呼吸波形分析入门
呼吸麻醉教学资料呼吸波形分析
05
CATALOGUE
呼吸波形分析的教学与培训
呼吸波形分析的教学内容与方法
呼吸波形的基本概念
01
解释呼吸波形的定义、组成和意义，以及其在麻醉教学中的重
要性。
呼吸波形分析的方法
02
介绍如何通过观察和解读呼吸波形来评估患者的呼吸状态和麻
醉深度，包括波形特征、参数解读等。
呼吸波形分析的教学案例
03
提供典型病例的呼吸波形图谱，通过实际案例分析帮助学生理
呼吸波形分析的历史与发展
早期的呼吸波形分析主要依赖于人工观察和记录，随着技术的发展，逐渐出现了自 动化的呼吸监测设备和分析软件。
目前，随着计算机技术和信号处理技术的不断发展，呼吸波形分析的准确性和可靠 性得到了显著提高，其在临床上的应用也越来越广泛。
未来，随着人工智能和机器学习技术的进一步发展，呼吸波形分析有望。
解和掌握呼吸波形分析的技巧。
呼吸波形分析的实践操作培训
实践操作环境与设备
介绍进行呼吸波形分析所需的设备和环境，如呼吸机、监护仪等 。
实践操作步骤与注意事项
详细说明如何正确连接设备、采集呼吸波形数据，以及在操作过程 中应注意的事项。
实践操作考核与评估
制定实践操作的考核标准和方法，以便对学生的学习成果进行评估 和反馈。
呼吸波形分析的局限性
信号噪声干扰
呼吸波形信号常常受到各种噪声的干扰，如呼吸机机械振动、患 者体动等，影响分析的准确性。
呼吸模式多样性与个体差异
不同患者的呼吸模式存在差异，如正常呼吸、浅快呼吸、深慢呼吸 等，对波形分析带来挑战。
呼吸波形特征提取难度
呼吸波形复杂多变，特征提取难度较大，需要高精度的算法和模型 支持。
呼吸机波形分析基础
我们都知道机械通气时有四个最基本的变量：容量、压力、流量、时间。
这四个变量是机械通气的核心。
所谓的波形其实就是反映这四个变量之间关系的曲线,包括容量、压力、流量这三个变量的时间曲线以及压力—容量、流量-容量和压力—流量等三个环.其中以压力-时间曲线、流量-时间曲线和压力—容量环最为常用，在基础讲座中我们将着重讲解。
这是几种最常见的流量时间曲线.（本图引自PB840呼吸机的波形说明，绿色表示强制通气的吸气过程，红色表示自主呼吸的吸气过程,黄色表示呼气过程)横轴代表时间，单位是秒s；纵轴代表流量，单位是升/分L/min.曲线上任意一点的流量都是由流量传感器测得的。
呼吸机送气时,气流通过吸气端流量传感器,此时流量曲线位于横轴上方。
呼吸机送气停止，如果此时有平台时间,则流量时间曲线的这一段与横轴重合。
开始呼气时，送气阀关闭,呼气阀打开,气流通过呼气端流量传感器，此时流量曲线位于横轴下方.呼吸机送气的容量就等于吸气曲线下的面积。
我们先来看一下上图的左半部分。
左边三个图都是强制通气时的流量曲线.第一个就是最经典，以前也最常用的方波square（矩形波）。
方波是定容通气时可选择的流量波形之一。
我们知道，定容通气时需要设置的参数有潮气量、呼吸频率、峰流量（或吸气时间或吸呼比）、流量波形、平台时间、氧浓度、PEEP等等。
方波的特点就是呼吸机在整个吸气时间内所输送的流量均是恒定的，吸气开始后很快就达到峰值,并保持恒定直到吸气结束才降为0，故形态呈方形(临床实际的情况是由于流量从0上升到最大值多多少少会需要一点时间，因此流量曲线就象是个梯形).第二个是递减波(线性).线性递减波也是定容通气时可选择的流量波形之一。
其特点是呼吸机输送的流量在吸气时间刚开始时立即达到峰值, 然后呈线性递减至0（吸气结束)。
方波和线性递减波都是定容通气时的流量曲线，在其他所有参数都相同的情况下,方波的吸气时间短（如果设定了吸气时间，则峰流量较小)，但气道峰压高；而线性递减波的吸气时间稍长（如果设定了吸气时间,则峰流量较大），气道峰压较低。
呼吸麻醉教学资料 呼吸波形分析
6.3.6
• PAV通气的FA和VA
PAV的FA和VA示意图
6.3.6a
• PAV根据压力曲线来控制辅助比例是否恰当
从压力曲线来评估PAV的支持%有无脱逸或不足
6.3.6b
• PAV的通气波形
• 顺应性或阻力的改变的波形
• VCV时顺应性(CL)降低、阻力(Paw)增高的波形
肺顺应性减退(CL↓)和气道阻力 (Raw)增高时会引起气道压力增高 (Paw↑), 可触发高压报警引起此次 吸气过早终止, 吸气时间缩短而使 输送的潮气量不足, 相应低呼出潮 气量和低每分钟通气量也报警.
• 评估支气管扩张剂的疗效
2.2.3
支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A: 呼出气的峰流速, B: 从峰流速逐渐降至0的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A增加, B有效呼 出时间缩短, 说明用药后支气管情况改善. 另尚可监测Auto-PEEP有无改 善作为佐证.
呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估
呼气时间不足在容积-时间曲线上表现
• 呼吸环
5.1
• 压力-容积环(P-V loop)
P-V环的构戌(指令通气)
•
5.1.1 VCV和PCV在Paw-V环的差别
5.1.2
• 自主呼吸(SPONT)的P-V环
图35为自主呼吸, 本例基 线压力=0 cmH2O(即 PEEP=0). 正常吸气时是 负压达到吸入潮气量时 即转换为呼气, 呼气时为 正压直至呼气完毕压力 回复至0. P-V环呈顺时钟 方向描绘. 在吸气肢内面 积大小即为吸气作功大 小.
2.2.1
• 初步判断支气管情况和主动或被动呼气
图11左侧图虚线反映气道阻力正常, 呼气峰流速大,呼气时间稍短, 实线 反映呼气阻力增加, 呼气峰流速稍 小,呼气时延长.
呼吸波形分析入门
评估支气管扩张剂的疗效
2.2.3
支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A: 呼出气的峰流速, B: 从峰流速逐渐降至0的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A增加, B有效呼 出时间缩短, 说明用药后支气管情况改善. 另尚可监测Auto-PEEP有无改 善作为佐证.
2
CMV(IPPV) 模式的波形
6.1.3
定容型CMV的波形
VCV-CMV通气波形
6.1.3a
VCV-CMV的压力, 流速波形
AMV(IPPVassist) 模式的波形
6.1.4
容定型AMV通气的波形
VCV-AMV通气波形
6.1.4a
VCV-AMV的P-T,F-T曲线
同步间歇指令通气(SIMV)通气波形
呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估
3
压力-时间曲线
3.1
VCV的压力-时间曲线示意图
平均气道压(mean Paw 或Pmean)
3.1.1
3.1.2
在VCV中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比)
3.2
PCV的压力-时间曲线
评估吸气触发阈和吸气作功大小
呼吸机持续气流对呼吸作功的影响
3.3.3
BIPAP所衍生的四种模式
3.3.4.6
a. Phigh＞Plow且Thigh＜Tlow, 即是CMV/AMVBIPAP(也称IPPV-BIPAP)
b. Phigh＞Plow, Phigh上无自主呼吸, 即IMV-BIPAP
c. 为真正的BIPAP:Phigh＞Plow, 且Thigh＜Tlow, Phigh和Plow均有自主呼吸
(整理)呼吸机基本波形详解.
呼吸机基本波形详解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，流量感应器根据设计类型不同而有些许差异，但大部分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。
流速波有两个组成部分：吸气波和呼气波，它描述了流速大小、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。
我们先介绍机控呼吸的吸气波，然后是自主呼吸的，等掌握了基本原理，再来讨论呼气波形。
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，我们会在后面介绍图1 吸气流速波——机控呼吸①呼吸机送气开始开始吸气取决于以下两点：1)到达了预设的呼吸周期时间，即“时间循环”2）病人吸气努力达到了触发辅助通气的阈值，通常是一个吸气负压或吸气流速增量，即“病人循环”。
前者常出现在控制呼吸模式，后者常出现于辅助呼吸模式②吸气峰流速在容控性呼吸机上，预设流速是很有必要的，流速设置也可以设置潮气量和吸气时间来间接得到。
假设设置了一个恒定流速的容控性呼吸机（如图一），峰流速就是设置值。
当流速不恒定，即流速波形是曲线波，流速在吸气时不同时间点上表现为不同的值。
此时中间流速或称平均流速通过下式计算：流速（LPM）=[潮气量（L）/时间（S）]X60③吸气末停止送气这个转换可能达到了预期的容量送气、流速、压力或吸气时间④吸气流速的持续时间常与吸气时间相应，容控呼吸机上，吸气时间常取决于预设的潮气量、峰流速和流速释放方式（波型:如递减波），有的也可以直接设置。
因此，吸气时间可以长于峰流速持续时间，尤其当应用吸气暂停时。
⑤整个呼吸周期时间（TCT）取决于预设的呼吸次数 TCT=60/Rate 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。
呼吸波形分析入门课件
5.1.7
PSV时的P-V环
.
57
阻力改变时的P-V环
5.1.8
.
58
不同阻力P-V环的影响
5.1.9
.
59
顺应性改变的P-V环
临床上医源性PEEP= 所测PEEPi × 0.8. 如此 即打开过早关闭的小气道而又不增加肺容积.
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23
评估支气管扩张剂的疗效
2.2.3
支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A: 呼出气的峰 流速, B: 从峰流速逐渐降至0的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A增加, B有效呼出时间缩短, 说明用药后支气管情况改善. 另尚可监测AutoPEEP有无改善作为佐证.
BIPAP所衍生的四种模式
.
42
3.3.4.6
a. Phigh＞Plow且Thigh＜Tlow, 即是CMV/AMVBIPAP(也称IPPV-BIPAP)
b. Phigh＞Plow, Phigh上无自主呼吸, 即IMV-BIPAP
c. 为真正的BIPAP:Phigh＞Plow, 且Thigh＜Tlow, Phigh和Plow均有自主呼吸
.
52
辅助通气(AMV)的P-V环
5.1.3
.
53
插管内径对P-V环的影响
不同内径的插管所形成的P-V环
.
54
吸气流速大小对P-V环的影响
5.1.5
吸气流速对P-V环的影响
.
55
5.1.6
自主呼吸+PS, P-V环在插管顶端、末端的作用
CPAP用PS在插管顶端、末端的作用
.
