呼吸机的基本原理与通气模式

呼吸机的基本原理与通气模式使用呼吸机的临床目的：•1.纠正低氧血症。•2.治疗急性呼吸性酸中毒，纠正危及生命的急性酸血症。•3.缓解呼吸窘迫，当原发疾病缓解和改善时，逆转患者的呼吸困难症状。•4.纠正呼吸肌群的疲劳。•5.降低全身或心肌的氧耗量。•6.手术麻醉及ICU的某些操作、疾病，为安全使用镇静剂和/或神经肌肉阻断剂。•7.降低颅内压，如急性闭合性颅脑外伤，可使用机械通气进行过度通气来降低已升高的颅内压。呼吸机各部分主要功能•主机——气源处理、吸呼控制、监测报警。•混合器——外置或内置机械式比例阀混合。•湿化器——病人吸入气体的加温、加湿。•病人管路——5-6根螺纹管、接湿化器或雾化吸入器，病人吸入和呼出气体的传输。•气源——以适当方式提供压缩空气和氧气。•其它——主机和病人管路的固定或支撑装置.呼吸机的组成•可分为三大部分：•主机(气路单元+监控单元)•湿化器(温控+湿化灌)•空、氧气源提供装置•—床边压缩机+O2气源•—中心气源(Air、O2)有创正压通气的人机系统工程输入主机的气体为高压，要求干燥、洁净；输出给病人的混合气体为低压，要求温暖、湿润并达到有效的肺泡通气量。主机工作原理•①压缩气源的处理：减压、过滤；•②空气、氧气配比混合，稳压，送到吸气阀；•③在吸气相按约定通气模式和参数向病人送气；•④同时监控参数、满足条件,“切换”到呼气相；•⑤打开或不完全打开呼气阀完成呼气过程；•⑥检测病人的状态，进入下一个呼吸周期（下一个吸气相的开始）。基本原理示意图常见通气模式•1、辅助/控制通气(A/C)病人有自主呼吸时，机器随呼吸启动，即病人的每一次自主呼吸均被呼吸机支持；一旦自发呼吸在一定时间内不发生时，机械通气自动由辅助转为控制型通气。它属于间歇正压通气。A/CMode2、同步间歇指令通气（SIMV）•属于辅助通气方式，呼吸机于一定的间歇时间接收自主呼吸导致气道内负压信号，同步送出气流，间歇进行辅助通气。即若干次自主呼吸后给一次正压通气，保证每分钟通气量，IMV的呼吸频率成人一般小于10次/分。同步间歇指令通气PressureFlowVolume(L/min)(cmH2O)(ml)Time(sec)SpontaneousBreathSIMVSIMV+PSV•SIMV也允许对触发窗以外的自主呼吸进行一定水平的压力支持通气（PSV），即SIMV+PSV。SIMV+PSVFlowPressureVolume(L/min)(cmH2O)(ml)SetPSlevelPSBreathFlow-cycledTime(sec)SIMV优点：•既保证指令通气，又使患者有不同程度地通过自主呼吸做功；•通过调节SIMV指令通气频率，可调节患者做功大小；•是常用的撤机模式之一。SIMV缺点：•与辅助/控制通气模式类似，可引起过度通气和呼吸性碱中毒；•由于按需阀反应较迟钝及气体流速不能满足患者吸入气流速的需要，患者往往需要额外做功，使呼吸功明显增加；•COPD患者使用SIMV模式时，可使肺内气体陷闭加重。3、压力支持通气（PSV）•PSV是一种以压力为目标的通气模式，每次通气均由病人触发并由呼吸机给予一定的压力支持。•对于病人的每次呼吸，压力支持通气都能提供与病人吸气用力协调的、由病人启动并由病人来结束的通气支持。PSVTime流速L/m压力cmH2O容量mL设置压力病人触发，流速切换，压力限制流速切换PSV优点：•呼吸由患者自己控制，人机对抗比SIMV和A/C模式少，患者较为舒适；•PSV压力水平越高，呼吸机做功越多，患者做功就越少，因此可根据患者的呼吸频率患者潮气量来选择PSV的支持水平；•应用8-12cmHO2的PSV时，呼吸机做功可完全克服气管插管的按需阀的附加阻力，减少患者做功；•通过调节PSV支持水平，可调节患者做功大小，逐渐降低PSV水平，有利于呼吸肌的锻炼；•PSV有助于撤机困难的患者进行撤机锻炼。