呼吸机工作原理

呼吸机工作原理德尔格临床应用专员胡飞（德尔格南区呼吸治疗与EIT）呼吸机是什么？呼吸机是什么？双刃剑：适应针禁忌症以及并发症呼吸机是什么？菜刀：规范化的管理主要内容呼吸机基本概念呼吸机硬件介绍机械通气基本原理通气模式工作原理无创通气的原理以及操作主要内容呼吸机基本概念呼吸机硬件介绍机械通气基本原理通气模式工作原理无创通气的原理以及操作机械通气基本概念什么是呼吸机呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。呼吸机是不是完全的人工肺？机械通气基本概念呼吸机简略示意图吸气阀呼气阀9呼吸机相关肺损伤类型肺容积伤高肺容积伤肺萎陷伤低肺容积伤剪切伤（shear）肺压力伤“气压伤”肺生物伤氧中毒肺气压伤的表现形式肺间质气肿(PIE)纵隔气肿皮下气肿气胸其他：心包和腹膜后积气，气体栓塞气压伤的表现VILI-----MSOF剪切伤容量伤组织和器官损伤避免重复的萎陷和膨胀避免过度拉伸肺泡肺是MSOF形成中极重要的部分SlutskyAS,TremblayLN:MultipleSystemOrganFailure.IsMechanicalVentilationaContributingFactor?AmJRespirCritCareMedVol157.pp1721–1725,1998机械通气的方式负压通气负压呼吸机（“铁肺”）正压通气有创正压通气无创正压通气主要内容呼吸机基本概念呼吸机硬件介绍机械通气基本原理通气模式工作原理无创通气的原理以及操作呼吸机的基本构造吸气控制开关气源加温加湿装置控制系统呼气控制开关气道肺呼吸机运行本质——气体开关显示设置呼气端吸气流量传感器呼气压力传感器湿化器温度传感器压力传感器O2传感器100mbar安全阀5bar氧气5bar空气呼气阀Evita4硬件介绍监测Pinsp监测Flow和VTi监测PEEP监测VTe吸入气流呼出气流呼吸机EvitaXLEvita4Evita2dura管路系统肺气道压力测量气源可控气源呼气阀(可控)气体出口压力控制图主要内容呼吸机基本概念呼吸机硬件介绍机械通气基本原理通气模式工作原理无创通气的原理以及操作TIMEFLOWPRESSUREVOLUME机械通气四大要素20机械通气的基本原理气道阻力×流速容量/顺应性基础压力PEEP+P总=气道阻力×气体流速+潮气量/顺应性+PEEP21运动方程只需知道其中的两个参数，就可得出其他参数压力容量流速P总=R×Flow+VT/C+PEEP22运动方程的应用：计算气道阻力和肺顺应性气道阻力的计算：R=（Ppeak-Pplat）/Flow肺顺应性的计算：C静态=（Pplat-PEEP）/VTC动态=（Ppeak-PEEP）/VT压力时间峰压（Ppeak）平台压(Pplat)PEEP23准确计算气道阻力和顺应性的条件完全抑制患者的自主呼吸选用容量型通气模式流速波形：方波延长平台时间运动方程的应用：压力报警原因的分析高压报警原因的分析P总=R×Flow+VT/C+PEEP25平均气道压(Pmean)MeanairwaypressureMeanairwaypressureTimePressureTimePressure反应在整个呼吸周期中气道内的平均压力26平均气道压的意义反映平均肺泡压水平反映肺容积的大小与氧合改善有关反映机械通气对循环抑制作用的大小27平均气道压的影响因素通气模式自主呼吸成分较多的模式，Pmean较小吸气压：峰压、平台压吸气时间流量波形PEEPMeanairwaypressureTimePressure主要内容呼吸机基本概念呼吸机硬件介绍机械通气基本原理通气模式工作原理无创通气的原理以及操作机械通气模式什么叫呼吸机模式Mode？病人与呼吸机之间的相互作用，以完成一个呼吸循环(ventilatorcycle)的方法没有最好的呼吸机模式触发方式限制变量Cycle变量基线变量条件变量阶段变量基本要素触发方式Trigger：（呼吸机开始送气的参数）时间触发，流速触发，压力触发，混合触发限制变量Limit：（呼吸机以什么样的方式进行送气）压力限制，流速限制转换方式Cycle：（呼吸机怎么辨别吸气结束呼气开始）时间转换，容量转换，流速转换，压力转换，混合基线流量baseline：（呼吸机呼气期处于什么样的压力）条件变量：（呼吸吸机达到什么样的条件就会更改通气方式）Trigger机械触发：Time＆手动触发患者触发：PressureTriggering压力触发Flowtrigger流量触发VolumeTriggering容积触发Auto-Traksensitivity智能灵敏度TrachealPressureTriggering气管压力触发EsophagealPressureTriggering食道压力触发RespiratoryImpedencetriggering呼吸阻抗触发Motiontriggering摆动触发TriggeringfromDiaphragmaticElectromyographicActivity横膈膜肌动电位刺激的驱动NeurallyAdjustedVentilatoryAssist(NAVA)---神经调整呼吸辅助(使用含有电极的鼻胃管纪录横膈电位的活动，并提供与横膈用力成比率的通气辅助)。32触发前期(pre-triggerphase)、触发后期(Post-triggerphase)PressureTriggeringPressuretrigger期间，吸气阀和呼气阀皆必须是关闭的。呼气阀的关闭，需靠病人effort来移至关闭的位置。故呼气阀的阻力，会影响病人的吸气做功。Flowtrigger时，吸、呼气阀皆是open(flowtrigger的好处)。各种呼吸模式中，吸、呼气阀的关闭与开放状况不同，亦会影响呼吸做功。