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1、一、呼吸系统解剖生理,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题,一、呼吸系统解剖生理,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题,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),肺泡-肺内气体交换,一、呼吸系统解剖生理,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血
2、液循环问题,肺容量,潮气量(TV)：静息状态每次吸入或呼出的气量 成人约400-500毫升,肺容量,补气量(IRV)：平静吸气后所能吸入的最大气量 正常成人约2500-2600毫升,肺容量,吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量 IC=TV+IRV,肺容量,补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量,肺容量,肺残气量(RC)：最大呼气后肺内残留的气量,肺容量,功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV,肺容量,功能残气量(FRC)的临床意义： FRC在生理上起着稳定肺泡气体分压的缓冲作用，减少了通气间隙时对肺泡内气体交换的影响 如果没有FRC，呼气末期肺泡将
3、完全塌陷，产生静-动脉血分流 FRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或塌陷 机械通气：PEEP 增加功能残气量(FRC),肺容量,肺活量(VC)：最大吸气后能呼出的最大气量 VC=IRV+TV+ERV 正常成人约4500毫升,肺容量,肺总容量(TLC)：肺内所含的总气量 TLC=VC+RC,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),一、呼吸系统解剖生理,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题,整个呼吸过程(
4、广义的“呼吸”),肺部换气：外界和肺泡之间气体的吸入和呼出 肺内气体交换(氧合)：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 静脉血 动脉血 血液循环：血液将动脉血(O2)带到身体各部分，将静脉血(CO2)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 动脉血 静脉血,机械通气,肺内气体交换-氧合,一、呼吸系统解剖生理,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题,自主呼吸的换气过程：主动吸气，被动呼气,主动吸气,被动呼气,呼吸肌,呼吸肌的作用,胸锁乳突肌 - 将胸骨向上提升 前锯肌 - 提升
5、多数肋骨 斜角肌 - 提升头两条肋骨 外肋间肌 - 扩张胸膛 腹直肌 - 向下拉到低位肋骨，同时将腹内物向隔膜下压 内肋间肌 - 压下胸膛,肺内压的变化,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,肺内气量,一、呼吸系统解剖生理,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题,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
6、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,一、呼吸系统解剖生理 回 顾,呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题,二、呼吸机的基本模式,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,二、呼吸机的基本模式,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,呼吸机基本概念,什么是呼吸机？,呼吸机 电子打气筒！,开环控制系统 (送气, 无反馈) Vs. 闭环控制系统 (监测-反馈控制) =安全、准确,呼吸机系统简
7、图,二、呼吸机的基本模式,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,自主呼吸 vs. 正压通气,Pressure 压力,Volume 容量,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 心排量CO 低血压,组织灌注减少,机械(正压)通气与心肺对抗,二、呼吸机的基本模式,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,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 )：Pr
8、essure 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.) 正比通气、反比通气,重要呼吸参数,压力-时间曲线,流速-时间曲线,密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量,肺顺应性(Compliance)：弹性,内源性PEEPi / Auto-PEEP： COPD & Asthma 空气滞留,Time (s),(L/min),1,2,3,4,5,6,120,-120,Auto-PEEP的流量波形,End Exp Flow