56
PSV时Paw-V环与Ptrach-V环的差别
d. Phigh=Plow时即为CPAP
、呼吸波形-V1
、呼吸波形-V1
呼吸波形是呼吸时产生的一种特殊信号。
它通过电极贴在胸前或背部，将呼吸运动转换成电压信号，再通过信号放大器等仪器进行放大、滤波、采样等处理后，得到一幅波形图。
这幅波形图主要由三部分组成：呼气期、吸气期和稍微停顿的平台期。
呼气期是指从呼吸的顶峰点开始，到呼气过程结束的过程。
在呼气过
程中，肺部中的二氧化碳被排出，肺泡内的压力逐渐增加，呼气流量
也逐渐减小。
因此，在呼气期，呼吸波形的下降段会逐渐变缓，直到
结束。
吸气期是指从呼气结束时，到吸气过程结束的过程。
在这个过程中，
肺部中的氧气被吸入，肺泡内的压力逐渐降低，呼吸流量也逐渐增加。
因此，在吸气期，呼吸波形的上升段会逐渐变缓，直到结束。
同时，
在呼吸波形的顶点处，会形成一段稍微停顿的平台期。
对于正常人的呼吸波形来说，其形态应该是较为规则的，呼吸周期相
对稳定，呼气和吸气的持续时间应该相等。
但是当患者出现呼吸功能
障碍时，呼吸波形会出现异常变化。
比如在多呼吸综合症中，呼吸波
形会出现多个明显的波峰或波谷，而在阻塞性睡眠呼吸暂停综合征中，呼吸波形的上升段持续时间延长，下降段持续时间缩短。
总而言之，呼吸波形是一种非常重要的生理信号，通过监测呼吸波形
可以帮助医生及时发现呼吸障碍，指导临床诊断和治疗。
对于普通人
来说，呼吸波形的监测也可以帮助我们更好地了解自己的呼吸习惯，
保持健康的生活方式。
呼吸波形分析入门
呼吸波形分析入门呼吸波形分析是指对人体呼吸过程中产生的波形进行分析和解读的技术。
通过对呼吸波形的分析，可以了解人体的呼吸情况、肺功能以及一些疾病的发生与发展情况，具有重要的临床应用价值。
本文将介绍呼吸波形分析的基本原理、常用的呼吸波形参数及其临床意义，以及呼吸波形分析的应用领域。
呼吸波形是人体呼吸过程中产生的一种连续变化的曲线，它反映了呼吸肌肉的收缩与放松、胸腔的扩张与收缩。
通过对呼吸波形的分析，可以得到一系列的参数，如呼吸频率（RR）、潮气量（TV）、呼气末正压（PEEP）等，这些参数可以帮助医生了解患者的呼吸情况，判断肺功能是否正常以及是否存在呼吸衰竭。
在呼吸波形分析中，最常用的参数是呼吸频率（RR）。
呼吸频率是指每分钟呼吸次数，正常成人的呼吸频率为12-20次/分钟。
通过对呼吸频率的分析，可以判断患者的呼吸节律是否规律，是呼吸快还是呼吸慢，这对于判断患者是否存在呼吸障碍是非常重要的。
另一个常用的呼吸波形参数是潮气量（TV）。
潮气量是指每次正常呼吸时进出肺部的空气量，正常成人的潮气量为500-800ml。
通过对潮气量的分析，可以判断患者肺功能的情况，如患者是否存在过度通气或通气不足的情况，以及判断患者是否存在通气与灌注不匹配等问题。
此外，呼吸波形分析还可以得到呼吸时间、峰值呼气流速（PEF）和呼气末正压（PEEP）等参数。
呼吸时间是指从吸气开始到呼气结束的时间，正常成人的呼吸时间约为4-6秒。
峰值呼气流速是指呼气过程中的最大流速，反映患者的呼气能力。
呼气末正压是指在呼气末时，呼吸机对患者施加的正压情况，用于维持患者的肺泡开放和改善通气效果。
呼吸波形分析的应用领域非常广泛。
在重症监护室（ICU）中，呼吸波形分析可以帮助医生监测患者的呼吸状况，及时发现呼吸异常，是重症患者管理中的重要手段。
在麻醉领域中，呼吸波形分析可以帮助麻醉医生监测患者的呼吸情况，及时调整麻醉深度和通气参数，确保患者的安全。
在呼吸疾病的诊断和治疗中，呼吸波形分析可以帮助医生判断疾病的类型和严重程度，选择合适的治疗方案。
呼吸机波形分析入门+彩图
呼吸机波形分析⼊门+彩图引⾔近10 年来因微理器和有关软件的发展, 现代呼吸机除提供各种有关监测参数外, 同时能提供机械通⽓时压⼒、流速和容积的变化曲线以及各种呼吸环. ⽬的是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, 如通⽓模式是否合适、⼈机对抗、⽓道阻塞、呼吸回路有⽆漏⽓、评估机械通⽓时效果、使⽤⽀⽓管扩张剂的疗效和呼吸机与患者在通⽓过程中各⾃所作之功等.有效的机械通⽓⽀持或通⽓治疗是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PaCO2 和pH 正常, PaO2 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:上图中，⽓源部份（Gas Source）是呼吸机的⼯作驱动⼒, 通过调节⾼压空⽓和氧⽓流量⼤⼩的阀门来供应混合氧⽓体. ⽓体流量经流速传感器在毫秒级时间内测定流量, 调整⽓体流量阀门(Flow Valve)的直径以控制流量。
测定在流速曲线的吸⽓流速⾯积下的积分, 计算出潮⽓量. Vt= 流速(升/秒)×Ti(流速恒定).图中控制器（Control Unit）是呼吸机⽤于控制吸⽓阀和呼⽓阀的切换,它受控于肺呼吸⼒学改变⽽引起的呼吸机动作.吸⽓控制有 :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.呼⽓控制有: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: 呼吸机捡测到吸⽓流速到吸⽓终⽌标准时即切換呼⽓(Esens).图中⽓体流量定量阀(Dosing Flow-Valve)是控制呼吸机输送的⽓体流量, 由流量传感器监测并控制, 如此⽓体流量经Y 形管进⼊病⼈⽓道以克服⽓道粘性阻⼒，再进⼊肺泡的容积以克服肺泡弹性阻⼒. 通过打开和关闭呼⽓阀, 即控制了吸⽓相和呼⽓相. 在吸⽓时呼⽓阀是关闭的. 若压⼒,容量或吸⽓时间达到设置值, 呼⽓阀即打开, 排出呼出⽓体.呼⽓阀后的PEEP 阀是为了维持呼⽓末⽓道压⼒为正压(即0 cmH2O 以上), ⽬的是克服內源性(PEEPi);维持肺泡的张开.由于各⼚图形处理软件不⼀, 故显⽰的波形和环稍有差别,但对波形的判断並⽆影响.为便识别吸、呼⽓相,本波形分析⼀律以绿⾊代表吸⽓,以兰⾊代表呼⽓.2. 流量-时间曲线(F-T curve)流速定义:呼吸机在单位时间内在两点之间输送出⽓体的速度, 单位为cm/s 或m/s.流量:是指每单位时间内通过某⼀点的⽓体容量. 单位L/min 或L/sec ⽬前在临床上流速、流量均混⽤! 本⽂遵守习称.流量-时间曲线的横座标代表时间(sec), 纵座标代表流速(Flow= ), 流速(量)的单位通常是"升/分"(L/min 或LPM).在横座标的上部代表吸⽓(绿⾊), 吸⽓流量(呼吸机吸⽓阀打开, 呼⽓阀关闭, ⽓体输送⾄肺),曾有⼋种波形(见下图).⽬前多使⽤⽅波和递减波.横座标的下部代表呼⽓(兰⾊)(呼吸机吸⽓阀关闭, 呼⽓阀打开以便病⼈呼出⽓体). 呼⽓流量波形均为同⼀形态, 只有呼⽓流量的振幅⼤⼩和呼⽓流量回复到零时间上差异.图. 各种吸、呼⽓流量波形 A.指数递减波 B.⽅波 C.线性递增波 D.线性递减波 E. 正弦波 F.50%递减波 G.50%递增波H.调整正弦波2.1. 吸⽓流量波形(Fig.1) 恒定的吸⽓流速是指在整个吸⽓时间内呼吸机输送的⽓体流量恒定不变, 故流速波形呈⽅形,( ⽽PCV 时吸⽓流量均采⽤递减形-即流量递减), 横轴下虚线部分代表呼⽓流速(在呼⽓流量波形另⾏讨论)Fig.1 吸⽓流量恒定的曲线形态1: 代表呼吸机输送⽓体的开始:取决于 a)预设呼吸周期的时间巳达到, 呼⽓转换为吸⽓(时间切换)如控制呼吸(CMV). b)患者吸⽓努⼒达到了触发阀,呼吸机开始输送⽓体,如辅助呼吸(AMV).2: 吸⽓峰流量(PIF 或PF): 在容量控制通⽓(VCV)时PIF 是预设的, 直接决定了Ti 或I:E.在PCV 和PSV 时,PIF 的⼤⼩决定了潮⽓量⼤⼩、吸⽓时间长短和压⼒上升时间快慢.3: 代表吸⽓结束, 呼吸机停⽌输送⽓体.此时巳完成预设的潮⽓量(VCV)或压⼒巳达标(PCV),输送的流量巳完成(流速切换),或吸⽓时间已达标(时间切换).4→5:代表整个呼⽓时间:包括从呼⽓开始到下⼀次吸⽓开始前这⼀段时间.6: 1→4为吸⽓时间: 在VCV 中其长短由预设的潮⽓量,峰流速和流速波型所决定, 它尚包含了吸⽓后摒⽓时间(VCV 时摒⽓时间内⽆⽓体流量输送到肺,PCV 时⽆吸⽓后摒⽓时间).7: 代表⼀个呼吸周期的时间(TCT): TCT=60 秒/频率.2.1.1 吸⽓流量的波型(类型)(Fig.2)根据吸⽓流量的形态有⽅波, 递减波, 递增波, 和正弦波, 在定容型通⽓(VCV)中需预设频率, 潮⽓量和峰流量, 并选择不同形态的吸⽓流量波.!(见Fig.2 以⽅波作为对⽐) 正弦波是⾃主呼吸的波形，其在呼吸机上的疗效⽆从证明(指在选擇流速波形时),巳少⽤.雾化吸⼊或欲使吸⽓时间相对短时多数⽤⽅波.Fig.2 吸⽓流速波型图2 中流速以⽅波作为对⽐(以虚线表⽰), 在流速,频率和潮⽓量均不变情况下, ⽅波由于流速恒定不变,故吸⽓时间最短, 其他波形因的递减, 递增或正弦状, 因它们的流速均⾮恒定不变, 故吸⽓时间相应延长.⽅波: 是呼吸机在整个吸⽓时间内所输送的⽓体流量均按设置值恒定不变, 故吸⽓开始即达到峰流速, 且恒定不变持续到吸⽓结束才降为 0. 故形态呈⽅形递减波: 是呼吸机在整个吸⽓时间内, 起始时输送的⽓体流量⽴即达到峰流速(设置值), 然后逐渐递减⾄0 (吸⽓结束), 以压⼒为⽬标的如定压型通⽓(PCV)和压⼒⽀持(PSV=ASB)均采⽤递减波.递增波: 与递增波相反, ⽬前基本不⽤.正弦波: 是⾃主呼吸的波形. 吸⽓时吸⽓流速逐渐达到峰流速⽽吸⽓末递减⾄0,(⽐⽅波稍缓慢⽽⽐递减波稍快).呼⽓流速波除流速振幅⼤⼩和流速回⾄基线(即0 流速)的时间有所不同外,在形态上⽆差别.2.1.2 AutoFlow(⾃动变流) (见Fig.3)AutoFlow 并⾮流速的波形, ⽽是呼吸机在VCV 中⼀种功能. 呼吸机根据当前呼吸系统的顺应性和阻⼒及设置的潮⽓量, 计算出下⼀次通⽓时所需的最低⽓道峰压, ⾃动控制吸⽓流量, 由起始⽅波改变为减速波,在预设的吸⽓时间内完成潮⽓量的输送.Fig.3 AutoFlow 吸⽓流速⽰意图图3 左侧为控制呼吸，由原⽅波改变为减速波形(⾮递减波), 流速曲线下的⾯积=Vt.