呼吸機(jī)小講課

1、呼吸機(jī)小講課,呼吸生理基礎(chǔ)知識(shí),氣體交換所需要的肺泡通氣，由吸氣和呼氣的節(jié)律性交替來實(shí)現(xiàn)。吸氣時(shí)含氧豐富的新鮮氣體進(jìn)入肺腔。呼氣時(shí)含氧少而富含CO2的氣體排出體外。吸氣和呼氣時(shí)的氣體運(yùn)動(dòng)，是由于胸腔的擴(kuò)大和縮小的節(jié)律性交替所致。胸腔的擴(kuò)大和縮小，依賴于呼吸肌的收縮與舒張，而后者受呼吸中樞的調(diào)節(jié)。,呼吸動(dòng)力學(xué),呼吸肌,肺 的 通 氣,吸氣（主動(dòng)） 胸廓擴(kuò)大+肺膨脹+氣體通過呼吸道被動(dòng)地進(jìn)入肺內(nèi)。 呼氣（被動(dòng)） 呼吸功的消耗：三大阻力 1.彈性阻力 70% 2.摩擦阻力 30% 3.粘性阻力（組織變形）,呼吸系統(tǒng)組成,呼吸道（環(huán)狀軟骨） 上呼吸道：鼻、鼻竇、咽、喉 下呼吸道：氣管 主支氣管 葉支氣

2、管、 段支氣管 、小支氣管、細(xì)支氣管 （20mm） （13mm） （8mm） （5mm） (3mm) （2） （4-8） （16） （32-2千） (4千) 終末支氣管 、呼吸性細(xì)支氣管、 肺泡管 、 肺泡 （1mm) (0.5mm) (0.3mm) (0.2mm) (6.5萬) (50萬) （4千萬） （3億）,肺與肺泡,肺是具有彈性的海綿狀器官，類似圓錐形。 肺泡：內(nèi)徑0.2-0.25mm 數(shù)量約2 - 6億個(gè)之間 總表面積可達(dá)50-120m2 每一肺泡有1-2個(gè)肺泡孔與相鄰相溝通,我們每天吸入10000-12000L空氣 (1)吸入氣體調(diào)節(jié)功能（溫度、濕度） (2)過濾及清潔機(jī)制 （咳嗽

3、/噴嚏）,通氣: 外界空氣吸入肺泡內(nèi),并將已交換氣體自肺泡呼出的過程. 肺泡-毛細(xì)血管膜氣體交換:交換肺泡中的氧氣和肺毛細(xì)血管中的二氧化碳 灌注 循環(huán): 將肺毛細(xì)血管中的氧氣轉(zhuǎn)移到體細(xì)胞,并將體細(xì)胞中的二氧化碳轉(zhuǎn)移到肺毛細(xì)血管. 細(xì)胞呼吸: 將血液中的氧氣轉(zhuǎn)移到細(xì)胞并將細(xì)胞中的二氧化碳轉(zhuǎn)移到血液中.,呼吸生理,肺泡/毛細(xì)血管膜,毛細(xì)血管,肺泡,生理,O2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,O2,O2,O2,O2,O2,O2

4、,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,膜,PalvCO2 = % CO2 x P大氣壓 肺泡二氧化碳分壓 例. 5 % x 760 = 38 mm Hg PalvO2 = % O2 x P大氣壓 肺泡氧分壓 e.g. 13.3 % x 760 = 101 mm Hg e.g. 50 % x 760 = 380 mm Hg e.g. 50 % x (760 + 25) = 393 mm Hg (25 mm Hg = 33 cm H2O),肺泡,生理,氣體交換,生理,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O2,結(jié)合和溶解氧,% SAT血紅蛋白百分飽和數(shù),PaO2 氧分壓

5、,氧合血紅蛋白離解曲線,血液中的氧分壓,氣體交換,氧合血紅蛋白離解曲線,生理,100,80,60,40,20,0,20,16,12,8,4,20,40,60,80,100,靜脈 PO2 = 40,Sat = 75,動(dòng)脈l PO2 = 100,Sat = 97,HEMOGLOBIN SATURATION,O2 溶解氧 ml/100ml,PO2 mm Hg,氣體交換,正常PH值時(shí)PaO2 和 SaO2 對應(yīng)關(guān)系,生理,氣體交換,氧的傳輸,生理,10.0,5.3,2.7,13.3,20.9,吸入空氣,肺泡氣,動(dòng)脈血,靜脈血,組織,PO2 kPa,Alveoli,O2,O2,O2,O2,O2,O2,O

