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1、呼吸机的基本原理和临床应用(修,1,呼吸机的基本原理和临床应用,呼吸机的基本原理和临床应用(修,2,呼吸生理基础知识,肺的基本功能 通气功能：原动力压力差 气道压=阻力压+弹性压 P(阻力压)=V(流量)R (阻力)阻塞型 P(弹性压)=V(容量)/C(顺应性)限制型 换气功能：P(A-a)O2、肺泡膜(面积、厚度),.,呼吸机的基本原理和临床应用(修,3,呼吸机工作原理,正压通气原动力 提供足够的肺泡通气量 有效通气量=(VT-VD)f维持气道开放 PEEP改善气体交换 PEEP、Ti减少自主呼吸功： W=PdV 压力对容量变化的积分，即压力-容量曲线下面积。,呼吸机的基本原理和临床应用(修
2、,4,-8,-5,-8,-5,+10,正压通气,负压通气,呼吸机的基本原理和临床应用(修,5,呼吸机的基本原理和临床应用(修,6,呼吸机的基本原理和临床应用(修,7,触发方式,压力触发 患者需呼吸机环路中的压力，达到预定的水平（如-2 cmH2O）以打开吸气阀；流速触发当口腔与胸腔的压力梯度为负,口腔的流速上升（0.5 L/min),呼吸机的基本原理和临床应用(修,8,吸气波形,定容通气的流速波形可选用方波，减速波和正弦波，而定压通气时一般均呈减速波递减波形(VC/PC)高气道平均压;低气道峰压;改善气体分布;上升时间(Rise Time流速从基线上升到峰值的斜率)病情重时: 快;病情稳定时:
3、 中等水平;,呼吸机的基本原理和临床应用(修,9,呼气触发灵敏度(ET),多见于PSV多数现有呼吸机ET常设为25% (吸气流速降至峰流速的25%);对于阻塞性肺病在PSV应将ET设在较高比例的峰流速,呼吸机的基本原理和临床应用(修,10,常用机械通气模式,控制通气 (control mode ventilation, CMV)-VCV (volume control ventilation)-PCV (pressure control ventilation)辅助控制通气 -A/C (assist-control mode)控制和自主呼吸结合 -SIMV (synchronized inte
4、rmittent mandatory ventilation)支持自主通气 -PSV (pressure support ventilation)完全自主呼吸 -CPAP (continuous positive airway pressure) -BiPAP（Biphasic Positive Airway Pressure）,呼吸机的基本原理和临床应用(修,11,VCV模式,在固定的吸气时间内通过恒定的流速给予预先设置的潮气量;气道压与气道阻力成正比, 与肺的顺应性成反比;设置压力上限如35cmH2O以防止气压伤,呼吸机的基本原理和临床应用(修,12,PCV模式,在固定的吸气时间内, 以恒
5、定的压力送气;流速开始高, 而后随肺的充盈而下降;潮气量随气道阻力和肺的顺应性而变化;优越性:峰压 气压伤;递减的流速改善气体交换;特别适用于有漏气的情况;,呼吸机的基本原理和临床应用(修,13,A/C模式,2种强制通气模式 患者触发的控制通气 呼吸机自动发出的控制通气f自主f设定 均为，实际f=f自主 f自主f设定 为+，实际f=f设定,呼吸机的基本原理和临床应用(修,14,SIMV 模式,优点：撤机方式之一; 自主呼吸和控制通气的结合; 强制通气保证一定的最小的分钟通气量; 强制通气与自主呼吸同步; 在触发窗内, 可由患者带动强制通气; 在自主呼吸时, 患者可获得压力支持,呼吸机的基本原理