图右侧当阻⼒或顺应性发⽣改变时, 每次供⽓时的最⾼⽓道压⼒变化幅度在+3 - -3 cmH2O 之间, 不超过报警压⼒上限5cm H2O.在平台期内允许⾃主呼吸, 适⽤于各种VCV 所衍⽣的各种通⽓模式.2.1.3 吸⽓流量波形(F-T curve)的临床应⽤2.1.3.1 吸⽓流速曲线分析--鉴别通⽓类型(Fig.4)Fig.4 根据吸⽓流速波形型鉴别通⽓类型图4 左侧和右侧可为VCV 的强制通⽓时, 由操作者预选吸⽓流速的波形，⽅波或递减波.中图为⾃主呼吸的正弦波. 吸⽓、呼⽓峰流速⽐机械通⽓的正弦波均⼩得多.右侧图若是压⼒⽀持流速波, 形态是递减波, 但吸⽓流速可未递减⾄ 0, ⽽突然下降⾄ 0, 这是由于在吸⽓过程中吸⽓流速递减⾄呼⽓灵敏度(Esens)的阈值, 使吸⽓切换为呼⽓所致, 压⼒⽀持(PS) 只能在⾃主呼吸基础上才有作⽤. 这三种呼吸类型的呼⽓流速形态相似, 差别仅是呼⽓流速⼤⼩和持续时间长短不⼀.2.1.3.2 判断指令通⽓在吸⽓过程中有⽆⾃主呼吸(Fig.5)Fig.5 指令通⽓过程中有⾃主呼吸图5 中A 为指令通⽓吸⽓流速波, B、C 为在指令吸⽓过程中在吸⽓流速波出现切迹, 提⽰有⾃主呼吸.⼈机不同步, 在吸⽓流速前有微⼩呼⽓流速且在指令吸⽓近结束时⼜出现切迹, (⾃主呼吸)使呼⽓流速减少.2.1.3.2 评估吸⽓时间(Fig.6)Fig.6 评估吸⽓时间图6 是VCV 采⽤递减波的吸⽓时间:A:是吸⽓末流速巳降⾄0 说明吸⽓时间合适且稍长, 在VCV 中设置了”摒⽓时间”.(注意在PCV ⽆吸⽓后摒⽓时间).B:的吸⽓末流速突然降⾄0 说明吸⽓时间不⾜或是由于⾃主呼吸的呼⽓灵敏度(Esens) 巳达标(下述), 切换为呼⽓. 只有相应增加吸⽓时间才能不增加吸⽓压⼒情况下使潮⽓量增加.2.1.3.4 从吸⽓流速检查有泄漏(Fig.7)Fig.7 呼吸回路有泄漏当呼吸回路存在较⼤泄漏,(如⽓管插管⽓囊泄漏,NIV ⾯罩漏⽓,回路连接有泄漏)⽽流量触发值⼜⼩于泄漏速度,使吸⽓流速曲线基线(即0 升/分)向上移位(即图中浅绿⾊部分) 为实际泄漏速度, 使下⼀次吸⽓间隔期延长, 此时宜适当加⼤流量触发值以补偿泄漏量，在CMV 或NIV 中,因回路连接, ⾯罩或插管⽓囊漏⽓可⾒及.2.1.3.5 根据吸⽓流速调节呼⽓灵敏度(Esens)(Fig.8)Fig.8 根据吸⽓峰流速调节呼⽓灵敏度左图为⾃主呼吸时, 当吸⽓流速降⾄原峰流速10→25%或实际吸⽓流速降⾄10 升/分时, 呼⽓阀门打开呼吸机切换为呼⽓. 此时的吸⽓流速即为呼⽓灵敏度(即Esens).现代的呼吸机呼⽓灵敏度可供⽤户调节(Fig.8 右侧). 右侧图A 因回路存在泄漏或预设的Esens 过低, 以致呼吸机持续送⽓, 使吸⽓时间过长. B 适当地将Esens 调⾼及时切换为呼⽓, 但过⾼的Esens 使切换呼⽓过早, ⽆法满⾜吸⽓的需要. 故在PSV 中Esens 需和压⼒上升时间⼀起来调节, 根据F-T,和P-T 波形来调节更理想.2.1.3.6 Esens 的作⽤(Fig.9)Fig.9 Esens 的作⽤图9 为⾃主呼吸+PS, 原PS 设置15 cmH2O, Esens 为10%. 中图因呼吸频率过快、压⼒上升时间太短, ⽽Esens 设置太低, 吸⽓峰流速过⾼以致PS 过冲超过⽬标压,呼吸机持续送⽓,T I 延长,⼈机易对抗. 经将Esens 调⾼⾄30%, 减少T I,解决了压⼒过冲, 此Esens 符合病⼈实际情况.2.2 呼⽓流速波形和临床意义呼⽓流速波形其形态基本是相似的,其差别在呼⽓波形的振幅和呼⽓流速持续时间时的长短, 它取决于肺顺应性,⽓道阻⼒(由病变情况⽽定)和病⼈是主动或被动地呼⽓.(见Fig.10)1:代表呼⽓开始.2:为呼⽓峰流速:正压呼⽓峰流速⽐⾃主呼吸的稍⼤⼀点.3:代表呼⽓的结束时间(即流速回复到0),4:即1 – 3 的呼⽓时间5:包含有效呼⽓时间 4, ⾄下⼀次吸⽓流速的开始即为整个呼⽓时间,结合吸⽓时间可算出I:E.TCT:代表⼀个呼吸周期 = 吸⽓时间+呼⽓时间2.2.1 初步判断⽀⽓管情况和主动或被动呼⽓(Fig.11)图11 左侧图虚线反映⽓道阻⼒正常, 呼⽓峰流速⼤,呼⽓时间稍短, 实线反映呼⽓阻⼒增加, 呼⽓峰流速稍⼩,呼⽓时延长.右侧图虚线反映是病⼈的⾃然被动呼⽓, ⽽实线反映了是患者主动⽤⼒呼⽓, 单纯从本图较难判断它们之间差别和性质. 尚需结合压⼒-时间曲线⼀起判断即可了解其性质.2.2.2 判断有⽆内源性呼⽓末正压(Auto-PEEP/PEEPi)的存在(Fig.12)Fig.12 为三种不同的Auto-PEEP 呼⽓流速波形图12 吸⽓流速选⽤⽅波,呼⽓流速波形在下⼀个吸⽓相开始之前呼⽓流速突然回到0, 这是由于⼩⽓道在呼⽓时过早地关闭, 以致吸⼊的潮⽓量未完全呼出,使部分⽓体阻滞在肺泡内产⽣正压⽽引起Auto-PEEP( PEEPi). 注意图中的A,B 和C, 其突然降⾄0 时呼⽓流速⾼低不⼀, B 最⾼,依次为A, C. 实测Auto-PEEP 压⼒⼤⼩也与波形相符合.Auto-PEEP 在新⽣⼉, 幼婴⼉和45 岁以上正常⼈平卧位时为3.0 cmH2O. 呼⽓时间设置不适当, 反⽐通⽓, 肺部疾病(COPD)或肥胖者均可引起PEEPi.临床上医源性PEEP= 所测PEEPi × 0.8. 如此即打开过早关闭的⼩⽓道⽽⼜不增加肺容积.2.2.3 评估⽀⽓管扩张剂的疗效(Fig.13)Fig.13 呼⽓流速波形对⽀⽓扩⼤剂疗效评估图13 中⽀⽓管扩张剂治疗前后在呼⽓流速波上的变化, A: 呼出⽓的峰流速, B: 从峰流速逐渐降⾄0 的时间. 图右侧治疗后呼⽓峰流速A 增加, B 有效呼出时间缩短, 说明⽤药后⽀⽓管情况改善. 另尚可监测Auto-PEEP 有⽆改善作为佐证.3.压⼒-时间曲线3.1 VCV 的压⼒-时间曲线(P-T curve)(Fig.14)呼吸周期由吸⽓相和呼⽓相所组成. 在VCV 中吸⽓相尚有⽆流速期是⽆⽓体进⼊肺内(即吸⽓后摒⽓期-吸⽓后平台), PCV 的吸⽓相是始终为有流速期(⽆吸⽓后摒⽓). 在呼⽓时均有呼⽓流速. 在压⼒-时间曲线上吸⽓相和呼⽓相的基线压⼒为0 或0 以上(即PEEP).压⼒-时间曲线反映了⽓道压⼒(Paw)的逐步变化(Fig.14), 纵轴为⽓道压⼒,单位是cmH2O (1 cmH2O=0.981 mbar), 横轴是时间以秒(sec)为单位, 基线压⼒为0 cmH2O. 横轴上正压, 横轴下为负压.Fig.14 VCV 的压⼒-时间曲线⽰意图图14 为VCV,流速恒定(⽅波)时⽓道压⼒-时间曲线, ⽓道压⼒等于肺泡压和所有⽓道阻⼒的总和, 并受呼吸机和肺的阻⼒及顺应性的影响. 当呼吸机阻⼒和顺应性恒定不变时, 压⼒-时间曲线却反映了肺部情况的变化.A ⾄B 点反映了吸⽓起始时所需克服通⽓机和呼吸系统的所有阻⼒,A ⾄B 的压⼒差(△ P)等于⽓道粘性阻⼒和流速之乘积(△P=R× ),阻⼒越⾼或选择的流速越⼤, 则从 A 上升⾄B 点的压⼒也越⼤,反之亦然.B 点后呈直线状增加⾄C 点为⽓道峰压(PIP),是⽓体流量打开肺泡时的压⼒, 在C 点时通⽓机输送预设潮⽓量的⽓道峰压.A ⾄C 点的吸⽓时间(Ti)是有流速期, D ⾄E 点为吸⽓相内”吸⽓后摒⽓”为⽆流速期.与B ⾄C 点压⼒曲线的平⾏的斜率线(即A-D), 其ΔP=VtｘErs(肺弹性阻⼒), Ers=1/C 即静态顺应性的倒数, Ers=V T/Cstat).C 点后压⼒快速下降⾄D 点, 其下降速度与从A 上升⾄B 点速度相等. C ⾄D 点的压⼒差主要是由⽓管插管的内径所决定, 内径越⼩C-D 压差越⼤.D ⾄E 点即平台压是肺泡扩张进⾏⽓体交换时的压⼒, 取决于顺应性和潮⽓量的⼤⼩. D-E 的压⼒若轻微下降可能是吸⼊⽓体在不同时间常数的肺泡区再分佈过程, 或整个系统(指通⽓机和呼吸系统)有泄漏. 通过静态平台压测定, 即可计算出⽓道阻⼒(R)和顺应性(C), PCV 时只能计算顺应性⽽⽆阻⼒计算.E 点开始是呼⽓开始, 依靠胸廓、肺弹性回缩⼒使肺内⽓体排出体外(被动呼⽓), 呼⽓结束⽓道压⼒回复到基线压⼒的⽔平(0 或PEEP). PEEP 是呼⽓结束维持肺泡开放避免萎陷的压⼒.3.1.1平均⽓道压(mean Paw 或 Pmean)( Fig.15)Fig.15 平均⽓道压平均⽓道压(MAP)在正压通⽓时与肺泡充盈效果和⼼脏灌注效果相关(即⽓体交换),在⼀定的时间间隔内计算N 个压⼒曲线下的区域⾯积⽽得, 直接受吸⽓时间影响. ⽓道峰压, PEEP, 吸/呼⽐和肺含⽔量均影响它的升降. 图中A-B 为吸⽓时间, B-C 为呼⽓时间, PIP= 吸⽓峰压,呼吸基线=0 或PEEP. ⼀般平均⽓道压=10-15cmH2O, 不⼤于30cmH2O.3.1.2 在VCV 中根据压⼒曲线调节峰流速(即调整吸/呼⽐) (Fig.16)VCV 通⽓时, 调节吸⽓峰流速即调正吸⽓时间(Ti)或I/E ⽐. 图16 中A 处因吸⽓流速设置太低, 吸⽓时间稍长, 故吸⽓峰压也稍低.在B 处设置的吸⽓流速较⼤, 吸⽓时间也短, 以致压⼒也稍⾼, 故在VCV 时调节峰流速既要考虑Ti, I/E ⽐和Vt, 也要考虑压⼒上限.结合流速,压⼒曲线调节峰流速即可达到预置的⽬的..2 PCV 的压⼒-时间曲线(Fig.17)Fig.17 PCV 的压⼒-时间曲线虚线为VCV, 实线为PCV 的压⼒曲线. 与VCV 压⼒-时间曲线不同, PCV 的⽓道压⼒在吸⽓开始时从基线压⼒(0 或PEEP) 增⾄预设⽔平呈平台样並保持恒定, 是受预设压⼒上升时间控制. PCV 的⽓体流量在预设吸⽓时间内均呈递减形. 在呼⽓相, 压⼒下降和VCV ⼀样回复⾄基线压⼒⽔平, 本图提⽰了在相同频率、吸⽓时间、和潮⽓量情况下PCV 的平台样压⼒⽐VCV 吸⽓末平台压稍低. 