PSV缺点：•最大的缺陷是潮气量不固定，影响因素多；•对于呼吸功能不良的患者，应持续监测潮气量；•为保证患者安全，应设置后备通气。4、自主通气(SPONT)•自主通气(SPONT)：呼吸机的工作都由病人自主呼吸来控制。5、持续气道内正压通气(CPAP)•持续气道内正压通气(CPAP)：在自主呼吸的前提下，在整个呼吸周期内人为地施以一定程度的气道内正压。可防止气道内萎陷。•CPAP正常值一般4~12cm水柱，特殊情况下可达15厘米水柱。（呼气压4厘米水柱）。持续气道正压通气CPAP优点：•增加肺容积、促进塌陷的肺泡复张；•减少呼吸功、改善氧合；•抵消内源性PEEP或肺过度充气。CPAP缺点：•CPAP压力水平过高可能会引起肺过度充气；•当患者存在肺过度充气时，如患者不能耐受，则可明显增加吸气功。6、气道压力释放通气(APRV)•APRV是在CPAP基础上，通过间歇释放（降低）气道内压力来实现肺泡通气的一种新的通气模式。也就是说，在给予一个较高水平的持续气道内正压（高水平CPAP）的基础上，按照一定的时间节律降低CPAP的水平（低水平CPAP）。在高水平CPAP和低水平CPAP的转换过程中产生的通气效果。•APRV保留了患者的自主呼吸功能，并保持大部分时间的气道内高水平的正压和辅助通气的功能。•APRV具有改善氧合效果好、气道内压力低、对血流动力学影响小和气压伤发生率低的优点。气道压力释放通气(APRV)压力-时间波形APRV优点：•较长时间保持较高的气道压力，有助于保持肺泡开放；•压力释放时间短或呼气时间短，使顺应性低的肺泡易于保持充张状态，防止其塌陷；•可保留自主呼吸，减少镇静和肌松剂的需求；•气道压力接近平均气道压力，变化幅度小，有助于减少气压伤；•保留了自主呼吸，APRV压力水平可降低，减少对肺循环的影响。7、双水平气道内正压(BiPAP)•双水平气道内正压(BiPAP)：是对APRV改进而形成的压力控制通气模式。•病人在不同高低的正压水平下自主呼吸。自主呼吸或机械通气时，交替给予两种不同水平的气道正压，即气道压力周期性地在高压力和低压力之间转换，每个压力水平均可独立调节。以两个压力水平之间转换引起的呼吸容量改变来达到机械通气辅助作用。双相气道正压通气（BIPAP）模式BIPAP的优点：•平均气道压力低，可防止气压伤发生；•通过保持不同水平的气道压力，能更有效地促进塌陷肺泡复张，改善氧合；•由于双向压力水平和吸呼比可随意调整，具有更大的使用范围；•可保留自主呼吸，对循环干扰小，并能减少镇静和肌松剂的使用；•病人自主呼吸轻松作功小，危险性小，几乎适合各种病人。BIPAP的衍生模式CMV/AMV-BIPAPSIMV-BIPAPAPRVCPAP新型的机械通气的模式•双重控制模式–压力调节容量控制（PRVC、VC+、autoflow等）–容量支持（VSV）–压力增强（PA）•智能通气模式–适应性支持通气（ASV）–成比例辅助通气（PAV）–自动模式（Automode）–导管补偿（ATC）–NAVA机械通气使用指征可参考以下条件：•①呼吸频率＞35～40次/分或＜6～8次/分、呼吸节律异常或自主呼吸微弱或消失；②PaO2＜50mmHg，尤其是吸氧后仍＜50mmHg；③PaCO2进行性升高，pH进行性下降；④呼吸衰竭经常规治疗后效果不佳，有病情恶化趋势。呼吸机的设置步骤先设置呼吸模式:如A/C,SIMV,或SPONT(CPAP).然后选择呼吸机工作方式如VCV或PCV.SIMV中需考虑是否加用PS,再按工作方式设置各有关参数.通气参数调节范围：•呼吸频率(R.R.,f.):10-20,一般不大于30次/分.•2.潮气量(VT):6-12ml/Kg.•3.吸气峰压(Paw):不大于35cmH2O.•4.平台时间(摒气时间,Pplat):呼吸周期的5%-10%.•5.吸/呼比(I/E):正常1:1.5-2.0,大于1:1即属于反比.•6.触发灵敏度:流速Trig≥2升/分•7.吸入氧浓度:50%以下.•8.PEEP:不大于15cmH2O.