机械通气的原理及模式

半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV)
▪ 临床应用：病人有一定频率的自主呼吸 ▪ 由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成 ▪ 强制通气是由机器启动(IMV)或病人触发
(SIMV) ▪ 在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率
机器启动的强制通气
病人触发的强制通气
Pressure
Time
自主呼吸
病人触发
半自主型组合: 同步间隙指令通 气(SIMV) 强制呼吸 + 自主呼吸
6cmH2O）及减少呼吸功 ➢辅助自发式呼吸，减少呼吸力量
呼吸机模式 -自发式：CPAP 模式
设定 : CPAP/PEEP,触发灵敏度
呼吸机模式 -自发式：CPAP 模式
CPAP：就是设定PEEP以打开患者肺泡，然 后让患者自行呼吸。
CPAP特点： ➢ 病人触发Patient triggering (设定触
▪ 神志昏迷 双侧瞳孔不等大:左侧4.0mm 右侧2.5mm 对光反射迟钝 生命体征： BP:86/51mmHg P:140次/分 呼吸16次/分 全身皮肤湿冷 面色苍白 呼吸减弱
呼吸机模式 -辅助式 PSV模式
PSV特点：
➢ 病人触发Patient triggering (压力或 流速触发)
➢ 压力支持Pressure control (设定吸气 压力)
➢ 流量周期Flow cycling
呼吸机模式 -辅助式 PSV模式
临床应用： 撤机模式之一 作为SIMV的辅助模式，作用是： ➢对抗气管插管所造成的阻力（约
主要学习内容
▪ 一、机械通气的基本原理及常见的参数调节 ▪ 二、机械通气常见的通气模式 ▪ 三、举例简述呼吸机在临床中的应用
机械通气的定义
当呼吸器官不能 维持正常的气体 交换，即发生呼 吸衰竭时，以机 械装置代替或辅 助呼吸肌的工作， 称为机械通气支 持
历史背景
间歇负压呼吸机时期（1876-1952） 1876 发明第一台“间歇负压呼吸机”
设定呼吸机参数
6）吸呼比（I-E比）
呼吸周期 = 吸气期+吸气停顿期 + 呼气期 (吸气全期)
正常比例=1 : 2 (Ti)延长可改善缺氧 (Te)延长可用于处理内源性PEEP (auto-PEEP)
设定呼吸机参数
7)吸气压力（Inspiratory Pressure）
在采用PCV或PSV通气模式时为所需设定的气 泵压力 吸气压力+PEEP不能超过30cmH2O以防止肺部 受伤
发启动) ➢ 自发呼吸Patient control (无需设定
Vt 或吸气压力) ➢ 自发周期Patient cycl床应用： 急性肺水肿 撤机后期或者撤机后的一种通气模式
PEEP(呼吸末正压）
▪ 增加功能残气量(FRC),并可改善氧合 ➢使塌陷的肺泡复原 ➢扩张已打开的肺泡 ➢使肺泡分布至肺毛细血管周围空间 ➢可用于所有呼吸模式
B）流速触发 一般较为敏感 所设定的参数愈小，敏感度愈大
设定呼吸机参数
14）湿化系统及温度调节 将温度设定於37度以增加气道湿化的效果 温度过低—加速细菌生长 温度过高—灼伤气道
通气策略
1）常规策略 正常肺部
2）特殊策略 急性呼吸窘迫症(ARDS) 急性重症哮喘 慢性阻塞性肺疾病(COPD)
通气策略-常规策略
设定呼吸机参数
9）吸气平台时间（%） （Pause Time）
指吸气后空气停留在肺部的时间 正常：整个吸气时间的10%
设定呼吸机参数
10）氧浓度 FiO2 由 0.21 (21%) 到 1 ( 100% ) 尽量避免使用高浓度氧气超过50%，以 防止氧中 毒 在考虑脱机前，应先确定患者不需要 依赖高浓度氧气
设定呼吸机参数
8）气道压力 A)最高吸气压力（PIP）
一般在35-40cmH2O以下， PIP增大会引起气 胸的机会加大 B)吸气停顿压（平台压） 反应肺部的顺应性，平台压增大反应肺部的 顺应性变差 C)平均气道压（MAP） MAP反应胸腔内的压力， MAP增大会压住右 心房，引起心脏回流及心排出量减少
（INPV） 铁肺：全密封式 间歇负压呼吸机
