机械通气对心脏的影响-曹志新
机械通气对心血管系统的影响共42页文档
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
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机械通气对呼吸生理影响
机械通气对呼吸生理影响(一)机械呼吸对呼吸压力影口向机械口乎吸与自然呼吸主要不同是机械通气胸膜腔内压力，呼吸道内压力及肺泡内压力均为正压，而自然呼吸时均为负压。
呼气时，自然呼吸由于胸廓自然回缩将气体排出，而机械呼吸某些附加在呼气时相压力的通气方式外也靠胸廓收缩将气体排出。
在某些呼气未附加压力的通气方式则呼气仍有正压：不同通气方式对人体呼吸生理影响也不同。
(二)对肺容积影响由于机械通气为正压通气，正压通气使气道及肺泡扩张，肺血容量减少，因此，机械通气时肺容积是扩大的。
在使用PCEP时，会使功能残气量明显增加。
由于机械通气使气体分布更加均匀，同时也使肺血流重新分布，这样改善V／Q比例，从而使呼吸死腔变小。
(三)对肺泡通气量影响肺泡通气量：(潮气量—死腔量)X呼吸频率。
机械通气时由于气管插管或切开使解剖死腔减少，同时机械通气改善V／Q·比例使。
乎吸死腔减少这样使肺泡通气气量增加，有利于改善通气不足。
(四)对气体分布影响自然呼吸时，吸入气体在肺外周及近隔肌处分布较多，而机械通气则近中央部分肺组织扩张好，通气交换好，自然呼吸时吸气气流波形为渐增、缓降的正弦波，气体不易形成涡流，而机械通气由于气流速度快易形成涡流，不利于气体分布尤其是在有病变的气道更易发生，在有病变肺组织自然呼吸时吸人气体更多分布于健康肺组织造成分布不均，而机械通气由于正压通气，另外吸气时间延长，可使病变组织通气增加，这样有利于气体交换。
(五)对V／Q比例影响机械通气适当时，由于气体分布均匀，增加肺泡通气量，使通气差的肺泡通气量增加，这样改善V／Q，再加上氧疗进一步改善缺氧及二氧化碳潴留。
由于缺氧改善，使肺血管扩张，血流增加，这样进一步改善原来缺血肺泡的血流，也改善V／Q失调。
但机械通气不当，压力过大，吸气时间过长，肺泡过度膨胀压力增加，血流减少，也同时使这部分肺泡血流向通气差的肺泡，再加上吸气时间长压力大影响心功能，均会加重V／Q失调。
机械通气对心血管系统的影响
机械通气对心血管系统的影响机械通气是一种重要的治疗手段，用于支持或代替患者自主呼吸，但同时也对心血管系统产生一定的影响。
本文将以1200字以上详细探讨机械通气对心血管系统的影响。
首先，机械通气会对循环系统产生直接的影响。
通气时，胸腔内压力变化会直接影响心脏的充盈和排血。
正压通气（PPV）作用下，胸腔内压升高，导致心脏前负荷增加，进而增加心脏的负担。
此外，正压通气还会影响心脏的顺应性，过高的正潮末压力会使心脏扩张困难，降低心脏舒张期充盈。
这种直接的机械压力导致的问题可导致心脏功能障碍，包括降低心输出量、降低外周组织血流灌注以及心律失常的发生。
其次，机械通气会改变胸腔内的负压-吸气过程及正压-呼气过程，这也会对心血管系统产生影响。
正压导致的自主通气暂停（Apnea）会导致缺氧和二氧化碳潴留。
长时间的自主通气暂停会引起交感神经兴奋，导致血压升高、心率加快、心肌氧供减少，同时伴有心脏负荷的增加。
另外，呼气末正压（PEEP）的应用可能会增加肺循环的压力和阻力，导致右心负荷的增加，进而引起右心室功能障碍。
因此，在使用机械通气时，应谨慎选择和调整正压和PEEP的水平，以维持良好的心血管稳定性。
此外，机械通气对液体平衡和血压控制也有一定的影响。
在机械通气期间，由于胸腔内压力升高，腹内压增加，静脉回流受阻，可能导致静脉回流受阻、增加肾静脉回流阻力，从而影响肾脏的滤过和尿排出。
此外，机械通气还可能导致肺水肿和肺间质水肿，进一步增加体液积聚和液体平衡紊乱的风险。
因此，在机械通气过程中，需要密切监测患者的体液平衡和血压状况，并根据情况及时调整液体管理策略。
最后，机械通气还可能对心血管药物的药效产生影响。
例如，正压通气会增加心脏前负荷，使药物的血浆浓度降低，进而降低药效。