呼吸回路有泄漏时⽓道压将⽆法达到预置⽔平.3.2.1 压⼒上升时间(压⼒上升斜率或梯度)(Fig.18)以压⼒为⽬标的通⽓(如PCV, PSV), 压⼒上升时间是在吸⽓时间内使预设的⽓道压⼒达到⽬标压⼒所需的时间, 事实上是呼吸机通过调节吸⽓流速的⼤⼩, 使达到预设压⼒的时间缩短或延长.Fig.18 PCV 和PSV 压⼒上升时间与吸⽓流速的关系图18 是PCV 或PSV(ASB)压⼒上升时间在压⼒,流速曲线上的表现. a,b,c 分别代表三种不同的压⼒上升时间, 快慢不⼀. 调节上升时间即是调节呼吸机吸⽓流速的增加或减少, a,b,c 流速⾼低不⼀, 导致压⼒上升时间快慢也不⼀. 吸⽓流速越⼤, 压⼒达标时间越短(上图)，相应的潮⽓量亦增加. 反之亦然. 流速图a 有短⼩的呼⽓流速波是由于达到⽬标压有压⼒过冲, 主动呼⽓阀释放压⼒过冲所致, 压⼒上升时间的名称和所⽤单位各⼚设置不⼀.如Evita 设定的是时间0.05-2.0s(4), PB-840 是流速加速%FAP50-100%, ⽽Servo-i 为占吸⽓时间的%.3.3 临床意义3.3.1 评估吸⽓触发阈和吸⽓作功⼤⼩(Fig.19)Fig.19 评估吸⽓作功⼤⼩图19 为CPAP 模式, 根据吸⽓负压⾼低和吸⽓相内负压触发⾯积(PTP=压⼒时间乘积), 可初步對患者吸⽓⽤⼒是否达到预置触发阈和作功⼤⼩作定性判断. 负压幅度越⼤,引起触发时间越长,PTP 越⼤,病⼈吸⽓作功越⼤. 图中a. 吸⽓负压⼩, 吸⽓时间短, 吸⽓相⾯积⼩, 吸⽓作功也⼩. b. c. 吸⽓负压⼤, 吸⽓时间长, 吸⽓相⾯积⼤, 吸⽓作功也⼤.是否达到触发阈在压⼒曲线上,可⾒及触发是否引起吸⽓同步.3.3.2 评估平台压(Fig.20)Fig.20 评估平台压在PCV 或PSV 时, 若压⼒曲线显⽰⽆平台样压⼒, 如图20 A 所⽰, PCV 的吸⽓时间巳消逝, 但压⼒曲线始终未出现平台样压⼒.应先排除压⼒上升时间是否设置太长, 呼吸回路有⽆漏⽓. 如为VCV 时,设置的吸⽓流速是否符合病⼈需要或未设置吸⽓后摒⽓(需同时检查流速曲线和呼出潮⽓量是否达标以查明原因). 此外有的呼吸机因吸⽓流速不稳定, 也会出现这种情况3.3.3 呼吸机持续⽓流对呼吸作功的影响 (Fig.21)Fig.21 持续⽓流对呼吸作功的影响图21 中, 呼吸机提供的持续⽓流增加时, Paw 在⾃主呼吸中基线压⼒下是降低的, 同时呼⽓压⼒增加(因呼⽓时持续⽓流使阻⼒增加). 正确使⽤持续流速使吸⽓作功最⼩, ⽽在呼⽓压⼒并⽆过份增加, 在本病例中,当持续⽓流为10-20 L/min 时, 在吸⽓作功最⼩, 呼⽓压⼒稍有增加.但持续⽓流增⾄30 L/min 则呼⽓作功明显增加. 本图是患者⾃主呼吸(CPAP=5cmH2O), 流速波形为正弦波, 图中的病⼈呼吸流速和潮⽓量均⽆变化.3.3.4 识别通⽓模式通过压⼒-时间曲线可识别通⽓模式, 如CMV/AMV, SIMV, SPONT(CPAP), BIPAP 等.3.3.4.1 ⾃主呼吸(SPONT/CPAP)的吸⽓⽤⼒和压⼒⽀持通⽓(PSV/ASB) (Fig.22)Fig.22 ⾃主呼吸和压⼒⽀持通⽓的压⼒-时间曲线图22 均为⾃主呼吸使⽤了PEEP, 在A 处曲线在基线处向下折返代表吸⽓, ⽽B 处曲线向上折返代表呼⽓, 此即是⾃主呼吸, 若基线压⼒⼤于0 的⾃主呼吸称之为CPAP.右侧图吸⽓开始时有向下折返波以后压⼒上升, 第⼀个为PCV-AMV, 第⼆个为⾃主呼吸+PSV, PS ⼀般⽆平台样波形出现(除⾮呼吸频率较慢且压⼒上升较快), 注意压⼒⽀持通⽓是必需在患者⾃主呼吸基础上才可有压⼒⽀持, ⽽⾃主呼吸的吸⽓时间并⾮恒定不变, 因此根据吸⽓时间和肺部情况同时需调节压⼒上升时间和呼⽓灵敏度.3.3.4.2 控制机械通⽓(CMV)和辅助机械通⽓(AMV)的压⼒-时间曲线, Fig.23Fig.23 CMV(左侧)和AMV(右侧)的压⼒-时间曲线图中基线压⼒未回复到0, 是由于使⽤了PEEP. 且患者触发呼吸机是使⽤了压⼒触发,左侧图在基线压⼒均⽆向下折返⼩波(A), 呼吸机完全控制患者呼吸, 为CMV 模式.右侧在吸⽓开始均有向下折返的压⼒⼩波, 这是患者吸⽓努⼒达到触发阈使呼吸机进⾏了⼀次辅助通⽓, 为AMV 模式. 若使⽤了流速触发, 则不论是CMV 或AMV, 在基线压⼒可能⽆向下折返⼩波, 这需视设置的流量触发值⽽定.3.3.4.3 同步间歇指令通⽓(SIMV) Fig.24.Fig.24 SIMV 的压⼒波形⽰意图SIMV 在⼀个呼吸周期有强制通⽓期和⾃主呼吸期. 触发窗有在⾃主呼吸末端(呼吸周期末端), 也有触发窗位于强制通⽓起始端(呼吸周期起始端).若病⼈的呼吸努⼒在触发窗达到触发阈, 呼吸机即同步强制通⽓. 在隨后的⾃主呼吸的吸⽓⽤⼒即使达到触发阈也仅给于PS(需预设).若在触发窗⽆同步触发且强制呼吸频率的周期巳逝过, 则在下⼀个呼吸周期⾃动给于⼀次强制通⽓. 因触发窗缩短了有效的SIMV 时间, 即图中所⽰ΔT, 由此可避免SIMV 的频率增加. 图24 的触发窗是在呼吸周期末端!触发窗在强制通⽓期或在⾃主呼吸期末, 各⼚设计不⼀, 触发窗时限也不⼀. 图24a 是触发窗在强制通⽓期(即呼吸周期起始端）Fig.24a 同步间歇指令通⽓(SIMV)图24a 中⽅框部分是SIMV 的触发窗位于呼吸周期的起始段强制通⽓期, 在触发窗期间内⾃主呼吸达到触发阈, 呼吸机即同步输送⼀次指令(强制)通⽓(即设置的潮⽓量或吸⽓峰压), 若⽆⾃主呼吸或⾃主呼吸较弱不能触发时, 在⾃主呼吸期结束时(即⼀个呼吸周期结束)呼吸机⾃动给⼀次指令通⽓. 此后在⾃主呼吸期的剩余时间内允许患者⾃主呼吸, 即使⾃主呼吸⼒达到触发阈,呼吸机也不给指令通⽓, 但可给予⼀次 PS(需预设). 图中笫⼆、五个⽅框说明触发窗期巳消逝, 呼吸机给于⼀次强制通⽓. 第⼀、三、四、六均为在触发窗期内⾃主呼吸⼒达到触发阈, 呼吸机给予⼀次同步指令通⽓.3.3.4.4 双⽔平正压通⽓(BIPAP) Fig.25Fig.25 BIPAP 的压⼒-时间曲线BIPAP 属于PCV 所衍⽣的模式, 即在两个不同压⼒⽔平上患者进⾏⾃主呼吸⾒图25 上图. ⾼压(P high)相当于VCV 中的平台压,低压(P low)相当于PEEP, T high 相当于呼吸机的吸⽓时间(Ti), T low 相当于呼吸机的呼⽓时间(Te), 呼吸机的频率=60/Thigh+T low.下图左侧起始是PCV 吸⽓峰压呈平台状⽆⾃主呼吸. 隨后的⾼压或低压⽔平上均有⾃主呼吸+压⼒⽀持. P H 和P L 的PS 最⼤值不⼤于P high +2 cmH2O.3.3.4.5 BIPAP 和VCV 在压⼒-时间曲线上差别Fig.26VCV 可选⽤不同流速波, 在压⼒曲线上有峰压, ⽽BIPAP 采⽤递减波流速, ⽆峰压只有平台样压⼒波, 且压⼒上升呈直线状(其差别见图26). BIPAP 的⾼, 低压⼒等于VCV 的平台压和 PEEP. BIPAP 的⾼低压的差数⼤⼩即反映了潮⽓量的⼤⼩.Fig.26 VCV 与BIPAP 在压⼒曲线的差别和关系 3.3.4.6 BIPAP 衍⽣的其他形式BIPAP(Fig.27)通过调节BIPAP 四个参数如P high, P low, T high, T low 可衍⽣出多种形式BIPAP:Fig.27 BIPAP 所衍⽣的四种模式a.P high＞P low 且T high＜T low, 即是CMV/AMV-BIPAP(也称IPPV-BIPAP)b.P high＞P low, P high 上⽆⾃主呼吸, 即IMV-BIPAPc.为真正的BIPAP:P high＞P low, 且T high＜T low, P high 和P low 均有⾃主呼吸d.P high=P low 时即为C PAP3.3.4.7 ⽓道压⼒释放通⽓(APRV)的通⽓波形(Fig.28)APRV 事实上也属于PCV 中的BIPAP, 主要是当T high＜T low 或T low ⼩于1.0 – 0.5 秒即是IRV-BIPAP 或APRV 见Fig.28. 常⽤于ARDS 主要⽬的除在P high 期提⾼PO2 外, 通过定时的⽓道压⼒下降以便排出 CO2, 使⽤时应密切注意⽓压伤.。
医学知识一呼吸波形及环图分析分析
Normal Time-based Curves〔1〕
容量控制通气
1、Pressure-Time,
2、Flow-Time
3、Volume-Time Curves
第六页，共六十二页。
Normal Time-based Curves〔2〕
压力控制通气
1、Pressure-Time, 2、Flow-Time
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。
A
VT
LITERS
呼时间 吸时间
B
TIME
第十二页，共六十二页。
Volume vs Time
Volume (ml)
Inspiratory Tidal Volume
Inspiration
Expiration
TI
Time (sec)
第十三页，共六十二页。
5、Air Leak
——漏气 表现：呼气支不能回到0点
原因：回路或气管内插管漏气
第三十二页，共六十二页。
Flow-Volume Loops〔1〕
1、Flow-Volume Loop
横轴——容积；纵轴——流速
上环——吸气；下环——呼气
A点：吸气开始
B点：吸气峰流速，伴容积增大
C点；潮气量输出结束，流速降为0，呼气开 始
❖ 5.检查流❖速容触量发-时时间回曲路线泄漏速
度
1、判断肺内气体是否存在泄漏
2、是否存在用力呼气
第四十四页，共六十二页。
Waveforms Loops意义
❖ 压力-容量环
1、估算吸气相面积和吸气触 发功
2、估算Flow-by的效果
3、估算顺应性、阻力
呼吸机波形分析入门
呼吸机波形分析入门引言：呼吸机波形是指通过呼吸机监护系统获得的呼吸机输出的波形图像。
波形图像是由时间作为横轴，压力、流量或体积作为纵轴所构成的图像。
通过对呼吸机波形进行分析可以了解患者的呼吸状况、通气情况以及呼吸机的设置是否合理等。
本文将介绍呼吸机波形的基本分析方法，以帮助初学者快速入门。
一、呼吸机波形的采集和显示常见的呼吸机波形包括压力波形、流量波形和体积波形。