6、2,O2,Cells,1 mmHg = 1,359 cmH2O 1 cmH2O = 0,735 mmHg 1 hPa = 1 cmH2O = 1 mbar,氣體交換,二氧化碳的傳輸,生理,6.1,5.3,2.7,6.7,組織,靜脈血,動(dòng)脈血,呼出氣,PCO2 kPa,Alveoli,CO2,CO2,CO2,CO2,CO2,Cell,氣體交換,生理,分流,栓塞,正常,死腔,A,B,C,D,通氣 血流灌注比,肺容量,潮氣量（TVtidal volume） :在靜息呼吸時(shí)每次吸入或呼出的氣量為潮氣量。 肺活量（VC）：盡量深吸氣后作深呼氣，所能呼出的最大氣量稱為肺活量。 補(bǔ)吸氣量（IRV）：平靜吸氣

7、后再吸入的最大氣量。 深吸氣量（IC）：平靜呼氣后再吸入的最大氣量。 補(bǔ)呼氣量（ERV）：平靜呼氣后再呼出的最大氣量。 功能殘氣量（FRC）：安靜呼吸時(shí)，每次呼氣末肺內(nèi)殘留氣量稱功能殘氣量 殘氣量（RV）：用力呼氣后殘存在肺內(nèi)的氣體量 總肺容量（TLC）：最大深吸氣后肺內(nèi)總含氣量 TLC-RV=VC,呼吸衰竭的定義：,由于呼吸系統(tǒng)或其他疾病而導(dǎo)致呼吸功能嚴(yán)重障礙，從而使得機(jī)體在呼吸正常大氣壓空氣時(shí)發(fā)生嚴(yán)重的缺氧或合并有二氧化碳潴留，而產(chǎn)生的一系列生理功能紊亂及代謝障礙的臨床綜合癥。,過程,呼吸機(jī)的發(fā)展史,1667年 Hooke 切開氣管插管（狗） 應(yīng)用風(fēng)箱正壓通氣 1846年 Morton 氣

8、管內(nèi)麻醉 1869年 Trendeleuburg（德） 氣管內(nèi)麻醉 加氣囊 1895年 Kirstein（德） 喉鏡應(yīng)用，氣管插管 - 建立人工氣道 1907年 Drager 自動(dòng)供氧人工呼吸器 1909年 Janeway 小型鐵肺 間歇正壓通氣 1926年 Drinker 鐵肺（脊髓灰質(zhì)炎治療、搶救） 40到50年代，脊髓灰質(zhì)炎大流行 促進(jìn)了 機(jī)械通氣技術(shù)的發(fā)展 1946年 Bennett 生產(chǎn)第一臺(tái)定壓呼吸機(jī) 1950年 Engstroin（瑞典） 定容型呼吸機(jī) 60到70年代，發(fā)展較快 IMV SIMV PEEP 高頻正壓（HEPPV）震蕩（HFOV）噴射（HFJV） 80年代 PSV

9、1992年 壓力調(diào)節(jié)容積控制（PRVC） 2000- 液體通氣技術(shù) 沒有機(jī)械通氣技術(shù)，現(xiàn)代治療學(xué)將是不完整的。,呼吸機(jī)的組成,氣源 主機(jī) 機(jī)械臂 濕化裝置 呼吸回路附件,氣源,主機(jī),機(jī)械臂,濕化裝置,呼吸回路附件,管路,面罩,插管,按驅(qū)動(dòng)與控制方式分： 氣動(dòng)氣控呼吸機(jī)； 氣動(dòng)電控呼吸機(jī)； 電動(dòng)電控呼吸機(jī).,按作用于人體部位分： 正壓呼吸機(jī)； 負(fù)壓呼吸機(jī),第三節(jié) 呼吸機(jī)的分類,按驅(qū)動(dòng)與控制方式分： 氣動(dòng)氣控呼吸機(jī)； 氣動(dòng)電控呼吸機(jī)； 電動(dòng)電控呼吸機(jī).,按作用于人體部位分： 正壓呼吸機(jī)； 負(fù)壓呼吸機(jī),按吸呼氣轉(zhuǎn)化方式分： 定容（容量切換）呼吸機(jī)； 定壓（壓力切換）呼吸機(jī)； 定時(shí)（時(shí)間切換）呼吸機(jī)；

10、 流速控制（流速切換）呼吸機(jī)； 混合型多功能呼吸機(jī).,按通氣頻率高低分： 常頻呼吸機(jī)；(1-100bpm) 高頻（噴射）呼吸機(jī)；(150bpm以上) 高頻（振蕩）呼吸機(jī).,按應(yīng)用對象分： 成人呼吸機(jī)； 成人/兒童呼吸機(jī)； 嬰兒/新生兒專用呼吸機(jī).,第四節(jié) 呼吸機(jī)相關(guān)基本概念,1. 潮氣量TV（Tidal Volume) 潮氣量通常是指在靜息狀態(tài)下每次吸入或呼出的氣量。它與年齡、性別、體積表面、呼吸習(xí)慣、肌體新陳代謝有關(guān)。呼吸機(jī)設(shè)定的潮氣量通常指吸入氣量。潮氣量的設(shè)定并非恒定，應(yīng)根據(jù)病人的血?dú)夥治鲞M(jìn)行調(diào)整。正常情況下：成人：8-12ml/kg, 小兒：10-15ml/kg,2. 呼吸頻率BPM(