因此，使用机械通气的患者在给药时需要调整药物剂量和给药速度，以确保药物能够达到有效的治疗水平。
综上所述，机械通气对心血管系统产生了多方面的影响。
它既对循环功能直接产生影响，也通过改变胸腔内的负压-吸气过程和正压-呼气过程间接影响心血管系统。
机械通气对生理功能的影响
机械通气对生理功能的影响机械通气是借助呼吸机进行呼吸，与正常人的自主呼吸有显著的差别。
正常人自主呼吸时，胸廓扩张、膈肌下移使胸腔内产生负压，从而气管到肺之间形成一个压力梯度，产生吸气气流。
而机械通气时，呼吸机产生正压，吸气过程中胸内压从-0.49kPa（-5cm H2O）增至+0.294kPa（+3cmH2O），这种胸内压和肺内压力的增加，是呼吸机对人体正常生理过程产生影响的基本原因。
一、对呼吸生理的影响（一）增加肺泡通气量机械通气时可扩张气道和肺泡，增加肺容量，使肺泡通气量增加。
肺泡通气量不仅与潮气量和呼吸频率有关，而且与无效腔/潮气量（V D/V T）比值相关。
潮气量增加则减小V D/V T的比值（最好维持在0.3～0.4），可改善肺泡通气。
但是如潮气量太大，V D/V T则少于0.3,产生通气过度并增加循环的负担。
（二）肺内气体分布机械通气时进入气体的分布取决于呼吸道内压力、气道阻力和局部组织的弹性。
纵隔及中间部位的支气管周围肺组织充气较多，边缘肺组织充气相对较小，相同压力下，气道阻力低和弹性好的肺泡量先充气、充气量也较多；而气道阻力高，弹力差的肺泡充气慢、充气量也少。
此外机械通气时，气流通过分支曲折的呼吸道，吸气流速愈高，就愈容易形成涡流，可增加气道阻力，加重气体分布不均。
如适当延长吸气时间或吸气末加压，则可使吸入气体分布均匀。
（三）对通气/血流（/）比例的影响正常人在自主呼吸时，因重力影响可引起胸腔内压力梯度的变化，有利于吸入气体分布到肺下部。
机械通气时，这种压力梯度被改变，全肺可发生通气分布不均。
由于重力影响，肺血流在肺下垂部位分布较多，所以机械通气时可产生较大的/比例失调，表现为生理死腔增加和/不均增加。
（四）对呼吸动力的影响1．增加肺顺应性机械通气后肺泡通气增加，减轻肺脏充血及肺水肿，复张萎陷的肺泡，改善肺泡弹性，从而增加肺顺应性。
2．降低气道阻力①扩张细支气管；②增加肺泡充气，提高肺泡压力，增加咳嗽和排痰效能，保持气道通畅；③缺氧缓解，呼吸性酸中毒的纠正，可使细支气管舒张；④如应用较慢的呼吸频率，较大潮气量，控制吸气流速，也可使气道阻力相对下降。
机械通气在心功能
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机械通气在心功能不全患者中的应用
严重低氧血症。持续缺氧和过度通气容易诱 发呼吸肌疲劳，使肺泡通气量下降，出现 CO2潴留。
2. 胸腔负压与左心功能：CPE导致的代偿 性胸腔负压增大通过以下环节影响心功能。
⑴左心室后负荷增大：左心室后负荷不是血
压，而是左心室跨壁压，即左心室内压与胸 腔负压之差。健康人胸腔负压低，约-5mm
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机械通气在心功能不全患者中的应用
创正压机械通气（NPPV）不仅可用于一般 左心功能不全，也可用于心肌梗死伴低血压 的患者。若通气压力过大也会减少回心血流 量，降低前负荷，使心输出量下降；还可导 致肺组织过度充气，限制心脏活动，故应控 制压力水平。
3. 改善睡眠呼吸紊乱：在慢性心功能不全 患者，中枢性或阻塞性睡眠呼吸暂停的发生 率均非常高。合适的机械通气可迅速改善睡
3. 对心肌供血的影响：
BiPAP组急性心肌梗死发病率较高。
4. 无创正压通气治疗效果的争议：
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机械通气在心功能不全患者中的应用
四、机械通气相关性肺水肿
若人工气道或呼吸机应用不当，导致气道 阻力过大、通气动力不足或人-机不协调时， 呼吸肌本体感受器兴奋，呼吸肌收缩力显著 增强呼吸加深、加快，胸腔负压和肺间质负 压也会显著增大，发生负压性肺水肿；左心 室后负荷增大，诱发或加重左心功能不全， 并进一步加重肺水肿，形成恶性循环。