压力波形显示了呼吸机输出的气道压力变化情况，流量波形显示了气体进出肺部的速度变化情况，体积波形显示了肺部的体积变化情况。
在呼吸机波形中，一般以吸气期为正，呼气期为负。
二、呼吸机波形的常见特征1.呼吸频率：通过计算波形上吸气峰值或呼气峰值的数量，可以得到呼吸频率。
常用的方法是计算每分钟的呼吸次数。
2.吸气时间和呼气时间：从吸气峰值到呼气峰值的时间间隔为一个完整的吸呼气周期。
通过计算吸气时间和呼气时间的长短，可以了解患者的通气情况。
3.吸气峰值压力和呼气峰值压力：波形中的压力峰值反映了肺的通气效果，通常情况下，吸气峰值压力应该较呼气峰值压力高。
4.呼气末正压（PEEP）：波形中的底线或基线表示了呼气末正压。
PEEP是在呼气末保持气道压力的一种方式，能保持肺泡的开放性，增加氧合和通气效果。
5. 吸气延迟时间（inspiratory delay）：吸气波形图中延迟时间指的是吸气流量波形开始上升直到达到吸气峰值的时间。
延迟时间过长可能表明存在气道阻力或机械问题。
三、呼吸机波形的分析方法1.波形形状：通过观察波形的形状可以判断患者的通气状态，如是否存在阻塞或排空障碍等。
正常的吸气波形应该是上升快、下降缓慢的斜坡状。
2.吸气和呼气峰值压力：通过分析吸气和呼气峰值压力的变化，可以判断患者的通气状态。
吸气峰值压力过高可能表明气道阻塞或气道峰压过高，呼气峰值压力过低可能表明肺容积不足。
3.吸气延迟时间：延迟时间过长可能表明存在气管插管位置不当、气道阻力增加或呼吸机设置不当等问题。
呼吸机波形分析入门
呼吸机波形分析入门引言近10年来因微理器和有关软件的发展, 现代呼吸机除提供各种有关监测参数外, 同时能提供机械通气时压力、流速和容积的变化曲线以及各种呼吸环. 目的是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, 如通气模式是否合适、人机对抗、气道阻塞、呼吸回路有无漏气、评估机械通气时效果、使用支气管扩张剂的疗效和呼吸机与患者在通气过程中各自所作之功等.有效的机械通气支持或通气治疗是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PaCO2和pH正常, PaO2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:上图中，气源部份（Gas Source）是呼吸机的工作驱动力, 通过调节高压空气和氧气流量大小的阀门来供应混合氧气体. 气体流量经流速传感器在毫秒级时间内测定流量, 调整气体流量阀门(Flow Valve)的直径以控制流量。
测定在流速曲线的吸气流速面积下的积分, 计算出潮气量. Vt= 流速(升/秒)×Ti(流速恒定).图中控制器（Control Unit）是呼吸机用于控制吸气阀和呼气阀的切换,它受控于肺呼吸力学改变而引起的呼吸机动作.吸气控制有: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.呼气控制有: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: 呼吸机捡测到吸气流速到吸气终止标准时即切換呼气(Esens).图中气体流量定量阀(Dosing Flow-Valve)是控制呼吸机输送的气体流量, 由流量传感器监测并控制, 如此气体流量经Y形管进入病人气道以克服气道粘性阻力，再进入肺泡的容积以克服肺泡弹性阻力. 通过打开和关闭呼气阀, 即控制了吸气相和呼气相. 在吸气时呼气阀是关闭的. 若压力,容量或吸气时间达到设置值, 呼气阀即打开, 排出呼出气体.呼气阀后的PEEP阀是为了维持呼气末气道压力为正压(即0 cmH2O以上), 目的是克服內源性(PEEPi);维持肺泡的张开.由于各厂图形处理软件不一, 故显示的波形和环稍有差别,但对波形的判断並无影响.为便识别吸、、呼气相,本波形分析一律以绿色代表吸气,以兰色代表呼气为便识别吸2. 流量-时间曲线(F-T curve)流速定义:呼吸机在单位时间内在两点之间输送出气体的速度, 单位为cm/s或m/s.流量:是指每单位时间内通过某一点的气体容量. 单位L/min或L/sec目前在临床上流速、流量均混用! 本文遵守习称.流量-时间曲线的横座标代表时间(sec), 纵座标代表流速(Flow=), 流速(量)的单位通常是"升/分"(L/min或LPM).在横座标的上部代表吸气(绿色),吸气流量(呼吸机吸气阀打开, 呼气阀关闭, 气体输送至肺),曾有八种波形(见下图).目前多使用方波和递减波.横座标的下部代表呼气(兰色)(呼吸机吸气阀关闭, 呼气阀打开以便病人呼出气体). 呼气流量波形均为同一形态, 只有呼气流量的振幅大小和呼气流量回复到零时间上差异.图. 各种吸、呼气流量波形A.指数递减波B.方波C.线性递增波D.线性递减波E.正弦波F.50%递减波G.50%递增波H.调整正弦波2.1. 吸气流量波形(Fig.1)恒定的吸气流速是指在整个吸气时间内呼吸机输送的气体流量恒定不变, 故流速波形呈方形,( 而PCV时吸气流量均采用递减形-即流量递减), 横轴下虚线部分代表呼气流速(在呼气流量波形另行讨论)Fig.1吸气流量恒定的曲线形态1: 代表呼吸机输送气体的开始:取决于a)预设呼吸周期的时间巳达到, 呼气转换为吸气(时间切换)如控制呼吸(CMV). b)患者吸气努力达到了触发阀,呼吸机开始输送气体,如辅助呼吸(AMV).2: 吸气峰流量(PIF或PF): 在容量控制通气(VCV)时PIF是预设的, 直接决定了Ti 或I:E.在PCV和PSV时,PIF的大小决定了潮气量大小、吸气时间长短和压力上升时间快慢.3: 代表吸气结束, 呼吸机停止输送气体.此时巳完成预设的潮气量(VCV)或压力巳达标(PCV),输送的流量巳完成(流速切换),或吸气时间已达标(时间切换).4→5: 代表整个呼气时间:包括从呼气开始到下一次吸气开始前这一段时间.6: 1→4为吸气时间: 在VCV中其长短由预设的潮气量,峰流速和流速波型所决定, 它尚包含了吸气后摒气时间(VCV时摒气时间内无气体流量输送到肺,PCV时无吸气后摒气时间).7: 代表一个呼吸周期的时间(TCT): TCT=60秒/频率.2.1.1 吸气流量的波型(类型)(Fig.2)根据吸气流量的形态有方波, 递减波, 递增波, 和正弦波, 在定容型通气(VCV)中需预设频率, 潮气量和峰流量, 并选择不同形态的吸气流量波.!(见Fig.2以方波作为对比) 正弦波是自主呼吸的波形，其在呼吸机上的疗效无从证明(指在选擇流速波形时),巳少用. 雾化吸入或欲使吸气时间相对短时多数用方波.Fig.2 吸气流速波型图2中流速以方波作为对比(以虚线表示), 在流速,频率和潮气量均不变情况下, 方波由于流速恒定不变,故吸气时间最短, 其他波形因的递减, 递增或正弦状, 因它们的流速均非恒定不变, 故吸气时间相应延长.方波: 是呼吸机在整个吸气时间内所输送的气体流量均按设置值恒定不变, 故吸气开始即达到峰流速, 且恒定不变持续到吸气结束才降为0. 故形态呈方形递减波: 是呼吸机在整个吸气时间内, 起始时输送的气体流量立即达到峰流速(设置值), 然后逐渐递减至0 (吸气结束), 以压力为目标的如定压型通气(PCV)和压力支持(PSV=ASB)均采用递减波.递增波: 与递增波相反, 目前基本不用.正弦波: 是自主呼吸的波形. 吸气时吸气流速逐渐达到峰流速而吸气末递减至0,(比方波稍缓慢而比递减波稍快).呼气流速波除流速振幅大小和流速回至基线(即0流速)的时间有所不同外,在形态上无差别.2.1.2 AutoFlow(自动变流) (见Fig.3)AutoFlow并非流速的波形, 而是呼吸机在VCV中一种功能. 呼吸机根据当前呼吸系统的顺应性和阻力及设置的潮气量, 计算出下一次通气时所需的最低气道峰压,自动控制吸气流量, 由起始方波改变为减速波,在预设的吸气时间内完成潮气量的输送.Fig.3 AutoFlow吸气流速示意图左侧为控制呼吸，，由原方波改变为减速波形(非递减波), 流速曲线下的面积图3左侧为控制呼吸=Vt.图右侧当阻力或顺应性发生改变时, 每次供气时的最高气道压力变化幅度在+3 - -3 cmH2O之间, 不超过报警压力上限5cm H2O. 在平台期内允许自主呼吸, 适用于各种VCV所衍生的各种通气模式.2.1.3 吸气流量波形(F-T curve)的临床应用2.1.3.1 吸气流速曲线分析--鉴别通气类型(Fig.4)Fig.4 根据吸气流速波形型鉴别通气类型图4左侧和右侧可为VCV的强制通气时, 由操作者预选吸气流速的波形，方波或递减波.中图为自主呼吸的正弦波. 吸气、呼气峰流速比机械通气的正弦波均小得多.右侧图若是压力支持流速波, 形态是递减波, 但吸气流速可未递减至0, 而突然下降至0, 这是由于在吸气过程中吸气流速递减至呼气灵敏度(Esens)的阈值, 使吸气切换为呼气所致, 压力支持(PS) 只能在自主呼吸基础上才有作用. 这三种呼吸类型的呼气流速形态相似, 差别仅是呼气流速大小和持续时间长短不一.2.1.3.2 判断指令通气在吸气过程中有无自主呼吸(Fig.5)Fig.5 指令通气过程中有自主呼吸图5中A为指令通气吸气流速波, B、C为在指令吸气过程中在吸气流速波出现切迹,提示有自主呼吸.人机不同步, 在吸气流速前有微小呼气流速且在指令吸气近结束时又出现切迹, (自主呼吸)使呼气流速减少.2.1.3.2评估吸气时间(Fig.6)Fig.6 评估吸气时间图6是VCV采用递减波的吸气时间:A:是吸气末流速巳降至0说明吸气时间合适且稍长, 在VCV中设置了”摒气时间”.( 注意在PCV无吸气后摒气时间).B:的吸气末流速突然降至0说明吸气时间不足或是由于自主呼吸的呼气灵敏度(Esens)巳达标(下述), 切换为呼气. 