機械通氣基礎

1、機械通氣,四川廣漢市人民醫(yī)院ICU 黃華,主要內(nèi)容,1.機械通氣基礎力學2.機械通氣常用模式,機械通氣中的力學,肺通氣的阻力,彈性阻力R（2／3）：彈性組織在外力作用而變形時，有對抗變形和彈性回縮的傾向。以順應性（compliance）來測量彈性阻力。 肺的彈性阻力 胸廓的彈性阻力非彈性阻力（1/3）：粘性 慣性,,彈性阻力的來源,1.肺泡表

2、面張力（2/3） 肺表面活性物質：PS 2.肺彈性回縮力（1/3） 彈性纖維 膠原纖維在低容量位置時以表面張力為主，高容量時以彈性張力為主,,肺順應性,概念 物理概念，指單位壓力改變時，所引起的肺容積的變化。是彈性物體的共同特性。肺的彈性E和壓力P、體積V的關系：E= ΔP? ΔV以“順應性（C）”表示C=1/EC= =潮氣量（L)/壓力差（kPa)反映呼吸系統(tǒng)的 “軟”

3、、“硬”彈性阻力正常時占總阻力的70%,主要影響因素肺膠原纖維肺泡表面活性物質肺容量（P-V曲線）,,,,肺順應性,臨床上，總順應性有三種不同表示方法：①靜態(tài)順應性—反映肺與胸廓的彈性②動態(tài)順應性—反映肺與胸廓的彈性外，還 包括克服阻力成分③比順應性—順應性（C）/功能殘氣量（FRC） （此值在不同性別和年齡之間大致相同） ④潮式順應性,肺順應性,呼吸器官總順應性

4、 順應性測定方法：吸氣末阻斷法要求氣道阻力正常或者增加不明顯；容控通氣，完全抑制呼吸、足夠長的屏氣時間，非常慢的呼吸頻率（4-6次/min） 正常人靜態(tài)總順應性約：60-100ml/cmH2O,=,1,——,肺順應性,+,1,——,胸廓順應性,順應性,動態(tài)順應性Crs, dyn =靜態(tài)順應性Crs, st =,,氣道峰壓（Ppeak）氣道平臺壓（Pplat）氣道平

5、均壓（Pmean) 內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）呼氣末正壓（PEEP）,,,,,,,,t,P,,,氣道峰壓,氣道平臺壓,,,用以克服氣道阻力（P1）,用以克服彈性阻力（P2）,,呼氣末正壓,影響順應性的因素,彈性阻力增加（順應性降低） 肺水腫，實變，纖維化 損害II型上皮細胞，導致肺表面活性物質PS分泌的減少或活性降低 氣胸，胸腔積液 脊柱側彎或者其他胸壁畸形 肥胖，腹脹,順應性下降對

6、病人的影響,增加呼吸功造成通氣血流比失調，引起低氧血癥病人的呼吸表現(xiàn)為淺而快,順應性增加對病人的影響,病人在潮氣量呼吸時所需的跨肺壓較小，呼吸功也較小。但同時也可使小氣道狹窄閉鎖，增加氣道阻力導致肺內(nèi)氣體分布不均，嚴重限制呼氣流速。,非彈性阻力,氣道阻力：氣體分子與分子 之間，氣體

7、分子與氣道間 粘性阻力非彈性阻力 組織、胸廓阻力 慣性阻力,,,氣道阻力,氣道阻力是非彈性阻力的80-90%，總阻力的近1/3呼吸道阻力的正常值在成人：1-3cmH2O/L/S.發(fā)生于直徑2mm的細支氣管以上部位。氣流形態(tài)：層流 湍流氣道管徑：氣道阻力與氣道管徑 層流

