呼吸机基本波形详解

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,呼吸机基本波形详解,河北省人民医院急救中心,斯重阳,1,微理器和有关软件,现代呼吸机,各种监测参数,机械通气时,压力、流速,和,容积,的变化曲线以及各种呼吸环.,目的,根据各种不同呼吸波形曲线特征, 来指导调节呼吸机的通气参数,有效的机械通气支持或通气治疗,在通气过程中的压力、流速和容积相互的作用而达到以下目的:,a.能维持动脉血气/血pH的基 本要求( 即PaCO,2,和 pH 正常, PaO,2,达到基本期望值 如 至少 50-60 mmHg),b.无气压伤、容积伤或肺泡伤,c.患者呼吸不同步情况减低,到最少,减少镇静剂、肌,松弛剂的应用,d.患者呼吸肌得到适当,的休息和康复,1呼吸机工作过程:,吸气控制,A 时间控制,通过预设的吸气时间使吸气,终止, 如PCV的设置Ti或I:E,B 压力控制,上呼吸道达到设置压力时使吸,气终止,现巳少用, 如PCV的设,置高压报警值,C 流速控制,当吸气流速降至预设的峰流速,%以下(即Esens), 吸气终止,D 容量控制,吸气达到预设潮气量时,吸气,终止,呼气控制,A,时间控制:,通过设置时间长短引起呼气终止(控制通气)代表呼气流速(吸气阀关闭, 呼气阀打开以便呼出气体), 呼气流速的波形均为同一形态,B 病人触发:,呼吸机检测到吸气流速到吸气终,止标准时即切,換,呼气(Esens),机械通气支持时有四个基本参数,压力,容积,流速,时间,参数组合构成各种同波形,压力-时间曲线,容积-时间曲线,流速-时间曲线,压力-容积环,流速-容积环,压力-流速环,流速测定,流速通常在呼吸机环路（从进气口到呼气阀之间的管道）中测知,大部分流量感应器都可以测量一个较大的范围（-300,+150LPM），但会由于假呼吸运动、水气、呼吸道分泌物等而影响其准确性,两个组成部分：,吸气波,呼气波,描述流速大小、持续时间和机控呼吸下的流速释放方式（正压通气），或者病人自主呼吸下的流速大小，持续时间和流速需求。,流速波,吸气流速波机控呼吸,图1 是一个假设呼吸机给于恒定流速的一次机控呼吸的吸气流速波（方波），虚线部分是呼气波.,图1 吸气流速波控制呼吸,图1的流速波型是方波，从吸气开始即达到峰值，直到吸气末都是一个恒定值。,在实际应用当中，像图1那样“真正的”方波是不可能达到的，因为流速输送系统都有一个固定的延迟时间，在这段时间内，流速从0达到预设的峰流速。同样，在吸气末流速从峰值降至0也需要一段时间。,延迟时间效应会在吸气开始和吸气末使波形出现轻微的倾斜。（图2）,图2恒流速波形延迟时间效应,低驱动压高内部顺应性,的呼吸机，气流输送受到环路回缩力的影响很大,低内部顺应性和高驱动压力,的呼吸机,，使环路回缩力对送气的影响减少了,在一个较高的吸气峰压下，峰流速逐步减小，会导致吸气时间的延长,如图3，实线是受环路回缩力影响后的波形，虚线是“真正的”方波，两者包围的面积相同，即潮气量相同,图3 恒流速波形受环路回缩力的影响,越来越多的新一代容控型呼吸机具备了一些其他可选择的波型,递增波,递减波,正弦波,在预设同一个峰流速下，不同的波形会导致吸气时间改变，而曲线包围的面积即潮气量是不变的（图4）,图4 流速波形可选择波型,吸气流速波自主呼吸,自主呼吸流速波形（图5）的特点通常取决于病人呼吸需求的特点。就是说，波形大小、持续时间与病人的呼吸需求相对应,此时由于没有预设值，系统响应时间对波形的影响非常小，通常波形类似于正弦波。（没有使用压力支持等辅助手段）,图5 吸气流速波自主呼吸,呼气流速波,呼气,不论是机控或是自主呼吸，都是一个被动的过程。,呼气流速波的大小、持续时间、形状取决于顺应性，顺应性包括病人顺应性和呼吸机环路顺应性,呼吸机环路顺应性受到环路长度、材质、型号（内径）的影响，并且，气流通过呼气阀时的阻力（容量测算系统）也是重要因素,病人肺顺应性改变或呼气时动用呼吸肌，都会对波形产生影响,图6 是一个机控吸气动作（虚线）后的呼气流速波形。