呼吸机工作原理.ppt

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1、呼吸机工作原理 德尔格临床应用专员 胡飞 （德尔格南区呼 吸治疗与EIT） 呼吸机是什么？ 呼吸机是什么？ 双刃剑：适应针禁忌症以及 并发症 呼吸机是什么？ 菜刀：规范化的管理 主要内容 呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作 主要内容 呼吸呼吸机基本概念机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作 机械通气基本概念 什么是呼吸机 呼吸机是一种能代替、控制或 改变人的正常生理呼吸，增加 肺通气量，改善呼吸功能，减 轻呼吸功消耗，节约心脏储备 能力的装置。 呼吸机是不是完全的人工肺 ？ 机械通气基本概念

2、 呼吸机简略示意图 吸气阀呼气阀 9 呼吸机相关肺损伤类型 l肺容积伤 高肺容积伤 l肺萎陷伤 低肺容积伤 剪切伤（shear） l肺压力伤 “气压伤” l肺生物伤 l氧中毒 肺气压伤的表现形式 l肺间质气肿(PIE) l纵隔气肿 l皮下气肿 l气胸 l其他：心包和腹膜后积气，气体栓塞 气压伤的表现 VILI-MSOF 剪切伤 容量伤 组织和器官损伤 l避免重复的萎陷和膨胀 l避免过度拉伸肺泡 l肺是MSOF形成中极重要的部分 Slutsky AS, Tremblay LN: Multiple System Organ Failure. Is Mechanical Ventilation a

3、Contributing Factor? Am J Respir Crit Care Med Vol 157. pp 17211725, 1998 机械通气的方式 l负压通气 负压呼吸机（“铁肺”） l正压通气 有创正压通气 无创正压通气 主要内容 呼吸机基本概念 呼吸呼吸机硬件介绍机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作 呼吸机的基本构造 吸气控制开关气源加温加湿装置 控制系统呼气控制开关 气道肺 呼吸机运行本质气体开关 显示 设置 呼气端 吸气 流量传感器 呼气 压力传感器 湿化器 温度传感器 压力传感器 O2传感器 100mbar安全阀 5bar氧气5bar

4、空气 呼气阀 Evita 4 硬件介绍 监测Pinsp 监测Flow 和VTi 监测PEEP 监测VTe 吸入气流 呼出气流 呼吸机 EvitaXL Evita 4 Evita 2 dura 管路系统肺 气道压力测量 气源 可控气源 呼气阀 (可控) 气体出口 压力控制图 主要内容 呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作 TIME FLOW PRESSUR E VOLUME 机械通气四大要素 20 机械通气的基本原理 气道阻力流速 容量/顺应性 基础压力PEEP + P总=气道阻力气体流速+潮气量/顺应性+PEEP 21 运动

5、方程 l只需知道其中的两个参数，就可得出其他参数 压力 容量 流速 P总=R Flow + VT/C+PEEP 22 运动方程的应用：计算气道阻力和肺顺应性 l气道阻力的计算： R=（Ppeak-Pplat）/Flow l肺顺应性的计算： C静态=（Pplat - PEEP）/VT C动态=（Ppeak - PEEP）/VT 压力 时间 峰 压 （Ppeak） 平台压 (Pplat) PEEP 23 准确计算气道阻力和顺应性的条件 l完全抑制患者的自主呼吸 l选用容量型通气模式 l流速波形：方波 l延长平台时间 运动方程的应用：压力报警原因的分析 l高压报警原因的分析 P总=R Flow +

6、VT/C+PEEP 25 平均气道压(Pmean) Mean airway pressure Mean airway pressure Time Pressure Time Pressure l反应在整个呼吸周期中气道内的平均压力 26 平均气道压的意义 l反映平均肺泡压水平 l反映肺容积的大小 l与氧合改善有关 l反映机械通气对循环抑制作用的大小 27 平均气道压的影响因素 l通气模式 自主呼吸成分较多的模式，Pmean较小 l吸气压：峰压、平台压 l吸气时间 l流量波形 lPEEP Mean airway pressure Time Pressure 主要内容 呼吸机基本概念 呼吸机硬件介