胸甲式 间歇负压呼吸机
历史背景
1949-1952 脊髓灰骨质炎在北欧蔓延，产生大量 “呼吸衰竭”病者
--负压呼吸机不足应用 --死亡率上升 专家尝试发展新的通气科技去处 理“呼吸衰竭”病者
历史背景
间歇正压呼吸机 时机（1952-现 在）
采用“间歇正压 呼吸机 ” （IPPV）
设定呼吸机参数
1）分钟通气量（ MV ） MV = Vt x f
MV = BW (kg) x
(litre/min) 0.15
例如： MV = 50 kgBW x 0.15 = 7.5 litre /min
(此参数一般只用于可携带式呼吸机)
设定呼吸机参数
2）潮气量（VT） A)正常肺 VT = 10 ml / kg BW B)低顺应性肺 VT = 5-7 ml/kgBW 以减少肺部损伤
肺水肿） ☆心跳骤停后的支持 ☆大型手术后的支持 ☆长期全身麻醉后的支持
机械通气的目的
1）改善氧合 2）增加通气 3）减低“呼吸功”
呼吸机的应有设备
☆操作多元化 能为不同体型的病人通气 能提供多种IPPV模式 能提供PEEP及CPAP功能 设有触发启动功能
☆能够准确传送所设定的容量 ☆能够提供准确的氧气浓度 ☆设有良好的监护系统
4）脑部影响
通气过量或不足，会改变体内CO2的浓度，引致脑 血管收缩或扩张，并可能会影响颅内压
5）胃肠道的影响
产生应激性胃肠道溃疡
呼吸模式
呼吸模式： ▪ 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) ▪ 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV ▪ 自主型(Spontaneous)
➢ 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control
影响气体交换的因数
1）吸入氧气的浓度 2）肺泡通气 3）通气血流比
A)分流 B)死腔通气 4）气体弥散 5）氧气输送 6）氧气抽取至身体组织
适应症
☆中央控制衰竭（例如：颅脑损伤，中 央抑制）
☆外周肌肉神经衰竭（例如：MG,GBS, 破伤风，脊髓灰骨质炎）
☆胸廓受伤（例如连枷胸） ☆肺部疾病（例如重症肺炎，重症哮喘，
警报系统：气道压力，容量 呼吸末CO2浓度，肺顺应性，气道 阻力 肺部 压力-容积 曲线 ☆管道低阻力性设计 ☆湿化及雾化设备 ☆设有电力及气体后备支援系统 ☆简单，耐用，可靠，易于消毒，有 维修服务等
呼吸机的基本运作机制
1）触发启动方式（ Triggering ） 决定启动通气的机理
2）控制方式（ Control ） 决定用什么方式进行通气
➢ 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support
辅助/控制模式(A/C):机控呼吸
▪ 临床应用：病人基本没有自主呼吸 ▪ 呼吸机根据临床医生的设定参数供气：
➢ 潮气量或压力 ➢ 流速和流速波形，或吸气时间 ➢ 呼吸频率
▪ 由机器启动，也可由病人同步触发通气
设定呼吸机参数
11）PEEP 作用：
打开肺泡 增加氧合 临床应用： PEEP 3-5cmH2O:用作预防性，增 加FRC PEEP 5-15cmH2O:用作处理缺氧
设定呼吸机参数
12）压力限制
一般会设定在40cmH2O，以防止吸气压力 过大，减少肺部受伤的危险
设定呼吸机参数
13）敏感度 是指呼吸机对病人自主呼吸的反应 A）压力触发 一般调至-2 cmH2O
正常肺部（成人）
Mode Vt Rate I:E PS PEEP FiO2
: SIMV + PS : 10 ml / kgBW : 12-14 bpm : 1:2 : 10 cmH2O : 5 cmH2O : 40% / 100%
通气策略-特殊策略
ARDS 施行“肺保护策略” :
➢运用PCV 模式: 通常低Vt (5-7 ml/kgBW)
避免产生auto-PEEP. ➢避免采用 PEEP
通气策略-特殊策略
COPD 采用低容量，慢速率，长呼气期策略 ➢低 Vt (5-7 ml/kgBW) ➢慢速率(8-10 bpm) ➢长呼气期 ➢可采用 PEEP
机械通气的并发症
