机械通气呼吸功能监测及其临床应用

机械通气呼吸功能监测 及其临床应用 机械通气（ MV)呼吸功能动态监测 掌握呼衰患者病理生理变化和严重程度 调整 MV模式及其参数和 FiO2 改善或纠正缺 O2、 CO2潴留和酸碱失衡 防治 MV并发症 评估疗效和预后 机械通气改善通气功能 MV目的 VE、 VA、 PACO2 （ PaCO2）、 pH VA VT f VA VE （ 1 VD）（ VT f） （ 1 VD/VT） VD/VT（ PACO2 PECO2） /PACO2 （ 0.28-0.45， 0.6MV） PECO2 FECO2 （ PB 47） PACO2 VCO2/VA 0.863 VA与 VT、 f、 VD（ VD/VT）、 VCO2相关 MV充分呼气时间，免肺过度充气 肺顺应性 静态肺顺应性（ CL.st） 无气流下，测定从 FRC（ PA=Paw Patm）至 TLC的经 肺压与肺容积关系曲线（ P-V、 V/ P） 健康者接近 TLC的压力，一般为 30-35cmH2O 不同肺部疾病有其不同的 P-V曲线特性 呼衰 MV一般不作 CL.st(P-V)，因需测经肺压 (Ptp) （肺泡压胸内压或食道压） 呼吸系统（胸肺）总顺应性测定 CRS.st的 P-V（ V/ P） 脱离呼吸机、肌肉完全松弛、密闭、测定分段注入 100-200ml后停 2秒 的 PA，直至 PA达 50cmH2O，需 1-1.5分钟 重症 ARDS不能断离 MV、 PEEP会使 LIP消失 CRS.dyn的 P-V（ V/ P） Raw V20-60L/min LIP和 HIP不易确定， 15L/min会 LIP、 HIP V 3L/min、 I/E 0.8、 f 5、 PEEP 0、 FiO2 100%，接近 CRS.st的 P- V曲线 动物实验研究 ARDS的 CRS.st、 CRS.dyn，为临床 MV治疗 ARDS提 供理论和参考数据 机械通气监测呼吸系统顺应性和气道阻力 CRS.st VT/ Pplat（ PEEP+PEEPi） 60-100ml/cmH2O（健康者） 肺炎、肺水肿、肺不张、胸腔积液、气胸、腹内高压均变小 CRS.dyn VT/（ Ppeak PEEP） 50-80ml/cmH2O（健康者） 气道阻力和吸气流量增加均会变小 Raw（ Ppeak Pplat） / V（吸气流量） 5-15cmH2O/L.S-1（健康者） 支气管痉挛吸解痉剂使 Raw sfds 机械通气通气功能监测（一） VT 潮气量 F 呼吸频率 VE 每分钟通气量 VA 每分钟肺泡通气量 VD/VT 死腔气与潮气量之比 PACO2（ PaCO2） 肺泡 CO2（动脉 CO2）分压 机械通气通气功能监测（二） 设置 监测 影响因素 定容 MV VTVTi PI变化 Raw、 CL、 Cw 定压 MV P PI VTi变化 Raw、 CL、 Cw MV管 VTe VTi 空气滤 VT、 VTi 、 VTe 道压缩 膜阻塞 漏气 VTi和 PSV时 f与 CV的 f和自主 VTeVTe 呼吸 f有关 VE VT f VA（ VT VD） f VE （ 1-VD/VT） VD/VT（ PACO2 PECO2） /PACO2 PACO2 PaCO2 PECO2（混合呼出气） FECO2 （ PB 47） 健康者 0.28 0.38或 0.33 0.45 若 0.6 需 MV PACO2 VCO2/VA 0.863 VCO2 VE FECO2（每分钟呼出气 CO2浓度） 所以 PACO2（ PaCO2）与 VD/VT和 VCO2异常有 关 机械通气通气功能监测（三） VD/VT与 ARDS死亡率的关系 N Eng L J Med， 2002， 346： 1281-1286 呼吸肌力量测定 最大吸气压 （ MIP） 于 RV位 ， 阻断气道作最大吸气的口腔压 20cmH2O， 撤机失败 最大跨膈压 （ Pdimax） 跨膈压 （ Pdi） 反映平静呼吸肌的收缩力 ， 指腹内压与胸内压之差 ， 而 Pdimax为 FRC位 ， 阻断气道后最大用力吸气产生的跨膈压 。 