8、4次方（16倍） 湍流5次方（32倍）,氣道阻力(Raw),呼吸道阻力通常以每秒內(nèi)1升通氣量所產(chǎn)生的壓力來表示R氣道=壓力差為口腔與肺泡的壓差正常時占總阻力的近30%鼻和聲門占R氣道的75%小氣道占R氣道的10%機械通氣時 R氣道=,對阻力的監(jiān)測,R氣道=,,,,,,,,,,,,,,,,,,,t,t,P,F,,,,,氣道峰壓,氣道平臺壓,,,,,,吸氣相

9、,呼氣相,用以克服氣道阻力（P1）,用以克服彈性阻力（P2）,內(nèi)源性呼氣末正壓PEEPi,發(fā)生機制1：氣道阻塞，呼氣阻力增加，呼氣末氣體不能充分呼出，形成PEEPi2：氣道陷閉，呼氣時，肺組織回縮，肺組織回縮力大于氣道內(nèi)壓力，就會造成氣道陷閉。3：呼氣時間過短，呼氣時間明顯縮短，呼氣不充分，形成PEEPi,PEEPi的意義,1.增加氣壓傷發(fā)生的機會2.增加呼吸做功、導致人機同步不良3.影響血流動力學4.影響病變肺組織的換

10、氣功能,呼氣末正壓（PEEP）,PEEP 在呼氣末期將氣道壓力維持在高于大氣壓的水平，稱為呼氣末正壓（positive end expiratory pressure,PEEP) 機械通氣時的呼氣末正壓稱為PEEP 自主呼吸時應用呼氣末正壓稱為CPAP,PEEP的治療作用,1.治療低氧血癥2.對抗PEEPi①支氣管哮喘，PEEP導致呼氣末肺泡壓力增加和過度通氣，只能選擇低水平的PEEP，一般不超過5cmH2O②C

11、OPD，一般控制在PEEPi的50-85%3.降低氣道阻力4.保護肺阻力,機械通氣的參數(shù),壓力 機械通氣的參數(shù) 潮氣量 呼吸形式 呼吸頻率

12、 吸呼氣時間比,,,機械通氣的壓力,大部分情況下，壓力感受器在呼吸機鏈接管路的近患者端，其顯示的壓力實質是連接管路的壓力，但由于連接管路粗短，阻力非常小，可認為其代表了大氣道壓力。壓力的最高值為峰壓。峰壓克服了全部通氣阻力，其中就包括了氣道粘膜阻力和胸肺彈性阻力產(chǎn)生的壓力，故用定容型模式通氣時，肺泡內(nèi)壓比峰壓低。在呼氣末，人為堵住呼氣口，氣流停止流動的情況下，各個部位的壓力相等，氣

13、路壓力=肺泡內(nèi)壓，稱為平臺壓。在用定壓模式時，氣路、氣道、肺泡相繼達到預設壓力，峰壓=平臺壓。,機械通氣的壓力,PEEP代表大氣道呼氣末壓力。在正常肺，無論自然吸氣還是機械通氣，呼氣末肺泡內(nèi)壓皆=0；若設置有PEEP，則呼氣末肺泡內(nèi)壓等于設置的PEEP。在大部分阻塞性肺疾病和部分肺實質疾病，呼氣結束，氣道壓力降為0，如肺泡內(nèi)壓不能將為0，稱為內(nèi)源性PEEP（PEEPi）。測定方法：將PEEP調整為零，呼氣末堵住呼氣口，則氣路、氣道、肺泡

14、形成密閉容器，這時測定的氣道壓力代表呼氣末肺泡壓力，稱為PEEPi。如這時設置有PEEP，則PEEP仍代表呼氣末氣道壓力，而堵住呼氣口測定的壓力是真正的呼氣末肺泡壓力，稱為PEEPtot。PEEPtot既不等于PEEP，也不等于PEEPi，多數(shù)情況下介于PEEPi和PEEP+PEEPi之間。,PEEPtot,常用壓力指標,氣道峰壓（Ppeak）氣道平臺壓（Pplat）氣道平均壓（Pmean) 內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）呼氣末

