1、呼吸生理与机械通气的急诊应用 首都医科大学附属北京朝阳医院急诊科 首都医科大学急诊医学系 梅雪 l You can live without food for a week, without water for a day, but you cannot live without air for more than a few minutes. 你可以一周不吃饭，一天不喝水，但几分钟不喘气 就可能活不了。 l Most people take breathing for granted. For thousands of people who suffer from breathing pro
2、blems, each breath is an accomplishment. 绝大多数人没把呼吸当回事，但对于成千上万患有绝大多数人没把呼吸当回事，但对于成千上万患有 肺部疾病的人们来说，每喘一口气就是在完成一项任肺部疾病的人们来说，每喘一口气就是在完成一项任 务。务。 学习内容 呼吸系统的解剖与生理1 机械通气的历史2 机械通气的工作原理3 4 机械通气的临床应用 机械通气 呼吸系统的解剖与生理1 呼吸系统的解剖 上呼吸道： 鼻、咽、喉 下呼吸道： 气管、支气管、 支气管树、肺泡 呼吸运动 l呼吸肌 l吸气肌： 膈肌、肋间外肌 (胸大肌、胸小肌 、斜骨肌、胸锁乳突肌、锯肌） l呼气肌：
3、肋间内肌 （腹壁肌） 什么是呼吸 l 呼吸 u 机体与外界环境之间的气体交换过程 u 由 3部分组成：外呼吸、气体的运输、内呼 吸 肺 组织细胞血液循环 O2 O2 CO2 CO2 肺通气 肺换气 组织 换气 细胞内 氧化代谢 外呼吸 内呼吸 气体在血液 中的运输 什么是呼吸 机体 -外界环境 肺通气： 外界空气 肺 （气体的进出） 外呼吸 肺换气： 肺泡 毛细血管 （氧气在人体和空气的交换） 肺通气的动力 l 肺通气直接动力： 肺内压 与大气压之差 l 肺通气间接动力：呼吸运动 呼吸肌 肺通气直接动力 l 呼吸过程中肺内压变化 吸气初：肺内压 大气压 呼气末：肺内压 = 大气压 肺内压 正
4、0 负 吸气 吸气 吸气 呼气 呼气 呼气 肺通气生理（ 1） l 肺通气的 动力 u 吸气为负压 吸气肌收缩产生 u 呼气为正压 平静呼吸时靠呼吸系统 的弹性回缩力产生 l 肺通气的 阻力 u 弹性阻力 平静呼吸时占总阻力的 70% u 非弹性阻力 主要是气道阻力 肺内压 正 0 负 吸气 吸气 吸气 呼气 呼气 呼气 肺通气生理（ 2） l 肺通气可以看作是 动力 克服 阻力 的过程 u 结果是产生气体的运动 l 呼吸的调节 u呼吸中枢（桥脑） u呼吸的反射性调节 u呼吸的化学性调节 l 动力不足 和 /或 阻力增大 均可导致通气功能衰竭 肺换气生理 l 肺换气 u 肺泡与肺毛细血管之间的
5、气体交换过程 l 肺换气的形式为弥散 l 影响弥散的因素： u 气体分压差 氧疗的基础 u 气体的分子量和溶解度 u 弥散面积和距离 通气（ V） / 血流（ Q） 肺的通气量与血流量之间必须保持协调 血流量（ Q） 通气量（ V） V/Q 3 2 1 5 4 3 2 （肺底） 肋骨数 （肺尖） q 肺尖 V/Q大，肺底 V/Q小 q 总体上 V/Q约等于 0.8 q 死腔样通气 q V/Q过大 q 动 -静脉短路 q V/Q过小 呼吸功能 l通气功能 l换气功能 什么是呼吸衰竭 l 广义的呼吸衰竭 u 组织水平的气体交换障碍 呼吸、循环、血液、组织代谢异常均可 造成呼吸衰竭 l狭义的呼吸衰竭
6、 u肺通气和 /或肺换气衰竭 换气功能障碍为主的呼吸衰竭 l 型呼吸衰竭 u PaO2 60mmHg， PaCO2正常或降低 l 代表性病变 u 急性肺损伤（ ALI） 急性呼吸窘迫综合征（ ARDS） 通气功能障碍为主的呼吸衰竭 l 型呼吸衰竭 uPaO2 60mmHg， PaCO2 50mmHg l 代表性病变 u 慢性阻塞性肺疾病（ COPD）急性发作 呼吸衰竭的治疗 l机械通气治疗 机械通气 呼吸系统的解剖与生理1 机械通气的历史2 机械通气的工作原理3 4 机械通气的临床应用 机械通气 机械通气的历史2 机械通气的历史 机械通气的历史 l1913年 Janeway u第一台定型呼吸机
7、 l1949 1950年 Scandinavia u脊髓灰质炎流行 u呼吸麻痹者死亡率 80% 机械通气的历史 l 负压呼吸机 (“铁肺 ”) u 1928年 Boston儿童医 院无创通气首次用于 临床 u 20世纪 40至 50年代脊 髓灰质炎爆发流行时 广泛使用 The iron lung created negative pressure in abdomen as well as the chest, decreasing cardiac output. Iron lung polio ward at Rancho Los Amigos Hospital in 1953. 机械通气的
