机械通气教程

北医三院呼吸科

机械通气

机械通气的定义与意义机械通气是指患者通气和/或换气功能出现障碍时，运用器械使患者恢复有效通气并改善氧合的方法。在临床医学中，机械通气是不可缺少的生命支持手段，可以为原发病的治疗提供缓冲时间，极大地提高了对呼吸衰竭的治疗水平。内容机械通气的工作原理适应症和禁忌症基本通气模式和方式机械通气的参数设置撤机与拔管VAP的预防措施其他较常用的模式/功能介绍工作原理建立气道口与肺泡间的压力差负压通气戴安妮-奥德尔小儿麻痹症使用呼吸机：3岁-61岁2008-5-28因停电去世正压通气1952年丹麦哥本哈根脊髓灰质炎麻醉医生比约-易卜生气管切开正压通气呼吸机的基本构造有创机械通气/无创通气控制通气/自主通气控制通气：容量控制压力控制压力调节容量控制自主通气：压力支持容量支持压力调节容量支持正压机械通气的分类适应症和禁忌症机械通气的适应症-呼吸衰竭机械通气的目的

严重呼吸衰竭病人的一种呼吸支持方法，不是病因治

疗，而是为病因治疗争取时间和创造条件。

明确机械通气的目的，恰当掌握适应症和应用指针。

当建立机械通气的病理生理基础不再存在时，机械通

气应尽早撤出。机械通气的适应症-呼吸衰竭通气功能障碍阻塞性：COPD、哮喘限制性：胸廓畸形神经肌肉疾病：运动神经元病、中毒换气功能障碍：弥散功能减低：ARDS、IPF通气/血流比例失调：肺栓塞机械通气的上机标准呼吸衰竭一般治疗方法无效:呼吸衰竭伴有严重意识障碍；自主呼吸微弱或消失；呼吸频率大于35～40次/分或小于6～8次/分；严重肺水肿；PaO2小于50mmHg,尤其是吸氧后仍小于50mmHgPaCO2进行性升高，pH持续下降。相对禁忌症气胸及纵隔气肿未行引流者；肺大疱；低血容量性休克未补充血容量者；严重肺出血；基本通气模式和方式常见的模式使用比例modesEsteban(1992)Esteban(1996)Esteban(1998）VCV55%47%53%PCV1%-5%SIMV26%6%8%SIMV+PSV8%25%15%PSV8%15%4%其他模式2%7%15%EstebanA,AliaI,IbanezJ,etal.Modesofmechanicalventilationandweaning.AnationalsurveyofSpanishhospitals.Chest1994;106:1188-1193EstebanA,AnzuetoA,AliaI,etal.HowismechanicalventilationemployedintheIntensiveCareUnits?Aninternationalutilizationreview.AmJRespirCritCareMed2000;161:1450-1458EstebanA,AnzuetoA,FrutosF,etal.Characteristicsandoutcomesinadultpatientsreceivingmechanicalventilation.JAMA2002;287:345-35516临床常用的通气模式辅助/控制通气（A/CMV）同步间歇指令通气（SIMV）压力支持通气（PSV）双相气道正压通气（BIPAP）A/C47%SIMV+PSV25%PSV15%SIMV6%other7%AmJRespirCritCareMed.2000机械通气模式支持力度定压通气定容通气完全控制完全支持压力控制通气(P-A/C)容量控制通气(V-A/C)间歇指令通气(P-SIMV+PSV)间歇指令通气(P-SIMV+PSV)自主模式SPONT（PSV、VSV、TC、PAV…）机械通气的过程反映呼吸机通气过程中气流发生的特点吸气触发（trigger）吸气控制阶段（control）呼气触发（cycle）呼气阶段（expiration）反映不同呼吸方式间的关系指令通气（mandatory）辅助通气（assist）支持通气（support）吸气触发吸气控制阶段呼气切换呼气阶段呼吸周期吸气触发时间触发手控触发压力触发流量触发压力触发P(cmH2O)呼气末气道压力下降=患者开始吸气=呼吸机开始送气吸气触发的方式—压力触发压力触发灵敏度的设置指气道压力较PEEP下降的水平0–20cmH2O例如PEEP=0(10)Triggersensitivity=-2即气道压力为-2(8)