15、正壓（PEEP）,,,,,,,,t,P,,,氣道峰壓,氣道平臺壓,,,用以克服氣道阻力（P1）,用以克服彈性阻力（P2）,,呼氣末正壓,潮氣量,影響潮氣量的因素。在定容型通氣模式下，吸入Vt是一定的，在定壓模式下吸入Vt是變量。一般情況下，呼氣Vt大于吸氣Vt，原因是：1.氣體存在動態(tài)壓縮，1-2ml/cmH2O，管路動態(tài)擴張，1-2ml/cmH2O，這樣在氣道峰壓50cmH2O，氣體壓縮達150ml。呼氣Vt大于吸氣Vt2.呼

16、吸商一般情況為0.85,故一般呼氣Vt小于吸氣Vt。3.吸入氣為室溫，呼出氣體為加溫、加濕氣體。4.觸發(fā)的誤差。,呼吸頻率,預設呼吸頻率：為保證呼吸機完成必要通氣量預設的最低RR。A模式，PSV模式等輔助通氣模式、自主通氣模式?jīng)]有預設RR。實際呼吸頻率：呼吸機檢測到的RR，包括患者自主呼吸觸發(fā)和呼吸機預設要求完成的次數(shù)。機械通氣頻率：按指令要求完成的RR，C模式下和SIMV模式下的預設RR，A模式和A/C模式下的實際RR。自主

17、呼吸頻率：自主呼吸或主要由自主呼吸完成的呼吸次數(shù)。CPAP、PSV 的RR，SIMV和SIMV+PSV中除預設RR以外自主呼吸完成的呼吸次數(shù)。,機械通氣模式,目前在傳統(tǒng)的持續(xù)指令通氣（CMV）、間歇指令通氣（IMV）、壓力支持通氣（PSV）的基礎上衍生出了多種復合模式、智能模式和新型的自主模式，但是傳統(tǒng)的CMV、IMV、PSV仍是其他通氣模式的基礎。,機械通氣模式-CMV,持續(xù)指令通氣（CMV）：不管自主呼吸次數(shù)多少和強弱，呼吸機皆在預

18、設吸氣時間，按照預設定的潮氣量（定容型）或壓力（定壓型）對每次呼吸給予通氣輔助。包括V-CV,P-CV,V-AV,P-AV,V-A/C,P-A/C。因現(xiàn)在的呼吸機都有同步功能，故CMV=SCMV。,P-A/C,P-A/C,吸氣壓力坡度：呼吸機送氣壓力上升時間，一般是50-75%。流量高，適合深快呼吸的患者，反之流量低，適合呼吸平緩的患者。,觸發(fā),壓力觸發(fā)和流量觸發(fā)最主要的區(qū)別在于：當使用流量觸發(fā)方式時，在病人開始吸氣到機器送氣期間病人能

19、感受到氣流；而當使用壓力觸發(fā)時，這個期間病人必須克服等值的反作用力，增加呼吸做功。流量觸發(fā)是目前較敏感和最穩(wěn)定的觸發(fā)方式。,V-A/C,吸氣流量波形,,,,,,,,,,,,,,,ACCELERATING,DECELERATING,SINE,SQUARE,機械通氣模式-IMV,間歇指令通氣（IMV）呼吸機按照預設要求間斷發(fā)揮指令通氣作用，其壓力變化相當于間斷的間歇正壓通氣（IPPV），每兩次機械通氣之間是自主呼吸，在這個自主呼吸期間，可