呼吸肌耐力测定 张力时间常数 （ TTdi） TTdi （ Pdi/Pdimax） （ Ti/Ttot） 反映呼吸中膈肌能耗与 膈肌呼吸作功储备的比值 ， TTdi0.15 0.18 呼吸肌疲劳阈值 TTdi0.15 可停呼吸机 驱动时间常数（ DTm） DTm（ P0.1/MIP） （ Ti/Ttot） 与 TTdi存在明显线性相关，综合评价呼吸中枢驱动、吸肌 耐力的指标 DTm0.4时，能停机。 呼吸中枢运动（ P0.1） P0.1 阻断气道下，测得吸气开始 0.1秒的口腔压力 健康者参值 6cmH2O 停呼吸机失败 （ COPD呼衰） 内源性呼气末正压（ PEEPi） PEEPi 由于气道阻力增加，呼气流量受限， 肺过度充气，致呼气时间短于肺内气 体排至 FRC位所需时间，形成肺泡气 道内压 高于 大气压 PEEPi 增加吸气肌作功、影响 MV的同步性 PEEPi MV人工气道、通气方式、大 VT或高 VI、 呼 气时间、 f PEEPi PEEP、 吸入支气管扩张剂 诊断 病例数 (例） 发生率 （） PEEPi范围 （ cmH2O） COPD 45 45/45(100) 2.6-26 囊性纤维化 1 1/1 (100 ) 11 哮喘 3 3/3 (100) 13.5-20 ARDS 28 15/28 (58) 1.0-8.1 心源性肺水肿 10 8/10 (80) 1.0-6.0 其他 10 5/10 (50) 1.0-4.1 其他是指肺外其他器官疾病导致急性呼吸衰竭者 各种呼衰 PEEPi的发生率和压力范围 PEEPi COPD患者气道阻力 ，肺弹性 ，呼 气不完全， FRC致使肺弹性回缩，肺泡压上升， 产生内源性呼气末正压。 COPD患者自发呼吸 时，吸气开始收缩，首先要克服呼气末肺弹性 回缩力做功，产生一定负压抵消 PEEPi方能产 生触发负压。 PEEPi增加机械通气者呼吸肌做 工，过高 PEEPi会促使呼吸肌疲劳，停机困难， COPD缓解期， PEEPi为 2.41.6cmH2O，发作 期 4 8.9cmH2O， X 7.13cmH2O PEEPi 时间 压力 容量 Time 正常 呼气阻力 呼气时间 肺容量或压力 呼气末暂停 自动 PEEP = 内源性 PEEP 呼气末气流 功能残气量 PEEP 为呼气末气流停止时，气道肺泡压 处于预定正压的一种机械通气方式 防止小气道陷闭，肺泡萎缩不张，改善气 体分布和 VA/QA、 Qs/Qt、 PaO2 PEEP PEEP的作用 减少吸气肌负荷作功 避免进一步充气过度和 PEEPi 扩张气道，降低吸气阻力 Ti， Ti/Ttot 扩张萎陷气道和肺泡，利分泌物排出 气体分布均匀，改善 VA/QA比例失调， QA/QT PaO2SaO2，改善通气 增加 FRC使肺泡压、食道压，中心静脉压升高， 低血容量患者，心输出量 ，血压 ，中心静 脉 SaO2,动静脉血氧饱和度差 机械通气改善氧合功能 PEEP 复张陷闭气道和肺泡 （ PEEPi） 肺间质、肺泡水肿 Ti 改善 VA/QA、 DLO2、 QS/QT VIO2（ 2 30L） PaO260mg、 SaO2或 SpO290-95% FiO2 维护 CO、 DO2 控制出入流量、利尿剂 设置 PEEP值取决于不同疾病（一） COPD 克服陷闭气道、 PEEPi（ X 7cmH2O） 7cmH2O、虽 PaCO2、 CO、 DO2、 PVO2 PEEP 3 5cmH2O 