呼吸生理与机械通气原理
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呼吸生理与呼吸机的原理和应用
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Overview of respiratory physiology and its clinical application
一、呼吸生理
肺容量 肺活量(Forced vital capacity FVC) • 概念: 最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气 量（VC〕。反映一次吸气中肺的最大通气量, 是静态肺功能的重要指标。 • 等效：潮气量＋补吸气量＋补呼气量 • 正常值：正常成年男性约3500ml，女性 2500ml
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Overview of respiratory physiology and its clinical application
一、呼吸生理
2.最大通气量：
• 概念：单位时间内所能呼吸的最大气量。 • 生理意义：是估计一个人能进行多大运动量的生理指标 之一； • 测定方法：10×6 或15×4，70～120L • 通气功能的储备能力 ：以通气储备百分比表示，正常值 大于或等于93% 。 • 影响因素: 年龄、身材、性别和被试者的合作程度。 • 临床： 肺或胸廓顺应性降低，呼吸道阻力增加、呼吸肌 收缩力降低、呼吸中枢病变等，均可导致最大通气量降 低。
9
深度
类型
Overview of respiratory physiology and its clinical application
一、呼吸生理
肺内压
平静吸气初:肺内压 < 大气压=2-3mmHg →气入肺 平静呼气初:肺内压 > 大气压=2-3mmHg →气出肺 用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。 如：紧闭声门或口鼻，再用力做呼气动作
一、呼吸生理
上呼吸道：鼻、咽、喉 呼吸道 组成 气管 下呼吸道 主支气管及分支 呼吸器－肺
机械通气的使用指征
机械通气的使用指征机械通气的使用指征引言在医疗领域中，机械通气作为一种重要的治疗手段，广泛应用于重症患者的抢救和呼吸支持。
机械通气的使用指征是医生在决定是否对患者进行机械通气时所依据的准则和考虑因素。
本文将从深度和广度上，探讨机械通气的使用指征，并分享个人的观点和理解。
一、机械通气的定义和原理1. 机械通气的定义机械通气是指通过呼吸机等设备，将气体输送到患者的肺部，以维持正常呼吸功能、改善通气和氧合状态的方法。
2. 机械通气的原理机械通气通过增加气道压力，改善肺泡内压力梯度，促进气体交换，提高呼吸功能。
二、机械通气的使用指征1. 低氧血症和呼吸性酸中毒机械通气的最常见指征是低氧血症和呼吸性酸中毒，即患者在自主呼吸情况下，动脉氧合指数（PaO2）<60mmHg或动脉血二氧化碳分压（PaCO2）>50mmHg。
这时，机械通气可以为患者提供充足的氧气和排除过多的二氧化碳。
2. 呼吸衰竭和呼吸肌无力呼吸衰竭和呼吸肌无力也是机械通气的常见指征。
呼吸衰竭指的是呼吸频率和呼吸深度明显减少以至无法维持正常氧气和二氧化碳交换。
呼吸肌无力是指呼吸肌的力量减弱，使得呼吸功能降低，需要外界设备来辅助呼吸。
3. 气道保护和通气支持机械通气也可用于气道保护和通气支持。
在重症严重患者中，常伴有呼吸肌功能减退、胸腔内压力改变等因素，容易导致肺萎陷、肺不张等并发症。
机械通气可以保护气道、增加肺泡张力、改善通气和氧合状况。
4. 手术和麻醉过程在手术和麻醉过程中，机械通气也经常被使用。
通过机械通气，可以维持患者的正常通气和氧合状态，确保手术和麻醉过程的安全进行。
三、个人观点和理解作为一项重要的治疗手段，机械通气在医疗领域中发挥着不可替代的作用。
在判断机械通气的使用指征时，医生需要综合考虑患者的病情、病因、生理参数以及可能的并发症。
精确的判断和合理的使用机械通气，可以提高患者的生存率和生活质量。
我们也要认识到机械通气并非没有风险。
呼吸机与机械通气
MV
分钟通气量MV=潮气量VT*通气频率F 设定VT为200~500ml，按10ml/kg体重估算， 儿童按15~23ml/kg体重估算。 F为14~20次/分，儿童为18~40次/分。 病人实测的呼出潮气量VTe往往比设定的吸 入潮气量VT略高。这是由于有自主呼吸的关 系。倘若 倘若VTe<<VT，则提示病人有明显的对 倘若 ，则提示病人有明显的对 或者通气管道有泄漏 通气管道有泄漏。 抗，或者通气管道有泄漏
