呼吸生理与机械通气的应用.PPT

1、呼吸生理与机械通气,1,呼吸系统解剖与生理,上呼吸道：鼻、咽、喉,下呼吸道：气管、支气管、支气管树、肺泡,2,呼吸概念及其意义： 机体与外界环境之间的气体交换过程.,呼吸过程：,O2,CO2,O2,CO2,肺,血液循环,组织细胞,肺通气 肺换气 气体运输 组织换气,外呼吸,内呼吸,3,呼吸系统的结构与功能1、呼吸道:勾通肺泡与外界环境的气体通道,上呼吸道：鼻、咽、喉 呼吸道下呼吸道：气管、支气管及在肺内的分支 呼吸道的主要功能 ：（1）调节气道阻力：通过调节气道阻力从而调节进出肺的气体的量、速度和呼吸功（2）保护功能 ：对吸入气体进入加温、湿润、过滤、清洁作用和防御反射等保护功能。,4,2、呼

2、吸道平滑肌：气管至终末细支气管管壁，形成完整的网格结构受交感神经和迷走神经的双重支配，调节呼吸道管径吸气：交感神经（）平滑肌舒张，管径增大呼气：迷走神经（）平滑肌收缩，管径减小神经递质的作用：胆碱类物质：迷走神经类作用去甲肾上腺素类物质：交感神经类作用,5, 3、 肺泡: 肺泡气与血液进行气体交换的场所,6,4、胸廓与胸膜腔（1）胸廓（2）呼吸肌 1）吸气肌：膈肌、肋间外肌（主）； 斜角肌、胸锁乳突肌（辅） 2）呼气肌：腹肌、肋间内肌 （3）胸膜腔负压,7,肺通气的原理,肺通气的动力 肺通气的阻力 肺通气,肺通气的动力 直接动力: 大气与肺泡气之间的压差 (大气压- 肺内压） 原动力：呼吸运动

3、,呼吸运动 胸膜腔内压变化 肺内压改变 大气压与肺内压压差改变,肺通气,8,呼吸运动定义：是指呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。参与呼吸的肌肉：主要吸气肌：膈肌和肋间外肌主要呼气肌：肋间内肌和腹肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等,9,（1）平静呼吸：节能的最佳呼吸方式(主动、被动） 吸气：主动 呼气：被动,（2）用力呼吸：耗能高（主动、主动） 吸气：主动呼气：主动,10,肺通气的阻力,弹性阻力 肺弹性阻力 肺的弹性回缩力 (1/3) 肺泡表面张力 (2/3) 胸廓弹性阻力非弹性阻力 气道阻力（主要） 惯性阻力 组织粘滞阻力,肺通气的阻力,11,肺容积和肺容量 肺容量：静态肺容量、动态肺容量

4、静态肺容量潮气量（VT）：平静呼吸时每次吸入或呼出的容量。约400500ml。深吸气量（IC）：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量，它是潮气量与补吸气量之和，衡量最大通气潜能补吸气量（IRV）：平静吸气末，再做最大吸气所能吸入的气量。补呼气量（ERV）：平静呼气末，再做最大呼气所能呼出的气体量 。功能残气量（FRC）：平静呼气末肺内残留的气体量。残气量（RV）：最大呼气末肺内残留的气体量。肺活量（VC）：最大吸气末缓慢而完全呼出的最大气体量。VCIRVVTERV。肺活量（TLC）：最大吸气末肺内所含的气体量。 TLCVCRV。,12,肺通气量每分通气量：每分钟进出肺的气体总量. 每分通气量

