呼吸波形及环图分析剖析

呼吸机波形分析呼吸机波形分析Ventilator Waveform Analysis 如果没有波形分析反馈信息的帮助如果没有波形分析反馈信息的帮助 管理病人是一件困难的事情管理病人是一件困难的事情主要问题主要问题v波形的概念波形的概念vFlow,Pressure and Volume波形特点波形特点v各种各种Modes的波形特点的波形特点vLung在不同状况下的波形变化在不同状况下的波形变化v借助借助waveform analysis选择最佳通气支持选择最佳通气支持Flow,Pressure and Volume波形特点波形特点学习流程学习流程v1.Know Your Normal First:vTime-based waveforms in Volume and Pressure-targeted ventilationvVolume-Pressure and Flow-Volume Loopsv2.Abnormal Time-Based Waveforms:vFlow-Time CurvevVolume-Time CurvevPressure-Time Curvev3.Abnormal Loops:vPressure-Volume LoopvFlow-Volume LoopNormal Time-based Curves（1）容量控制通气容量控制通气1、Pressure-Time,2、Flow-Time3、Volume-TimeCurvesNormal Time-based Curves（2）压力控制通气压力控制通气1、Pressure-Time,2、Flow-Time3、Volume-TimeCurvesFlow-Time Curve原理原理 流速流速时间曲线反映了吸气相和呼气相各自的流时间曲线反映了吸气相和呼气相各自的流速变化，流速的单位为升速变化，流速的单位为升/分（纵轴），而时间单位为秒（横分（纵轴），而时间单位为秒（横轴），横轴上的曲线为吸气流速，横轴下的曲线为呼气流速，轴），横轴上的曲线为吸气流速，横轴下的曲线为呼气流速，呼吸机输送的容量是流速在时间上积分计算而得且等于流速曲呼吸机输送的容量是流速在时间上积分计算而得且等于流速曲线下面积。线下面积。流速流速LPM时间时间14532图图1 流速曲线（方波）流速曲线（方波）-机械呼吸机械呼吸 吸气相吸气相呼气相呼气相Flow versus TimeFlow versus TimeACCELERATINGACCELERATINGDECELERATINGDECELERATINGSINESINESQUARESQUAREVolume-Time Curve原理原理 容量容量时间曲线中，时间曲线中，上升肢代表了容量输送到病人，上升肢代表了容量输送到病人，下降肢代表了总的呼出潮气量。典型的呼出容量等于吸入容下降肢代表了总的呼出潮气量。典型的呼出容量等于吸入容量，除非存在着漏气。量，除非存在着漏气。VTLITERSAB吸时间吸时间呼时间呼时间TIMEVolume vs TimeVolume vs TimeInspirationInspirationExpirationTime(sec)Time(sec)Volume(ml)Volume(ml)Inspiratory Tidal VolumeT TI IPressure-Time Curve压力压力-时间曲线的时间曲线的原理原理 A至至B点的压力明显增加是由于从点的压力明显增加是由于从呼吸机至肺整个系统的阻力所致，此压力即为克服阻力的压力。呼吸机至肺整个系统的阻力所致，此压力即为克服阻力的压力。C点为点为峰压代表充气压力，对抗气流的压力和肺扩张的压力。峰压代表充气压力，对抗气流的压力和肺扩张的压力。D至至E点平台压力，点平台压力，需要扩张肺泡的压力。平台期无气体供应到肺，吸气流速是零。需要扩张肺泡的压力。平台期无气体供应到肺，吸气流速是零。E点呼点呼气开始。气开始。F点呼气结束，压力再次回复到呼气末水平点呼气结束，压力再次回复到呼气末水平Pressure versus TimePressure versus TimeInspirationExpirationPaw (cm H2O)Time(sec)TIPeak Inspiratory PressurePIPPEEPPEEPTENormal Volume-Pressure and Flow-Volume Loops原理原理 压力压力容量曲线（容量曲线（PVPV环）容量与压力的关系，反环）容量与压力的关系，反映了顺应性（映了顺应性（C CVVPP），在图），在图2323中，横轴代表压力，中，横轴代表压力，正压代表机械正压通气，负压代表自发呼吸力。纵轴代表潮正压代表机械正压通气，负压代表自发呼吸力。