7、绍 机械通气基本原理 通通气模式工作原理气模式工作原理 无创通气的原理以及操作 机械通气模式 什么叫呼吸机模式Mode ？ 病人与呼吸机之间的相互作用，以完成一 个呼吸循环 (ventilator cycle) 的方法 没有最好的呼吸机模式 触 发 方 式 限 制 变 量 Cycle 变量 基线变量 条件变量 阶段变量基本要素 l触发方式 Trigger：（呼吸机开始送气的参数） 时间触发 ，流速触发，压力触发，混合触 发 l限制变量 Limit：（呼吸机以什么样的方式进行送气） 压力限制，流速限制 l转换方式 Cycle：（呼吸机怎么辨别吸气结束呼气开始） 时间转换，容量转换，流速转换，压力

8、转换，混合 l基线流量base line：（呼吸机呼气期处于什么样的压力） l条件变量：（呼吸吸机达到什么样的条件就会更改通气方 式） Trigger l机械触发：Time 手动触发 l患者触发： Pressure Triggering 压力触发 Flow trigger 流量触发 Volume Triggering 容积触发 Auto-Trak sensitivity 智能灵敏度 Tracheal Pressure Triggering 气管压力触发 Esophageal Pressure Triggering 食道压力触发 Respiratory Impedence triggering

9、呼吸阻抗触发 Motion triggering 摆动触发 Triggering from Diaphragmatic Electromyographic Activity 横膈 膜肌动电位刺激的驱动 Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA)-神经调整呼吸辅助( 使用含有电极的鼻胃管纪录横膈电位的活动，并提供与横膈用力成比率的 通气辅助)。 32 触发前期( pre-trigger phase) 、触发后期(Post-trigger phase) Pressure Triggering lPressure trigger 期间，吸气阀和期间，吸气阀

10、和 呼呼气阀皆气阀皆 必须是关闭的。必须是关闭的。 呼呼气阀的关闭，需靠病人气阀的关闭，需靠病人 effort 来移至关闭的位置来移至关闭的位置。故呼。故呼 气阀的阻力气阀的阻力 ，会影响病人的吸气做功。，会影响病人的吸气做功。 lFlow trigger 时，吸时，吸 、呼气呼气 阀阀皆是皆是 open ( flow trigger的好处的好处 )。 l各种呼吸模式中，吸、呼气阀的关闭与开放各种呼吸模式中，吸、呼气阀的关闭与开放 状况不同，亦会影响呼吸做功。状况不同，亦会影响呼吸做功。 34 Pressure Triggering lSassoon 和和 Gruer两人曾提到：两人曾提到：

11、触发前期触发前期 ( pre-trigger phase)，若，若 时间过长时间过长 (delay)会产生会产生 人机不同步人机不同步 (dyssynchrony)增加增加 呼吸功。呼吸功。 l延迟延迟 (delay)的产生，可能是下列的错误：的产生，可能是下列的错误： 压力讯号的传输速度压力讯号的传输速度、压力转换器压力转换器 (transducer)的的频率反应频率反应 、压力转换器本身压力转换器本身 和和 位于呼吸管路的位置位于呼吸管路的位置、PEEP 设定值与实际值设定值与实际值 的差异的差异 。 l延迟时间延迟时间 (delay time) 150 ms。 内源性PEEP对于触发的影

12、响 Flow Triggering Flow Triggering NPB 840 The ventilators inspiratory flow sensors measure the delivered flow, and the expiratory flow sensor measures the exhaled flow. 联合流量触发 1.两个阀门都关闭 2. 传感器探测出0,2mbar的压力差 (尽可能减小出错的可能性, auto-cycling, 提升安全标准) 3. HPSV开启, 输送气流 (快速反 应时间) 4. 达到触发水平后， 呼吸机输送 气流 Evita 触发的改

13、良 Paw t Insp.- Flow t PTP = 压力 时间乘积 0,2 mbar 压力差 TG 触发器 呼吸做功 PEEP FT l蓝色:快阀门和快速的反应时间 l绿色:快阀门和较慢的反应时间 l红色:慢阀门和快速的反应时间 l黑色:慢阀门和较慢的反应时间 反应时间: 取决于电脑 阀门以及反应时间 对于触发机制， 什么才是最重要的？ PTP 压力时间积 Paw 气道 压力 t 吸入 气流 t 反映时间 触发 临界点 触发 呼吸做功 反应时间 ASB 触发灵敏度设置 l流速触发&压力触发？ l流速触发不同呼吸机有不同设计 大多呼吸机流速触发值越高=触发愈加困难 （Servo 系列除外）