9、0,二、呼吸机的基本模式,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,呼吸模式,呼吸模式： 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous),控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support,辅助/控制模式(A/C):机控呼吸,临床应用：病人基本没有自主呼吸 呼吸机根据临床医生的设定参数
10、供气： 潮气量或压力 流速和流速波形，或吸气时间 呼吸频率 由机器启动，也可由病人同步触发通气,Time,Pressure,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(Po2、Pco2) 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,半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV),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)或病人触发(SIMV) 在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率,Ti
11、me,Pressure,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,半自主型:同步间隙指令通气(SIMV),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,缺点 如果设定频率或潮气量太低，对病人的支持就会不足,自主型(Spontaneous),临床应用：病人有足够的自主呼吸频率 定义 要求有主动的自主呼吸驱动力 连续气道正压(CPAP)：恒定的正压(PEEP)作用于整个自主呼吸过程中 可提供或不提供吸气支持(PSV),可减少呼吸作功(WOB) 潮气量和呼吸频率由病人自己决定 通常是拔管前最后的通气模式,10 cm H2O P
12、EEP,Time,自主型(Spontaneous),呼吸机监测一次呼吸开始到下一次呼吸开始的时间 如果这个时间超过了操作者设定的窒息通气间隔时间(默认值：20秒)，窒息通气开始按照预设值（压力控制或容量控制方式）工作 当呼吸机监测到病人有二次连续的自主呼吸，窒息通气自动停止，按原模式通气,窒息通气双向转换 (Apnea Ventilation),呼吸模式,呼吸模式： 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV):
13、 Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support,控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control,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,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):Volume Control,控制呼吸 压力控制(
14、PCV): Pressure Control,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,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(适当的吸气时间延长以保证潮气量), 病人可能需要使用镇静剂或麻醉剂,控制呼吸 压力控制(PCV): Pressure Control,新观点：压力上升时间,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
15、时间,Gas flow is greatest where resistance is low, hence overinflation of normal lung units., V/Q,PvCO2 = 46 mmHg,PvO2 = 40 mmHg,PaO2 = 70 mmHg,PaCO2 = 45 mmHg,PaCO2 = 43 mmHg,PaO2 = 60 mmHg,自主呼吸 压力支持(PSV): Pressure Support,压力-时间曲线,流量-时间曲线,吸气流速: 递减波 病人决定呼吸频率、峰流速 吸气时间和潮气量,自主呼吸 压力支持(PSV): Pressure Suppo
16、rt,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,40,PCIRC cmH2O,INSP,EXP,30,20,10,0,10,-20,80,60,40,20,0,20,-80,40,60,0,4,8,12s,2,6,10,PS Termination Criteria,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
17、自主吸气时，增加了吸气肌肉负荷,Flow,呼气灵敏度 Esens与呼气WOB,PRESSURE,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,FLOW,PS overshoots target,Esens fixed 25%,Esens adjusted to 50%,Normal,Problem resolved,0,100,0,15,低的PSV设定值 5 - 10 cm H2O PSV 可减少病人克服气管插管和人工气道的阻力所作的功 可作为脱管的最后支持水平 高的PSV设定值 PS 可增加自主呼吸的吸气作功能力，最高可达 10 ml/kg的潮