哮喘 PEEPi（ 13.5 20cmH2O）、支气管痉挛 PEEP扩张支气管有限 高 PEEP会 PA，致肺损伤，影响血流动力学 PEEP 3 5cmH2O 设置 PEEP值取决于不同疾病（二） ARDS 克服肺泡萎陷 LIP 2cmH2O PEEP 5 10 15cmH2O 心源性肺水肿 改善氧合、 心脏前后负荷 舒张期心室充盈、 冠状动脉血供 肺纤维化 PEEP 2 5cmH2O 改善氧合 胸腹部手术 PEEP 3 5cmH2O FRC预防肺泡 （呼吸功能 、老人） 萎陷不张，改善氧合，降低感染 换气功能监测（一） 肺泡与动脉血氧分压差 P（ A-a） O2 反映总肺的换气功能 （ VA/QA、 DLO2、 QS/QT) PAO2 （ Patm 47） FiO2 PACO2/R PAO2 PEO2 PIO2 （ VD/VT)/（ 1-VD/VT） VD/VT （ PaCO2 PECO2） /PaCO2 吸空气 P（ A-a） O215mmHg 年老者 30mmHg， 100%O2应 100mmHg 换气功能监测（二） 混合静脉血分流量监测 吸 20 30分钟纯 O2， 作动脉血气分析 ， 将所得的 结果代入 Fick公式： QS/QT 0.0031 （ PAO2 PaO2） /0.0031 （ PAO2 PaO2） （ CaO2 CVO2） PAO2 Patm 47 PaCO2 CaO2 CVO2为动脉血和混合静脉血氧含量差 ， 健康 者以 5代入 ， 心肺疾患者以 3.5代入 健康者 QS/QT3% 5%， 吸纯 O210%， 如 15 20%可 脱离呼吸机 动脉血气监测 动脉血气分析 PaO2、 SaO2、 PaCO2、 pH、 HCO3 、 K 、 Na 、 Cl 客观评价呼衰性质 、 严重度 、 酸碱失衡和电解质紊乱 指导 MV治疗 、 疗效考核及其预后 脉搏血氧饱和度 （ SpO2） 无创动态监测 、 调整 FiO2， 必要时作动脉血 SaO2比较 氧合指数 （ PaO2/FiO2） 健 康 者 参 照 值 为 400 500mmHg 。 ALI300mmHg ， ARDS0.6MV） PECO2 FECO2 （ PB 47） PACO2 VCO2/VA 0.863 VA与 VT、 f、 VD（ VD/VT）、 VCO2相关 MV充分呼气时间，免肺过度充气 监测呼吸功能，实施 MV个体化（一） 手控简易呼吸器面罩辅助通气 操作便捷、适合现场抢救 空气入口贴阔胶布， 空气量， VIO2、 FiO2 串入储雾器或射流雾化器，吸支气管扩张剂和糖皮质 激素 逐 吸气压（ VT）， PaCO2、 PaO2 和 pH 了解呼吸病理生理、设置呼吸机模式和参数 SIMV 设 P（ VT）和 f VEVE自主 VE V Ti VT PSV VT取决 IPAP或 IPAP PEEP， 自主吸气力、 CL、 Cw和 Raw f、 Ti/Te和 VE不稳定 SIMV PSV PEEP 辅助与控制结合 氧合 监测呼吸功能，实施 MV个体化（二） PSV+SIMV+PEEP IPAP逐 （ 10 2530）、 PEEP（ 3 1015） 压力上升时间、 VIO2或 FiO2 监测 VT、 f、 VE、 Vleak、 Ti/Te、 SpO2 呼吸幅度、 f、节律较平稳、辅助呼吸肌活动 消失、胸肺呼吸协调、配合 MV治疗 20分钟后， 采动脉血、接近患者所需 PaO2、 PaCO2和 pH Bi PAP S/T 30cmH2O（ IPAP、 PEEP、 VT、 f、 VE、 Vleak、 Ti/Te、压力上升时间）符 合上述要求 监测呼吸功能，实施 MV个体化（三） 经 MV治疗病情加重，为了解病理生理， 需全面呼吸功能监测的大型呼吸机 监测 VTi、 VTe、 Ppeak、 Pplat、 Pmean、 CRS.st、 CRS.dyn、 Raw、 PEEPi、 P0.1。