只有相应增加吸气时间才能不增加吸气压力情况下使潮气量增加.2.1.3.4从吸气流速检查有泄漏(Fig.7)Fig.7 呼吸回路有泄漏当呼吸回路存在较大泄漏,(如气管插管气囊泄漏,NIV面罩漏气,回路连接有泄漏)而流量触发值又小于泄漏速度,使吸气流速曲线基线(即0升/分)向上移位(即图中浅绿色部分)为实际泄漏速度, 使下一次吸气间隔期延长, 此时宜适当加大流量触发值以补偿泄漏量，在CMV或NIV中,因回路连接, 面罩或插管气囊漏气可見及.2.1.3.5 根据吸气流速调节呼气灵敏度(Esens)(Fig.8)Fig.8 根据吸气峰流速调节呼气灵敏度左图为自主呼吸时, 当吸气流速降至原峰流速10→25%或实际吸气流速降至10升/分时, 呼气阀门打开呼吸机切换为呼气. 此时的吸气流速即为呼气灵敏度(即Esens).现代的呼吸机呼气灵敏度可供用户调节(Fig.8右侧). 右侧图A因回路存在泄漏或预设的Esens过低, 以致呼吸机持续送气, 使吸气时间过长. B适当地将Esens调高及时切换为呼气, 但过高的Esens使切换呼气过早, 无法满足吸气的需要. 故在PSV中Esens需和压力上升时间一起来调节, 根据F-T,和P-T波形来调节更理想.2.1.3.6 Esens的作用(Fig.9)Fig.9 Esens的作用中图因呼吸频率过快、、图9为自主呼吸+PS, 原PS设置15 cmH2O, Esens为10%. 中图因呼吸频率过快压力上升时间太短, 而Esens设置太低, 吸气峰流速过高以致PS过冲超过目标压,呼吸机持续送气,T I延长,人机易对抗. 经将Esens调高至30%, 减少T I,解决了压力过冲, 此Esens符合病人实际情况.2.2 呼气流速波形和临床意义呼气流速波形其形态基本是相似的,其差别在呼气波形的振幅和呼气流速持续时间时的长短, 它取决于肺顺应性,气道阻力(由病变情况而定)和病人是主动或被动地呼气.(见Fig.10)1:代表呼气开始.2:为呼气峰流速:正压呼气峰流速比自主呼吸的稍大一点.3:代表呼气的结束时间(即流速回复到0),4:即1 – 3的呼气时间5:包含有效呼气时间4, 至下一次吸气流速的开始即为整个呼气时间,结合吸气时间可算出I:E.TCT:代表一个呼吸周期= 吸气时间+呼气时间2.2.1 初步判断支气管情况和主动或被动呼气(Fig.11)图11左侧图虚线反映气道阻力正常, 呼气峰流速大,呼气时间稍短, 实线反映呼气阻力增加, 呼气峰流速稍小,呼气时延长.右侧图虚线反映是病人的自然被动呼气, 而实线反映了是患者主动用力呼气, 单纯从本图较难判断它们之间差别和性质. 尚需结合压力-时间曲线一起判断即可了解其性质.2.2.2 判断有无内源性呼气末正压(Auto-PEEP/PEEPi)的存在(Fig.12)Fig.12 为三种不同的Auto-PEEP呼气流速波形图12吸气流速选用方波,呼气流速波形在下一个吸气相开始之前呼气流速突然回到0, 这是由于小气道在呼气时过早地关闭, 以致吸入的潮气量未完全呼出,使部分气体阻滞在肺泡内产生正压而引起Auto-PEEP( PEEPi). 注意图中的A,B和C, 其突然降至0时呼气流速高低不一, B最高,依次为A, C. 实测Auto-PEEP压力大小也与波形相符合.Auto-PEEP在新生儿, 幼婴儿和45岁以上正常人平卧位时为3.0 cmH2O. 呼气时间设置不适当, 反比通气, 肺部疾病(COPD)或肥胖者均可引起PEEPi.临床上医源性PEEP= 所测PEEPi ×0.8. 如此即打开过早关闭的小气道而又不增加肺容积.2.2.3 评估支气管扩张剂的疗效(Fig.13)Fig.13 呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估图13中支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A: 呼出气的峰流速, B:从峰流速逐渐降至0的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A增加, B有效呼出时间缩短, 说明用药后支气管情况改善. 另尚可监测Auto-PEEP有无改善作为佐证.3.压力-时间曲线3.1 VCV的压力-时间曲线(P-T curve)(Fig.14)呼吸周期由吸气相和呼气相所组成. 在VCV中吸气相尚有无流速期是无气体进入肺内(即吸气后摒气期-吸气后平台), PCV的吸气相是始终为有流速期(无吸气后摒气). 在呼气时均有呼气流速. 在压力-时间曲线上吸气相和呼气相的基线压力为0或0以上(即PEEP).压力-时间曲线反映了气道压力(Paw)的逐步变化(Fig.14), 纵轴为气道压力,单位是cmH2O (1 cmH2O=0.981 mbar), 横轴是时间以秒(sec)为单位, 基线压力为0 cmH2O. 横轴上正压, 横轴下为负压.Fig.14 VCV的压力-时间曲线示意图图14为VCV,流速恒定(方波)时气道压力-时间曲线, 气道压力等于肺泡压和所有气道阻力的总和, 并受呼吸机和肺的阻力及顺应性的影响. 当呼吸机阻力和顺应性恒定不变时, 压力-时间曲线却反映了肺部情况的变化.A至B点反映了吸气起始时所需克服通气机和呼吸系统的所有阻力,A至B的压力差(△P)等于气道粘性阻力和流速之乘积(△P=R×), 阻力越高或选择的流速越大, 则从A上升至B点的压力也越大,反之亦然.B点后呈直线状增加至C点为气道峰压(PIP),是气体流量打开肺泡时的压力,在C 点时通气机输送预设潮气量的气道峰压.A至C点的吸气时间(Ti)是有流速期, D至E点为吸气相内”吸气后摒气”为无流速期.与B至C点压力曲线的平行的斜率线(即A-D), 其∆P=VtｘErs(肺弹性阻力), Ers=1/C即静态顺应性的倒数, Ers=V T/Cstat).C点后压力快速下降至D点, 其下降速度与从A上升至B点速度相等. C至D点的压力差主要是由气管插管的内径所决定, 内径越小C-D压差越大.D至E点即平台压是肺泡扩张进行气体交换时的压力, 取决于顺应性和潮气量的大小. D-E的压力若轻微下降可能是吸入气体在不同时间常数的肺泡区再分佈过程, 或整个系统(指通气机和呼吸系统)有泄漏. 通过静态平台压测定, 即可计算出气道阻力(R)和顺应性(C), PCV时只能计算顺应性而无阻力计算.E点开始是呼气开始, 依靠胸廓、肺弹性回缩力使肺内气体排出体外(被动呼气), 呼气结束气道压力回复到基线压力的水平(0或PEEP). PEEP是呼气结束维持肺泡开放避免萎陷的压力.3.1.1平均气道压(mean Paw 或Pmean)( Fig.15)Fig.15 平均气道压平均气道压(MAP)在正压通气时与肺泡充盈效果和心脏灌注效果相关(即气体交换),在一定的时间间隔内计算N个压力曲线下的区域面积而得, 直接受吸气时间影响. 气道峰压, PEEP, 吸/呼比和肺含水量均影响它的升降. 图中A-B为吸气时间, B-C为呼气时间, PIP=吸气峰压,呼吸基线=0或PEEP. 一般平均气道压=10-15cmH2O, 不大于30cmH2O.3.1.2 在VCV中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比) (Fig.16)VCV通气时, 调节吸气峰流速即调正吸气时间(Ti)或I/E比. 图16中A处因吸气流速设置太低, 吸气时间稍长, 故吸气峰压也稍低. 在B处设置的吸气流速较大, 吸气时间也短, 以致压力也稍高, 故在VCV时调节峰流速既要考虑Ti, I/E比和Vt, 也要考虑压力上限. 结合流速,压力曲线调节峰流速即可达到预置的目的.3.2 PCV的压力-时间曲线(Fig.17)Fig.17 PCV的压力-时间曲线虚线为VCV, 实线为PCV的压力曲线. 与VCV压力-时间曲线不同, PCV的气道压力在吸气开始时从基线压力(0或PEEP) 增至预设水平呈平台样並保持恒定, 是受预设压力上升时间控制. PCV的气体流量在预设吸气时间内均呈递减形. 在呼气相, 压力下降和VCV一样回复至基线压力水平, 本图提示了在相同频率、吸气时间、和潮气量情况下PCV的平台样压力比VCV吸气末平台压稍低. 呼吸回路有泄漏时气道压将无法达到预置水平.3.2.1 压力上升时间(压力上升斜率或梯度)(Fig.18)以压力为目标的通气(如PCV, PSV), 压力上升时间是在吸气时间内使预设的气道压力达到目标压力所需的时间, 事实上是呼吸机通过调节吸气流速的大小, 使达到预设压力的时间缩短或延长.Fig.18 PCV和PSV压力上升时间与吸气流速的关系图18是PCV或PSV(ASB)压力上升时间在压力,流速曲线上的表现. a,b,c分别代表三种不同的压力上升时间, 快慢不一. 调节上升时间即是调节呼吸机吸气流速的增加或减少, a,b,c流速高低不一, 导致压力上升时间快慢也不一. 吸气流速越大, 压力达标时间越短(上图)，相应的潮气量亦增加. 反之亦然. 流速图a有短小的呼气流速波是由于达到目标压有压力过冲, 主动呼气阀释放压力过冲所致, 压力上升时间的名称和所用单位各厂设置不一.如Evita 设定的是时间0.05-2.0s(4), PB-840是流速加速%FAP50-100%, 而Servo-i为占吸气时间的%.3.3 临床意义3.3.1 评估吸气触发阈和吸气作功大小(Fig.19)Fig.19 评估吸气作功大小图19为CPAP模式, 根据吸气负压高低和吸气相内负压触发面积(PTP=压力时间乘积), 可初步對患者吸气用力是否达到预置触发阈和作功大小作定性判断. 负压幅度越大,引起触发时间越长,PTP越大,病人吸气作功越大. 图中a. 吸气负压小, 吸气时间短, 吸气相面积小, 吸气作功也小. b. c. 吸气负压大, 吸气时间长, 吸气相面积大, 吸气作功也大.是否达到触发阈在压力曲线上,可見及触发是否引起吸气同步.3.3.2 评估平台压(Fig.20)Fig.20 评估平台压在PCV或PSV时, 若压力曲线显示无平台样压力, 如图20 A所示, PCV的吸气时间巳消逝, 但压力曲线始终未出现平台样压力. 应先排除压力上升时间是否设置太长, 呼吸回路有无漏气. 如为VCV时,设置的吸气流速是否符合病人需要或未设置吸气后摒气(需同时检查流速曲线和呼出潮气量是否达标以查明原因). 