功能
附属功能： 1 监测功能：呼吸频率、潮气量、气道压力、 血氧饱和度、气道阻力、顺应性、肺活量 2 报警功能：声光结合、电源、气源、呼吸 频率、潮气量、气道压力、温度、吸呼比 3 记录功能：通气参数、波形、趋势图及图 表
有创机械通气的定义
有创机械通气是指应用有创的方法通过呼吸 机进行人工呼吸的方法。 目的在于改善氧合功能和通气状况，纠正低 氧血症及高碳酸血症，从而减轻病人呼吸耗 能达到对呼吸和循环系统的支持。
ASB
PSV开始送气和停止送气都是以自主呼吸触 发来启动的,当压力小于20 cmH2O时大部分 呼吸做功由病人自己完成。在PSV时,自主呼 吸的周期、流速和幅度不变,潮气量由患者的 吸的周期、 吸气时间、预设的压力值水平、以及呼吸回 流的阻力和顺应性来决定的。
PSV
优点：减少呼吸肌的疲劳和呼吸肌的做功 减少呼吸肌的疲劳和呼吸肌的做功。 减少呼吸肌的疲劳和呼吸肌的做功 缺点：因为是辅助呼吸模式，其预设水平较 难，故容易发生通气不足或过度通气， 容易发生通气不足或 容易发生通气不足 过度通气，
定压型
压力控制通气 （PC或A／C） 压力支持（PS） 双水平正压（BiPAP） 持续气道正压CPAP 气道压力释放通气 APRV
机械通气原理
机械通气原理
机械通气是通过机械设备辅助患者进行呼吸的一种治疗方法。
其原理基于人工气道和呼吸机，通过外界力量替代或辅助患者进行呼吸，以维持肺功能。
机械通气的主要原理包括以下几个方面：
1. 机械通气提供的通气压力：机械通气通过呼吸机提供气流和气压，使患者的肺能够进行通气。
通气压力的大小和模式根据患者的需要进行调节。
2. 通气模式的选择：常用通气模式包括辅助控制通气（ACV）、同步间歇强制通气（SIMV）、压力支持通气（PSV）等。
不同的通气模式适用于不同的临床情况，以提供
最佳的呼吸支持。
3. 潮气量的调整：潮气量即每次呼吸中进入肺部的气体体积。
合理的潮气量可以提供适当的通气支持，避免过度通气或肺过度膨胀的风险。
4. 呼气末正压（PEEP）的应用：PEEP是指通气过程中，在呼
气末期保持一定的正压，以防止肺泡萎陷和改善通气/灌洗比。
正确设置PEEP可以改善氧合和减少肺损伤。
5. 氧气和呼气二氧化碳监测：机械通气过程中需要监测患者的氧气饱和度和呼气末二氧化碳浓度，以调整通气参数和确定治疗效果。
6. 通气参数的调节：根据患者的具体情况和治疗目标，需要调节通气参数，包括通气频率、潮气量、吸气流速、吸气时间和呼气时间等，以达到最佳的生理效果。
总之，机械通气通过机械装置提供呼吸支持，通过调节通气压力、模式、潮气量、PEEP和监测氧气和二氧化碳浓度等参数，使患者的肺得到适当的通气和氧合，以维持呼吸功能。
机械通气的原理及生理学效应(终)
气道阻力下降
支气管痉挛缓解
减少自主呼吸作功
减少能量消耗
机械通气对生理功能的影响 --呼吸生理 呼吸中枢：
FiO2
MV MV 肺容量 减少自主 呼吸作功 肺泡通气量
PAO2
呼吸中枢化 学性刺激减少 自主呼吸抑制
刺激肺内 牵张感受器
产生呼吸机依赖
机械通气对生理功能的影响 --血流动力学
大静脉 RA 呼吸 相 胸腔 内压 RV充盈 CO 肺动脉 RV RV 排 血量 总胸腔 血容量 肺Cap 肺静脉 LA LV充盈 CO 主动脉 LV LV充 盈 CO
呼吸机的分类
正压呼吸机 负压呼吸机 有创呼吸机 无创呼吸机 成人呼吸机 婴幼儿呼吸机 通用型呼吸机
气动机械呼吸机 电动机械呼吸机 气动-电控呼吸机
定压型呼吸机 定容型呼吸机
呼吸机的原理
V
F
气道阻力
P
Lung
MV
顺应性
Chest/Thorax
R
C
PAW WOB
电动呼吸机
呼吸机的原理 －气动
空气 氧气 吸气阀
呼吸机的组成
1. 空气、氧气气源 3. 呼吸机控制元件 5. 呼吸机的驱动 7. 湿化器和雾化器 9. 监测部分 11. 波形显示器 2. 气体混合装置 4. 触发器 6. 压力、容量传感器 8. 呼吸回路 10. 报警部分
气源
呼吸机所用的气源可使用钢瓶气源或中心 管道供应气源。 氧气钢瓶:氧气最大压力约14.5Mpa左右， 而氧气减压器将压力降至0.4Mpa。 中心供 气站的各供应点也约0.4Mpa。正常控制在 0.3-0.5Mpa即可保证呼吸机正常工作。(空气 压力也如此)
报 警
! ! ! ! ! !
