呼吸机工作原理

肺压力伤
“气压伤”
肺生物伤 氧中毒

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肺气压伤的表现形式
肺间质气肿(PIE) 纵隔气肿 皮下气肿 气胸 其他：心包和腹膜后积气，气体栓塞

气压伤的表现
VILI-----MSOF
剪切伤
容量伤
组织和器官损伤

避免重复的萎陷和膨胀 避免过度拉伸肺泡 肺是MSOF形成中极重要的部分
无创通气优缺点





优 点 保留气道加温、湿化和免疫功 能 避免有创通气并发症 避免口鼻粘膜、声带的损伤 减少或避免VAP的发生 保持说话、咳嗽、进食能力 减少镇静剂的应用 痛苦小，易接受，易撤机 可间断使用，家庭使用和长期 使用 减少ICU费用及住院费用

4. 达到触发水平后， 呼吸机输送 气流
TG
对于触发机制， 什么才是最重要的？
阀门以及反应时间
Paw 气道 压力

ASB
蓝色: 绿色: 红色: 黑色:
快阀门和快速的反应时间 快阀门和较慢的反应时间 慢阀门和快速的反应时间 慢阀门和较慢的反应时间 吸入 气流
触发 临界点
t PTP 压力时间积

气道压力过高
机器因素： 报警线设置过低 机器内部回路阀门堵塞 回路因素： 外部管道积水,扭曲
人工气道因素：
人工气道脱落,打折,堵塞,过深 患者因素： 痰液过多堵塞 人机对抗烦躁 气道痉挛 肺不张 气胸……
现代通气模式的命名结构
前缀 模式名称 扩展
主要内容
呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作
机械通气基本概念
什么是呼吸机 呼吸机是一种能代替、控制或 改变人的正常生理呼吸，增加 肺通气量，改善呼吸功能，减 轻呼吸功消耗，节约心脏储备 能力的装置。 呼吸机是不是完全的人工肺？
机械通气基本概念
呼吸机简略示意图
呼气阀
吸气阀
呼吸机相关肺损伤类型

肺容积伤
高肺容积伤

肺萎陷伤
低肺容积伤 剪切伤（shear）

吸气压：峰压、平台压
Pressure
吸气时间 流量波形 PEEP
Mean airway pressure
Time 27
主要内容
呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作
机械通气模式
什么叫呼吸机模式 Mode？ 病人与呼吸机之间的相互作用，以完成一 个呼吸循环 (ventilator cycle) 的方法
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运动方程
P总=R× Flow + VT/C+PEEP

只需知道其中的两个参数，就可得出其他参数
压力 容量 流速
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运动方程的应用：计算气道阻力和肺顺应性

气道阻力的计算：
压力
R=（Ppeak-Pplat）/Flow

肺顺应性的计算：
PEEP
峰压 （Ppeak） 平台压 (Pplat)
C静态=（Pplat - PEEP）/VT
Pressure
Pressure
Mean airway pressure
Mean airway pressure
Time
Time 25
平均气道压的意义


反映平均肺泡压水平
反映肺容积的大小 与氧合改善有关 反映机械通气对循环抑制作用的大小
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平均气道压的影响因素

通气模式
自主呼吸成分较多的模式，Pmean较小

基线流量base line：（呼吸机呼气期处于什么样的压力）

条件变量：（呼吸吸机达到什么样的条件就会更改通气方 式）
Trigger
机械触发：Time ＆手动触发 患者触发： Pressure Triggering 压力触发 Flow trigger 流量触发 Volume Triggering 容积触发 Auto-Trak sensitivity 智能灵敏度 Tracheal Pressure Triggering 气管压力触发 Esophageal Pressure Triggering 食道压力触发 Respiratory Impedence triggering 呼吸阻抗触发 Motion triggering 摆动触发 Triggering from Diaphragmatic Electromyographic Activity 横 膈膜肌动电位刺激的驱动 Neurally Adjusted Ventilatory Assist (NAVA)---神经调整呼吸辅助( 使用含有电极的鼻胃管纪录横膈电位的活动，并提供与横膈用力成比率的 通气辅助)。
5bar氧气 5bar空气 显示
呼气端
监测Flow 和VTi
O2传感器 100mbar安全阀 设置
流量传感器
呼气阀
监测VTe
监测Pinsp
压力传感器
湿化器 温度传感器
压力传感器 吸气 呼气
监测PEEP
压力控制图
可控气源 气道压力测量
吸入气流
气源
呼吸机 EvitaXL Evita 4 Evita 2 dura
呼吸机工作原理
德尔格临床应用专员 胡飞
（德尔格南区呼 吸治疗与EIT）
呼吸机是什么？
呼吸机是什么？
双刃剑：适应针禁忌症以及 并发症
呼吸机是什么？
菜刀：规范化的管理
主要内容
呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作
主要内容
呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作
需要专业的程序比 如SyncPlusTM、 Autotrack等等
无创通气成功关键词
The success of NIV depends on several factors:
Proper patient selection －－－选择合适患者



内源性PEEP对于触发的影响
Flow Triggering
Flow Triggering
NPB 840
The ventilator’s inspiratory flow sensors measure the delivered flow, and the expiratory flow sensor measures the exhaled flow.
Slutsky AS, Tremblay LN: Multiple System Organ Failure. Is Mechanical Ventilation a Contributing Factor? Am J Respir Crit Care Med Vol 157. pp 1721–1725, 1998
t
触发 呼吸做功
反应时间: 取决于电脑
反应时间
反映时间
触发灵敏度设置