18、气量 可满足病人几乎总的通气要求,自主呼吸 压力支持(PSV): Pressure Support,优点 病人控制呼吸频率、潮气量和整个呼吸过程 克服吸气流速通过气管插管和人工气道时的阻力 病人感到舒适 可减少人机对抗 缺点 如果病人状况改变时，由于呼吸机保持恒定的支持水平，可能会发生通气支持不足 病人顺应性、阻力的变化 病人疲劳,自主呼吸的减弱,自主呼吸 压力支持(PSV): Pressure Support,病人的评估值 监测呼出潮气量(7-10ml/1kg) 监测是否有呼吸频率的降低 PSV的适用人群 有完整呼吸中枢的自主呼吸病人,自主呼吸 压力支持(PSV): Pressure Sup
19、port,自主呼吸: CPAP(持续气道正压呼吸),压力-时间曲线,流量-时间曲线,吸气触发灵敏度,呼气灵敏度,自主呼吸: CPAP(持续气道正压呼吸),PEEP(呼气末端正压),增加功能残气量(FRC),并可改善氧合 使塌陷的肺泡复原 扩张已打开的肺泡 使肺泡分布至肺毛细血管周围空间 可用于所有呼吸模式,5 cm H2O PEEP,PEEP / CPAP,优点： 预防和/或改善肺不张 改善氧合 潜在的副作用： 由于胸廓内正压的增加，使病人的心输出量降低 气压伤 增加颅内压,半自主型组合: 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(
20、PCV) 自主呼吸: 可加压力支持(PSV),压力-时间曲线,流量-时间曲线,半自主型组合: 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),二、呼吸机的基本模式,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,同步触发方式,压力触发(Press.Trigger) 流速触发(Flow Trigger),触发灵敏度,触发灵敏度：病人的努力程度 达到触发灵敏度时，呼吸机将触发供气 触发可选择压力或流速触发,压力触发,封闭回路：吸气阀和呼气阀关闭 病人横膈收缩
21、，开始吸气动作 病人作功使呼吸机回路系统内产生负压,压力触发,当压力下降至医生所设定的灵敏度时，呼吸机将触发呼吸 从病人吸气作功到呼吸机触发呼吸之间，有短暂的延迟时间（吸气阀打开时间+气体从吸气阀到插管时间） 如存在AUTO-PEEP,触发较困难 (须克服AUTO-PEEP) 气道漏气时(如小儿无囊气切、气插)无法应用,Baseline,Patient effort,人机对抗 存在AUTO-PEEP时,触发较困难,压力触发,压力触发灵敏度设定在 -2 cm H2O 图中，前二次病人作功达到压力灵敏度；呼吸机触发呼吸通气 第三次病人没有达到灵敏度；呼吸机不能触发通气,-2 cm H2O,流速触发
22、,开放系统：吸气阀和呼气阀打开 呼气末，呼吸机提供一个低水平的连续气流（基础流速）进入病人呼吸回路,No patient effort,Base Flow,无触发: 吸入端流速 = 呼出端流速,流速触发,病人横膈收缩，吸气作功开始 当病人开始吸气，一些连续气流转移至病人处，呼吸机将触发呼吸,病人触发: 吸入端流速 - 呼出端流速 触发灵敏度,流速触发,低水平的流速满足了病人触发呼吸所作的功，有效地降低病人触发呼吸机工作所作的呼吸功 可用于有AUTO-PEEP(COPD和哮喘)的病人 可减少病人作功和呼吸机供气之间的时间延迟；与压力触发相比，可改善呼吸机的反应时间 克服气道漏气(设置超过漏气的触
23、发灵敏度)，用于小儿病人 可减少胸部手术病人伤口疼痛,All inspiratory efforts recognized,Time,Pressure,二、呼吸机的基本模式 回 顾,呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发,三、引申话题,CMV,IPPV,SIMV,MMV,BIPAP,CPAP,SPONT,PCV,VCV,APRV,PLV,PS,ASB,ILV,PRVC,VAPS,PAV,各种新模式？“卖点”？“商业炒作”？,基本呼吸模式的理解和应用最为关键！,呼吸模式： 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型:
24、 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support,回归根本！,ACCP Standards : 机械通气的目标 (Slutsky, 1993),CLINICAL 临床目标： 1. Reverse hypoxemia 改善低血氧症 2. Reverse respiratory acidosis 改善呼吸性酸毒症 3. Relieve respiratory
25、distress 减轻呼吸窘迫 4. Prevent or reverse atelectasis 预防和改善肺不张 5. Reverse respiratory muscle fatigue 改善呼吸肌肉疲劳,PRIMARY 前 提： Avoid Iatrogenic Lung Injury 避免医源性 肺损伤,目标:以病人为中心的呼吸策略 前提：防止机械正压通气的副作用: 压力伤和容量伤 心肺对抗 其他并发症，如过度通气等 设置：根据病人的病理生理状况调节呼吸机的参数,以病人为中心的呼吸策略 Disease-Oriented Ventilation Strategies,阻塞型呼吸障碍 (
26、气道阻力) 哮喘 支气管炎 肺气肿 烟雾吸入 过小的插管,限制型呼吸障碍 (肺顺应性) ARDS 肺炎 充血性心衰CHF 气胸,其他限制型 神经肌肉障碍 腹部扩张 胸壁畸形,以病人为中心的呼吸策略 Disease-Oriented Ventilation Strategies,以病人为中心的呼吸策略 Disease-Oriented Ventilation Strategies,如果不考虑病人的病理生理情况，盲目应用所谓“自动模式”也许会适得其反!,临床医生在对基本呼吸模式的理解之上，根据病人当时的病理生理情况，实时调节呼吸机参数最为重要,另类话题: 设备科角色的再定位？,设备维修部门 Service Department,临床工程部： 临床技术支持和服务 Clinical Engineering,