6、和临床应用(修,15,PSV模式,患者自主吸气触发呼吸机后呼吸机开始送气并使气道压迅速上升到预设置，并维持这一水平，当自主呼吸流速降到峰流速的25（可调）时，送气停止，患者开始呼气。优点：辅助通气模式, 撤机模式之一完全自主呼吸，启动压力支持、流速方式、I:E由病人决定VT的多少取决于PSV压力的高低和自主呼吸的强度能有效的克服通气管道产生的阻力，减少病人呼吸做功，自觉舒服，有利呼吸肌疲劳的恢复,一般认为当PS为5cmH2O时，所提供的通气支持仅够用于克服呼吸机回流阻力与吸气活瓣开放所需要的额外作功，有作者认为COPD患者的PS8-10cmH2O方可克服上述额外作功。,呼吸机的基本原理和临床应
7、用(修,16,CPAP模式,（1）自主呼吸，整个呼吸周期均保持气道正压。（2）吸气时，正压气流大于吸气气流，病人感觉舒服，呼气期气道内正压则起到PEEP的作用（3）适用于呼吸中枢驱动力正常，自主呼吸较稳定的病人。（4）可通过面罩无创通气或插管有创通气来实施，CPAP压力一般在5-15cmH2O调节，插管病人可从2-5cmH2O开始，未插管者可从2-10cmH2O开始。,优点:FRC, 打开不张的肺泡, 避免呼气末肺泡萎陷;缺点:胸腔内压 静脉回流 CO; 脏器血运; 颅内压;,呼吸机的基本原理和临床应用(修,17,BiPAP模式,BiPAP即在两个不同的压力水平上进行CPAP通气。 两个压力水
8、平上均允许有自主呼吸存在，人机协调性 好，病人感觉舒适。有研究表明，应用BiPAP模式较应用CPAP对增加氧合具有更明显作用。,呼吸机的基本原理和临床应用(修,18,成人初始参数设置,潮气量(VT): 6-12mL/kg; 恰当的VT应使其值保持在PV曲线的陡直段并保证气道峰压40cmH2O， 平台压35cmH2O，以避免气压伤的发生呼吸频率(RR, f): 12 -20 次/分;吸气流速(Flow): 40100L/min 吸气流速是患者呼吸功的重要决定因素;呼吸机的流速应当高于患者需要的峰流速,以使呼吸功最小吸:呼比(I:E)=1:1.5 2 (Ti: 0.51.0sec); 设置方法 吸
9、气时间延长气道平均压动脉氧合; 呼气时间延长动态高充气状态 心输出量; CO2排出 气体滞留(Auto-PEEP) PEEPi吸入氧浓度(FiO2): 50-100%; FiO2100%46h； FiO280%12h； FiO260%24h呼气末正压(PEEP): 2 5 cmH2O;,触发灵敏度：压力触发，一般为-0.5-2cmH2O，若加用PEEP时，若设触发灵敏度为-2.0，则实际触发灵敏度为PEEP-2.0cmH2O。流量触发（1-3L/分）较压力触发更敏感。,呼吸机的基本原理和临床应用(修,19,吸呼比(I:E ratio) 设置的方法,吸呼比和呼吸频率: 如1:3和15 bpm T
10、i=1s,Te=3s;潮气量,流速和频率: 如700 mL, 60 L/min和12 bpm Ti=0.7s, Te=4.3s, I:E=1:6;吸气时间和呼吸频率: 如1s和10bpm Te=5 s, I:E=1:5;吸气时间%和呼吸频率: 25%Ti和15bpm Ti=1 s, Te=3 s, I:E=1:3;,呼吸机的基本原理和临床应用(修,20,呼气末正压（positive end-expriatory pressure, PEEP）,是指在机械通气时，于呼气末气道压力仍保持在一定的正压水平应用PEEP的好处是： 增加肺泡内压和功能残气量（FRC），有利于氧合； 使萎陷的肺泡复张，改善
11、V/Q比； 对血管外肺水的肺内分布具有有利影响； 增加肺顺应性，降低气道阻力，减少呼吸功。PEEP的主要负面作用 减少回心血量，降低心排出量，降低血压，减少肝肾等重要脏器血流量，增加静脉压和颅内压； 增加气道峰压和平均气道压，增加气压伤的危险。故严重低血容量、脑水肿、气胸和支气管胸膜瘘等情况下慎用PEEP。,呼吸机的基本原理和临床应用(修,21,PEEP的经验性选择,临床上PEEP的选择可以从低值开始，一边观察一边调整直至最佳PEEP。如果随PEEP的增加，其增加幅度平台压的增加幅度，氧合改善，说明随PEEP的增加肺的顺应性增加。反之，若PEEP的增加幅度平台压的增加幅度，说明随PEEP的增加