流速触发&压力触发？

流速触发不同呼吸机有不同设计
大多呼吸机流速触发值越高=触发愈加困难
（Servo 系列除外）

触发灵敏度设置原则：避免误触发的最低值
Limit限制变量
容控模式---流速限制型通气
Time triggered, Flow limited, Volume cycled Ventilation
NIV: Non-invasive ventilation
NIPPV: Non-Invasive Positive Pressure Ventilation
无创通气是指不经气管插管而 增加肺泡通气的一系列方法的 总称。包括体外负压通气、经 鼻面罩正压通气、胸壁震荡及 膈肌起博等。
无创正压通气是目前最常用的 无创通气技术，主要是指经鼻 /面罩进行的正压通气。
条件变量 限 制 变 量 触 发 方 式 Cycle 变量 基线变量
没 有 最 好 的 呼 吸 机 模 式
阶段变量基本要素

触发方式 Trigger：（呼吸机开始送气的参数） 时间触发 ，流速触发，压力触发，混合触 发

限制变量 Limit：（呼吸机以什么样的方式进行送气） 压力限制，流速限制

转换方式 Cycle：（呼吸机怎么辨别吸气结束呼气开始） 时间转换，容量转换，流速转换，压力转换，混合
潮气量不稳定（由机器和患者共同 潮气量稳定 决定） 气道压力稳定 MAP较高氧和相对较好、人机同 步性较好 气道压力不稳定 MAP较低、人机同步性相对较差
临床应用：适用于肺实质病变
适用于：阻塞性疾病
不足：容易通气不足
容易产生气压伤
条件变量

条件变量：（呼吸吸机达到什么样的条件就会更 改通气方式） 临床最常见的条件变量为气道压力过高报警：即 如果通气过程中气道压力超过高压报警呼吸机会 提示报警并且终止送气呼气阀打开开始呼气。

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Pressure Triggering Sassoon 和 Gruer两人曾提到： 触发前期( pre-trigger phase)，若时间过长 (delay)会产生人机不同步(dyssynchrony)增加呼 吸功。 延迟(delay)的产生，可能是下列的错误： 压力讯号的传输速度、压力转换器(transducer) 的频率反应、压力转换器本身和位于呼吸管路的 位置、PEEP 设定值与实际值的差异。 延迟时间(delay time) < 150 ms。
C动态=（Ppeak - PEEP）/VT
时间
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准确计算气道阻力和顺应性的条件


完全抑制患者的自主呼吸
选用容量型通气模式 流速波形：方波 延长平台时间
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运动方程的应用：压力报警原因的分析
高压报警原因的分析
P总=R× Flow + VT/C+PEEP
平均气道压(Pmean)
反应在整个呼吸周期中气道内的平均压力
机械通气的方式

负压通气
负压呼吸机（“铁肺”）

正压通气
有创正压通气 无创正压通气
主要内容
呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作
呼吸机的基本构造
气源
吸气控制开关
加温加湿装置 气道 肺
控制系统
呼气控制开关
呼吸机运行本质——气体开关
Evita 4 硬件介绍

触发前期( pre-trigger phase) 、触发后期(Post-trigger phase)
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Pressure Triggering

Pressure trigger 期间，吸气阀和呼气阀皆必 须是关闭的。呼气阀的关闭，需靠病人 effort 来移至关闭的位置。故呼气阀的阻力，会影响病 人的吸气做功。 Flow trigger 时，吸、呼气阀皆是 open ( flow trigger的好处)。 各种呼吸模式中，吸、呼气阀的关闭与开放状况 不同，亦会影响呼吸做功。
缺 点 吸气相压力较低 不易密闭易漏气 死腔增大，重复呼吸 胃肠胀气 面部损伤 不便于气道分泌物引流 加温、加湿、FiO2调节 不充分
德尔格Carina气路图
BiPAP Vision 气路电路图
专业无创呼吸机特点




小巧 一般为涡轮机、单回路 高流速低压力系统 保障漏气后不报警 有漏气补偿 减少因漏气而引起的误触发 减少因为漏气造成的呼气延迟
管路系统
肺
呼出气流
呼气阀 (可控wenku.baidu.com 气体出口
主要内容
呼吸机基本概念 呼吸机硬件介绍 机械通气基本原理 通气模式工作原理 无创通气的原理以及操作
机械通气四大要素
FLOW
PRESSURE
TIME
VOLUME
机械通气的基本原理
容量/顺应性
气道阻力×流速
+
基础压力PEEP
P总=气道阻力×气体流速+潮气量/顺应性+PEEP
Evita 触发的改良
Paw
联合流量触发
0,2 mbar 压力差 t PTP = 压力 时间乘积
1.
PEEP
两个阀门都关闭
Insp.Flow FT t 触发器 呼吸做功
2. 传感器探测出0,2mbar的压力差 (尽可能减小出错的可能性, auto-cycling, 提升安全标准)
3. HPSV开启, 输送气流 (快速反 应时间)
Time-Cycled
Flow
(L/min)
Set PC level
Press (cm H2O) ure
Volume
(ml)
Time (sec)
压力控制VS容量控制
PCV VCV
以保证气道持续稳定正压为目的
设置参数：Pi Ti f ,fiO2
以保证稳定潮气量为目的
设置参数：Vt flow(Ti) f
Preset Peak Flow
Flow (L/m)
Pressure (cm H2O)
Dependent on CL & Raw
Preset VT
Volume Cycling
Volume (mL)
Time (sec)
压控模式----压力限制型通气
Time Triggered, Pressure Limited, Time Cycled Ventilation