸机器启动的强制通气压力-时间曲线流量-时间曲线半自主型:同步间隙指令通气(SIMV)

强制呼吸+自主呼吸强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自主呼吸:无压力支持(PSV)同步间隙指令通气(SIMV)缺点如果设定频率或潮气量太低，对病人的支持就会不足优点优点同步呼吸可改善病人的舒适性可减少病人和呼吸机之间的对抗相比A/C模式，可减少过度通气的发生控制呼吸

容量控制(VCV):VolumeControl压力-时间曲线流量-时间曲线吸气流速波形：1.方波2.智能容量递减波

降低峰值压力减少气压伤和心肺对抗潮气量固定按病人理想公斤体重(IBW)设定:7-10ml/1kg,从低潮气量开始设定：潮气量、吸气流速和波形、呼吸频率压力：随病人顺应性和气道阻力变化优点医生可控制潮气量、呼吸频率，以满足病人通气需求缺点吸气峰压可能会很高(特别是气道阻力较大时),容易引起气压伤和心肺对抗控制呼吸

容量控制(VCV):VolumeControl控制呼吸

压力控制(PCV):PressureControl设定：吸气压力、吸气时间、呼吸频率流速波形：递减波，随气道阻力而变化潮气量：随病人顺应性变化压力-时间曲线流量-时间曲线监测潮气量是否满足病人需求:根据病人理想公斤体重(IBW)7-10ml/1kg

优点可减少气压伤的发生率可使塌陷或过度膨胀的肺泡恢复改善气体分布缺点当病人顺应性发生变化时，潮气量随着改变(如

ARDS、肺水肿病人)如吸气时间延长,病人可能需要使用镇静剂或麻醉剂控制呼吸

压力控制(PCV):PressureControl新观点：压力上升时间40PCIRC

cmH2OINSPLminEXPPLOTSETUP302010010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE使吸气流速的上升符合病人的需求范围1-100%(默认值50%)高气道阻力:较缓的压力上升时间Gasflowisgreatestwhereresistanceislow,henceoverinflationofnormallungunits.

V/QPvCO2=46mmHgPvO2=40mmHgPaO2=70mmHgPaCO2=45mmHgPaCO2=43mmHgPaO2=60mmHg支持通气(SupportedVentilation,SV)：患者触发呼吸机，通气过程由机器协同患者完成，吸呼转换由患者自主完成；压力支持(PSV):PressureSupport压力-时间曲线流量-时间曲线1.由病人触发呼吸:压力触发，流速触发2.吸气压力固定根据病人情况设定3.呼气灵敏度(PB840&760及伽利略可调)：流速为峰值流速的25%时由吸气转为呼气吸气流速:递减波机器及病人共同决定峰流速和潮气量病人决定呼吸频率、吸气时间压力支持(PSV):PressureSupport当病人流速降到峰值流速百分比时，压力支持通气被终止

“呼气灵敏度”定义了在终止呼吸机送气时预计达到的吸气流量峰值百分比40PCIRC

cmH2OINSPLminEXP302010010-2080604020020-804060V.04812s2610PSTerminationCriteria新观点:呼气灵敏度Esens呼气灵敏度Esens若泄漏超过机设的Esens，呼吸机无法判断病人已停止吸气而继续送气，将导致呼吸机对抗病人的呼气作功，使呼吸机与病人的呼吸不同步如果吸入气量被过早终止，这会减少潮气量，或在呼吸机停止送气后患者仍存在自主吸气时，增加了吸气肌肉负荷40%(Set)25%(Set)35%(LeakRate)Flow呼气灵敏度Esens与呼气WOBPRESSURE医生可根据病人的情况调节Esens，使之符合病人内在的吸气相，可改善病人和呼吸机之间的同步性FLOWPSovershootstargetEsensfixed25%Esensadjustedto50%NormalProblemresolved0100015低的PSV设定值5-10cmH2OPSV可减少病人克服气管插管和人工气道