呼吸生理及呼吸机工作原理
影响通气的指标－顺应性
高顺应性 低顺应性
顺应性：
弹性
精品课件
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影响通气的指标－顺应性
高顺应性 低顺应性
肺顺应性 －代表肺的扩张性 －肺容量改变随肺泡压力
改 肺容变量而变化量。
CL= 肺压力变化量 (ml/cmH2O)
• CL与压力呈负相关，与容量呈正相关。
• 静态CL反映肺组织弹性阻力；
• 动态CL兼受气道阻力影响。
分类： 静态顺应性
动
态顺应性
Cs=VT/(Plateau-PEEP)
CD=VT/(PIP-PEEP)
plateau --- 平台压
PIP -------- 峰压
PEEP ----- 呼气末正压
正常值： CD = 30 ~ 40L / cmH2O
Cs = 40 ~ 60L / cmH2O
精品课件
47
上移动封闭鼻腔，会厌
向下盖住总气管口食物
会厌
软腭
能顺利进入食管中。
－呼吸时软颚和会厌相反
动作，使空气进入下呼
精品课件 吸道和肺。
6
下呼吸道
功能：
传递气体
作用：
逐级将新鲜气体传送 至肺泡。
构成：
气管、支气管、细支气管
和终末细支气管
精品课件
7
下呼吸道 － 总气 管
总气管
－最狭窄处在声带，经声带空气
进
外呼吸：血液运输 －血管系统
全身的动脉由主动脉分支出 来将含有丰富氧气和养料输 送至各脏器。
全身的静脉将血液(含较多的 二氧化碳)经上、下腔静脉返 回心脏。
全身的毛细血管网是氧气、
二氧化碳和其他养料在血液
和细胞之间交換的场所（肺
机械通气的概述
机械通气的概述简介机械通气是一种通过呼吸机等设备对患者进行人工辅助呼吸的治疗方法。
它被广泛应用于重症监护、手术后恢复以及其他需要呼吸支持的医疗场景中。
机械通气通过提供正压气体来维持患者的气道通畅和呼吸功能，以确保足够的氧气供应和二氧化碳排出。
机械通气的原理机械通气的原理基于人体呼吸的生理特点和机械通气设备的工作方式。
正常情况下，人体通过膈肌和肺的弹性作用使呼吸运动完成。
而在机械通气中，设备通过提供气流和正压来代替自然呼吸运动，从而实现呼吸支持。
主要的机械通气模式包括控制通气模式、辅助通气模式和自主通气模式。
控制通气模式下，设备会按照设定的通气参数自动控制呼吸频率和潮气量；辅助通气模式下，设备会根据患者自发呼吸的信号辅助患者完成呼吸运动；自主通气模式下，设备只提供必要的支持，患者能够完全自主地完成呼吸。
机械通气的适应症机械通气作为一种重要的治疗手段，广泛应用于以下病症和情况：1.重度呼吸衰竭：包括急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、慢性阻塞性肺疾病（COPD）等。
2.大手术后恢复期：手术后患者常常需要机械通气支持来维持呼吸功能，以便有效康复。
3.神经肌肉疾病：如多发性硬化症（MS）、脊髓损伤等，这些疾病会导致呼吸肌无力，需要机械通气来辅助呼吸。
4.呼吸衰竭风险高的患者：如重症监护患者、心衰患者等。
需要注意的是，机械通气并不适用于所有人群，对于有下列情况的人，机械通气可能不适用或需要谨慎：1.可能存在气道阻塞或气道损伤的患者。
2.心脏功能不稳定或血压控制不佳的患者。
3.重度脑损伤或神经功能障碍的患者。
4.肺功能已经无法恢复或预期寿命不长的患者。
机械通气的风险与并发症机械通气虽然对许多患者起到了救命的作用，但也存在着一些风险和并发症。
主要的风险和并发症包括：1.气道损伤：过高的通气压力或气流速度可能导致气道创伤，引发气道出血或气道狭窄等问题。
2.肺损伤：错误的通气参数设定或通气方式选择不当可能导致肺泡过度扩张、气压伤等，引发肺损伤。
医学专题呼吸机的基本原理和通气模式
机械通气的发展历程
口对口人工呼吸
1800年前，金匮要略、华佗医方中 无创 有类似体外按压人工呼吸的记载
人 力
1300年前，圣经上有“口对口”描 作
正压机械通气
有创 述1792年，首次在人身上实施气管切 开、插管及风箱式正压通气技术。
动 力
负压机械通气 正压机械通气 多功能呼吸机 人工智能呼吸机
无创 1928年，“铁肺”箱式负压治疗机。电
两个 “开始、转换或切换” 两个 “相或过程内含保持”
正压通气和生理性呼吸的区别与联系
通气模式
通气模式可以理解为呼吸机如何对呼吸进行控制和辅助， 也就是呼吸机何时开始送气、如何进行送气、何时停止送 气
通气模式就是通气的方式，实际上就是控制、辅助、支持 和自主呼吸的理想结合和不同组合
通气模式正不断发展并应用于临床
呼吸机的起源与发展
回顾正压机械通气60多年的发展历史，我们认为它较 好地体现了临床医学与电子技术、机械工程相互交叉 和渗透，彼此促进和提高的一个发展过程，是 “医 学科学与工程技术完美结合”的典范（BME）。
呼吸机的组成