8、历史 机械通气的历史 机械通气的历史 l1952年 Denmark u脊髓灰质炎流行 uBlegdam Hospital 31名呼吸肌麻痹患者 27名相继死亡 u麻醉科医生 Bjan Ibsen 气管插管 机械通气的历史 l75名病人手法通气 l24小时内 u动员 250名医学生用手捏气囊 u260名护士参加床边护理 u消耗 250筒氧气 u27名工人更换氧气筒 u死亡率从 87%降低到 40%以下 机械通气的历史 l正压呼吸机 u1955年麻省总医院 首次使用有创通气 u现已成为机械通气 的标准 机械通气 呼吸系统的解剖与生理1 机械通气的历史2 机械通气的工作原理3 4 机械通气的临床应用
9、 机械通气 机械通气的工作原理3 机械通气的工作原理 肺内压 正 0 负 吸气 吸气 吸气 呼气 呼气 呼气 机械通气的工作原理 机械通气 呼吸系统的解剖与生理1 机械通气的历史2 机械通气的工作原理3 4 机械通气的临床应用 机械通气 4 机械通气的临床应用 学习机械通气的五个要点 l机械通气的目的 l机械通气的适应症与禁忌症 l自主呼吸与机械通气的区别 l机械通气的工作原理 l临床应用 学习机械通气的五个要点 l机械通气的目的 l机械通气的适应症与禁忌症 l临床应用 机械通气的目的 l纠正呼吸衰竭 l维持生命 l为了撤机 机械通气的适应症 1. 上呼吸道梗阻引起的呼吸衰竭 2. 严重低氧血
10、症的患者 3. 由于各种疾病导致呼吸衰竭 4. 中枢性呼吸衰竭 5. 慢性阻塞性肺疾患所致的急性呼吸衰竭 6. 神经肌肉疾患引起的呼吸衰竭 7. 预防性机械通气 机械通气的 相对 禁忌症 1. 大咯血或严重误吸引起的窒息性呼吸衰竭 2. 伴有肺大泡的呼吸衰竭 3. 张力性气胸 4. 心肌梗塞继发呼吸衰竭 机械通气模式 l IPPV l SIPPV l IMV l MMV l VCV l PCV l SIMV l SIMV + PSV l PSV l CPAP l BIPAP l APRV l PRVC/autoflow/VV+ l VS/VV+ l Automode l VAPS/PA l M
11、RV l ASV l PAV+/PPS l 呼吸机的急诊应用： 模式选择的原则 l改善通气功能： 提高 通气量 l改善换气功能： 提高 血氧含量 改善通气量： 分钟通气量 （潮气量 * 频率） 提高血氧含量： 吸氧浓度（ Fi02) 压力（ PEEP) 机械通气的常用模式 Esteban (1992) Esteban (2019) Esteban (2019) VCV 55% 47% 53% PCV 1% 5% SIMV 26% 6% 8% SIMV + PSV 8% 25% 15% PSV 8% 15% 4% 其他模式 2% 7% 15% 1. Esteban A, Alia I, Iban
12、ez J, et al. Modes of mechanical ventilation and weaning. A national survey of Spanish hospitals. Chest 1994; 106: 1188-1193; 2. Esteban A, Anzueto A, Alia I, et al. How is mechanical ventilation employed in the Intensive Care Units? An international utilization review. Am J Respir Crit Care Med 200
13、0; 161: 1450-1458; 3. Esteban A, Anzueto A, Frutos F, et al. Characteristics and outcomes in adult patients receiving mechanical ventilation. JAMA 2019; 287: 345-355 CMV 控制通气 Controlled Mandatory Ventilation (CMV) 辅助 -控制通气 A/C lCMV控制通气：呼吸机完全代替患者的自 主呼吸，即患者的呼吸频率、潮气量、吸 呼时间比和吸气流速 完全由呼吸机控制 实 施。 lAV辅助通气：在
