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机械通气原理与通气模式大竹县中医院ICU李义元呼吸机是当前医院必备的抢救设备，是延长病人生命为进一步治疗争取宝贵时间的重要工具。它通过机械装置根据不同的治疗目的，为呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持，随着电子和机械技术水平的提高，呼吸机的性能日趋完善，其适用范围也日益扩大和普及。机械通气发展历程一、早期阶段二、负压通气阶段三、正压通气阶段正压通气是患者所需求的吗？？？机械通气发展历程一、早期阶段公元2世纪前后，中医急救已涵盖了心肺复苏术的基本技术。救自缢死方出自《金匮要略·杂疗方》篇：“救自缢死方：救自缢死…一人以手按据胸上，数动之…如此一炊顷，气从口出，呼吸眼开而犹引按莫置…”1300年前圣经上有“口对口”呼吸的描述。1774年Tossach首次运用口对口呼吸成功的对1例患者进行复苏。Fothergill还建议在口对口呼吸不能吹入足够气体时，可使用风箱替代吹气。之后不久在英国皇家慈善协会的支持下，基于这种风箱技术的急救方法被推荐用于溺水患者的复苏，并在欧洲被广泛接受。但在1827-1828年间，Leroy通过一系列研究证明风箱技术会产生致命性气胸（但以后证实上述研究所使用的压力在实际运用中不可能达到），法国科学院开始限制这种技术的应用，皇家慈善协会也放弃了这一技术。早期阶段的机械通气实质上属正压通气，但限于当时的认识水平和技术条件，在以后相当长的时间里发展相对缓慢，直至进入20世纪。EngstromMedical机械通气发展历程二、负压阶段苏格兰人Dalziel在1832年首先制作成型一负压呼吸机（密闭风箱装置）。1864年，美国人Jones申请了第一个负压呼吸机的专利，其设计与Dalziel类似。此后，各种设计更为小巧的负压呼吸机相继出现。Driker-Shaw在1928年研制成的“铁肺”，这种呼吸机的使用使当时脊髓灰质炎的死亡率大大降低，开创了机械通气史上的里程碑。客观上促成了铁肺的广泛应用和负压通气的发展直至上世纪50年代正压通气的再次崛起。美国田纳西州女子奥德尔顿因患上小儿麻痹，以致身体无法呼吸，终身都要依靠“铁肺活命”，在这个铁肺里生活了57年。机械通气发展历程正压阶段1879年，Curry首次在人体进行了气管内插管，用于人类疾病的抢救。1940年由于人工气道技术（有创）和喉镜直视气管插管技术成熟，第一台间歇正压通气（IPPV）麻醉机被发明，用于胸科手术和ARDS，正压通气在麻醉和外科领域得以迅速发展。1951年，瑞典的EngstromMedical公司生产出第一台定容呼吸机Engstrom100取代了当时的“铁肺”，救治了大量的由流行性小儿麻痹引起的呼吸衰竭病人。机械通气原理机械通气实际上示在模拟自然呼吸。自然呼吸是负压呼吸，吸气时胸廓扩张致使肺容积增大，肺内压下降，低于外界大气压（所以称负压呼吸），形成肺内外压力差，外界气体因此进入肺内，越用力吸气肺内压下降得越多，压力差就越大，进入肺内的气体量就越多，也就是说潮气量越大；通常呼气是被动过程，只要停止吸气，肺内气体就会因胸廓和肺脏的弹性回缩而排出，实现正常通气。机械通气则是正压呼吸，人为地建立肺内外压力差使外界气体进入肺内，在吸气时利用一个大于大气压的压力把气体强行压入肺内，施加的正压越大则进入肺内的气体就越多，也就是潮气量越大，机械辅助通气的能力就越强；而呼气则和自然呼吸相同，只要把吸气压撤掉，依靠胸廓和肺脏的弹性回缩力就把肺内气体排出。人体的肺脏有点像气球，如果要使气球充气（相当于吸气），则需要向气球内吹气（自然呼吸为吸气负压，而机械通气则是正压），因此要做功，是主动过程，需要消耗能量。如果要使气球泄气，则只需和气球吹嘴脱离，气体就会在气球的弹性回缩力的作用下被动排出，不需要挤压和抽吸，也就是呼气是不需要主动做功的。