纵轴代表潮气量气量 强制通气的强制通气的P-V环环PAWcmH2OABVTLITERSPressure-Volume LoopPressure-Volume LoopControlledAssistedSpontaneousVol(ml)Paw(cm H2O)I:InspirationE:ExpirationIEEEIIvAbnormal Time-Based Waveforms 1、Flow-Time Curve 2、Volume-Time Curve 3、Pressure-Time CurvevAbnormal Loops 1、Pressure-Volume Loop 2、Flow-Volume Loop1：Abnormal Time-Based 2：WaveformsAbnormal LoopsAbnormal Flow-Time Curve（1）1、Airway Obstruction 气道阻塞气道阻塞 表现：呼气峰流速降低、呼气时间延长表现：呼气峰流速降低、呼气时间延长 常见原因：气道阻力增加（气管内黏液增加或分泌物聚集）常见原因：气道阻力增加（气管内黏液增加或分泌物聚集）Abnormal Flow-Time Curve（2）2、Air trapping 气体陷闭气体陷闭and auto-PEEPv（1）黄色为正常波形：呼气流速回到基线（下一次吸气之前）黄色为正常波形：呼气流速回到基线（下一次吸气之前）v（2）红色为异常波形：呼气流速未回到基线，表明存在气体陷闭和）红色为异常波形：呼气流速未回到基线，表明存在气体陷闭和auto-PEEP。呼气不完全、或呼气时间不足够、或呼气时气道不稳定或。呼气不完全、或呼气时间不足够、或呼气时气道不稳定或陷闭，这种现象非常常见，尤其陷闭，这种现象非常常见，尤其COPD病人病人Abnormal Volume-Time Curve（1）1、Air Leak 漏气漏气v表现：呼气容积不能回到基线表现：呼气容积不能回到基线v常见原因：回路或气管内插管漏气常见原因：回路或气管内插管漏气Abnormal Volume-Time Curve（2）2、Active Exhalation主动呼气主动呼气v正常：呼气降到基线水平正常：呼气降到基线水平v异常：呼气降到基线水平以下。异常：呼气降到基线水平以下。常见原因主动呼气常见原因主动呼气Abnormal Pressure-Time Curves（1）1、Increased Resistance阻力增加阻力增加v表现：峰压升高、平台压不变表现：峰压升高、平台压不变v原因：气管插管阻塞或分泌物聚集原因：气管插管阻塞或分泌物聚集Abnormal Pressure-Time Curves（2）2、Decreased Compliance顺应性降低顺应性降低v表现：峰压和平台压均升高表现：峰压和平台压均升高v原因：顺应性降低（原因：顺应性降低（ARDS）1：Abnormal Time-Based 2：WaveformsAbnormal LoopsCommon Abnormal Loops、Pressure-Volume Loops、Flow-Volume LoopsPressure-Volume Loops（1）、PEEP and PV loop.PV环：可发现和测量环：可发现和测量PEEP，自压力轴向右变化。，自压力轴向右变化。PEEP水平为决定水平为决定y 轴和轴和x轴在吸气开始的距离轴在吸气开始的距离Pressure-Volume Loops（2）2、High Resistance 容量控制通气时，容量恒容量控制通气时，容量恒定，压力依据阻力和顺应性而定，压力依据阻力和顺应性而变化变化 当阻力增加时，当阻力增加时，PIP 上升上升（A-B），），PV loops 变宽。变宽。该种该种PV loop，称为滞后，称为滞后（Hysteresis）Pressure-Volume Loops（3）3、High and Low Compliance 顺应性顺应性 容量控制通气时，顺应性容量控制通气时，顺应性增加，输出增加，输出lower PIP；顺应；顺应性降低，输出性降低，输出higher PIP Pressure-Volume Loops（4）4、Overdistention过度膨胀过度膨胀 当潮气量达到肺总容量时当潮气量达到肺总容量时发生过度膨胀。表现发生过度膨胀。表现PIP 增加增加（A-B）时，潮气量改变不明）时，潮气量改变不明显。降低潮气量能够修正这种显。降低潮气量能够修正这种现象现象Pressure-Volume Loops（5）5、Air Leak 漏气漏气表现：呼气支不能回到表现：呼气支不能回到0点点原因：回路或气管内插管漏气原因：回路或气管内插管漏气Flow-Volume Loops（1）1、Flow-Volume Loop 横轴横轴容积；纵轴容积；纵轴流速流速上环上环吸气；下环吸气；下环呼气呼气A点：吸气开始点：吸气开始B点：吸气峰流速，伴容积增大点：吸气峰流速，伴容积增大C点；潮气量输出结束，流速降为点；潮气量输出结束，流速降为0，呼气开始，呼气开始D点：呼气峰流速点：呼气峰流速A点：流速降低至点：流速降低至0，肺排空结束，肺排空结束，呼气结束，下一次吸气开始呼气结束，下一次吸气开始A-C：潮气量：潮气量Flow-Volume Loops（2）2、Increased resistance气道阻力增加气道阻力增加表现：呼气峰流速降低，呼气表现：呼气峰流速降低，呼气轨迹内陷。