可分为两大部分或三部分： 主机(气路单元+监控单元) 湿化器(温控+湿化灌) 空、氧气源提供装置
第三相——吸气转换到呼气
容量限制 (Volume Limited)在设定的时间 内达到设定的潮气量，吸气停止(相当于 VCV)。
时间周期容量限制(Time Cycled, Volume Limited) 按一定流量为病人送气，时间到， 吸气停，潮气量大小取决于流量(定时开关 流量)。
第三相——吸气转换到呼气
方 波(Square Wave Flow Pattern) 可快速建立起通气和在有效的时间内维 持恒定的气流。
口对口人工呼吸
1800年前，金匮要略、华佗医方中 无创 有类似体外按压人工呼吸的记载
人 力
1300年前，圣经上有“口对口”描 作
正压机械通气
有创 述1792年，首次在人身上实施气管切 开、插管及风箱式正压通气技术。
动 力
负压机械通气 正压机械通气 多功能呼吸机 人工智能呼吸机
无创 1928年，“铁肺”箱式负压治疗机。电
两个 “开始、转换或切换” 两个 “相或过程内含保持”
正压通气和生理性呼吸的区别与联系
通气模式
通气模式可以理解为呼吸机如何对呼吸进行控制和辅助， 也就是呼吸机何时开始送气、如何进行送气、何时停止送 气
通气模式就是通气的方式，实际上就是控制、辅助、支持 和自主呼吸的理想结合和不同组合
通气模式正不断发展并应用于临床
呼吸机的起源与发展
回顾正压机械通气60多年的发展历史，我们认为它较 好地体现了临床医学与电子技术、机械工程相互交叉 和渗透，彼此促进和提高的一个发展过程，是 “医 学科学与工程技术完美结合”的典范（BME）。
呼吸机的组成
可分为两大部分或三部分： 主机(气路单元+监控单元) 湿化器(温控+湿化灌) 空、氧气源提供装置
第三相——吸气转换到呼气
容量限制 (Volume Limited)在设定的时间 内达到设定的潮气量，吸气停止(相当于 VCV)。
时间周期容量限制(Time Cycled, Volume Limited) 按一定流量为病人送气，时间到， 吸气停，潮气量大小取决于流量(定时开关 流量)。
第三相——吸气转换到呼气
方 波(Square Wave Flow Pattern) 可快速建立起通气和在有效的时间内维 持恒定的气流。
机械通气模式及工作原理
机械通气模式的选择应根据患者的病情、血气指标和适应程度等因素进行综合确定。
模式名称 控制通气模式 支持通气模式 压力支持通气模式
适用情况 重度呼吸衰竭、昏迷、麻醉下 中度呼吸衰竭、慢性阻塞性肺疾病等 刚取消机械通气的患者、术后患者等
总结与展望
机械通气技术的不断发展和创新，为临床医学提供了更多的治疗选择和可能性。
机械通气模式及工作原理
机械通气是指通过机器来维持患者的呼吸功能的一种技术，它的利用已经广 泛应用于医院的重症监护室和手术室。
机械通气模式的概述
机械通气模式是指通过正压通气机器压力作用、容积作用或两者结合的作用 来完成机械通气的工作。
通气模式的分类
控制通气模式
在呼吸过程中完全由机器控制，适用于重度呼 吸衰竭、昏迷等情况下。
护理建议
在实施机械通气治疗时，应根据患者的具体情况和 病情，科学合理地制定个性化的医疗护理方案。
技术趋势
人工智能技术的应用、机械通气智能化等趋势将推 动机械通气技术的快速发展。
主要机械通气模式及其特点
1
压力控制通气模式
通过机械压力调节患者的通气量，适用于呼吸频率不规则的病人。
2
体积控疗，适用于有呼吸机患者的机械通气治 疗。
3
压力支持通气模式
根据患者自主呼吸唇压的变化而实现通气，最大程度地保留了患者呼吸肌的功能。
常见机械通气模式的应用场景
支持通气模式
机器只提供辅助呼吸，患者自主呼吸占主导， 适用于轻度至中度呼吸衰竭等情况下。
机械通气的工作原理
设备原理
正压通气机器通过人工预置一定的呼吸参数、气道 压力和容积等参数，对患者进行有效的呼吸治疗。
生理原理
机械通气通过提供一定的氧气和通气量，补偿了患 者自主呼吸的不足，实现了有创呼吸支持治疗。
机械通气治疗的呼吸生理标准
机械通气治疗的呼吸生理标准机械通气是一种通过呼吸机辅助或代替患者的自主呼吸，帮助患者维持正常呼吸功能的治疗方法。
在临床上，机械通气通常用于重症监护病房、手术室和急救室等治疗环境中，对于呼吸功能受损或丧失的患者进行呼吸支持和治疗。
对于机械通气治疗的呼吸生理标准，我们需要了解人体的正常呼吸生理过程、机械通气的基本原理以及机械通气治疗的目标和评估指标。
首先，了解人体的正常呼吸生理过程对于机械通气治疗的理解至关重要。
正常呼吸是由呼吸中枢控制的一系列生理过程，包括肺部、气道、胸腔和膈肌等各个部位的协调动作。
通过呼吸道对氧气的吸入和二氧化碳的排出，人体维持着氧气供应和二氧化碳排泄的平衡状态，从而维持细胞代谢的正常进行。
正常呼吸的主要特点包括呼吸频率、潮气量、呼吸深度和肺泡通气等参数。