1）心脏的影响 例如： 心输出量减少 心率不齐
机械通气的并发症
2）肺部的影响
bpm
Ω儿童： 20
bpm
Ω婴儿： 30
bpm
设定呼吸机参数
5)吸气斜坡（ Inspiratory Rise Time ）
指从开始通气至达到最高流速所需的时间.改 变吸气斜坡斜度会影响吸气的形态有多种形 态：
5%=正常 0-4%=加速：应用于发现患者吸气不足 6-20%=减速：应用于发现患者因吸气太 多太快而刻意的对抗
Pressure
Time
辅助/控制模式(A/C) 机控呼吸
▪ 优点
➢ 可提供完全的通气支持 ➢ 可控制呼吸频率
▪ 缺点
➢ 设置值有时可能不能满足病人的通气需求
• 需检查血气指标(Po2、Pco2)
➢ 当辅助呼吸增加时，分钟通气量可能会增加
可引起过度通气 需设定高呼吸频率、潮气量和分钟通气量上限报警
➢设定适当的PEEP以防止VILI ➢限制 PIP,保持平台压<30cmH2O ➢调教 FiO2以保持PaO2 > 80 mmHg. ➢保持SpO2>88%
通气策略-特殊策略
急性重症哮喘 使用允许性高碳酸血症通气策略 :
➢通常采用VCV模式 ➢减少 Vt (5-7 ml/kgBW) ➢减慢呼吸频率(8-10 bpm) ➢延长呼气期 (Te) 以彻底排出气体，
❖流量周期（ Flow-cycling） 在吸气期，当气道流量下跌至所设定的流量 (e.g. PSV, 25% Insp flow for adult; 6% Insp flow for child),就会转换到呼气周期。
❖其他 容量周期（Volume-cycling） 压力周期（Pressure-cycling）
3）周期方式（ Cycling ） 决定停止通气的机理
呼吸机的基本运作机制
1）触发启动方式（ Triggering ） A)定时触发
（R被预设，例如20bpm—3秒每呼吸周 期） B)病人触发
-流量触发 -压力触发 -其他：容积触发
呼吸机的基本运作机制
2）控制方式（ Control ） A)容量控制 例如VCV需要设定容量500ml，无论肺
设定呼吸机参数
3）流量，流速（Q） 设定值= 40-60 l/min (一般由呼吸机自行预
设) Q=Vt,RR, Tp,T-rise/Ti 流量太大 可使PIP升高 流量不足 病人会感觉不舒服，使其整个吸气过程均需
用力吸气， 呼吸功增加
设定呼吸机参数
4) 呼吸速率（RR,F）
Ω成人： 12-14
5 cm H2O PEEP
PEEP / PCEPAEPP / CPAP
▪ 优点： ➢预防和/或改善肺不张 ➢改善氧合
▪ 潜在的副作用： ➢由于胸廓内正压的增加，使病人 的心输出量降低 ➢气压伤 ➢增加颅内压
病例一
▪ 患者尤容杏 女 26岁 诊断：急性中毒 2012年5月19号凌晨4:00从内科转入ICU
☆ 压力创伤：如气胸 ☆ 容量创伤：VILI ☆ 肺部感染：如VAP ☆ 肺扩张不全 ☆ 气道损伤 ☆ 氧气中毒：如痉挛，肺纤维化，初生婴儿眼部晶片纤维化 ☆ 呼吸机依赖 ☆ 通气过度或不足
机械通气的并发症
3）肾脏的影响
心脏输出减少导致肾脏灌注不足，产生肾素-血管 紧张素-肾上腺皮质激素机制出现，产生体液潴留 现象
压力-时间曲线
流量-时间曲线
半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV)
▪ 优点
➢ 同步呼吸可改善病人的舒适性 ➢ 可减少病人和呼吸机之间的对抗 ➢ 相比A/C模式，可减少过度通气的发生
▪ 缺点
➢ 如果设定频率或潮气量太低，对病人 的支持就会不足
呼吸机模式 -辅助式 PSV模式
设定:触发灵敏度, 吸气压力
顺应性或阻力改变，容量是固定不变的。 B)压力控制 例如PCV需要设定送气压力30cmH2O,无
论肺顺应性或阻力改变，压力是固定不变 的
呼吸机的基本运作机制
3）周期方式 （ Cycling ） A)吸气期 B)吸气呼气转换期 C)呼气期 D)呼气吸气转换期
呼吸机的基本运作机制
❖ 时间周期（Time-cycling） 在吸气期，当呼吸周期达到所设定的Ti（e.g. VCV,PCV with Ti = 1 sec）,就会转换到呼气 周期。