cmH2O时呼吸机开始送气流量触发基础气流10L/min流量触发灵敏度2L/min8L/min2L/min流量触发

流量触发（V-trigger）1-3L/min

V-trigger的优点

反应快管路里有恒定气流，减少触发呼吸功流量与压力触发的比较流量触发压力触发25吸气控制阶段吸气控制压力控制容量控制流量的输送形式递减波方波递增波正弦波26压力控制通气以压力为目标PFlowV27容量控制通气以容量为目标PVFlow28容量控制与压力控制的区别容量控制通气容量可控，但压力不可控应用于自主呼吸稳定、气道阻力增加的患者压力控制通气压力可控，但容量不可控人机协调性较好、改善气体分布压力调节容量控制(PRVC)结合了压力控制和容量控制的优点潮气量恒定，可保障自主呼吸力学不稳定病人的通气安全吸气流速波形为减速波，气道阻塞时可减少涡流，从而减少压力消耗,降低吸气峰压可在A/C、SIMV中应用标示不同：PB-840上为VC+，Drager上为Autoflow，Simensservo-i上为PRVC30吸气流量波形方波递增波递减波正弦波31呼气切换时间切换容量切换压力切换（压力报警）流量切换32流量切换33PEEP的作用无气道陷闭的肺组织，如ARDS增加功能残气量，复张肺泡改善通气血流比，减少分流增加肺顺应性减少呼吸机相关肺损伤35PEEP在ARDS中的作用--SlutskyAS36PEEP的作用气道陷闭的肺组织，如COPD改善吸气触发做功37PEEP在COPD患者中的应用PEEP=0cmH2OSENSITIVITY=2cmH2OPEEPi=6cmH2O38PEEP对COPD患者触发的影响PEEP=2cmH2OPEEP=7cmH2O39Oxygendelivery(DO2),notPaO2,shouldbeusedtoassessoptimalPEEP.PEEP的弊端增加胸内压对循环的抑制影响通气血流比增加死腔或分流呼吸机相关肺损伤气压伤40辅助/控制通气（A/CMV）是控制通气与辅助通气的结合当自主呼吸频率低于后备频率，启动控制通气当自主呼吸频率高于后备频率，启动辅助通气保证患者最基本的每分通气量每次呼吸周期，呼吸机的辅助水平相同每次呼吸的潮气量、吸气压力、流量等参数一致降低呼吸功耗导致人机不协调、过度通气和过度充气的发生41辅助/控制通气模式设置的参数吸气触发流量、压力或时间触发吸气过程定容型潮气量、流量、流量波形、吸气时间等定压型吸气压力、吸气时间呼气切换时间、容量后备频率42辅助/控制通气模式的应用中枢或外周驱动能力很差者为心肺功能贮备较差者提供最大呼吸支持，减少氧耗需过度通气者，如闭合性颅脑损伤自主呼吸的影响FroeseAB,etal.Anesthesiology，1974，41:242–25544自主呼吸对ARDS患者通气的影响WriggeH,etal.Anesthesiology，2003，99(2):376-84SanfordLevineetal.nengljmed358;13march27,2008控制通气的弊端同步间歇指令通气（SIMV）间歇给予指令通气，每分钟指令通气频率相同指令通气可与自主呼吸同步（触发窗）间歇指令通气之间为自主呼吸增加氧耗增加呼吸功同步间歇指令通气（SIMV）模式设置的参数吸气触发流量、压力或时间触发吸气过程定容型潮气量、流量、流量波形、吸气时间等定压型吸气压力、吸气时间呼气切换时间、容量触发窗指令频率同步间歇指令通气（SIMV）模式的应用应用于撤机阶段逐渐降低指令通气频率常与压力支持通气（PSV）合用克服自主呼吸的阻力优点：支持程度可调，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，而需克服呼吸机管路的阻力，故对呼吸肌有锻炼作用缺点：可能导致呼吸肌肉疲劳应用：有自主呼吸，可逐渐下调辅助呼吸频率，逐渐撤机氧耗量273ml/min199ml/min心输出量3.74SvO253%71%Chest,1985SvO251压力支持通气（PSV）自主通气模式自主呼吸参与整个通气过程病人自主调节潮气量、吸气时间、吸气流速、呼吸频率人机协调性优于其它模式利于呼吸肌肉功能的恢复潮气量随肺顺应性、气道阻力和主观的用力程度而改变52压力支持通气（PSV）模式设置的参数吸气触发流量或压力触发吸气过程吸气压力支持呼气切换流量切换FlowPawTT53压力支持通气（PSV）模式的应用具有一定的自主呼吸能力，呼吸中枢驱动稳定者可应用于撤机阶段逐渐减低压力支持水平缺点：VT不稳定。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较大调节参数：FiO2,吸气触发灵敏度、呼气触发灵敏度,PS水平应用：人机协调性好，经常用作撤机模式55不同模式对呼吸功的影响LeungP,etal.AmJRespirCritCareMed,1997,155:1940-194856持续气道内正压通气（CPAP）最简单的自主呼吸模式其作用类似于PEEP无通气辅助功能57双相气道正压通气（BIPAP）相当于两水平的CPAP的交替出现增加肺泡容积，改善氧合改善人机协调性实现控制通气与自主呼吸的并存58双相气道正压通气（BIPAP）模式设置的参数吸气触发时间触发吸气过程高压、高压时间呼气切换时间切换呼气阶段低压、低压时间压力切换频率59BIPAP的衍生模式CMV/AMV-BIPAPSIMV-BIPAPAPRVCPAP60BIPAP与BiPAPBiPAP是Respironics公司的注册商标BiPAP常指一种无创通气模式BiPAP=PSV+PEEP61新型的机械通气的模式双重控制模式压力调节容量控制（PRVC、VC+、autoflow等）容量支持（VSV）压力增强（PA）智能通气模式适应性支持通气（ASV）成比例辅助通气（PAV）自动模式（Automode）导管补偿（ATC）NAVA62不同模式间的联合SIMV+PSVVC（A/C，SIMV）+PRVCBIPAP+PSVATC可同时应用于其它所有模式63机械通气模式中的混乱现无统一的命名标准A/C=CMV、IPPVPSV=ASB、SpontBIPAP=BILVEL、BiventPRVC=APV、VC+、Autoflow同种模式在不同的呼吸机中需调节的参数不一致一定要掌握常用模式的基本原理和不同参数的意义机械通气的参数设置Vt