14、患者吸气用力时提供通气 辅助。当患者开始呼吸时，达到 触发 阈值 时呼吸机即按预设潮气量或吸气压力、频 率、吸呼时间比将气体送给患者。 控制通气 -容量控制 VCV 容量控制 VCV 潮气量 (ml)或分 钟 通气量 (l/min) 8-10ml/Kg 6-8ml/Kg 呼吸 频 率 (b/min) 12-20b/min 20-40b/min 吸气流速 (l/min) 30-60L/min PEEP (cmH2O) 5-10cmH2O FiO2 (%) 35-45% 吸呼比 1:1.5-2 1:3 2:1 吸气末 暂 停 时间 (s)或吸气末 暂 停百分比 (%) 一般不超 过 呼吸周期的 2
15、0% 触 发 灵敏度 1-4L/min -0.5-2cmH2O 控制通气 -压力控制 PCV 压 力控制 PCV 压 力控制水平 10-20cmH2O 压 力上升 时间 (s)或 压 力上升 时间 百分比 (%)或 压 力上升斜率 /吸气 时间 (s)或吸气 时 间 百分比 (%) 吸呼比 呼吸 频 率 (b/min) 12-20b/min PEEP (cmH2O) 5-10cmH2O FiO2 (%) 35-45% 小于 60% 触 发 灵敏度 -0.5-2cmH2O 容控 VS压控 VCV PCV 优 点 1. 潮气量恒定 2. 保 证 最低分 钟 通气 量 1. 压 力恒定 2. 通气均
16、一 缺 点 1. 气道 压 力不恒定 2. 通气不均一 3. 人机 对 抗 1. 潮气量不恒 定 间歇指令通气与同步间歇指令通气 Intermittent Mandatory Ventilation and Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation (IMV + SIMV) 间歇指令通气与同步间歇指令通气 lIMV间歇指令通气 :呼吸机以预设的频率 向患者输送预设潮气量，在两次机械呼 吸周期之间 允许患者自主呼吸 。 lSIMV同步间歇指令通气：在 IMV基础上的 改进，保证机械呼吸与患者自主呼吸相 同步，同时又不影响患者的自主呼吸。 SI
17、MV 参数设置 l 吸气触发灵敏度 l SIMV频率 (b/min) l 潮气量 l 吸气时间 (s)或吸气时间百分比 (%) l 吸气末暂停时间 (s)或吸气末暂停时间百分比 (%) l FiO2 (%) CMV频率 SIMV 评价 优点 l 保证最小分钟通气量 l 人机同步性有所改善 缺点 l 模式复杂 压力支持通气 Pressure Support Ventilation (PSV) 压力支持通气 lPSV压力支持通气：在自主呼吸时，患者开 始吸气后呼吸机即提供预设气道正压，以 帮助患者克服吸气阻力和扩张肺脏。 压力支持通气 参数设置 l压力支持的水平 lPEEP l触发灵敏度 l吸气上
18、升时间 (s)或吸气上升时间百 分比 (%) l分钟通气量报警上限和下限 lFiO2 (%) 压力支持通气 评价 优点 l 气道压力恒定 缺点 l 潮气量不恒定 l 患者决定呼吸频率 无创通气 Non-invasive Ventilation (NIV) 无创通气 lNIV无创通气 =BiPAP=PSV+PEEP:是指不经 气管插管而增加肺泡通气的一系列方法 的总称。 无创通气 -参数设置 l吸气压 l呼气压 l吸氧浓度 /吸氧流量 l呼吸次数 人机同步是正压通气取得良好 疗效的关键 l 呼吸机高 -低压转换与 患者吸 -呼气同步 u 患者吸气功耗最低 u 获得最适吸气辅助 流速 气道内压 胸
19、腔内压 影响人机同步的因素 l患者方面因素 u呼吸系统阻力 特别是气道阻力 l呼吸机方面 u触发 u压力上升时间 （峰流速） u切换 Chest 2009;135;669-677. Primary Monitoring of ventilation (2) lPatient-ventilator asynchrony u Signs of respiratory distress Accessary respiratory muscles work Abdominal paradoxical motion uIneffective triggering Double triggering Auto triggering u Brochard. Intensive Care Med, 2019. Zhixin Cao. Ch J Tub Res Dis, 2019. Ineffective triggering Double triggering Auto triggering