11、Breath Per Minuter） 呼吸頻率指每分鐘呼吸的次數(shù)，成人的呼吸頻率一般為1220次/min，小兒的呼吸頻率較快，且年齡越小呼吸頻率越快。,3. 分鐘通氣量MV (Minute Volume) 分鐘通氣量為每分鐘吸入或呼出的氣量。平靜呼吸時(shí)，成人的分鐘通氣量為515L/min。小兒略低，且隨年齡增長分鐘通氣量逐漸增加。,4. 吸呼比(I:E Ratio) 從吸氣開始到呼氣結(jié)束為一個(gè)呼吸周期。從吸氣開始到呼氣開始的一段時(shí)間為吸氣時(shí)間，從呼氣開始到吸氣開始的一段時(shí)間為呼氣時(shí)間。吸氣時(shí)間和呼氣時(shí)間的比值稱為吸呼比。,5. 吸氣流速(Inspiratory Flow) 患者在吸氣時(shí)，氣體

12、在呼吸道內(nèi)流動(dòng)的速度。它分為峰值流速和平均流速。,6 . 壓力觸發(fā)靈敏度(Pressure Trigger Sensitivity) 當(dāng)患者自主呼吸時(shí)，會(huì)使密閉呼吸回路中的壓力下降，當(dāng)壓力下降到預(yù)設(shè)定的觸發(fā)數(shù)值時(shí)，呼吸機(jī)開始響應(yīng)患者的自主呼吸需要，供給患者氣體。這個(gè)預(yù)設(shè)定的觸發(fā)數(shù)值稱為，壓力觸發(fā)靈敏度。,7. 流量觸發(fā)靈敏度(Flow Trigger Sensitivity) 當(dāng)患者自主呼吸時(shí)，會(huì)使密閉呼吸回路中的氣體發(fā)生流動(dòng)，當(dāng)流動(dòng)速度達(dá)到預(yù)設(shè)定的觸發(fā)數(shù)值時(shí)，呼吸機(jī)開始響應(yīng)患者的自主呼吸需要，這個(gè)預(yù)設(shè)定的觸發(fā)數(shù)值稱為，流量觸發(fā)靈敏度。,8. 吸氣平臺(tái)(Inspiratory Pause) 在

13、機(jī)械通氣時(shí)，于吸氣末呼氣前，通過呼吸機(jī)的控制裝置再停留一段時(shí)間（0.3-3秒），在此期間不再繼續(xù)供給氣流，但肺內(nèi)的氣體可能發(fā)生再分布，使不易擴(kuò)張的肺泡充氣，這個(gè)過程稱為吸氣平臺(tái)。在這個(gè)過程壓力有所下降，終點(diǎn)為吸氣平臺(tái)壓。,吸氣平臺(tái)的時(shí)間為吸氣時(shí)間的一部分。 吸氣平臺(tái)有利于氣體在肺內(nèi)的再分布。 吸氣平臺(tái)有利于吸入霧化藥物在肺內(nèi)的彌散。 利用平臺(tái)壓可計(jì)算靜態(tài)胸肺順應(yīng)性。 吸氣平臺(tái)對靜脈回流、顱內(nèi)壓等有一定影響，尤其是平臺(tái)時(shí)間延長時(shí)，一般不要超過吸氣時(shí)間的25% 主要用于肺泡萎陷或肺順應(yīng)性較差的病人。,9. 順應(yīng)性（C）：每單位壓力變化而產(chǎn)生的容積變化。 容積變化（V） 順應(yīng)性（C） = （L/Kp

14、a） 壓力變化（P） C 彈性阻力 C 彈性阻力,利用平臺(tái)壓和潮氣量可以計(jì)算出胸肺順應(yīng)性 靜態(tài)胸肺順應(yīng)性=潮氣量/（平臺(tái)壓-PEEP) 動(dòng)態(tài)胸肺順應(yīng)性=潮氣量/（峰壓-PEEP),第五節(jié) 機(jī)械通氣模式,1. 容量控制-輔助通氣（CMV-ACMV）：Volume Control Ventilation 是一種定容型通氣模式,預(yù)置潮氣量、呼吸 頻率、吸呼比。通過兩種方式來執(zhí)行，一種是控制，一種是輔助。病人如果能夠觸發(fā)，則以高于預(yù)設(shè)頻率的任何頻率來執(zhí)行輔助通氣，否則執(zhí)行控制通氣，潮氣量都是一定的。,CMV-ACMV時(shí)的流速、容量波形,CMV-ACMV時(shí)的壓力、流速波形,CMV-ACMV時(shí)的壓力、容量