肺外疾病8-12ml/kg(IdealBodyWeight)COPD6-8ml/kg（PHC，高TLC时）ARDS＜6ml/kg（限制Pplat或跨肺压）RR12-20次/minMV6-10LFlow方波40-60L/min

/减速波40-100L/min

I:E1:1.5-2.5FiO2

初始100%，尽快减至60%以下容量控制通气吸气末暂停

作用：

改善肺泡通气（萎陷肺泡重新开放、减少VD）改善肺内气体分布（慢反应肺泡充分充盈）改善氧的弥散

不良反应：

理论上影响血流动力学，但报道较少

设置原则：一般设为呼吸周期的10%左右，最长不超过20%PS的设置原则：保证RR15-25次/分，Vt6-8ml/Kg容量控制通气AECOPD ARDS哮喘PEEP设置原则及通气策略0204060200.2LITERS0.40.6PawcmH2OVTL.I.PU.I.P静态P/V曲线AECOPD正常人ARDS静态P-V曲线：近似S形；低位拐点（LIP）是使萎陷的小气道和肺泡打开的最低吸气压力；高位拐点（UIP）通常意味着肺泡的过度膨胀，达到TLCAECOPD呼吸生理气道阻力升高气流受限PEEPi及hyperinflation呼吸浅快呼吸肌肉疲劳高碳酸血症呼吸泵衰竭AECOPDPEEP设置原则