12、肺的顺应性反减低，提示PEEP值已过大。一般说来，10cmH2O以下的PEEP很少引起气压伤；当PEEP达到20cmH2O时，PEEP的有益的生理效应不再增加，当PEEP25cmH2O，其负面作用和并发症增加。当治疗达到预期效果后，可逐渐减低PEEP，当PEEP减至5cmH2O时可考虑停机,静态顺应性(Cst)= 潮气量/(平台压-PEEP)动态顺应性(Cdyn)=潮气量/(峰压 PEEP),呼吸机的基本原理和临床应用(修,22,参数调整的基本方案,为升高PO2: FiO2 Vt or PSV f PEEP I:E 吸气末暂停,为降低PCO2: Vt or PSV 控制f I:E，ET 吸气流
13、速 合适的PEEP 控制FiO2,呼吸机的基本原理和临床应用(修,23,不同临床情况下呼吸机的使用,基本疾病状态呼吸驱动异常：CNS病变、呼吸肌病变以呼气气流阻塞为主：COPD、哮喘以低氧血症为主：ARDS,呼吸机的基本原理和临床应用(修,24,呼吸驱动异常,CMV或A/V模式近生理通气 Vt: 8-10ml/kg f: 14-20次/min；用A/C模式时，设置频率低于自身频率24次/min备用。 I:E= 1:1.52 FiO2: PO260mmHg时的最低FiO2,呼吸机的基本原理和临床应用(修,25,呼气气流受阻(COPD,Asthma),病生理特点气道阻力显著气道峰压、平台压 呼气流
14、量肺过度充气、PEEPi 需要更长的Te吸气肌疲劳,PEEPi临床意义：在没有设置PEEP时，肺泡压力在呼气末保持正压。控制通气时：呼气末胸内正压回心血量心输出量肺泡压气压伤风险VCV：PEEPiPpk、Pplat；PCV：PEEPi Vt 辅助通气时：动态过度充气改变吸气肌形态吸气肌收缩力无效触发,呼吸机的基本原理和临床应用(修,26,呼气流速不能降至零提示有Auto-PEEP(PEEPi),突然延长Te时，测定的Vte机器输送的Vt提示流量限制的存在,PEEPi导致延迟触发和无效触发,呼吸机的基本原理和临床应用(修,27,呼吸机参数设定,VE：为减少肺动态过度充气和PEEPi，应适当减少分
15、钟通 气量。Vt810ml/kg, f 1220bpmI:E=1:34高吸气流速(80100L/min)，保证充足的呼气时间加用低于PEEPi的外源性PEEP (75%PEEPi)，可从5cmH2O开始。外源性PEEP可以使触发更容易，但不降低PEEPi为降低PEEPi可采用容许性高碳酸血症策略。通气的目标是纠正异常的PH，而不是去纠正PCO2至正常。尽量维持平台压35cmH2O机械通气初期短期使用镇静剂或肌松剂能预防气压伤的发生。使用支气管扩张剂或激素解除气道痉挛。,治疗的关键是如何降低PEEPi的水平，纠正酸碱失衡，改善呼吸肌疲劳。,呼吸机的基本原理和临床应用(修,28,ARDS,病生理特
16、点肺泡膜通透性明显增加，肺泡被富含蛋白的渗出物充盈肺泡陷闭。病损部位肺顺应性显著降低硬肺肺病损的程度和分布非常不均匀一部分通气良好的肺泡保持基本正常的弹性baby lung正压通气时易产生剪切力和肺泡过度扩张导致肺损伤。,呼吸机的基本原理和临床应用(修,29,呼吸机参数设定,Vt：58ml/kg, f：2025bpm维持SaO290%, 选择最低的FiO2最佳PEEP：中水平PEEP, 约812cmH2O, 通常不超过15cmH2OI:E=1:1.52, 反比通气肺保护策略 小潮气量，严格限制跨肺压，平台压35，峰压40 容许性高碳酸血症：允许CO2逐步升高(5-10mmHg/h，最好在70-