5、=潮气量(TV) 呼吸频率(R) 69L,13,无效腔和肺泡通气量 无效腔 ：解剖无效腔 + 肺泡无效腔 = 生理无效腔解剖无效腔:鼻呼吸性细支气管内不参与交换的气体量.反应呼出气与肺泡气的差异： 肺泡无效腔:肺泡内未参与气体交换的气体量. (每分)肺泡通气量:每分钟吸入肺泡的新鲜空气量. (每分)肺泡通气量 = (潮气量 - 无效腔气量) 呼吸频率 ( 500 - 150 ) 15 = 4250 ml,14,呼吸气体的交换 气体的扩散 影响气体扩散速率的因素 1. 气体的分压差 2. 气体的分子量和溶解度 3. 扩散面积和距离 4. 温度,15,影响肺换气(气体交换)的因素 1. 呼吸膜的厚

6、度 反比 呼吸膜-6层：是肺泡气与血液之间的物理屏障. 单纯扩散. 厚度大扩散速率小 换气障碍 PO2 PCO2 病理：肺水肿、肺炎、肺间质纤维化 2. 呼吸膜的面积 正比 面积 小扩散速率小 换气障碍 PO2 PCO2 病理： 肺炎、肺不张、肺实变,16,3. 通气/血流比值（VA/Q比值）每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺血流量(Q)之间的比值 正常 成人 安静 状态下 : VA （肺泡通气量）= 4.2 L/min Q（每分钟肺血流量）= 5L/min正常VA/Q比值为0.84VA/Q （0.84） ：通气过剩(VA)或血流不足(Q ) 肺泡无效腔增大 通气不足 PO2 PCO2 VA/

7、Q （ 3540次/min或 68次/min，节律异常，自主呼吸微弱或消失；血气分析提示严重通气和氧合障碍：PaO2 50mmHg，尤其是充分氧疗后仍30cmH2O,43,但无创通气也有以下缺点：1、无创通气病人常有憋闷感，2、人机配合协调需有积极的心态并经相当时间的适应过程；2、死腔量较大；3、经常发生漏气； 4、特别是遇呕吐等时如不及时发现易发生窒息等并发症；5、应用不当或配合不佳反可增加氧耗量加重心衰。故应严密观察，如有必要及时改用常规正压通气。,44,控制机械通气（Controlled Mechanical Ventiation，CMV）,CMV(CV)又称指令通气，呼吸机以预设频率定

8、时触发，并输送预定潮气量。即呼吸机完全代替患者的自主呼吸。换句话说，患者的呼吸方式（呼吸频率、潮气量、吸呼时比和吸气流速）完全由呼吸机控制，由呼吸机来提供全部呼吸功。,45,控制指令通气(CMV/IPPV),46,CV主要用于,（1）患有严重呼吸抑制或呼吸暂停，如麻醉、中枢神经系统功能障碍、或药物过量等。（2）可最大限度减轻呼吸肌负荷，降低呼吸氧耗，有利于呼吸肌休息和恢复疲劳。（3）为心肺功能储备差的患者提供最大呼吸支持，以减少呼吸用力，缓解急性冠状动脉缺血,47,（4）在实施“非生理性”特殊通气方式，如反比通气、分侧肺通气、低频通气以及在闭合性颅脑损伤时，为减少脑血流和降低颅内压故意采用的过

9、度通气等。（5）对患者呼吸力学的监测，如呼吸阻力、顺应性、PEEPi、潮气末CO2 浓度、呼吸功等，只有在CV控制通气时测定才准确可靠。,48,辅助通气（Assisted Ventilation， AV）,AV是在患者吸气用力时依靠气道压的降低（压力触发）或流量的改变（流量触发）来触发，触发后呼吸机即按预设潮气量（或吸气压力）、频率、吸气和呼气时间将气体传送给患者。,49,辅助/控制模式（Assist/Control Ventilation，A/C）,结合AV和CV的特点，通气靠患者触发，并以CV的预设频率作为备用。A-CV模式大多以容量切换型通气来实行，应用容量切换A-CV时，需预设触发敏感