15、波形,2. 壓力控制-控制通氣（PCMV-APCMV）：Pressure Control Ventilation 它是一種定壓型通氣模式，預(yù)置吸氣壓力、呼吸 頻率、吸呼比。通過兩種方式來執(zhí)行，一種是控制，一種是輔助。病人如果能夠觸發(fā)，則以高于預(yù)設(shè)頻率的任何頻率來執(zhí)行輔助通氣，否則執(zhí)行控制通氣，潮氣量是不固定的。,PCMV-APCMV時(shí)的壓力、容量波形,PCMV-APCMV時(shí)的壓力、流速波形,PCMV-APCMV時(shí)的容量、流速波形,3.同步間歇指令頻率通氣（SIMV）：synchronized intermittent mandatory ventilation,屬于定容型通氣模式的一種，在兩次

16、控制通氣之間允許病人有自主呼吸，是控制通氣與自主呼吸相結(jié)合的一種通氣模式。其原理是在兩次控制通氣之間設(shè)定一個(gè)觸發(fā)窗，如果在觸發(fā)窗內(nèi)病人能夠觸發(fā)就進(jìn)行一次自主呼吸，如果不能觸發(fā)那么呼吸機(jī)就給一次控制通氣。,PSV模式屬于部分通氣模式，部分通氣支持時(shí)的呼吸方式的一部分是由病人來控制的。PSV是一種壓力-目標(biāo)通氣模式，每次通氣均由病人觸發(fā)和結(jié)束，由呼吸機(jī)給予一定的壓力支持。病人自己控制呼吸頻率、吸氣時(shí)間和呼氣時(shí)間以及吸氣流速。,4.壓力支持通氣（PSV）：pressure support ventilation,5.持續(xù)氣道正壓 (CPAP) Continuous Positive Airway P

17、ressure 病人通過按需活瓣或快速、持續(xù)正壓氣流系統(tǒng)進(jìn)行自主呼吸，正壓氣流大于吸氣氣流，呼氣活瓣系統(tǒng)對呼出氣流給予一定的阻力 (多用球囊活瓣)使吸氣期和呼氣期氣道壓均高于大氣壓。呼吸機(jī)內(nèi)裝有靈敏的氣道壓測量和調(diào)節(jié)系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)整正壓氣流的流速，維持氣道壓基本恒定在預(yù)調(diào)的CPAP水平。 氣壓波動(dòng)較小,CPAP時(shí)的壓力、流速波形,CPAP時(shí)的壓力、容量波形,CPAP時(shí)的容量、流速波形,CPAP的好處 吸氣期由于恒定正壓氣流大于吸氣氣流，吸氣省力，自覺舒服。 呼氣期氣道內(nèi)正壓，起到PEEP的作用:防止小氣道閉合和肺萎陷，增加FRC，PaO2增高。同時(shí)胸內(nèi)壓增加。,使用CPAP注意事項(xiàng) 只能用于呼吸

18、中樞功能正常、有自主呼吸的病人。作為輔助呼吸，可鍛煉呼吸肌功能。 插管病人可從35cmH2O開始，根據(jù)需要可增到10l5cmH2O，最高不超過25cmH2O。 未插管的病人可用面罩或鼻塞間斷使用CPAP，一般用2l0cmH2O，最高不超過l5cmH2O，若超過2天呼吸功能仍沒恢復(fù)者應(yīng)行氣管插管。 未插管的病人使用CPAP，應(yīng)防止胃擴(kuò)張、嘔吐、惡心、腮腺炎、鼻腔炎、淚囊炎等。 CPAP可和SIMV、PSV等方式合用。,6.雙相氣道正壓通氣（BIPAP）： bi-psasic positive airway pressure,BIPAP是指機(jī)械通氣或自主呼吸時(shí)，呼吸機(jī)交替給予兩個(gè)不同水平的氣道正壓，且這個(gè)壓力均采用壓力控制方式。其原理是以連續(xù)氣流CPAP系統(tǒng)為基礎(chǔ)作簡單改進(jìn)，保持CPAP系統(tǒng)的吸氣回路不變，而對呼氣回路進(jìn)行改造，以主動(dòng)閥代替常規(guī)閥，電磁閥在Phi和Plo間轉(zhuǎn)換。,7.氣道壓力釋放通氣（APRV）： airway pressure release ventilation,氣道壓力釋放通氣是一種可以設(shè)定兩種PEEP水平的特殊自主呼吸模式，如果對PEEP的釋放周期不加以限定，那么就相當(dāng)于BIPAP模式。其原理是在CPAP回路上加一個(gè)氣道壓力自動(dòng)釋放閥。,8.壓力支持最小潮氣量保障（VAPS）：volume assure pressure support,屬于雙因素控制模式的