•使用呼吸机是否达标或更改各有关参数后是否符合主观期望,只有血气分析是唯一的考核标准。呼吸机参数设置•吸入气氧浓度（FiO2）：能维持理想PaO2的最低FiO2①常压下，吸入FiO2小于0.4或吸入气氧分压小于280mmHg是安全的。②FiO2在0.5-0.6时，可能引起氧中毒。③FiO2大于0.6时，肯定有氧毒性，治疗时间不宜超过48小时。④纯氧的吸入时间一般不应超过24小时。呼吸机参数设置•吸气峰流速：Vmax40～100L/min，临床应用范围多在40-80L/min左右•阻塞性通气障碍宜采用适当低的流速，限制性通气障碍则应采用相对高的流速。•吸呼比（I:E=Ti:Te）：通常设定在1：1.5～2.5阻塞性疾病：延长呼气时间，有利于CO2排出，如COPD和哮喘患者I:E常小于1：2限制性疾病：延长吸气时间，有利于改善氧合，如ARDS可适当增大I:E，甚至采用反比通气。呼吸机参数设置•触发灵敏度流量触发灵敏度：-1to-3L/min，流量触发时，呼吸机响应时间100ms。压力触发灵敏度：-1to-2cmH2O，压力触发时，呼吸机响应病人触发时间要长于流量触发，很难低于110-120ms，故一般认为其呼吸功耗大于流量触发。触发灵敏度的设置原则为：在避免误触发的情况下尽可能小。呼吸机参数设置：•吸气压力水平控制压力水平：在PCV模式下，需设定吸气压力水平。吸气压力水平的高低取决于病人需要潮气量的大小。压力支持水平：在应用PSV模式时，压力支持水平可通过病人自主呼吸频率和病人所需潮气量来设定。参照依据：如病人自主呼吸频率和潮气量可维持在15—25次／min、6—12ml/kg，那么认为设定的压力水平是恰当的。呼吸机参数设置•呼气末正压（PEEP）目的：•增加肺容积•提高平均气道压力•改善氧合原则：应选择最佳呼气末正压，即获得最大氧输送的呼气末正压水平。呼吸机参数设置•流速波形常见波形有四种:方波、递减波、递增波和正弦波目前临床应用最多的是减速波：减速波的优点：降低气道峰压、气道阻力改善肺顺应性、改善气体分布不会降低心输出量和产生其它血流动力改变报警参数的設置(每个新病人需重新设置)•1.高压报警:以峰压＋10cmH2O为限,为了预防气压伤.•2.低压报警:以呼气末压力＋5cmH2O,为了预防管道脱落或呼吸回路有泄漏.•3.低潮气量报警:解剖死腔量为150ml,故应设置为250ml为宜.报警参数的設置(每个新病人需重新设置)•4.低每分钟通气量报警:以4升/分为宜,否则会发生通气不足,导致CO2蓄积.•5.高呼吸频率报警:以35次/分为宜,大于35宜用镇静剂.•6.高潮气量报警:以800ml/分为宜,预防高容积伤.•7.低PEEP报警:以最低PEEP要求设置呼吸机常见警报的处理•临床上在使用呼吸机过程中，应重视各种报警装置的警报。任何警报都必须引起足够的重视，尽快找出报警的原因，并进行相应的处理。常见的报警原因及处理方法有以下几方面。（1）高压报警：•在呼吸机使用过程中当由于某种原因使患者气道压升高，超过压力报警上限水平时，呼吸机就会高压报警。高压报警多见于患者咳嗽、分泌物堵塞气道、气道痉挛、管道扭曲、自主呼吸与呼吸机拮抗或不协调等。•处理：a、检查呼吸机管道是否受压、扭曲、管道内是否积水，应定时把呼吸机管道内积水到掉；b、检查患者是否分泌物堵塞气道、咳嗽等情况，应立即吸痰清理患者气道分泌物；c、听诊双肺是否有哮鸣音，检查患者的呼吸是否与呼吸机同步，若患者存在激动、烦躁不安等表现可以适当使用镇剂。d、因呼吸机潮气量设置过高引起的报警应重新设置参数。（2）低压报警：•呼吸机低压报警装置是为监测发现正在实施机械通气治疗的患者脱离呼吸机、或通气回路某个部位漏气而设置的一种警报系统。低压报警除了呼吸机故障，最可能的因素就是患者呼吸机管道漏气或脱管。患者一般表现为呼吸急促、发绀、可听到咽喉部有漏气声；气管切开患者可见气管切开口周围分泌物有气泡出现。•处理：a、发现脱管应该立即接上