此外有的呼吸机因吸气流速不稳定, 也会出现这种情况3.3.3 呼吸机持续气流对呼吸作功的影响(Fig.21)Fig.21 持续气流对呼吸作功的影响图21中, 呼吸机提供的持续气流增加时, Paw在自主呼吸中基线压力下是降低的, 同时呼气压力增加(因呼气时持续气流使阻力增加). 正确使用持续流速使吸气作功最小, 而在呼气压力并无过份增加, 在本病例中,当持续气流为10-20 L/min时, 在吸气作功最小, 呼气压力稍有增加.但持续气流增至30 L/min则呼气作功明显增加. 本图是患者自主呼吸(CPAP=5cmH2O), 流速波形为正弦波, 图中的病人呼吸流速和潮气量均无变化.3.3.4 识别通气模式通过压力-时间曲线可识别通气模式, 如CMV/AMV, SIMV, SPONT(CPAP), BIPAP 等.3.3.4.1自主呼吸(SPONT/CPAP)的吸气用力和压力支持通气(PSV/ASB) (Fig.22)Fig.22 自主呼吸和压力支持通气的压力-时间曲线图22均为自主呼吸使用了PEEP, 在A处曲线在基线处向下折返代表吸气, 而B处曲线向上折返代表呼气, 此即是自主呼吸, 若基线压力大于0的自主呼吸称之为CPAP.右侧图吸气开始时有向下折返波以后压力上升, 第一个为PCV-AMV, 第二个为自主呼吸+PSV, PS一般无平台样波形出现(除非呼吸频率较慢且压力上升较快), 注意压力支持通气是必需在患者自主呼吸基础上才可有压力支持, 而自主呼吸的吸气时间并非恒定不变, 因此根据吸气时间和肺部情况同时需调节压力上升时间和呼气灵敏度.3.3.4.2 控制机械通气(CMV)和辅助机械通气(AMV)的压力-时间曲线, Fig.23Fig.23 CMV(左侧)和AMV(右侧)的压力-时间曲线图中基线压力未回复到0, 是由于使用了PEEP. 且患者触发呼吸机是使用了压力触发, 左侧图在基线压力均无向下折返小波(A), 呼吸机完全控制患者呼吸, 为CMV 模式.右侧在吸气开始均有向下折返的压力小波, 这是患者吸气努力达到触发阈使呼吸机进行了一次辅助通气, 为AMV模式. 若使用了流速触发, 则不论是CMV或AMV, 在基线压力可能无向下折返小波, 这需视设置的流量触发值而定.3.3.4.3 同步间歇指令通气(SIMV) Fig.24.Fig.24 SIMV的压力波形示意图SIMV在一个呼吸周期有强制通气期和自主呼吸期.触发窗有在自主呼吸末端(呼吸周期末端), 也有触发窗位于强制通气起始端(呼吸周期起始端).若病人的呼吸努力在触发窗达到触发阈, 呼吸机即同步强制通气. 在隨后的自主呼吸的吸气用力即使达到触发阈也仅给于PS(需预设).若在触发窗无同步触发且强制呼吸频率的周期巳逝过, 则在下一个呼吸周期自动给于一次强制通气. 因触发窗缩短了有效的SIMV时间, 即图中所示∆T, 由此可避免SIMV的频率增加. 图24的触发窗是在呼吸周期末端!触发窗在强制通气期或在自主呼吸期末, 各厂设计不一, 触发窗时限也不一. 图24a是触发窗在强制通气期(即呼吸周期起始端）Fig.24a 同步间歇指令通气(SIMV)图24a中方框部分是SIMV的触发窗位于呼吸周期的起始段强制通气期, 在触发窗期间内自主呼吸达到触发阈, 呼吸机即同步输送一次指令(强制)通气(即设置的潮气量或吸气峰压), 若无自主呼吸或自主呼吸较弱不能触发时, 在自主呼吸期结束时(即一个呼吸周期结束)呼吸机自动给一次指令通气. 此后在自主呼吸期的剩余时间内允许患者自主呼吸, 即使自主呼吸力达到触发阈,呼吸机也不给指令通气, 但可给予一次PS(需预设). 图中笫二、五个方框说明触发窗期巳消逝, 呼吸机给于一次强制通气. 第一、三、四、六均为在触发窗期内自主呼吸力达到触发阈, 呼吸机给予一次同步指令通气.3.3.4.4 双水平正压通气(BIPAP) Fig.25Fig.25 BIPAP的压力-时间曲线BIPAP属于PCV所衍生的模式, 即在两个不同压力水平上患者进行自主呼吸見图25上图. 高压(P high)相当于VCV中的平台压, 低压(P low)相当于PEEP, T high相当于呼吸机的吸气时间(Ti), T low相当于呼吸机的呼气时间(Te), 呼吸机的频率=60/T high+T low.下图左侧起始是PCV吸气峰压呈平台状无自主呼吸. 隨后的高压或低压水平上均有自主呼吸+压力支持. P H 和P L 的PS 最大值不大于P high +2 cmH 2O.3.3.4.5 BIPAP 和VCV 在压力-时间曲线上差别Fig.26VCV 可选用不同流速波, 在压力曲线上有峰压, 而BIPAP 采用递减波流速, 无峰压只有平台样压力压只有平台样压力波波, 且压力上升呈直线状(其差别见图26). BIPAP 的高, 低压力等于VCV 的平台压和PEEP. BIPAP 的高低压的差数大小即反映了潮气量的大小.Fig.26 VCV 与BIPAP 在压在压力曲线的差别和力曲线的差别和关系 3.3.4.6BIPAP 衍生的其他形式BIPAP(Fig.27)通过调节BIPAP 四个参数如P high , P low , T high , T low 可衍生出多种形式BIPAP:。
呼吸机波形分析专业知识培训
2.4.2 判断有无Auto-PEEP旳存在(图12)
吸气流速选用方波,呼气流速波形在下一种吸气相开始之前呼 气末流速未回复到0位, 阐明有Auto-PEEP( PEEPi)存在. 注 意图中旳A,B和C其呼气末流速高下不一, B呼气末流速最高, 依次为A,C. 在实测Auto-PEEP压力也高下不一. Auto-PEEP是因为平卧位(45岁以上), 呼气时间设置不合适, 采用反比通气或因肺部疾病或肥胖者所引起, 是小气道在呼气 过程中过早地陷闭, 以致吸入旳潮气量未完全呼出, 使气体 阻滞在肺泡内产生正压所致.
3.3.1d 双水平正压通气(BIPAP) 图21
BIPAP属于PCV所衍生旳模式, 即在两个不同压力水平上患者尚 可进行自主呼吸. 图21左侧是PCV吸气峰压呈平台状无自主呼吸, 而右侧不论在高压或低压水平上均可有自主呼吸, 在自主呼吸 基础上尚可进行压力支持. 高压(Phigh)相当于VCV中旳平台压, 低压(Plow)相当于PEEP, Thigh相当于呼吸机旳吸气时间(Ti), Tlow 相 当 于 呼 吸 机 旳 呼 气 时 间 (Te), 呼 吸 机 旳 频 率 =60/Thigh+Tlow.
3.3.1e BIPAP和VCV在压力-时间曲线上差别图22
图22 BIPAP与VCV在压力 旳差别
图23 高,低压相互转换时与 自主呼吸旳同步
3.3.1f BIPAP衍生旳其他形式BIPAP
图24 CMV/AMV-BIPAP
图25 SIMV-BIPAP
图26 APRV
图27 CPAP
3.3.2 评估吸气触发阈是否合适(见图28)
吸气负压小,连 续时间短.触发 阈小作功亦小
吸气负压大, 连续时间长作 功亦大
呼吸机基本波形详解
吸呼转换时间
指吸气相结束到呼气相开始所经过的时间，是呼吸机设置的 重要参数。
吸呼转换压力
指吸气相结束和呼气相开始时的压力水平，反映呼吸机的切 换性能。
03
呼吸机波形与临床应用
呼吸机波形在诊断中的应用
吸气峰压（Peak Inspirator…
用于评估患者吸气时的压力，判断是否存在气道阻力增加或肺顺应性 降低等情况。
过渡相时间过短
可能是由于潮气量设置过大、呼吸频 率过快等原因导致。处理方法包括调 整潮气量设置、适当减慢呼吸频率等。
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呼气峰压
表示呼气压力的峰值，用于评 估患者呼气时的阻力。
呼气时间
指呼气开始到呼气结束所经过 的时间，是呼吸机设置的重要
参数。
平均压
指呼吸机在整个呼气周期中维 持的压力水平，是评估通气效
果的重要指标。
内源性PEEP
指患者呼气时，呼吸道内产生 的正压，可能导致呼吸机撤离
困难。
过渡相波形
呼气峰压（Peak Expirator通气障碍或呼气性 通气障碍。
潮气量（Tidal Volume）
用于监测患者每分钟通气量，判断是否存在通气不足或通气过度。
吸气时间（Inspiratory Tim…
用于评估患者吸气时间，判断是否存在吸气时间延长或缩短。
呼吸机基本波形详解
目录 CONTENT
• 呼吸机基本波形概述 • 呼吸机基本波形详解 • 呼吸机波形与临床应用 • 呼吸机波形异常情况及处理方法
01
呼吸机基本波形概述
呼吸机波形的定义与分类
定义
呼吸机波形是呼吸机在工作过程 中产生的压力、流量和时间等参 数随时间变化的曲线。
呼吸机波形分析入门
吸气流量波形
1: 代表呼吸机输送气体旳开始:a)预设呼 吸周期旳时间巳到达, b)患者吸气努力到 达了触发阀,呼吸机开始输送气体
2: 吸气峰流量：在 PCV 和 PSV 时,PIF 旳大小决定了潮气量大小、吸气时间长短 和压力上升时间快慢.
3.代表吸气结束, 呼吸机停止输送气体.此 时巳完毕预设旳潮气量(VCV)或压力巳达 标(PCV),输送旳流量巳完毕(流速切换),或 吸气时间已达标(时间切换).
2.1 呼气流速波形临床意义
判断气道阻力 判断是否存在内源PEEP 评估支气管扩张剂疗效
判断气道阻力
判断是否存在内源PEEP
评估支气管扩张剂疗效
二、压力时间曲线
在 VCV 中吸气相还有无流速期是无气体进入肺内(即 吸气后摒气期-吸气后平台), PCV 旳吸气相是一直为 有流速期(无吸气后摒气). 在呼气时都有呼气流速. 在 压力-时间曲线上吸气相和呼气相旳基线压力为 0 或 0 以上(即 PEEP).
评估吸气触发阀和吸气作用功大小 评估平台压 辨认通气模式
评估吸气触发阀和吸气作用功大小
评估平台压
鉴别通气模式
三、容量时间曲线
容量-时间曲线
在VCV时, 吸气期旳有流速相期是容积连续增 长, 而吸气后摒气旳平台期是无流速相期，无 气体进入肺内, 但吸入气体在肺内重新分布(即 吸气后摒气), 故容积保持恒定.
压力-时间曲线反应了气道压力(Paw)旳逐渐变化纵轴 为气道压力,单位是 cmH2O, 横轴是时间以秒(sec)为 单位, 基线压力为 0 cmH2O. 横轴上正压, 横轴下为负 压.