17、80mmHg), PH适度降低. 加用适当PEEP，维持肺泡开放肺复张手法,时机：ARDS早期，应用小潮气量时方法：压力4060cmH2O，持续2040s。通常用CPAP模式，注意PSV调至0。意义：打开无通气的肺区域，改善氧合，防止肺损伤。 确定适宜PEEP：复张无效选择低水平PEEP(510) 复张有效递减PEEP试验*肺复张后下调PEEP(2cmH2O/min)，至SO2明显下降的PEEP，+2为适宜的PEEP，重复1次肺复张,呼吸机的基本原理和临床应用(修,30,单侧肺通气参数设定,如一侧肺毁损，或一侧肺不张，气道无效腔显著减小，一般选择小潮气量Vt：68ml/kg, f大约控制在10
18、bpm,呼吸机的基本原理和临床应用(修,31,最佳PEEP的选择,肺泡过渡膨胀,肺泡塌陷,P,T,呼吸机的基本原理和临床应用(修,32,2. Slope/Rise,3. Inspiratory Termination,4. Return to Baseline,1. Onset of Trigger,Patient-Ventilator Interaction: A Multi-Dimensional Problem,人机不协调的情况,呼吸机的基本原理和临床应用(修,33,人机不协调的情况,1. 延迟触发或无效触发 对策：改变触发方式或触发灵敏度 降低PEEPi (Vt、Te、R) 加用外源性
19、PEEP,严重COPD患者给予PSV,呼吸机的基本原理和临床应用(修,34,人机不协调的情况,2. 吸气流速不足对策：根据病人需要，及时调整吸气流速,呼吸机的基本原理和临床应用(修,35,人机不协调的情况,3. 吸气终止不协调 对策：改变Ti 调整Ex sens,呼吸机的基本原理和临床应用(修,36,人机不协调的情况,4. 呼气相不协调产生auto-PEEP对策：增加吸气流速、调整吸气波形 延长Te，减小Ex sens,呼吸机的基本原理和临床应用(修,37,机械通气的副作用,胸腔内压;静脉回流;肺血管阻力;心排血量;肾,肝等脏器灌注;脑的静脉回流颅内压;气压伤(尤其峰压40 cmH2O时);呼
20、吸机相关肺炎,呼吸机的基本原理和临床应用(修,38,撤机过程 第一步,识别患者是否有维持自主呼吸的潜力1. 临床稳定没有脓毒血症, 无明显的支气管痉挛, 无电解质紊乱或过度镇静, 无明显营养不良的证据, 无过多分泌物和/或咳嗽无力无低血压;2. 正常或轻度异常的中枢神经系统功能;3. 有自主呼吸的能力;4. 适当的氧合:FiO2 60 mmHg;PEEP 5 cmH2O;,呼吸机的基本原理和临床应用(修,39,撤机过程 第二步,选择撤机模式:PSV: 进行性递减支持水平,直至到压力为6-8cmH2O;T-管:通过与T-管连接的气管插管自主呼吸;SIMV: 患者在呼吸机给予的呼吸之间自主呼吸;,
21、呼吸机的基本原理和临床应用(修,40,拔管指征,浅快呼吸(RSB)指数: RR / VT 105 bpm 预示撤机失败; 对于机械通气超过8天的患者的预测的精确性下降 对COPD等耐力明显减低的患者可能不可靠自主呼吸试验(SBT): 包括3 min T管试验和CPAP 5 cm H2O/PSV试验。实施3 minSBT期间，医师应密切观察患者的生命体征，当患者情况出现下列情况时应中止SBT，转为机械通气： 浅快呼吸指数105；呼吸频率35bpm； 心率14Obpm或变化2O%，新发的心律失常； 自主呼吸时VT4 ml/kg； SO290%。3 min自主呼吸通过后，继续自主呼吸3O120 min，如患者能够耐受则可以预测撤机成功。,漏气试验：将气囊放气，检查漏气110ml，提示无上气道水肿,呼吸机的基本原理和临床应用(修,41,撤机成功,成功地完成2hr的自主呼吸试验;拔管后成功地维持自主呼吸超过48hr;可予无创呼吸机序贯,