理解机械通气的基本原理对正确施行机械通气十分重要。机械通气原理机械通气定义在患者自身通气和（或）氧合功能出现障碍时运用器械（Ventilator，呼吸机）使患者恢复有效通气并改善氧合的一种技术方法。已经成为涉及气体交换、呼吸做功、肺损伤、胸腔内器官压力及容积环境、循环功能等根据是否建立人工气道分为“有创”或“无创”机械通气的目的1、纠正急性呼吸性酸中毒2、纠正低氧血症3、降低呼吸功耗、缓解呼吸肌疲劳4、防止肺不张5、为使用镇静和肌松剂保驾6、稳定胸壁机械通气的适应证中枢神经系统疾病外伤、出血、感染、水肿、镇痛药或安定药物中毒、特发性中枢性肺泡通气不足神经肌肉疾病多发性肌炎、格林巴利综合征、重症肌无力、肌肉弛缓症、有机磷中毒骨骼肌肉疾病胸部外伤（连枷胸）、肌注侧弯后凸、肌营养不良、皮肌炎、严重营养不良肺部疾病包块各种肺实质或气道的病变、如ARDS、限制性肺疾病、阻塞性肺疾病、肺栓塞、肺炎，弥漫性肺间质纤维化、COPD、肺心病、重症哮喘围手术期各种外科手术的常规麻醉和术后管理的需要、心胸腹部和神经外科手术、手术时间延长或需特殊体位、体弱或患有心肺疾病需要手术治疗机械通气应用指征符合下述条件应实施机械通气经积极治疗后病情恶化意识障碍呼吸形势严重异常呼吸频率35-40次/分或6-8次/分呼吸节律异常自主呼吸微弱或消失血气分析提示严重通气和/或氧合障碍PaO250mmHg，尤其是充分氧疗后仍50mmHgPaCO2进行性升高，PH动态下降机械通气的相对禁忌症气胸及纵膈气肿未行引流者肺大泡和肺囊肿低血容量性休克未补充血容量者严重肺出血、气管-食管瘘在出现致命性通气和氧合障碍时，机械通气无绝对禁忌症，在运用机械通气之前应充分考虑患者的基础疾病、治疗效果、预后和撤机的可能性机械通气的基本模式分类1、根据吸气向呼气的切换方式不同可分为“定容”型通气和“定压”型通气定容型通气：以预设通气容量来管理通气，即呼吸机送气达预设容量后停止送气，依靠肺、胸廓的弹性回缩力被动呼气VCV、V-A/CV、VC-SIMV定压型通气：以气道压力来管理通气，当吸气达预设压力水平时，吸气停止，转换为呼气，故定压型通气时，气道压力是设定的独立参数，而通气容量（和流速）是从属变化的，与呼吸系统顺应性和气道阻力相关PCV、P-A/CV、PC-SIMV、PSV机械通气的基本模式分类2、根据开始吸气的机制分为控制通气和辅助通气控制通气（ControlledVentilation，CV）：呼吸机完全代替病人的自主呼吸、呼吸频率、潮气量、吸呼比、吸气流速完全由呼吸机制、呼吸及提供全部的呼吸功CV使用于严重呼吸抑制或呼吸暂停的病人麻醉、中枢神经系统功能障碍、神经肌肉疾病、药物过量等对病人呼吸力学进行监测时静态肺顺应性、PEEPi、呼吸功能的监测、也需要CV时进行控制通气缺点1.如潮气量、呼吸频率等参数设置不当，可造成通气不足或过度通气2.应用镇静剂或肌松剂可能导致低心排、低血压、分泌物排出障碍等3.长时间应用CV将导致呼吸肌萎缩或呼吸机依赖故应用CV时应明确治疗目标和治疗终点，对于一般的急性或慢性呼吸衰竭，只要病人情况永许就尽可能采用“部分通气支持”，而不是CV辅助通气辅助通气（AssistedVentilation，AV）依靠患者的吸气努力触发或开启呼吸机吸气活瓣实现通气，当存在自主呼吸时，气道内轻微的压力降低或少量气流触发呼吸机，按预设的潮气量（定容）或吸气压力（定压）将气体输送给病人，呼吸功由病人和呼吸机共同完成AV适用于呼吸中枢驱动稳定的病人病人的自主呼吸易与呼吸机同步，通气时可减少或避免应用镇静剂保留自主呼吸可避免呼吸肌萎缩有利于改善机械通气对气流动力学的不利影响有利于撤机过程常见模式辅助控制通气（A/CV）同步间歇指令通气（SIMV）压力支持通气（PSV）持续气道内正压通气（CPAP）双相气道正压通气（BIPAP）...A/C模式辅助控制通气（Assist-ControlVentilation，A/C）是控制通气（CV）和辅助通气（AV）两种通气模式的结合当病人自主呼吸频率低于预置频率或无力使气道压力降低或产生少量气道触发呼吸机送气时，呼吸机以预置的潮气量级通气频率进行正压通气----控制C当病人的吸气用力可触发呼吸机时，运气以高于预置频率的任何频率进行----辅助A参数设置容量切换A/C：触发敏感度、潮气量、通气频率、吸气流速/流速波形压力切换A/C：触发敏感度、压力水平、通气频率、吸气时间辅助控制通气特点：A/C为ICU病人机械通气的常用模式，可提供与自主呼吸基本同步的通气但当病人不能触发呼吸机时，CV可确保最基本的分钟通气量，以保证自主呼吸不稳定病人的通气安全同步间歇指令通气同步间歇指令通气（SynchronlzedIntermlttentMandatoryVentllation，SIMV）是自主呼吸与控制通气相结合是呼吸模式，在触发窗内患者可触发和自主呼吸同步的指令正压通气，在两次指令通气周期之间永许病人自主呼吸，指令呼吸可以以预设容量（容量控制SIMV）或预设压力（压力控制SIMV）的形式来进行参数设置潮气量、流速/吸气时间、控制频率、触发敏感度SIMV（VC）+PSVSIMV触发窗内患者第一次触发时呼吸机将给予容量控制通气在SIMV通气后，患者所触发的每次通气均为压力支持通气如果SIMV触发窗内没有任何吸气动作，则在SIMV触发窗结束后，呼吸机将给予指令容量控制通气同步间歇指令通气SIMV特点1、确保最低分钟量2、与患者的自主呼吸相配合，减少与呼吸机的拮抗3、减少正压通气的血流动力学负效应，并防止潜在的并发症4、通过改变预设呼吸支持的水平，即从完全支持到部分支持，可用于长期带机的患者的撤机5、能应用较多的呼吸肌群，可减轻呼吸肌萎缩6、不适当的参数设置（如低流速）增加呼吸功，导致呼吸肌过度疲劳或过度通气导致呼吸性酸中毒压力支持通气压力支持通气（PressureSupportVentilation，PSV）属于部分通气支持模式，是病人触发、压力目标、流量切换的一种机械通气模式，即病人触发通气并控制呼吸频率计潮气量，当气道压力达预设的压力支持水平时，且吸气流速降低至低于阈值水平时，由吸气相切换到呼气相参数设置压力、触发敏感度、有些呼吸机有压力上升速度、呼气敏感度呼吸触发灵敏度对保证患者舒适及人机同步非常重要呼气触发灵敏度是吸气转变为呼气的时间点。例如：对呼气气阻力较高的患者，应将呼气触发灵敏度设置较高，以确保有充分的呼气时间压力支持通气PSV特点1、设定水平适当，则少有人-机对抗，可有效地减轻呼吸功，增加病人吸气努力的有效性2、对血流动力学影响小3、5-8cmH2O的PSV可克服气管导管和呼吸机回路的阻力，故PSV可应用于撤机过程4、PSV的潮气量是由呼吸系统的顺应性和阻力决定5、若回路有大量气体泄漏，可引起持续吸气压力辅助，呼吸机就不能切换到呼气相6、呼吸中枢驱动功能障碍的病人也可导致每分通气量的变化，甚至呼吸暂停而窒息持续气道正压持续气道正压（ContinuousPositiveAirwayPressure，CPAP）是在自主呼吸条件下，整个呼吸周期以内（吸气剂呼气期间）气道均保持正压，患者完成全部的呼吸功，是呼气末正压（PEEP）在自主呼吸条件下的特殊技术。参数设置：仅需设定CPAP水平持续气道正压CPAP特点1、增加肺泡内压和功能残气量2、增加氧合3、防止气道和肺泡的萎缩4、改善肺顺应性，降低呼吸功，对抗内源性PEEP5、过高增加气道峰压和平均气道压，减少回心血量和肝肾等重要脏器的鸺鹠灌注等选择不同呼吸机模式原因改善气体交换增加患者舒适性加速自主呼吸的恢复A/CSIMVPSV拔管机械通气参数设置和调整V-A/C触发灵敏度流量触发（1-3L/min）压力触发（-1to-3cmH2O）NAVA指气道压力较PEEP下降的水平触发灵敏度合适的触发灵敏度设置降降低呼吸功、改善人机协调；研究表明流速触发较压力