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机械通气在心功能不全患者中的应用
眠呼吸紊乱导致的低氧血症。
三、机械通气的临床应用
1. 应用指征及方法：机械通气主要用于常 规药物治疗效果不佳的急性和慢性患者，特
别是存在明显低氧血症的患者，心肌梗死伴
有创机械通气对重症急性左心衰患者呼吸、循环功能的影响
有创机械通气对重症急性左心衰患者呼吸、循环功能的影响摘要目的观察有创机械通气对重症急性左心衰竭患者呼吸、循环功能的影响。
方法回顾性分析34例经有创机械通气治疗的重症急性左心衰患者机械通气治疗前后心率、呼吸频率、血压、血气分析变化。
结果机械通气治疗2 h后，患者血气分析指标较治疗前显著好转，血压下降；23例患者成功撤机病情好转，总有效率67.6%。
结论机械通气能有效纠正重症急性左心衰竭患者的低氧血症，并积极进行容量治疗，提高救治的成功率。
关键词机械通气；急性左心衰竭；低氧血症急性左心衰是临床常见的急危重症，该病起病急剧，心脏代偿功能不能及时建立，症状凶险，常常发展为急性呼吸衰竭，常规氧疗及药物治疗对重症患者疗效差，病死率高；近年来，重症加强护理病房（ICU）在各级医院迅速发展，机械通气在抢救重症急性左心衰患者过程中取得满意疗效；现就本院34例应用有创机械通气手段治疗的急性左心衰患者资料总结分析如下。
1 资料与方法1. 1 一般资料选择2010年9月～2014年12月在本院重症医学科收治的急性左心衰患者共34例为研究对象，其中男25例，女9例，年龄42～91岁，平均年龄（70.2±14.4）岁。
其中急性心肌梗死14例，陈旧性心肌梗死6例，高血压心脏病6例，先天性心脏病3例，风湿性心脏病2例，扩张性心肌病2例，病毒性心肌炎1例。
全部患者均符合急性左心衰的诊断标准[1]。
1. 2 方法入院后经吸氧、强心利尿、扩血管、解痉平喘等常规治疗无效，氧分压92%设置吸人氧浓度（FiO2）及呼吸末正压（PEEP）值，通常PEEP为4～8 cm H2O（1 cm H2O=0.098 kPa）；PS：8～14 cm H2O，提高人机协调性；以上参数均结合心率、血压及动脉血气分析的具体情况调整；同时依据患者临床情况给予适当镇静、镇痛治疗，镇静程度以Sedation-Agitation评分（SAS）3～4分为准。
机械通气对肺外器官功能的影响
机械通气的方式也影响静脉回流及心输出量的降低程度。 控制通气+PEEP，即连续正压通气（continuous positive pressure ventilation,CPPV）对心输出量影响较大。因 CPPV在整个通气周期内气道中压力始终为正压。而间歇强制 通气（intermittent mandatory ventilation,IMV）+PEEP 时，患者可间断自主呼吸，平均气道压力较低，故对心输出量 的影响小于CPPV。如以连续气道正压（continuous positive airway pressure,CPAP）的形式接受PEEP治疗，其平均气道 压力最低，所以对心输出量的影响比IMV+PEEP还要小些。
机械通气对肺外器官功能的影响
一、对循环系统的影响
正常情况下，心输出量与静脉回流量有关。静脉回流量又与 周围静脉与中心静脉的压力差有关。自主呼吸时，吸气期间胸内 负压增大，中心静脉压下降，使周围静脉与中心静脉之间的压力 差增大，促使静脉回流及心脏充盈。机械通气时，胸膜腔及肺内 成为正压，导致静脉回心血量减少，心输出量下降，血压降低。 如加用PEEP，则静脉血回流减少和心输出量降低的效应更为明显。 因为①右心室前负荷降低：PEEP使胸内压增加，静脉回流的阻力 也增加，回心血量下降，右心室前负荷降低；②右心室后负荷增 加：PEEP使肺容量增加，膨胀的肺组织压迫毛细血管前动脉，导 致肺血管阻力增加，使右心室后负荷随之增加；③左心室前负荷 降低：PEEP治疗后，有室间隔的左移及左室横断面活动的减弱。 右室舒张末容量则扩大，而左室舒张末容量和左室舒张终末压则 降低，因左室顺应性下降，左心室前负荷降低，使，故在调整呼气与吸气的 比值时，应在保证肺泡通气及氧合的前提下，尽可能缩短吸气 时间，减轻其对静脉回流和心输出量的副作用，一般吸气与呼 气的比值为1：1.5～1：2。
