呼吸机原理课件

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(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 )：Pressure 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 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,Time,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 PEEP,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): 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(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 Support,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