10、度、潮气量（VT）、频率（备用频率）、吸气流速和流速波型通气机以预先设定的频率释放出预先设定的潮气量。在通气机触发呼吸的期间，患者也能触发自主呼吸，当通气机感知患者的自主呼吸时，通气机可释放出一次预先设定的潮气量。患者不能自己改变自主呼吸触发呼吸的潮气量。,50,volume (mL) pressure (cm H2O) flow (L/min),VA/CControl,51,volume (mL) pressure (cm H2O) flow (L/min),patient-triggered breath,ventilator-triggered breath,VA/CAssist,52,

11、53,辅助通气指通气机在患者吸气用力达到触发灵敏度时提供预设参数的通气控制通气指不论患者自主呼吸如何，通气机按预设频率，间隔一定时间给予预设参数的通气A/C 可以是容量控制通气也可以是压力控制通气。A/C 需要预设频率，预设频率的实质就是设置了时间触发阈值实际f后备f 实际Ve=实际Vt X实际F,54,Assist-Control Ventilation,Time or patient triggerSet parameter:frequencysensitivitytype of breath (volume or pressure),55,A/C的应用指征,呼吸中枢的驱动力正常，但是呼吸

12、肌衰竭以致于不能完成呼吸功 呼吸中枢的驱动力正常，但是由于所需要的呼吸功增加，使呼吸肌不能完成全部呼吸功。,56,A/C模式的优缺点,正常情况下，A/C模式与SMV相比，患者所作的呼吸功较少由于每次呼吸都是在正压通气下产生A/C模式可多方面影响患者的血流动力学状态。,57,间歇指令通气（Intermittent Mandatory Ventilation，IMV）,定义：呼吸机以预定的频率输送固定的潮气量（或压力），在两次指令通气间歇期，允许患者自主呼吸自主呼吸时的通气量取决于患者自主呼吸的呼吸肌群力量。IMV 和A/C模式的差别在于患者能触发产生自主呼吸的通气量，A/C模式中，潮气量是由通气

13、机产生的恒定通气量；而在IMV模式中，潮气量是由患者自己控制的，因而是可变的。,58,IMV模式通气治疗期间，如果患者有自己的通气周期，但IMV不能监测患者的自主呼吸努力，因而通气机仍可能给予一次强制通气。这就造成了呼吸的“重叠”。如发生在患者自主呼吸期间或终末，这次机械通气无效，这就造成了患者-通气机之间的非同步,59,同步间指令制通气（Synchronized Intemittent Mandatory Ventilation，SlMV）,SlMV时，患者能获得预先设定的潮气量和接受设置的呼吸频率，在这些通气机设定的强制通气期间，患者能触发自主呼吸，自主呼吸潮气量的大小与患者产生的呼吸力量

14、有关。SlMV与lMV不同，lMV模式通气时，通气机在一定的时间内给予患者以强制通气，而与患者的呼吸状态无关；然而，SIMV模式通气时通气机释放的强制通气量与患者的吸气负压相同步。如果患者不能产生吸气负压，则通气机能在预定的时间内给予强制通气。,60,A,B,time,pressure,assistwindow,SIMV,61,volume (mL) pressure (cm H2O) flow (L/min),spontaneousbreath,mandatorybreath,SIMV,62,volume (mL) pressure (cm H2O) flow (L/min),pressur

15、e supportbreath,mandatorybreath,SIMV with PSV,63,SIMV的优点,降低平均气道压呼吸肌的连续应用，使呼吸肌功能得到维持和锻炼，避免呼吸肌萎缩，有利于适时脱机改善V/Q比例应用SIMV，自主呼吸易与呼吸机协调，减少对镇静剂的需要,64,增加患者的舒适感；能较好维持酸碱平衡，减少呼吸性碱中毒的发生；可根据患者需要，提供不同的通气辅助功，并具有预设指令通气水平的安全性,65,SIMV通气波形,66,持续气道正压（CPAP）/呼气末正压（PEEP）,持续气道正压（CPAP）是自主呼吸条件下，在呼吸周期的全过程中使用正压的一种通气模式。应有稳定的呼吸驱动力