14、l触发灵敏度设置原则：避免误触发的最低值 Limit限制变量 容控模式-流速限制型通气 Preset VT Volume Cycling Dependent on CL & Raw Time (sec)Time (sec) Flow (L/m) Pressure (cm H2O) Volume (mL) Preset Peak Flow Time triggered, Flow limited, Volume cycled Ventilation 压控模式-压力限制型通气 Press ure Flow Volume (L/min) (cm H2O) (ml) Time (sec)Time (s

15、ec) Time-Time-Cycled Set PC level Time Triggered, Pressure Limited, Time Cycled Ventilation 压力控制VS容量控制 PCVVCV 以保证气道持续稳定正压为目的以保证稳定潮气量为目的 设置参数：Pi Ti f ,fiO2设置参数：Vt flow(Ti) f 潮气量不稳定（由机器和患者共同 决定） 潮气量稳定 气道压力稳定气道压力不稳定 MAP较高氧和相对较好、人机同 步性较好 MAP较低、人机同步性相对较差 临床应用：适用于肺实质病变适用于：阻塞性疾病 不足：容易通气不足容易产生气压伤 条件变量 l条件变量

16、：（呼吸吸机达到什么样的条件就会更改 通气方式） l临床最常见的条件变量为气道压力过高报警：即如 果通气过程中气道压力超过高压报警呼吸机会提示 报警并且终止送气呼气阀打开开始呼气。 气道压力过高 机器因素： 报警线设置过低 机器内部回路阀门堵塞 回路因素： 外部管道积水,扭曲 人工气道因素： 人工气道脱落,打折,堵塞,过深 患者因素： 痰液过多堵塞 人机对抗烦躁 气道痉挛 肺不张 气胸 现代通气模式的命名结构 前缀扩展模式名称 主要内容 呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无无创通气的原理以及操作创通气的原理以及操作 NIV: Non-invasive vent

17、ilation 无创通气是指不经气管插管而 增加肺泡通气的一系列方法的 总称。包括体外负压通气、经 鼻面罩正压通气、胸壁震荡及 膈肌起博等。 NIPPV: Non-Invasive Positive Pressure Ventilation 无创正压通气是目前最常用的 无创通气技术，主要是指经鼻 /面罩进行的正压通气。 无创通气优缺点 优 点 v保留气道加温、湿化和免疫功 能 v避免有创通气并发症 v避免口鼻粘膜、声带的损伤 v减少或避免VAP的发生 v保持说话、咳嗽、进食能力 v减少镇静剂的应用 v痛苦小，易接受，易撤机 v可间断使用，家庭使用和长期 使用 v减少ICU费用及住院费用 缺 点

18、 v吸气相压力较低 v不易密闭易漏气 v死腔增大，重复呼吸 v胃肠胀气 v面部损伤 v不便于气道分泌物引流 v加温、加湿、FiO2调节 不充分 德尔格Carina气路图 BiPAP Vision 气路电路图 专业无创呼吸机特点 l小巧 l一般为涡轮机、单回路 l高流速低压力系统 l保障漏气后不报警 l有漏气补偿 l减少因漏气而引起的误触发 l减少因为漏气造成的呼气延迟 需要专业的程序比需要专业的程序比 如如SyncPlusSyncPlusTM TM、 AutotrackAutotrack等等等等 无创通气成功关键词 The success of NIV depends on several f

19、actors: Proper patient selection 选择合适患者 Correct classification of the respiratory failure type呼吸衰竭分型 Knowledge of the underlying pathology潜在病理知识（了解病情变化） Appropriate interface selection合适界面选择 Skills and expertise of the care team治疗中心的技术和技能 Proper timing, i.e. when to start or stop NIV合适的时机 Ventilator

20、 capabilities with regard to leak management and auto-triggering 合适的呼吸机（漏气控制和误触发的防止） NIPPV实施步骤 准备 把握指针、选择病人、选择合适 的呼吸机以及合适的人机界面、 准备好呼吸机配件、合理安排患 者饮食饮水等等 沟通解释：who、why、when、way 、how (4W1H) 操作连接面罩，接通呼吸机，选择合 适模式，湿化方式，呼吸机参数 从低到高调整（根据目标值和患 者舒适度调整） 评估调整30min内需床旁观察，复查血气 结束解释解释下次治疗时间等 及时转有创 通气 病情恶化 总结 总结总结 呼吸机模式原理 无创呼吸机原理 呼吸机基本原理 呼吸机基本概念 呼吸机是什么？ 呼吸机硬件介绍 Whos Watching the Patient? （德尔格南区呼 吸治疗与EIT） Thank youThank you！