20、以加各種“自主性通氣模式”，最常用的是壓力支持通氣（PSV）?，F(xiàn)在呼吸機皆有同步功能，即皆為同步間歇指令通氣（SIMV）。特點是呼吸機預設一定的觸發(fā)窗，一般為呼吸周期的時間的后25%。在這個窗口內(nèi)，自主呼吸運動可以觸發(fā)呼吸機送氣。,SIMV,同步與非同步,P-SIMV,V-SIMV,SIMV的疑惑,SIMV的疑惑,SIMV的疑惑,SIMV的疑惑,機械通氣模式-PSV,壓力支持通氣（PSV）：自主呼吸觸發(fā)和維持吸氣過程，呼吸機給予一定的

21、壓力輔助。流量為遞減波，流量轉換。吸氣流量、潮氣量、呼吸頻率受自主呼吸能力和通氣阻力的雙重影響，是目前最常用的通氣模式之一。但是無自主呼吸的患者，呼吸中樞興奮性顯著降低，神經(jīng)-肌肉嚴重病變，呼吸肌極度疲勞的患者，氣道阻力顯著增加的患者觸發(fā)和維持PSV困難，也不適合應用PSV。,SPONT,流量轉換,也稱流量切換，吸氣流量減低到峰流量的一定比例（一般是25%）轉換為呼氣。特點是壓力比較恒定，是壓力支持（PSV）及其衍生模式的基本轉換方式。

22、,流量轉換,機械通氣模式-CPAP,持續(xù)氣道內(nèi)正壓（CPAP）：呼吸機在整個呼吸周期中只提供一恒定的壓力，整個通氣過程由自主呼吸完成。其實質是以零 壓力為基線的自主呼吸基線上衣。起本質和PEEP相似。但是一般情況下，我們默認完全由自主呼吸提供的稱為CPAP，有呼吸機起作用或者輔助功能的為PEEP。,機械通氣模式-PRVC,壓力調節(jié)容量控制通氣（PRVC）：首先預設潮氣量和最高壓力上限，呼吸機用壓力控制通氣模式，用盡可能小的壓力獲得預設

23、潮氣量?；驹硎牵涸?cmH2O的水平進行第一次呼吸，自動測定胸肺順應性，并計算獲得預設潮氣量的通氣壓力。其后3次呼吸，呼吸機按照預設壓力的75%送氣，如果低于預設潮氣量，則通氣壓力以3cmH2O為標準增加通氣壓力，直至達到預設潮氣量；如果超過預設潮氣量，也以3cmH2O為單位下降。,機械通氣模式-PRVC,,機械通氣模式-ASV,ASV:適應性支持通氣。根據(jù)被通氣者的胸肺順應性、氣道阻力和呼吸功，設置合適的初始通氣參數(shù)。通氣過程中，

24、呼吸機自動測定上述阻力和呼吸功的變化，并自動調節(jié)通氣參數(shù)。若病情加重，逐漸改為壓力輔助或者控制通氣為主；病情好轉，則逐漸轉為壓力支持通氣為主，直至停機。,機械通氣模式-ASV,,雙相氣道正壓BILEVEL(BIPAP),雙相氣道正壓BILEVEL(BIPAP)是一種特殊的壓力調節(jié)方式，設置吸氣相和呼氣相，分別給予不同水平的氣道正壓，在吸氣相和呼氣相之間定時切換；吸氣相時間、呼氣相時間、吸氣相壓力、呼氣相壓力均可自由調節(jié)。通氣壓力是吸氣相

25、壓力和呼氣相壓力差。實質相當于壓力控制通氣PCV與持續(xù)氣道正壓CPAP的結合。,雙相氣道正壓BILEVEL(BIPAP),雙相氣道正壓BILEVEL(BIPAP),定容型與定壓型的選擇,定容通氣特點：?潮氣量恒定。氣道峰壓隨肺順應性變化而變化，肺順應性越大氣道峰壓越低，反之越高。易產(chǎn)生氣壓傷。但是一旦漏氣，可產(chǎn)生通氣不足。,定容型與定壓型的選擇,定壓通氣特點：吸氣峰壓恒定。潮氣量隨肺的順應性變化而變化，肺順應性越大潮氣量越大