支气管扩张剂可轨迹内陷。支气管扩张剂可以修正这种现象以修正这种现象常见：哮喘常见：哮喘Flow-Volume Loops（3）3、Air trapping and auto-PEEP 表现：呼气末流速未能回到表现：呼气末流速未能回到0基线，从而产生气体陷闭和基线，从而产生气体陷闭和auto-PEEP。但不能定量。但不能定量。注意：注意：flow-time curve可可以监测到该种现象以监测到该种现象Flow-Volume Loops（4）4、Air Leak表现：呼气末流速不能回到表现：呼气末流速不能回到0 容积水平（回到容积水平（回到0基线）。基线）。可以定量可以定量常见：回路或气管内插管漏气常见：回路或气管内插管漏气注意：注意：volume-time curve可可以监测到该种现象以监测到该种现象Waveforms For Common Modes of Ventilation、CPAP Mode、Assisted-Mode(Volume-targeted ventilation)、SIMV Mode、SIMV+Pressure Support、SIMV+PS+PEEP、CPAP ModevCPAP mode:自主呼吸模自主呼吸模式，仅有式，仅有Pressure-Time Curves中设定基线水平中设定基线水平v观察观察:基线水平基线水平5 cm H2O、以及病人的触发以及病人的触发triggering、Assisted-Mode(Volume-targeted ventilation)v主要特点：主要特点：“assisted”意指病人触发意指病人触发v注意：在注意：在Flow-time 和和 Volume-time curves 形态形态相似；相似；Pressure-time curve表明病人的触发（微表明病人的触发（微小的负折回）小的负折回）、SIMV ModevSIMV mode：提供两种呼吸形式：提供两种呼吸形式（自主和指令），通常为两次指令呼吸（自主和指令），通常为两次指令呼吸中出现自主呼吸中出现自主呼吸v观察：观察：Flow-time curve 中自主呼吸呈典型的中自主呼吸呈典型的sine-wave shape(rounded).Pressure-time curve 中微小负折回提中微小负折回提示自主呼吸的触发示自主呼吸的触发Volume-time curve 提示自主呼吸的提示自主呼吸的volume 低于低于ventilator 的的volume、SIMV+Pressure SupportvPressure support：常附着于：常附着于SIMV模式，增大自主呼吸的能力模式，增大自主呼吸的能力，而不受指，而不受指令呼吸的影响令呼吸的影响v观察：观察：Flow-time curve：自主呼吸的形态呈自主呼吸的形态呈递减波递减波decelerating（非正弦波（非正弦波rounded-shape）Pressure-time curve：吸气期，设定：吸气期，设定PS水平保持不变，以及存在微小负折回水平保持不变，以及存在微小负折回、SIMV+PS+PEEPflow-time 和和 volume-time curves基本相似于基本相似于SIMV+PS模式模式Pressure-time curves 的的基线抬高。提示附加了基线抬高。提示附加了 PEEPTime-Based Waveforms意义意义v流速流速-时间曲线时间曲线1.1.鉴别呼吸类型鉴别呼吸类型2.2.判断是否存在判断是否存在a auto-PEEP3.3.衡量病人对支气管扩张药物的反应衡量病人对支气管扩张药物的反应4.4.评估评估PCV通气时吸气时间通气时吸气时间5.5.检查流速触发时回路泄漏速度检查流速触发时回路泄漏速度v压力压力-时间曲线时间曲线1.1.鉴别呼吸类型鉴别呼吸类型2.2.压力支持通气压力支持通气3.3.估算平台压估算平台压4.4.评估吸气触发评估吸气触发5.5.评价整个呼吸时相，调节峰流速评价整个呼吸时相，调节峰流速6.6.