VCV旳P-t曲线（方波时）
在VCV中根据Pt调整流速
PCV旳P-t曲线
压力上升时间
呼吸波形分析入门课件
未来学习建议与展望
深入学习相关知识 结合实际应用 开展交流与合作
鼓励继续探索与深入学习
挖掘更多可能性
呼吸波形分析作为一个充满潜力的研究领域，仍有许多未知的领域等待探索。鼓励学员保持好奇心，不断挖掘新 的研究点和应用方向。
持之以恒，精进不休
学习是一个永无止境的过程，尤其是在医学和相关领域。希望学员们能够持之以恒，继续深入学习呼吸波形分析 和其他相关知识，不断提升自己的专业素养和综合能力。
04
呼吸波形分析的方法与工具
基于传感器的呼吸波形采集
传感器类型 传感器放置位置 采集参数设置
呼吸波形预处理方法
滤波处理
基线漂移校正 归一化处理
呼吸波形特征提取与分析方法
时域特征
1
频域特征
2
非线性分析方法
3
常见的呼吸波形分析工具与软件
专业生理信号采集设备 开源软件与工具包 数据可视化工具
05
THANK YOU
呼吸波形分析入
• 呼吸波形分析概述
01
呼吸波形分析概述
呼吸波形的定义与意义
定义
意义
呼吸波形分析的原理
01
传感器采集数据
02
信号处理
03
特征提取
04
数据分析与解读
呼吸波形分析的应用领域
临床医疗
睡眠研究
呼吸波形分析的应用领域
运动生理
航空航天
总结
02
呼吸波形的基本特征与测量
呼吸波形的基本形 态
值。
原因
呼吸急促可能因缺氧、肺部感染、 肺水肿等引起；徐缓可能由药物 中毒、颅内压增高等引起。
临床意义
呼吸急促与徐缓均是病理状态， 需结合其他波形参数及临床表现 进行综合分析，以判断病情严重
呼吸机波形分析
容量控制通气 1、Pressure-Time, 2、Flow-Time 3、Volume-Time Curves
Normal Time-based Curves（2）
压力控制通气 1、Pressure-Time, 2、Flow-Time 3、Volume-Time Curves
１、CPAP Mode ２、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation) ３、SIMV Mode ４、SIMV + Pressure Support ５、SIMV+PS+PEEP
１、CPAP Mode
CPAP mode :自主呼吸模式，仅有Pressure-Time Curves中设定基线水平 观察:基线水平5 cm H2O 、以及病人旳触发triggering
Flow-Volume Loops（2）
2、Increased resistance ——气道阻力增长 体现：呼气峰流速降低，呼气轨迹内陷。支气管扩张剂能够修正这种现象 常见：哮喘
Flow-Volume Loops（3）
3、Air trapping and auto-PEEP 体现：呼气末流速未能回到 0基线，从而产愤怒体陷闭和 auto-PEEP 。但不能定量。 注意： flow-time curve可 以监测到该种现象
原理 流速—时间曲线反应了吸气相和呼气相各自旳流速变化，流速旳单位为升/分（纵轴），而时间单位为秒（横轴），横轴上旳曲线为吸气流速，横轴下旳曲线为呼气流速，呼吸机输送旳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。
流速 LPM
时间
1
4
5
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ASV设置内容有:病人体重(Kg),预计分钟通气量的%,压力 上升时间,Esens, Trig,PEEP. 从理论上来说从CMV→SIMV→SPONT完全由呼吸机自动切换, 经临床实践事实上和理论上均非如此.
ASV的通气波形精品课件
6.3.5
PAV(成比例辅助通气)
左图为VCV, 压力曲线有峰压和平台压(摒气时间), 流速可以是方
波,递减波或正弦波. 右图为PCV压力波均呈平台形, 流速为递减波. 图
中吸气时间大于呼气时间此即为IRV. 注意IRV易发生Auto-PEEP或每分钟
通气量不足.
精品课件
双控通气方式(Dual Mode)
精品课件
6.3.1
VAPS (容积保障压力支持)的通气波形
精品课件
气道压力释放通气(APRV)的通气波形
3.3.4.7
APRV:BIPAP衍生模式, Tlow小于0.5 – 1.0秒
精品课件
容积-时间曲线
容积-时间曲线的分析
容积-时间曲线
精品课件
4.1
4.2.1
方波、递减波而在容积、压力曲线上的差别
精品课件
4.2.1
气体阻滞或泄漏的容积-时间曲线
精品课件
VCV:SIMV+PS的通气波形
6.1.6
精品课件
SIMV+Autoflow通气波形
6.1.7
精品课件
压力限制通气(PLV)的波形
6.1.8
精品课件
6.1.9
每分钟最小通气量(MMV)的通气波形
精品课件
气体陷闭(阻滞)的波形
6.1.10
精品课件
气体阻滞在各曲线上的表现
气体陷闭导致基线压力的上
精品课件
2.2
• 呼气流速波形和临床意义
1:代表呼气开始.
2:为呼气峰流速:正压呼气峰流速比 自主呼吸的稍大一点. 3:代表呼气的结束时间(即流速 回复到0), 4:即1 – 3的呼气时间 5:包含有效呼气时间4, 至下一 次吸气流速的开始即为整个呼气 时间,结合吸气时间可算出I:E.
TCT:代表一个呼吸周期 = 吸气时间+呼气时间
VCV与PCV的吸气肢和呼气肢
VCV与PCV的吸气肢和呼气肢差别 精品课件
6.1.1
VCV时流速大小对吸/呼比和充气峰压(PIP)的影响
精品课件
CPAP通气波形
6.1.2
精品课件
CMV(IPPV) 模式的波形
6.1.3
定容型CMV的波形
精品课件
VCV-CMV通气波形
6.1.3a
VCV-CMV的压力, 流速波形
2.1. 3 吸气流量波形(F-T curve)的临床应 用
精品课件
2.1.3.3
• 上图是VCV采用递减波的吸气时间:
• A:是吸气末流速巳降至0说明吸气时间合适且稍长, 在VCV 中设置了”摒气时间”.( 注意在PCV无吸气后摒气时间).
• B:的吸气末流速突然降至0说明吸气时间不足或是由于自 主呼吸的呼气灵敏度(Esens)巳达标(下述), 切换为呼气. 只有相应增加吸气时间才能不增加吸气压力情况下使潮气 量增加.
2经纠正后P-V环即偏向纵轴.
精品课件
肌肉松弘不足的P-V环
5.2.5
肌松效果差的P-V环
精品课件
Sigh呼吸所引起Paw增加的P-V环
5.2.6
Sigh引起Paw增加的P-V环
精品课件
增加PEEP在P-V环上的效应
5.2.7
图左侧:虚线图为PEEP=0 时P-V环, 实线图PEEP=4 cmH2O时P-V环, 在 PEEP=4时, Comp=29ml/cmH2O, Raw=16 cmH2O/L/s, 潮 气量稍有增加
质.
精品课件
2.2.2
• 判断有无内源性呼气末正压(Auto-PEEP/PEEPi)的 存在
三种不同的Auto-PEEP呼气流速波形
精品课件
2.2.2
• Auto-PEEP在新生儿, 幼婴儿和45岁以上正常人 平卧位时为3.0 cmH2O. 呼气时间设置不适当, 反比通气, 肺部疾病(COPD)或肥胖者均可引起 PEEPi.
6.2.3
在同等预设PS水平情况下, 1.为顺应性下降, 吸气流速和潮气
量均下降. 2.为另一患者顺应性改善且吸气有力, 吸气流速增加以致
潮气量增加
精品课件
PC-CMV/AMV通气波形
6.2.4
精品课件
PC-SIMV通气波形
6.2.5
精品课件
反比通气(IRV):VCV与PCV的差别.
6.2.6
自主呼吸和压力支持通气的压力-时间曲线
精品课件
同步间歇指令通气(SIMV)
3.3.4.3
精品课件
双水平正压通气(BIPAP)
3.3.4.4
BIPAP的压力-时间曲线精品课件
BIPAP和VCV在压力-时间曲线上差别
3.3.4.5
VCV 与BIPAP在压力曲线的差别和关系
精品课件
BIPAP衍生的其他形式BIPAP
PSV时Paw-V环与Ptrach-V环的差别
5.1.7
PSV时的P-V环
精品课件
阻力改变时的P-V环
5.1.8
精品课件
不同阻力P-V环的影响
5.1.9
精品课件
顺应性改变的P-V环
5.1.10
顺应性变化上升肢的改变
精品课件
不同顺应性的P-V环
5.1.11
VCV/PCV的不同顺应性P-V环 精品课件
在P-V环上监测PEEP效应
精品课件
5.2.8
严重肺气肿和慢性支气管炎病人的P-V环
肺气肿患者的P-V环
精品课件
中等气管痉挛的P-V环
5.2.9
中等气管痉挛的P-V环
精品课件
腹腔镜手术时P-V和F-V环
5.2.10
腹腔镜手术时的P-V环和F-V环
精品课件
左侧卧位所致左上叶肺的P-V环
5.2.11
• 上图为自主呼吸+PS, 原PS设置15 cmH2O, Esens为 10%. 中图因呼吸频率过快、压力上升时间太短, 而Esens设置太低, 吸气峰流速过高以致PS过冲超 过目标压,呼吸机持续送气,TI延长,人机易对抗. 经将Esens调高至30%, 减少TI,解决了压力过冲, 此Esens符合病人实际情况.
精品课件
6.3.2
压力扩增(PA:Pressure Augmentation)通 气波形
精品课件
6.3.3
压力限定容量控制通气(PRVC)的波形
精品课件
VS通气波形
6.3.4
精品课件
6.3.5
ASV (适应性支持通气)通气波形
弹性阻力的功和粘性阻力的功的交叉点即是最低 呼吸功.
精品课件
6.3.5
P-V环的临床应用
精品课件
5.2.1
测定第一拐点(LIP)、二拐点(UIP)
VCV时静态测定第一、二拐点
精品课件
P-V环反映肺过复膨张部分
5.2.2
肺过度膨张的P-V环
精品课件
呼吸机流速设置不够的P-V环
5.2.3
精品课件
单肺插管引起P-V环偏向横轴
5.2.4
1为气管插管意外地下滑至右总支气管以致 只有右肺单侧通气, P-V环偏向横轴.
单肺通气的P-V环
精品课件
5.3
流速-容积曲线(F-V curve)
精品课件
5.3
流速-容积曲线(环)
精品课件
5.3
流速-容积曲线(环)
精品课件
5.3.1
方波和递减波的流速-容积曲线(F-V曲线)
方形波和递减波的F-V曲线
精品课件
考核支气管扩张剂的疗效
5.3.2
精品课件
F-V曲线反映有PEEPi
精品课件
PAV通气的FA和VA
6.3.6
PAV的FA和VA示意图
精品课件
6.3.6a
PAV根据压力曲线来控制辅助比例是否恰当
从压力曲线来评估PAV的支持%有无脱逸或不足
呼气时间不足导致气体阻滞
4.2.2
呼气时间不足在容积-时间曲线上表现
精品课件
呼吸环
精品课件
5.1
压力-容积环(P-V loop)
P-V环的构戌(指令通气) 精品课件
VCV和PCV在Paw-V环的差别
5.1.1
精品课件
自主呼吸(SPONT)的P-V环
5.1.2
左图为自主呼吸, 本例 基线压力=0 cmH2O(即 PEEP=0). 正常吸气时是 负压达到吸入潮气量时 即转换为呼气, 呼气时 为正压直至呼气完毕压 力回复至0. P-V环呈顺 时钟方向描绘. 在吸气 肢内面积大小即为吸气 作功大小.
精品课件
辅助通气(AMV)的P-V环
5.1.3
精品课件
插管内径对P-V环的影响
5.1.4
不同内径的插管所形成的P-V环
精品课件
吸气流速大小对P-V环的影响
5.1.5
吸气流速对P-V环的影响
精品课件
5.1.6
自主呼吸+PS, P-V环在插管顶端、末端的作用
CPAP用PS在插管顶端、末端的作用
精品课件
目标频率(ftarget)和目标Vt(Vt target)的交叉点即是呼吸机理想的 工作状态。若实测Vt和f偏离中心, 呼吸机即自动调整 f ,Ti,Te和 Pi(吸气压力)使偏离值接近中心. 例如实测Vt<目标Vt而呼吸频率>目 标f, 其交点位于3区. 呼吸机则提高Pi和降低呼吸机控制f, 使病人 处于或接近交叉中心进行呼吸.