各 种曲线波形（ P-t、 V-t、 P-V和 V-V）的 变化 Bi-CPAP PSV 监测呼吸功能，实施 MV个体化（四） COPD急性失代偿 II型呼衰 MV前 缓解期 O2 CO2 PaCO2 pH AB 意识障碍 敏感性 （ mmHg） 无 CO2潴留 好 70 80 显著 稍 显著 CO2潴留 差 70 120 较明显 较明显 （ 180） COPD急性失代偿 II型呼衰 MV后 缓解期 IPAP pH PaCO2 AB、 BE 电介法 （ mmHg） 无 CO2潴留 20 正常 正常 正常 变化小 CO2潴留 18-2530 正常或 50-65 变化大 慢性呼吸衰竭 PaO250 55mmHg PaO245 50mmHg 睡眠时应予以口鼻面罩辅助机械通气氧 疗，提高睡眠质量 高血压，肺动脉压、心肌损害、脑血 管疾病、充血性心力衰竭、心率失常， 睡眠瘁死。 重视睡眠呼吸监测 （健康者） NREM 大脑皮层行为调节功能几乎丧失中枢及外 周化学感受器对低 O2、高 CO2敏感性 ，对 呼吸阻力负荷增加代偿 ， VT 、 f 、 VE (20%) 、 VD/VT PaO2 4 -8mmHg、 PaCO24 -6mmHg REM VE 、节律不规则、 f、 VT、血气波动较 大 COPD睡眠监测 REM VE 35.5 -39%。 VT 、 VD PaO2 、 SaO2 、 PaCO2 （ 10mmHg） 伴 CO2潴留 SaO2 60% PaCO2更高 Cheyne Stokes 呼吸 睡眠效率差、入睡延缓、醒觉周期频繁 PaO2从 56mmHg降至 43mmHg PAH从 37mmHg升至 55mmHg SaO2与 PAH呈负相关 SaO230次 /7h或 AHI5次 /h OSAHS的 PAH发生率为 17-42% OSAHS COPD的 PAH发生率为 60-70% OSAHS发生心衰 2.38倍 心衰患者 OSAHS发生率为 37%、 44 60% OSAHS与心力衰竭 深吸气使胸腔负压 ，左室跨壁压 （心内压 与胸内压差）和反复缺 O2、觉醒、交感神经 ，使 BP ，左室后负 胸腔负压 ，静脉血回流 ，右室充盈，室间 隔左移，左室充盈 ,左室前负 左室前负 ，后负荷 ， CO 、 DO2 后负荷 ，交感神经兴奋、心率 ，加重心肌 缺血、导致左室肥大，最终致心衰 OSAHS 建立几周后 OSAHS的模型狗出现： 持续高血压 左心室肥大 左心室功能障碍和肺间质水肿 CPAP治疗 OSAHS 中断 SAS导致反复缺 O2再灌注损伤 免胸腔负压过度增加对心脏的损害 降低交感神经兴奋、恢复动脉压力感受器灵敏 度，增加心率变异度和迷走神经张力 降低氧化应激、降低内皮源性缩血管因子分泌， 增加内皮源性 NO，改善内皮介导的血管舒张 功能 降低白天、晚上 BP Bi-PAP治疗 COPD OSAHS的 II型呼衰 危重哮喘呼衰 MV 重症哮喘经积极治疗，病情加重 PaO245mmHg， pH7.35 PSV（ 15-20cmH2O） PEEP（ 3 5cmH2O） 雾化吸入支气管扩张剂，糖皮质激素 VT 300-500ml I/E=1:2.5 45%FiO250% 突发性危重哮喘治疗 广泛支气管痉挛 支气管扩张剂、激素 急性 PaO2 高浓度氧 窒息 急性 PaCO2 机械通气 pH 600-1200ml f25-40次 /min、 PaO260mmHg、 PaCO27.45-7.52 PSV（ 15-20cmH2O） PEEP（ 5-10cmH2O ） f 25-30次 /min、 VI80-120L MV 6h后氧合明显改善， FiO250%、 