PEEPi75-85%

通气策略

低肺牵张

PTV

PHC内源性呼气末正压（PEEPi）在呼吸机未设定PEEP情况下呼气末肺泡内压力为正值PEEPi的存在说明存在动态肺过度充气（DPH）动态肺过度充气（DPH）PEEPi的影响因素气道阻力增加呼吸系统弹性下降气道动态塌陷通气量过大呼气时间不足PEEPi的临床意义增加肺损伤的危险性对循环系统产生不良影响增加吸气触发功耗,导致呼吸肌疲劳PEEPi对吸气触发功耗的影响PEEPi的监测PEEPi的监测PEEPi的测量食道内压测定法

（动态PEEPi）采用呼气末阻断法（ExpiratoryHold）患者无自主呼吸将PEEP调为0静态PEEPi内源性PEEP=15cmH2O低肺牵张策略低通气量低呼吸频率降低吸呼比Gattinoni.JAMA1986;256;881-886允许性高碳酸血症（PHC）定义在维持适当气体交换和降低通气压力不能兼顾时，为减轻肺损伤，选择PaCO2适度升高和一定程度的酸中毒为非生理性PHC理论基础高碳酸血症对机体的影响主要通过PH影响机体代谢；细胞内PH影响更大pH＞7.25时，机体是安全的适度CO2升高细胞内具有丰富的缓冲物质，短时间内（10min）PH值改善细胞外缓冲物质有限，肾脏3日后达到最大代偿扩张周围血管、减少肺血管分流，改善氧合氧离曲线：促进氧的释放PHC的临床应用FRC位接近P-V曲线高位平坦段采用小潮气量和PHC减慢呼吸频率延长Te，减轻肺过度充气强调早期救治危重哮喘及AECOPDARDSPEEP选择方法FiO2-PEEP递增法低位拐点法顺应性法最佳氧合法第三拐点法目前无研究证实，何种选择方法最佳！Whatistheextentofthe