34PressureTriggeringSassoon和Gruer两人曾提到：触发前期(pre-triggerphase)，若时间过长(delay)会产生人机不同步(dyssynchrony)增加呼吸功。延迟(delay)的产生，可能是下列的错误：压力讯号的传输速度、压力转换器(transducer)的频率反应、压力转换器本身和位于呼吸管路的位置、PEEP设定值与实际值的差异。延迟时间(delaytime)150ms。内源性PEEP对于触发的影响FlowTriggeringFlowTriggeringNPB840Theventilator’sinspiratoryflowsensorsmeasurethedeliveredflow,andtheexpiratoryflowsensormeasurestheexhaledflow.联合流量触发1.两个阀门都关闭2.传感器探测出0,2mbar的压力差(尽可能减小出错的可能性,auto-cycling,提升安全标准)3.HPSV开启,输送气流(快速反应时间)4.达到触发水平后，呼吸机输送气流Evita触发的改良PawtInsp.-FlowtPTP=压力时间乘积0,2mbar压力差TG触发器呼吸做功PEEPFT蓝色:快阀门和快速的反应时间绿色:快阀门和较慢的反应时间红色:慢阀门和快速的反应时间黑色:慢阀门和较慢的反应时间反应时间:取决于电脑阀门以及反应时间对于触发机制，什么才是最重要的？PTP压力时间积Paw气道压力t吸入气流t反映时间触发临界点触发呼吸做功反应时间ASB触发灵敏度设置流速触发&压力触发？流速触发不同呼吸机有不同设计大多呼吸机流速触发值越高=触发愈加困难（Servo系列除外）触发灵敏度设置原则：避免误触发的最低值Limit限制变量容控模式---流速限制型通气PresetVTVolumeCyclingDependentonCL&RawTime(sec)Flow(L/m)Pressure(cmH2O)Volume(mL)PresetPeakFlowTimetriggered,Flowlimited,VolumecycledVentilation压控模式----压力限制型通气PressureFlowVolume(L/min)(cmH2O)(ml)Time(sec)Time-CycledSetPClevelTimeTriggered,PressureLimited,TimeCycledVentilation压力控制VS容量控制PCVVCV以保证气道持续稳定正压为目的以保证稳定潮气量为目的设置参数：PiTif,fiO2设置参数：Vtflow(Ti)f潮气量不稳定（由机器和患者共同决定）潮气量稳定气道压力稳定气道压力不稳定MAP较高氧和相对较好、人机同步性较好MAP较低、人机同步性相对较差临床应用：适用于肺实质病变适用于：阻塞性疾病不足：容易通气不足容易产生气压伤条件变量条件变量：（呼吸吸机达到什么样的条件就会更改通气方式）临床最常见的条件变量为气道压力过高报警：即如果通气过程中气道压力超过高压报警呼吸机会提示报警并且终止送气呼气阀打开开始呼气。气道压力过高机器因素：报警线设置过低机器内部回路阀门堵塞回路因素：外部管道积水,扭曲人工气道因素：人工气道脱落,打折,堵塞,过深患者因素：痰液过多堵塞人机对抗烦躁气道痉挛肺不张气胸……现代通气模式的命名结构前缀扩展模式名称主要内容呼吸机基本概念呼吸机硬件介绍机械通气基本原理通气模式工作原理无创通气的原理以及操作NIV:Non-invasiveventilation无创通气是指不经气管插管而增加肺泡通气的一系列方法的总称。包括体外负压通气、经鼻面罩正压通气、胸壁震荡及膈肌起博等。NIPPV:Non-InvasivePositivePressureVentilation无创正压通气是目前最常用的无创通气技术，主要是指经鼻/面罩进行的正压通气。无创通气优缺点优点保留气道加温、湿化和免疫功能避免有创通气并发症避免口鼻粘膜、声带的损伤减少或避免VAP的发生保持说话、咳嗽、进食能力减少镇静剂的应用痛苦小，易接受，易撤机可间断使用，家庭使用和长期使用减少ICU费用及住院费用缺点吸气相压力较低不易密闭易漏气死腔增大，重复呼吸胃肠胀气面部损伤不便于气道分泌物引流加温、加湿、FiO2调节不充分德尔格Carina气路图BiPAPVision气路电路图专业无创呼吸机特点小巧一般为涡轮机、单回路高流速低压力系统保障漏气后不报警有漏气补偿减少因漏气而引起的误触发减少因为漏气造成的呼气延迟需要专业的程序比如SyncPlusTM、Autotrack等等无创通气成功关键词ThesuccessofNIVdependsonseveralfactors:Properpatientselection－－－选择合适患者Correctclassificationoftherespiratoryfailuretype－－－呼吸衰竭分型Knowledgeoftheunderlyingpathology－－－潜在病理知识（了解病情变化）Appropriateinterfaceselection－－－合适界面选择Skillsandexpertiseofthecareteam－－－治疗中心的技术和技能Propertiming,i.e.whentostartorstopNIV－－－合适的时机Ventilatorcapabilitieswithregardtoleakmanagementandauto-triggering－－－合适的呼吸机（漏气控制和误触发的防止）NIPPV实施步骤准备把握指针、选择病人、选择合适的呼吸机以及合适的人机界面、准备好呼吸机配件、合理安排患者饮食饮水等等沟通解释：who、why、when、way、how(4W1H)操作连接面罩，接通呼吸机，选择合适模式，湿化方式，呼吸机参数从低到高调整（根据目标值和患者舒适度调整）评估调