16、和适当潮气量，在通气时通气机不给予强制通气或其他通气支持，因而患者需完成全部的呼吸功。PEEP是指令通气条件下，整个呼气期压力保持正值。,67,CPAP的生理作用等于PEEP CPAP与PEEP区别在于，CPAP是患者自主呼吸的情况下，基础压力升高的一种通气模式，与是否应用通气机无关；而PEEP也是基础压力升高的一种通气，但是患者同时也应有其他方式的呼吸支持(如：A/C，SIMV等)。,68,CPAP/PEEP的作用,治疗低氧血症对抗内源性PEEP降低气道阻力保护肺组织,69,CPAP/PEEP改善氧合的机制,使未通气的肺泡复张增加呼气末肺容量(FRC)改善通气/血流比例减少肺内分流,70,P

17、EEP的副作用,通过增加胸腔内压力，减少静脉回流，降低心输出量，可能伴血压下降降低肾脏.肝脏及内脏灌流通过妨碍颅内静脉回流增加颅内压临床应用PEEP治疗应以2cmH2O的幅度增加或减少，以避免上述副作用,71,PEEP值15cmH2O,肺泡容积增加不明显，而压力可继续增加，从而肺泡压力伤及容量伤的机会增加。临床上根据病人情况选择“理想PEEP”(The ideal PEEP)的标准：吸入FiO20.5，PaO260mmHg,足够的心输出量。,72,CPAP,73,74,压力支持（Pressure support，PSV）,PSV定义：患者吸气触发后，呼吸机提供一恒定的气道正压以克服吸气阻力和扩

18、张肺脏。当患者触发吸气时，通气机以预先设定的压力释放出气流，并在整个吸气过程中保持一定的压力。 气流以减速波的形式所释出，PSV为一种流量切换的通气模式 PSV模式可单独应用或与sIMV联合应用。PSV与PEEP同时应用过程中，吸气峰压（PIP）等于PSV水平加上PEEP的水平。Patient-triggered, pressure-limited, flow-cycled只需设定輔助压力值及sensitivity。吸气压力: 恒定潮气量:取决于患者的顺应性,75,volume (mL) pressure (cm H2O) flow (L/min),trigger,PSV,PSV,PSV,PS

19、V,PSV,PSV,PSV,PSV,PSV,76,PSV的优缺点,呼吸功下降同步性能较好对患者较弱的呼吸及潮气量进行适当放大平均气道压力较低VT多变，不能确保适当的肺泡通气,77,压力控制通气（Pressure Controlled Ventilation，PCV）,PCV为一种预先设定呼吸频率，每次呼吸都得到预设的吸气压力的支持 模式: CMV, A/C, IMV, SIMV参数: RR, Pinsp (above PEEP), PEEP, Ti, FiO2等吸呼切换: 时间切换流速形式: 递减波, 可满足吸气需求吸气压力: 恒定潮气量: 取决于患者的顺应性,78,压力通气,Constant

20、 insp. pressureDecelerating, variable inspiratory flow rateTime cycled: (A)Pressure ControlFlow cycled: (B)Pressure Support,Pressure,Flow,A,B,Time Cycled,Flow Cycled,79,压力通气波形,Flow,Tinsp.,PIP,Peak Flow,25%,Pressure Control,Pressure Support,80,Volume Control (VCV),模式: CMV, A/C, IMV, SIMV参数: RR, VT, P

21、EEP, Ti, FiO2等吸呼切换: 容量切换流速形式: 恒速波, 递减波吸气压力: 递增潮气量: 预置，恒定,81,Volume Ventilation,Constant flow rateGuaranteed tidal volume deliveryNot affected by lung impedanceVariable pressure,Pressure,Flow,Time,82,Volume Ventilation,Pressure Ventilation,Pressure,Flow,time,Pressure,Flow,time,83,容量控制通气中，流速是操作者预先设定，流