在机械通气治疗中，我们需要考虑到患者的呼吸生理特点，以便合理地设置呼吸机参数和治疗方案。
机械通气的基本原理是通过呼吸机提供一定的气流和气压，辅助患者进行呼吸运动或代替患者的自主呼吸，以维持正常呼吸功能和氧气供应。
机械通气可以通过气管切开插管或面罩等方式进行，根据患者的病情和需要进行选择。
呼吸机可以提供控制通气、辅助通气、压力支持通气等不同模式，根据患者的病情和生理状态进行选择和调整。
机械通气治疗的目标是维持患者的氧合和通气功能，预防和治疗呼吸衰竭，改善患者的生命体征和临床症状。
为了实现这个目标，我们需要对机械通气治疗过程进行监测和评估，以便及时调整和优化治疗方案。
在机械通气治疗中，我们需要关注患者的氧合指标、气体交换指标、胸肺力学和呼吸力学指标等参数，以评估患者的呼吸功能和治疗效果。
对于机械通气治疗的呼吸生理标准，我们可以从以下几个方面进行具体讨论。
首先是氧合指标。
正常情况下，动脉血氧分压（PaO2）在80-100mmHg之间，动脉血氧饱和度（SaO2）在95%以上。
在机械通气治疗中，我们可以通过动脉血气分析或脉搏血氧饱和度监测仪等设备进行监测，以评估患者的氧合功能。
呼吸机入门培训讲解
参数设置与调整方法
参数设置
根据通气模式和患者情况，设置合适的参数。主要的参 数包括潮气量（VT）、呼吸频率（RR）、吸呼比 （I:E）、氧浓度（FiO2）等。参数的设置应根据患者的 病情和医嘱进行调整。
调整方法
在通气过程中，需要实时监测患者的呼吸波形、潮气量、 氧饱和度等指标，并根据需要进行参数调整。常见的调 整方法包括改变潮气量、呼吸频率、吸呼比等参数，以 及调整氧浓度以满足患者的氧合需求。在调整参数时， 应遵循逐步调整、小幅度改变的原则，避免对患者造成 不良影响。同时，需要密切关注患者的病情变化，及时 调整治疗方案和呼吸机参数设置。
临床案例分享及讨论
案例一
ARDS患者的呼吸机治疗
案例二
COPD患者的无创通气治疗
案例三
重症哮喘患者的机械通气治疗
讨论
针对不同病因和病情，如何选择 合适的通气模式、参数设置和调 整策略，以达到最佳的治疗效果。
经验总结与教训反思
经验总结 充分了解患者的病情和病因，选择合适的通气模式和参数设置。
密切观察患者的生命体征和通气效果，及时调整呼吸机参数。
呼吸机入门培训讲解
目录
• 呼吸机基本概念与原理 • 呼吸机操作与使用 • 呼吸机监测与报警处理 • 呼吸机临床应用与案例分析 • 呼吸机维护与保养 • 呼吸机相关法规与伦理要求
01 呼吸机基本概念与原理
呼吸机定义及作用
呼吸机定义
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。
设置参数
根据通气模式和患者情况， 设置潮气量、呼吸频率、 吸呼比、氧浓度等参数。
连接患者
将呼吸机与患者连接，确 保连接紧密，避免漏气。
呼吸机的基本原理及临床应用课件
吸气流速 流速-时间曲线
呼气末压力(PEEP) EXP PAUSE:(End Exp Flow > 0)
内源性PEEPi, Auto-PEEP 总PEEPtot
呼气末流速 吸入潮气量 呼出潮气量
密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量
呼吸机的基本原理及临床应用
26
重要呼吸参数
V= P / R
峰值压力(PIP)
自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support
呼吸机的基本原理及临床应用
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辅助/控制模式(A/C)
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
临床应用：病人基本没有自主呼吸 可由机器启动或病人触发通气
呼吸机的基本原理及临床应用
• 部分肺泡塌陷导致肺的顺应性降低并出 现压缩性的肺不张
• 大量肺泡闭陷和水肿液充沛肺泡导致V/Q 比失调和静脉血掺杂增加
• 机械通气导致的健康肺泡的过度扩张可 引起渐进性的肺损伤
呼吸机的基本原理及临床应用
3
ARDS-病理
过于膨胀的肺区域
HEART
施加了PEEP而重新
复张了的肺区域
SP
塌陷或实变的肺区域
37
控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control
压力-时间曲线
设定：潮气量、吸气流速和波形、 呼吸频率
压力：随病人顺应性和气道阻力变化
流量-时间曲线
吸气流速波形：
1.方波 2.智能容量递减波
降低峰值压力 减少气压伤和 心肺对抗
潮气量固定 按病人理想公斤体重(IBW) 设定: 7-10ml/1kg
机械通气的呼吸力学基础通用课件