SaO2 95% ARDS肺部炎症渗出期患者 f30次 /min、 PSV （ 60% 机械通气治疗重症 ARDS 重症 ARDS 两肺广泛炎症伴渗出性肺水肿、浅 快呼吸 VD/VT0.6、 CRs.dyn45mmHg pH7.35 PSV SIMV PEEP PSV25-30cmH2O、 Pplat25-30cmH2O PEEP 5 60-95%使 SaO290%可 允许 CO2潴留和一定程度酸中毒 Bi-CPAP（ 5 10、 22-30cmH2O） PSV（ 22- 30 cmH2O） 机械通气治疗 ARDS伴 “ 肺纤维化 ” ARDS的肺水肿和渗出炎症明显吸收，伴 “ 肺纤维 化 ” ，缺氧仍严重，或伴 CO2潴留，仍需 MV PSV（ 25cmH2O） PEEP（ 45mmHg， pH尚代偿，需 吸较高 FiO2（ 40%左右） 重视不明原因气急 既往无呼吸病史 反复证实 PaO2 ， SaO2 ， PaCO2 , pH 胸片无异常发现 吸氧流量 5L/分， f30次 面罩 MV， PSV600ml， PEEP 5cmH2O后 PaO2 ， f 减少多脏器功能不全。 人工气道机械通气 吸入气压 气体进入食道，胃引起腹胀或肠梗阻严重腹胀 者 面罩机械通气氧疗（ 3 ）， ，改气管插管 ， F30 35/min 需长期氧疗者，作气管切开 上呼吸道损伤，阻塞 机械通气治疗心源性呼衰 MV可改善心源性肺水肿和换气功能 MV降低心脏前后负荷，舒张期心室充盈 下降，改善冠状动脉血供 PSV（ 15-20 cmH2O） PEEP（ 5-10 cmH2O）， FiO250% 强心利尿等治疗，数小时可取得疗效 肺间质纤维化机械通气 P-V呈低顺应性 DLco ,缺氧 小 VT,快 f,较高 FiO2,低 PEEPMV 原发病难治愈 ,预后不良 防治胸腹部手术呼衰机械通气 肺功能障碍 ,肥胖 ,老年 (70岁 ) 术前适应面罩机械通气 术后支持 (PSV+PEEP、 Bi-CPAP） 胃管引流排气、小肠管鼻饲营养 对面罩和人工气道机械通气要求 Bi-PAP S/T型呼吸机 IPAP 30cmH2O、监测 IPAP、 EPAP、 VT、 f、 VE、吸气上升 时间 伴漏气补偿多功能监测的中大型呼吸机 选择组织相容性和密闭性（ 30cmH2O）好的口鼻面罩 重症者在面罩上插入胃管和小肠管，能排气减压，免胃内 容物误吸和鼻饲 对面罩和人工气道机械通气要求 IPAP30cmH2O，需改作人工气道 MV 人工气道气囊注气量在预置压力 MV不漏气 确保人工气道通畅 保持呼吸机空气滤尘膜清洁 运送重症呼衰、 ALI、 ARDS患者不能断离 MV（ Bi-PAP机 加上蓄电池或作简易呼吸器人辅助通气） 重症者在面罩上插入胃管和小肠管，能排气减压，免胃内容 物误吸和鼻饲 IPAP30cmH2O，需改作人工气道 MV 人工气道气囊注气量在预置压力 MV不漏气 确保人工气道通畅 保持呼吸机空气滤尘膜清洁 运送重症呼衰、 ALI、 ARDS患者不能断离 MV（ Bi-PAP机加上 蓄电池或作简易呼吸器人辅助通气） 对面罩和人工气道机械通气要求 以病人为本，发挥机械通气监测功能 病人 100%不肯用无创，更不能耐受有创 MV 医生应树立合理应用 MV能改善 100%病人的通气和 换气功能 医生经 2-6小时 MV实践，达到接近病人所需要的 IPAP、 PEEP、 VT、 f、 VE、 FiO2和 SPO2，血气证实 PaO2、 PaCO2、 pH均有改善 病人呼吸幅度、 f和节律较平稳，胸腹呼吸协调、 辅助呼吸肌活动消失，情绪稳定，能较好地配合 MV治疗 以病人为本（重视病人主诉和微小变化），及时 发现问题、分析问题和解决问题 更新 MV治疗急慢性呼衰的观念，提倡早用早获益， 重症更有用