机械通气对心功能影响的机制研究
第四军医大学博士学位论文机械通气对心功能影响的机制研究姓名：王泓申请学位级别：博士专业：影像医学与核医学指导教师：曹铁生20050501第四军医大学博士学位论文机械通气对心功能影响的机制研究博士研究生：王泓导师：曹铁生教授（主任医师）第四军医大学唐都医院超声诊断科，西安７１００３８中文摘要机械通气对心功能或血流动力学的影响对临床制定合理通气方案，避免循环系统并发症有重要意义，但其机制仍然不清。
呼吸影响心功能的新假说的提出为研究机械通气影响心功能提供了新的思路。
目的１）以超声心动图技术检测自主呼吸和机械通气过程中心内血流动力学变化，初步探讨机械通气影响心功能的机制，提出机械通气影响心功能的新理论。
２）通过动物试验观察急性肺损伤前后机械通气过程中心内压力和心腔容积的变化，分析左心及右心前后负荷的变化及其影响因素，为机械通气影响心功能的新理论提供实验依据。
３）伐氏动作和穆勒动作条件下仅有胸内压变化，无肺容积变化的状况，观察此时心腔容积变化和心内血流动力学变化，进一步验证我们提出的机械通气影响血流动力学的新假说。
方：法１）使用彩色超声诊断仪观察１１只健康杂种犬自主呼吸和机械通气条件下二尖瓣口、主动脉瓣口、三尖瓣口和肺动脉瓣口血流速度随呼吸周期变化的规律，并比较自主呼吸和机械通气条件下心内血流动力学的异同。
２）使用右心导管分别观察１１只健康实验犬和制作急性肺损伤模型后机械通气条件下右房压、右室压和肺动脉压随气道压的变化情况。
使用超声心动图观察逐个心动周期呼气相和吸气相左右心室腔容积的变化和心２第四军医大学博士学位论文功能的变化。
３）１０例健康志愿者做伐氏动作和穆勒动作，定量监测胸内压的变化，观察胸内压升高和降低５ｍｍＨｇ、１０ｍｍＨｇ、１５ｍｍＨｇ时，室间隔位置变化、左右心室的内径变化以及二尖瓣口和三尖瓣口的血流速度变化。
结果１）自主呼吸时，三尖瓣口和肺动脉瓣口血流速度随呼吸时相规则变化，吸气相增加，呼气相减低。
机械通气对心血管系统的影响
自主呼吸：
• 吸气相 → 胸内压 ⇓ → PRA ⇓ → 膈肌 ⇓ → 腹内压 ⇑ → 腹腔内大静脉压 ⇑
• 呼气相 → 胸内压 ⇑ → PRA ⇑ → 膈肌上抬 → 腹内压不变 → 腹内大静脉压不
变
• 在整个呼吸周期：外周静脉压保持恒定不变
腔静脉的回流： 取决于胸腔外静脉（推进动力压）和PRA（背景压）
（六）导管依赖型回先心流病 ，作为代偿来改善心排量
二、胸内压的变化对左心室的影响
有创监测外周动脉的压力是相对于大气压的
位于胸腔内的胸主动脉压是受胸内压变化的影响，而不 是受大气压的影响
注意：腔内/血管内的压力与腔周围/血管周围的压力的 概念是不同的
主动脉的跨壁压(Ptm)等于血管内压与胸内压(Ppl)的差 Ptm = 血管内的收缩压－ Ppl
肺水肿
取决于胸腔外静脉（推进动力压）和PRA（背景压）之间的压力梯度
吸气相，桡动脉脉搏明显减弱，甚至消失 → → 静脉回流 ⇓
循环系统模型：
哮喘/梗阻性肺部疾病所致的肺过度膨胀/肺气肿的患儿（ PEEPi ↑）
胸腔、腹腔、外周 肺容量下降低于 FRC 到剩余容量（RV）时，有两个因素导致 PVR ⇑：
在这种情况下，胸内压任何向“负值”更进一步 微小的“摆动”都会造成 LV 后负荷的急性上升，即 使先前健康的心脏，也会产生急性肺水肿
• 对心肌功能降低的病人来说：
撤离正压机械通气后，任何因素导致吸气相的 胸内压向“负值”“摆动” ⇒ 都会导致 LV 后负 荷急剧上升
启用正压机械通气/加用 PEEP，都会缩小或 克服吸气相的胸内压向“负值”“摆动” ⇒ 从而 降低LV后负荷，这将潜在地恢复血流动力学到最 佳的Starling 曲线位置
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生理状态下的自主呼吸
肺内压
呼气