压力支持通气（ PSV）
呼气末正压（ PEEP）
呼吸机完全替代患者的自 主呼吸，患者不能触发呼 吸机送气。
呼吸机以一定频率送气， 患者也可以触发自主呼吸。
呼吸机持续向气道内送气， 保持气道正压。
患者触发呼吸后，呼吸机 提供一定压力支持帮助患 者完成吸气。
在患者呼气末期，呼吸机 向气道内送气，保持气道 开放。
机械通气参数设置
01
02
03
04
05
潮气量（VT）
每次呼吸送的空气量，一 般为5-10ml/kg。
呼吸频率（RR） 吸气时间（Ti）
每分钟呼吸的次数，一般 为12-20次/分。
每次吸气的时间，一般为 0.8-1.2秒。
吸气流速（Flow） 吸入氧浓度（ FiO2）
每分钟吸入的空气量，一 般为30-100L/min。
改善氧合
通过调整机械通气参数，改善患者 的氧合水平。
降低呼吸功耗
通过优化机械通气设置，降低患者 呼吸所需的功耗。
02
呼吸力学基
气体动力学原理
01
理想气体定律
理想气体定律是指气体在处于平衡态时，其压强、体积和温度之间存在
一定的关系。在呼吸系统中，理想气体定律有助于我们理解肺泡和气道
对气体的传导和阻力。
密切观察生命体征
密切观察患者的生命体征，包括心率、 血压、呼吸等指标，及时发现和处理 可能出现的问题。
定期检查气囊压力
机械通气需要使用气囊封闭气道，定 期检查气囊压力是保证机械通气效果 的重要步骤。
预防感染
机械通气患者容易发生感染，需要做 好预防感染的护理措施。
机械通气患者的心理护理
减轻焦虑和恐惧
吸入气的氧浓度，一般为 21%-100%。
机械通气PPT医学课件
❖ 改善通气后对全身血管 张力的影响
1. 谨慎补液 2. 应用血管活性药物 3. β肾上腺素激动剂
图解举例
❖ 心脏图形外加压力
❖ 阻塞性肺病
❖ CO2排出，血压下降， 容量不足
（二）器官功能的影响
❖ 肾灌注减少（直接） 1. 无特殊处理
肾灌注增加（间接）
❖ 胃肠灌注减少
2. 抑酸治疗
机械通气适应证
❖ 外科疾病术前术后 ❖ 神经内、外科疾病：重症肌无力、格林巴利
综合征、颅脑外伤 ❖ 严重肺部感染 ❖ 慢性肺病急性发作 ❖ 休克、心衰、急性重症胰腺炎、ARDS等
机械通气适应证
①RR 35次/分或＜5次/分 ②PaO2＜60mmHg，PaCO2 ＞50mmHg ③VT＜5ml/kg，VD/ VT ＞0.6 ④ VC＜15ml/kg ⑤IPmax ＜25cmH2O
切换 时间切换 容量切换 流速切换 压力切换
机械通气－－人工支持气体交换
❖ 提供足够的肺泡通气(PaCO2)； ❖ 提供足够氧合(PaO2)； ❖ 辅助治疗原发病； ❖ 应用呼气末正压(PEEP)以维持肺泡复张。
第二节 常用通气 方式
常用通气方式
❖ 机械控制/辅助通气 ❖ 间歇指令通气/同步间歇指令通气 ❖ 分钟指令通气 ❖ 压力支持通气 ❖ 呼吸末正压/持续气道正压
湿化器
❖ 温度28～32℃ ❖ 湿度＜70％ ❖ 超声雾化给药 ❖ 人工鼻
根据血气调节呼吸参数
血气
PaCO2↑
PaCO2↓
呼吸参数调节
模式、Vt↑、RR↑、 PEEP↑
模式、RR↓、Vt ↓
PaO2↓
FiO2 ↑ PEEP↑
第五节 机械通气 对生理的影响
（一）血流动力学的影响
1. 谨慎补液 2. 应用血管活性药物 3. β肾上腺素激动剂
图解举例
❖ 心脏图形外加压力
❖ 阻塞性肺病
❖ CO2排出，血压下降， 容量不足
（二）器官功能的影响
❖ 肾灌注减少（直接） 1. 无特殊处理
肾灌注增加（间接）
❖ 胃肠灌注减少
2. 抑酸治疗
机械通气适应证
❖ 外科疾病术前术后 ❖ 神经内、外科疾病：重症肌无力、格林巴利
综合征、颅脑外伤 ❖ 严重肺部感染 ❖ 慢性肺病急性发作 ❖ 休克、心衰、急性重症胰腺炎、ARDS等
机械通气适应证
①RR 35次/分或＜5次/分 ②PaO2＜60mmHg，PaCO2 ＞50mmHg ③VT＜5ml/kg，VD/ VT ＞0.6 ④ VC＜15ml/kg ⑤IPmax ＜25cmH2O
切换 时间切换 容量切换 流速切换 压力切换
机械通气－－人工支持气体交换
❖ 提供足够的肺泡通气(PaCO2)； ❖ 提供足够氧合(PaO2)； ❖ 辅助治疗原发病； ❖ 应用呼气末正压(PEEP)以维持肺泡复张。
第二节 常用通气 方式
常用通气方式
❖ 机械控制/辅助通气 ❖ 间歇指令通气/同步间歇指令通气 ❖ 分钟指令通气 ❖ 压力支持通气 ❖ 呼吸末正压/持续气道正压
湿化器
❖ 温度28～32℃ ❖ 湿度＜70％ ❖ 超声雾化给药 ❖ 人工鼻
根据血气调节呼吸参数
血气
PaCO2↑
PaCO2↓
呼吸参数调节
模式、Vt↑、RR↑、 PEEP↑
模式、RR↓、Vt ↓
PaO2↓
FiO2 ↑ PEEP↑
第五节 机械通气 对生理的影响
（一）血流动力学的影响
机械通气