在呼吸机测算中呼气流速在0基线以下。,流速波,图6 呼气流速波,病人呼气阻力对呼气流速波的细小影响会得到修正，而呼气流速波的明显变化常体现了病人顺应性的改变、气道阻力明显变化或是病人烦躁动作用,呼气阻力增大（分泌物堆积甚至气道阻塞）会降低呼气峰流速并延长呼气时间（图7）,图7 呼气流速波气道阻力增大,图8 呼气流速波被动及主动呼气,呼吸机上，测定压力的部位通常在环路病人端Y形管处，也有在环路吸气支和呼气支内部测知,压力测定,尽管从环路内部测得的压力与实际气道压不尽相同，但往往以此作为参照，了解气道压的情况,压力感应器通常可以测知最高150cmH,2,O 的压力，但会因环路内积水、分泌物堵塞等影响准确性,自主呼吸和机控呼吸的压力波形是不同的，但他们的组成结构是一样的,压力波形对评估呼吸周期结构（呼气相向吸气相转换点）、时间系数及病人与呼吸机的相互作用都有帮助,压力波形,观察压力波形，很容易判断病人到底是自主呼吸还是机控呼吸。图9是一个典型的自主呼吸压力波形。(未用压力支持等辅助),压力波形自主呼吸,图10 是一个典型的机控呼吸的压力波形（正压通气）,图10 压力波形机控呼吸,“膨胀压”指达到一个固定潮气量时的压力,膨胀压分两个部分流速抵抗压和肺扩张压,图11 表示了机控呼吸中的一次吸气暂停（吸气流速结束后，肺保持膨胀的动作）,图11 肺膨胀压吸气暂停,图12 压力波形受阻力、流速、顺应性影响（固定潮气量）,Pressure= volume / compliance + flow,resistance,呼吸参数与气体运动方程,图,13,呼气压基线抬高,呼气末正压PEEP,为自主呼吸患者提供持续气道正压，图中的低幅波动为自主呼吸波形。向上的压力代表呼气。所有呼吸周期均在正压范围内。,持续气道正压CPAP,CPAP/PEEP的作用：,增加肺泡内压和功能残气量，使,P(A-a)O,2,减少，有利于氧向血液内弥散；,使萎陷的肺泡复张，在整个呼吸周期维持肺泡的通畅；,对容量和血管外肺水的肺内分布产生有利影响；,改善,V/Q,的比例；,增加肺顺应性，减少呼吸功。,图14 呼气压力抬高,图15 平均压,图16 自主触发的辅助通气,图17 机控呼吸中病人努力不够,图18 时间测算,图19 压力测定PCV、PSV,预设压力支持水平,PEEP,峰流速,2 5 % 峰流速,时间,吸气时间,压力,流速,容量,PSV的通气波形,每次通气由患者触发，触发后呼吸机马上输送预定的正压，通气频率由患者自己决定，潮气量取决于压力支持水平和患者的吸气用力。图中可见每次通气前触发波，触发后压力迅速升至平台并维持一定时间的平台压以后，成指数减至基线。,压力支持通气PSV,V,P,PSV 的 P-V 环,图20 容量波,图21 自动顺应性补偿,流速、压力、容量环,下面列出的分别是机控、辅助、自主呼吸的波形环之间的区别。值得注意的是，压力-容量环对于测定、估算呼吸功有重要的作用（做功=环的面积）。,图22 压力-容量环（环）,反映顺应性,吸气肢成弓形变化提示吸气阻力增高,环斜率偏向纵轴提示顺应性增高，偏向横轴提示顺应性减退。,环形态受下列因素影响：吸气流速潮气量吸气频率患者肌松状态,图23 压力-流速环 （环）,图24,流速-,容量环( F-V 环 ),临床意义,呼气流速突然终止提示存在auto-PEEP 呼气肢凹向横轴提示呼出气流受限,呼气峰流速降低提示气道阻塞,F-V,环,呈开环状提示回路泄漏.,自主呼吸时曲线出现锯齿状改变提示回路中分泌物过多,应用支气管扩张剂后呼气峰流速增高，呼气肢更线性化,Flow,Time,气体陷闭auto-PEEP,患者,正常,陷闭气量 air trapping,Flow,Vol,陷闭气量,不能回到基线,陷闭气量,Air leak,Vol,Time,Vol,P,Air leak,Air leak,漏气 Air leak,Flow,Vol,不能回到基线,