测算静态呼吸力学参数（测算静态呼吸力学参数（C、R）v容量容量-时间曲线时间曲线1、判断肺内气体是否存在泄漏、判断肺内气体是否存在泄漏2、是否存在用力呼气、是否存在用力呼气Waveforms Loops意义意义v压力压力-容量环容量环1 1、估算吸气相面积和吸气触、估算吸气相面积和吸气触发功发功2 2、估算、估算Flow-by的效果的效果3 3、估算顺应性、阻力、估算顺应性、阻力4 4、是否存在过度膨胀及漏气、是否存在过度膨胀及漏气5 5、衡量、衡量PEEP水平水平流速流速-容量环容量环衡量对支气管扩张药物的反衡量对支气管扩张药物的反应应是否存在过度膨胀和漏气是否存在过度膨胀和漏气评价气道阻力评价气道阻力回顾与总结回顾与总结Flow-Volume LoopFlow-Volume LoopVolume(ml)Volume(ml)PEFRFRCInspirationExpirationFlow(L/min)Flow(L/min)PIFRVTAirAir TrappingTrappingInspirationExpirationNormalNormalPatientPatientTime(sec)Flow(L/min)Air TrappingAuto-PEEPAir TrappingAir TrappingInspirationExpirationVolume(ml)Volume(ml)Flow(L/min)Does not returnDoes not returnto baselineto baselineNormalAbnormalAir LeakAir LeakVolume(ml)Volume(ml)Time(sec)Time(sec)AirAir LeakLeakAir LeakAir LeakVolume(ml)Pressure(cm HPressure(cm H2 2O)O)Air LeakAir LeakAir LeakInspirationExpirationVolume(ml)Flow Flow(L/min)(L/min)Air Leak in mLNormalAbnormal Paw (cm HPaw (cm H2 2O)O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalNormalPIPPIPP PPlatPlatHighHigh R RawawPIPPIPP PPlatPlatIncreased Airway ResistanceResponseResponse toto BronchodilatorBronchodilatorBeforeTime(sec)Flow(L/min)PEFRAfterLong TEHigher PEFRShorter TEIncreased Airway ResistanceIncreased Airway ResistanceInspirationExpirationVolumeVolume(ml)(ml)Flow(L/min)Decreased PEFRNormalNormalAbnormal“Scooped out”pattern DECREASED COMPLIANCE DECREASED COMPLIANCETime(sec)Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PPlat(Decreased Compliance)NormalPIPLung Compliance Changes Lung Compliance Changes and the P-V Loopand the P-V LoopVolume(mL)Volume(mL)Preset PIPVT levelsP Pawaw(cm H(cm H2 2O)O)COMPLIANCEIncreasedNormalDecreasedPressure Targeted VentilationOverdistensionOverdistensionVolume(ml)Pressure(cm HPressure(cm H2 2O)O)With little or no change in VTPaw risesNormalAbnormalWaveform Used During Mechanical Ventilationauto-PEEPbronchodilatorresponseworkofbreathingHyperexpansionadequacyofflowventilatorsensitivityComplianceleaksProblems with Waveforms1、数量趋势很重要（、数量趋势很重要（Tend to be more qualitative than quantitative）2、需要动态观察，而非作为治疗或诊断的工具（、需要动态观察，而非作为治疗或诊断的工具（We tend to look at them,but not use them as therapeutic or diagnostic tools）3、一些波形的相关性尚未明确、一些波形的相关性尚未明确4、需要大量文献判定他们的价值、需要大量文献判定他们的价值