软骨部分 正规呼吸肌 吸气肌 肋间内肌的 膈肌（75%） 呼气肌 硬骨间的肋 辅助吸气肌 辅助呼吸肌 辅助呼气肌 胸大小 胸锁乳 腹壁肌肉
间内肌 呼吸肌
肌、斜骨肌、 突肌、锯肌
呼吸生理---呼吸动力学 自主呼吸的吸气相： 结果 胸腔内呈负压， 跨肺压升高（上呼吸道和肺泡间产生压差， 以克服气道阻力、胸廓及肺的弹性和惯性） 作用 克服气道阻力 （正常时90%为气流阻力，10%为组织阻力）
MV——对气体分布的影响 自发呼吸状态下肺内气体分布决定因素： 1. 肺内压的垂直阶差 2. 静止肺弹性
自主呼吸→胸内压阶差增大，气体容量改变较多， 其他无关（指接近膈肌和胸壁边缘的肺组织）及 气管周围的肺组织较平坦，气体容量改善较少。
MV——对气体分布的影响
机械通气状态下： 气体借助正压通气进入到肺内，支气管中央肺组织 扩张较好，边缘肺组织扩张相对较差。主要气体交 换部分—肺泡管处 仰卧位IPPV吸气——横膈向下移动，受腹内容物 与重力的影响，可产生静水压差，对抗其运动，即： 下垂区域及边缘部位的肺组织气体分布减少，而无 关部位气体分布增多。 结果：改善气道阻力，改善肺顺应性，气体分布较 均匀。
机械通气对病理生理的影响
宁夏医学院附属医院ICU 曹相原
一、呼吸生理学问题
呼吸生理
呼吸中枢 呼吸肌收缩
胸廓扩大
肺膨胀 气体吸入呼吸道
呼吸生理—呼吸调节反射
+ 调节中枢 长吸中枢
延髓呼吸中枢
-
+
脊髓呼吸肌运动神经元
+
吸气肌 呼气肌
+兴奋 -抑制
脑桥和延髓呼吸中枢调节
呼吸生理---呼吸肌解剖
肋间外肌
PEEP者，氧分压↑，肺内分流↓→可改善通气/血 流。
间内肌 呼吸肌
肌、斜骨肌、 突肌、锯肌
呼吸生理---呼吸动力学 自主呼吸的吸气相： 结果 胸腔内呈负压， 跨肺压升高（上呼吸道和肺泡间产生压差， 以克服气道阻力、胸廓及肺的弹性和惯性） 作用 克服气道阻力 （正常时90%为气流阻力，10%为组织阻力）
MV——对气体分布的影响 自发呼吸状态下肺内气体分布决定因素： 1. 肺内压的垂直阶差 2. 静止肺弹性
自主呼吸→胸内压阶差增大，气体容量改变较多， 其他无关（指接近膈肌和胸壁边缘的肺组织）及 气管周围的肺组织较平坦，气体容量改善较少。
MV——对气体分布的影响
机械通气状态下： 气体借助正压通气进入到肺内，支气管中央肺组织 扩张较好，边缘肺组织扩张相对较差。主要气体交 换部分—肺泡管处 仰卧位IPPV吸气——横膈向下移动，受腹内容物 与重力的影响，可产生静水压差，对抗其运动，即： 下垂区域及边缘部位的肺组织气体分布减少，而无 关部位气体分布增多。 结果：改善气道阻力，改善肺顺应性，气体分布较 均匀。
机械通气对病理生理的影响
宁夏医学院附属医院ICU 曹相原
一、呼吸生理学问题
呼吸生理
呼吸中枢 呼吸肌收缩
胸廓扩大
肺膨胀 气体吸入呼吸道
呼吸生理—呼吸调节反射
+ 调节中枢 长吸中枢
延髓呼吸中枢
-
+
脊髓呼吸肌运动神经元
+
吸气肌 呼气肌
+兴奋 -抑制
脑桥和延髓呼吸中枢调节
呼吸生理---呼吸肌解剖
肋间外肌
PEEP者，氧分压↑，肺内分流↓→可改善通气/血 流。
机械通气的原理及模式
并发症
肺损伤、气胸、感染等并发症的关注和防治。
局限性
不能替代正常呼吸功能、一些特殊病况下机械通气效果有限。
监测和故障处理
1
监测呼吸机指标
动态监测呼吸机的指标，如气道压力、通气容量等。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
呼吸机故障处理
发现和处理呼吸机故障，以确保患者的安全和治疗持续。
3
调整和优化治疗方案
根据监测结果和患者反应，调整和优化机械通气的治疗方案。
1 压力控制通气模式
通过控制通气压力实现气体输送，适用于一 些特定的病理生理状态。
2 容量控制通气模式
通过控制通气容量实现气体输送，广泛应用 于临床实践中。
3 压力支持通气模式
通过患者的自主呼吸来提供辅助通气支持， 并减轻机械通气的负担。
4 吸气末正压通气模式
在呼气末保持一定的正压水平，增加肺容积 和氧合。
机械通气的临床应用
了解机械通气在重症监护和手术中的应用，以及未来趋势对于提高患者治疗效果和生活质量具有重要意义。
重症监护中的应用
机械通气在重症监护环境中起到 关键作用，帮助患者维持呼吸功 能和生命体征。
手术中的应用
未来趋势
机械通气在手术期间的应用能够 保障患者的安全和手术顺利进行。
持续发展的机械通气技术将进一 步改善治疗效果，并减少患者的 不适和并发症。
呼吸机模式
各种不同的机械通气模式提供了个体化的通气 支持，每种模式都有其特定的优势和限制。
监测指标
通过不同的参数监测呼吸机的性能和患者的呼 吸状态，以及及时调整和优化治疗方案。
并发症风险
机械通气可能导致一系列的并发症，需要密切 监测和积极干预，以最大限度降低风险。
机械通气的分类