呼气
正 呼气
0负
吸气
吸气
吸气
吸气：Ppl ↓，肺容积↑ 呼气： Ppl ↑，肺容积↓
自主呼吸对左心功能的影响
对左室前负荷的影响
吸气时Ppl↓，回心血量↑ 左室前负荷↑
对左室后负荷的影响
后负荷：心室收缩时产生的最大室壁张力
室壁张力=（跨壁压×心室半径）/（2×室壁厚度） 跨壁压=心室内压力－心室外压力 Ppl是心室外压力的决定因素
肺内压
呼气
呼气
正 呼气
0负
吸气
吸气
吸气
肺内压
呼气 PEEP
呼气
正 呼气
0负
吸气
吸气
吸气
无论吸、呼，Ppl均为正压
正压机械通气对心脏的影响
机械通气使Ppl↑
回心血量↓，左室前负荷↓ 左室跨壁压↓，左室后负荷↓
机械通气增加Palv
改变肺泡膜两侧的静水压差 促进肺水向肺泡毛细血管内转移
压力时间曲线呈直线
实际上，受呼吸机性能制约，不存在理想的CPAP
患者呼吸对压力稳定性造成影响
不同呼吸机的压力稳定性不同
气道压力
吸气负压
甲
乙 丙
呼吸机性能对治疗可能造成影响？
谢 谢
CPAP 降低插管率
OR: 0.56, 95% CI: 0.37-0.84; P = 0.005
CPAP不降低病死率
在降低CPE病死率问题上， 无创通气的效果尚莫衷一是
结果提示： 心功能是决定NPPV成功的关键
关于CPAP
P
t
CPAP
CPAP是治疗CHF的主要模式 理论上，无论吸气、呼气CPAP均应维持预设压力
检索559篇文献，入选15篇
随机对照研究（RCT） CPAP与常规治疗比较
BiPAP与常规治疗比较 CPAP与BiPAP比较
CPAP常用10 cmH2O IPAP常用 15 cm H2O
EPAP常用 5 cm H2O
结果（1）
NIPPV组与对照 组病死率比较
结果（2）
NIPPV组与对照组 插管率比较
机械通气对心脏功能的影响
北
京
朝
阳
医
院
北京市呼吸疾病研究所
北京市呼吸与危重症诊治工程技术研究中心
曹志新
心脏与肺具有密切的交互作用
心脏对肺的影响
影响肺血管内静水压 影响肺组织血液灌注
肺对心脏的影响
源自呼吸运动时肺容积和胸腔内压（Ppl） 的周期性变化 • 影响肺血管阻力、回心血量 • 最终对心脏功能构成明显影响
•入选34 项研究，含 3,041 病例
无创通气降低插管率
无创AP VS ST: RR 0.64, 95% CI 0.44-0.93 BiPAP VS ST: RR 0.80, 95% CI 0.58-1.10
在调整后统计比较中
CPAP VS ST: RR 0.63, 95% CI 0.44-0.89 BiPAP VS ST: RR 0.73, 95% CI 0.55-0.97
结果（3）
CPAP与BiPAP 比较
结论
NIPPV可作为急性CPE的一线治疗方法 CPAP与BiPAP疗效相当
Executive summary of the guidelines on the diagnosis and treatment of acute heart failure. Eur Heart J. 2005;26:384-416.
提取Acute Heart Failure Global Registry of Standard Treatment 和 the Etude Francaise l’Innsuficiens Cardiaque Aigue observational cohorts 数据库中的2286例病例
机械通气改善血氧
增加心脏供氧
机械通气降低呼吸功耗
降低对心功能的需求
—机械通气可阻断CHF时心肺相互作用的恶性循环
机械通气治疗心衰的实践
无创机械通气（NIV）是 治疗心力衰竭的主要方式
P
CPAP t
P BiPAP
t
JAMA. 2005;294:3124-3130
研究设计
吸气时Ppl↓，心室外压力↓，跨壁压↑ 左室后负荷↑
充血性心力衰竭（CHF）时的 心肺交互作用
心脏对肺的影响
并发肺水肿，呼吸阻力增加 呼吸功耗增大
肺对心脏的影响
患者用力呼吸 吸气时Ppl下降幅度加大，左室前、后负荷↑
—形成CHF时心肺相互作用的恶性循环
正压机械通气时的呼吸