patient'slunginjury?Whatisthepatient'chest

wall(Cw)compliance?TargetPaO2>60-80

WhatFiO2

isrequiredto

achievethis?NORMAL

LOW

-obesity

-edema

-abdominalhypertensionFiO2NormalCw

Compliance

PEEPincmH2OLowCw

Compliance

PEEPincmH2O0.35100.48120.510140.6*12160.7*14180.75*16200.8*18220.9*20221*2224ARDSnet87肺泡复张手法开放肺泡（openthelung）应用较高的气道压力打开陷闭肺区维持肺泡开放（keepthelungopen）应用PEEP维持已复张的肺泡开放LachmannB,IntensiveCareMed,1992,18:319-321 88肺泡的复张89RM的常用方法CPAP法（控制性肺膨胀）PEEP递增法压力控制法(PCV)HFOV俯卧位90实施RM注意的几个问题RM在下列情况更有效：ARDS早期肺外源性ARDS胸壁顺应性较好患者RM实施后应用高PEEP（15~26cmH2O）维持肺泡复张最佳氧合法最佳顺应性法“最佳PEEP”是静态P-V曲线略高于低位拐点水平。实际应用低流速法（吸气流速<8L/min）测定准静态P-V曲线，LIP+2cmH2O对抗内源性PEEP时,应设为PEEPi的70%-80%降低触发功：逐渐上调PEEP，至气道平台压升高为止在PaO260-70mmHg，FiO2＜60%的基础上用尽可能低的PEEP容量控制通气呼吸力学监测高压报警的原因？对支气管扩张剂的反应如何？对各种呼吸机异常波形的解释？呼吸机参数的设置和调节？对疾病严重程度的评估？…呼吸系统力学模型气道阻力弹性阻力呼吸气体呼吸机工作原理：运动方程（equationofmotion）P1=流速x阻力P2=潮气量/顺应性P3=PEEPPawP总=气道阻力×气体流速+潮气量/顺应性+PEEPtot克服气道阻力克服弹性阻力P呼吸机+P呼吸肌PEEPe+PEEPi气道峰压（PIP）的影响因素PIP=FlowxResistance+Volume/compliance+PEEP顺应性气道和气管内导管阻力潮气量PEEP吸气流速Ppeak气道峰压的临床意义气道峰压是设置压力报警限的根据实际气道峰压之上5-10cmH2O以不高于40cmH2O为宜气道峰压与气压伤的关系气道峰压对肺组织的影响正常肺组织峰压45cmH2O，5min峰压45cmH2O，20minDreyfuss,etal.AmJRespirCritCareMed,1998,157:294-323.Pplat：吸气末暂停时、密闭气道内的压力吸气末阻断法（inspirationhold）Pplat应用阻断法的注意事项消除自主呼吸的影响采用定容控制通气流速恒定，并固定潮气量阻断时间足够长所测值为平均值平台压（Pplat）的影响因素Pplat=Volume/Compliance+PEEP顺应性PEEP潮气量平台压的临床意义可代表吸气末肺泡压的大小与肺损伤的关系密切限制平台压不超过30-35cmH2O平台压与病死率HagerDN,etal.AmJRespirCritCareMed,2005,172:1241–1245.平均气道压(Pmean)反应在整个呼吸周期中气道内的平均压力与影响Ppeak的因素及吸气时间长短有关MeanairwaypressureMeanairwaypressureTimePressureTimePressure平均气道压的意义反映平均肺泡压水平反映肺容积的大小与氧合改善有关反映机械通气对循环抑制作用的大小气道阻力（Raw）Raw=（Ppeak–Pplat）/flow

生理情况下约1-3(cmH2O·L)/s肺顺应性静态顺应性（Ct）=Vt/(Pplat-PEEP)

成人正常值：60-100ml/cmH2O气道阻力粘性阻力(resistiveresistance)气道阻力：人体气道+人工气道层流Raw＝8ηl/(πr4)湍流Raw＝8ηl/(π2r5)具有流速和容积依赖性单位：cmH2O/L/S导管补偿（TC）TC随着流速需求的变化而改变，精确克服通过人工气道产生的吸气作功压力上升和下降更自然，是压力支持的优化(能更有效地克服管路压力)设置参数

插管类型气管插管/气管切开

插管或套管内径如：8mm

补偿比例一般设为80-100%局限性：插管管径随插管时间延长而变细，管路存在弯曲，气体高速变向，产生湍流，阻力增大

撤机与拔管建立人工气道，上机开始模式：A/C撤机模式：SIMV+PSPSV间断停机法自主呼吸试验（SBT）拔管机械通气的一般流程撤机筛选标准

接受通气的患者约40%通气时间用于撤机撤机的目的:终止正压通气(恢复完全自主呼吸)

去除人工气道撤机的方法有多种:

在约70—80%患者中:撤机并无困难不同方法无差异挑战:撤机困难的患者撤机通常并不困难预测撤机指标

反映呼吸中枢兴奋性的指标(1)口腔闭合压力(P0.1)：2-4cmH2O。P0.1>6cmH2O脱机困难(2)平均吸气流速(Vt/Ti)呼吸肌收缩强度的指标(1)最大吸气负压(MIP)>2030cmH2O(2)肺活量(VC)(3)Vt>35ml/kg,RR<2535/minMV<10L/min(4)f/Vt105b/min/L预测撤机指标反映呼吸负荷的指标:WOBp<0.75J/L,脱机多成功；>0.75呼吸肌疲

劳，0.85-1.15J/L负荷增加,>1.25J/L严重疲劳(R,

Compl)反映交换的指标:

PaO2>=60m