22、速低于患者需要的流速，会出现流速饥饿，高于患者需要的流速，会增加气道压力，预设流速和患者需要流速的不一致是引起人机对抗的原因之一。吸气时间 实际F设置F时，吸气时间不变，呼气时间变短，要注意患者实际的呼气时间是否足够，警惕PEEPi,84,临床常用机械通气模式有：1、辅助-控制通气（A-CV），2、同步间歇指令通气（SIMV），3、压力支持通气（PSV）， 4、 SIMV+ PSV，5、 小潮气量低PEEP（1.61.7kpa）容许性高碳酸血症的开放肺通道通气，6、呼气末正压通气（PEEP）等,85,据2000年Am J Respir Crit Care Med Esteban等对南北美洲、西

23、班牙、葡萄牙的412个内科、外科ICU调查发现临床医生最常用的通气模式仍是A-CV、PSV、SIMV、SIMV+PSV ；我国国内急诊、ICU也是如此。此现象说明许多通气新模式尚有待进一步研究证明其确切效果,86,呼吸参数的调节,1、 呼吸频率：正常呼吸力学患者：10-14 限制性肺疾患者：15-25 阻塞性肺疾患者：12-18,87,2、 潮气量： 6-15 ml/kg，一般为8-10 ml/kg，然后根据临床及血气结果作适当调整。对ARDS患者提倡小潮气量（6-8 ml/kg），快频率高PEEP的方法。,88,3、 吸呼时比（I：E）： 通常为1：1.5-2，COPD者可调至1：3-5，反

24、比通气则为1-4：1。,89,4、 吸气流速（Flow）：成人一般为30-70 L/min，可根据病人的体质状况、病情等因素作适当调整。安静、睡眠时可降低流速，发热、烦躁、抽搐等情况时要提高流速。,90,5、吸入气氧浓度（FiO2）：长时间吸氧不超过0.5-0.6，否则会发生氧中毒。可从高浓度开始，根据PaO2逐渐下调。,91,6、 触发灵敏度的调节：压力触发时通常为- 0.5- 1.5 cm H2O cmH2O，流量触发则为3-6 L/min，具体应根据病人自主吸气力量大小调整,92,7、吸气暂停时间（Pause time）：一般为00.6秒，不超过1秒。8、报警参数的调节：一般将呼吸机工作

25、参数20做为报警（alarm)的上、下限值。切不可将报警音关闭或将报警限值定得偏离工作参数太远，以免发生意外。,93,9、PEEP的调节：当FiO20.6，PaO260 mmHg时应加PEEP。每次增加或减少的幅度不能太大，一般为2-3 cmH2O；间隔时间不能太短，一般为1小时以上。临床常用的PEEP值为3-10 cmH2O，很少超过15 cmH2O,94,呼吸机报警处置,基本程序：分离呼吸机。先接手动呼吸皮囊，並同时听有沒有呼吸音，或兩边的呼吸音是否一致。检查气管导管有无阻塞或气囊有沒有漏气。检查呼吸器上哪些数字或灯在閃。当病人一切都正常时，再來检查呼吸器是否有问题机器死机、空气压力管或氧

26、气管沒接好、管路有沒有漏气。,95,常见的 High-Pressure Alarm原因,呼吸机故障管路问题：管路打折，管路积水气管导管：咬管，痰痂堵管，插管过深，气囊疝,96,病人问题：肺部顺应性下降: 气胸、胸腔积水气道阻力增加: 痰、支气管痉挛、粘膜水肿病人和呼吸器不能配合（人机拮抗）,97,常见的Low-Pressure Alarm原因,管路脱落（呼吸机与气管导管脱离，气管导管脱出）管路漏气（管路损害，积水杯）Cuff漏气,98,常见的高分钟通气量报警原因,呼吸频率过快：处理原发病，调整F和VT,镇静剂，必要时肌松剂,99,常见的低分钟通气量报警原因,管路脱落气囊漏气F和VT设置不当,1

27、00,机械通气并发症,气管插管相关并发症 1.导管易位 2.气道损伤 3.人工气道梗阻 4.气道出血,101,.气管切开常见并发症 早期并发症：指气管切开24小时内出现的并发症 出血 气胸 空气栓塞 皮下气肿和纵隔气肿,102,后期并发症：指气管切开2448小时后出现的并发症，发生率高达40% 切口感染 气管切开后期出血 气道梗阻 吞咽困难 气管食管瘘 气管软化,103,正压通气相关的并发症 ：包括气压伤、容积伤、萎陷伤和生物伤 气压伤：是由于气道压力过高导致肺泡破裂。因程度不同，临床表现为肺间质气肿、皮下气肿、纵隔气肿、心包积气、气胸等，一旦发生张力性气胸，可危及患者生命，必须立即处理,10

28、4,容积伤是指过大的吸气末容积对肺泡上皮和血管内皮的损伤，临床表现为气压伤和高通透性肺水肿。萎陷伤是指肺泡周期性开放和塌陷产生的剪切力引起的肺损伤。 生物伤即以上机械及生物因素使肺泡上皮和血管内皮损伤，激活炎症反应导致的肺损伤，其对VLI的发展和预后产生重要影响。,105,呼吸机相关性肺炎（ Ventilator-Associated Pneumonia）：机械通气至少48小时或人工气管拔管48小时以内发生的肺炎主要是细菌性肺炎,106,文献报道大约28%的机械通气患者发生VAP。气管插管或气管切开导致声门关闭功能丧失，机械通气患者胃肠内容物反流误吸是发生VAP的主要原因。一旦发生VAP，会明

29、显延长住院时间，增加住院费用, 显著增加病死率。,107,一般认为，高龄、高APACHEII评分、急慢性肺部疾病、格拉斯哥昏迷评分(GCS) 7.30、FiO2 50mmHg。血流动力学稳定，无心肌缺血动态变化，临床上无明显低血压(不需要血管活性药物治疗或只需要小剂量药物，如多巴胺或多巴酚丁胺 510ug/kg.min。有自主呼吸的能力。,112,通过符合筛查试验条件的患者，应开始进行3分钟自主呼吸试验（SBT）。评估患者是否具有自主呼吸的能力。在3分钟SBT期间应密切观察病人的生命体征，若患者不能耐受，应立即停止试验，转为机械通气。若3分钟SBT 通过，继续自主呼吸30-120分钟，如患者能

30、够耐受应考虑脱机。,113,耐受SBT的标准,血气指标：（FiO240%，SpO285-90%；PaO250-60mmHg；pH7.32；PaCO2增加10 mmHg）；血流动力学稳定（HR120-140次/分；HR改变20%；收缩压180200并90mmHg；血压改变20%，不需要用血管活性升压药）；呼吸（例如，RR30-35次/分；RR改变不50%）。,114,当患者情况超出下列指标时应中止自主呼吸试验，转为机械通气：(1)呼吸频率/潮气量（浅快指数）应105(2)呼吸频率应8或35次/分(3)自主呼吸潮气量应4毫升/公斤(4)心率应140次/分或变化20%，没有新发的心律失常(5)氧饱和度应90%,115,呼吸机的撤离,撤机前提：病情稳定，感染控制，酸碱，水电解质紊乱和低蛋白血症纠正。气道通畅呼吸功能改善，自主呼吸增强，咳嗽有力，能自主排痰，吸痰换管时无明显呼吸困难。降低通气量，病人能自主代偿，营养状态肌力恢复到上机前水平,116,撤机步骤与方法,准备工作 打消顾虑，克服依赖性，增强信心调整呼吸机 减少VT和MMV，刺激呼吸中枢，逐渐适应间断停机，时间逐渐延长，维持24小时SIMV和PSV过度撤机，34小时减少频率2次分，PEEP，F,FIO2面罩过度，较长时间使用机械通气最好是无创呼吸机序贯脱机,117,谢谢,118,