肺损伤、气胸、感染等并发症的关注和防治。
局限性
不能替代正常呼吸功能、一些特殊病况下机械通气效果有限。
监测和故障处理
1
监测呼吸机指标
动态监测呼吸机的指标，如气道压力、通气容量等。
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
呼吸机故障处理
发现和处理呼吸机故障，以确保患者的安全和治疗持续。
3
调整和优化治疗方案
根据监测结果和患者反应，调整和优化机械通气的治疗方案。
1 压力控制通气模式
通过控制通气压力实现气体输送，适用于一 些特定的病理生理状态。
2 容量控制通气模式
通过控制通气容量实现气体输送，广泛应用 于临床实践中。
3 压力支持通气模式
通过患者的自主呼吸来提供辅助通气支持， 并减轻机械通气的负担。
4 吸气末正压通气模式
在呼气末保持一定的正压水平，增加肺容积 和氧合。
机械通气的临床应用
了解机械通气在重症监护和手术中的应用，以及未来趋势对于提高患者治疗效果和生活质量具有重要意义。
重症监护中的应用
机械通气在重症监护环境中起到 关键作用，帮助患者维持呼吸功 能和生命体征。
手术中的应用
未来趋势
机械通气在手术期间的应用能够 保障患者的安全和手术顺利进行。
持续发展的机械通气技术将进一 步改善治疗效果，并减少患者的 不适和并发症。
呼吸机模式
各种不同的机械通气模式提供了个体化的通气 支持，每种模式都有其特定的优势和限制。
监测指标
通过不同的参数监测呼吸机的性能和患者的呼 吸状态，以及及时调整和优化治疗方案。
并发症风险
机械通气可能导致一系列的并发症，需要密切 监测和积极干预，以最大限度降低风险。
机械通气的分类
呼吸机基础知识
主机:气源处理、吸呼控制、监测报警 混合器:外置、内置机械，空、氧配比混合 湿化器:病人吸入气体的加温、加湿 病人管路:螺纹管、可接雾化吸入器，完成 病人吸入和呼出气体的传输 气源:以适当方式提供压缩空气和氧气 其它:主机和病人管路的固定或移动装置
呼吸机的基本组成
气体输送部份(BDU) 1.动力:空气、氧气气源 2.气体混合装置 3.吸气、呼气阀 4.压力、容量传感器 5.湿化器和雾化器 6.呼吸回路 用户使用界面(GUI) 1.设置部分:含通气和报警的设置 2.监测部分:含波形 3. 报警部分:含呼吸机状态
呼吸机结构示意图
气源
气源是呼吸机的动力! 含呼吸机输送气体中的O2 和空 气,构成吸入氧浓度=O2/(O2+空气) 空气气源:压缩泵, 涡轮电机,无磨擦泵和电动机 等. 中心供气站的各供应点有专用连接器, 目前分别 可供应O2和空气.压力:控制在0.3-0.5Mpa 氧气钢瓶:氧气最大压力约14.5Mpa左右,而氧气 减压器将压力降至0.4Mpa. 若气源压力降至厂方规定最低限值以下气源不 足发生报警且不能关闭报警音响.
湿化器 *730型吸气肢有加 热导线,保证吸入气 温度(巳淘汰). *850型吸、呼气肢 均有加热线无需积 水杯,儿童→成人用 一存水罐,价贵. *F&P410湿化器无加 热导线较常用,价格 低.儿童的存水罐需 另配.
热湿交换器(人工鼻 HME)
人工鼻:在未使用湿化器时,使病人吸入、呼出 的气体尽量保持病人原有的温度和湿度,使用 时间一般不超过48小时.
气管的防御机制 a)由于外周纤毛液体层太 厚(兰色部分)，引起粘膜 斑和粘液机械性分解 b)最适宜的外周纤毛液体 层粘稠度（最佳的粘液机 械性調和） c)因外周纤毛液体层大薄 粘液机械性分解纤毛被粘 稠的粘液所粘附.
呼吸机的基本组成
气体输送部份(BDU) 1.动力:空气、氧气气源 2.气体混合装置 3.吸气、呼气阀 4.压力、容量传感器 5.湿化器和雾化器 6.呼吸回路 用户使用界面(GUI) 1.设置部分:含通气和报警的设置 2.监测部分:含波形 3. 报警部分:含呼吸机状态
呼吸机结构示意图
气源
气源是呼吸机的动力! 含呼吸机输送气体中的O2 和空 气,构成吸入氧浓度=O2/(O2+空气) 空气气源:压缩泵, 涡轮电机,无磨擦泵和电动机 等. 中心供气站的各供应点有专用连接器, 目前分别 可供应O2和空气.压力:控制在0.3-0.5Mpa 氧气钢瓶:氧气最大压力约14.5Mpa左右,而氧气 减压器将压力降至0.4Mpa. 若气源压力降至厂方规定最低限值以下气源不 足发生报警且不能关闭报警音响.
湿化器 *730型吸气肢有加 热导线,保证吸入气 温度(巳淘汰). *850型吸、呼气肢 均有加热线无需积 水杯,儿童→成人用 一存水罐,价贵. *F&P410湿化器无加 热导线较常用,价格 低.儿童的存水罐需 另配.
热湿交换器(人工鼻 HME)
人工鼻:在未使用湿化器时,使病人吸入、呼出 的气体尽量保持病人原有的温度和湿度,使用 时间一般不超过48小时.
气管的防御机制 a)由于外周纤毛液体层太 厚(兰色部分)，引起粘膜 斑和粘液机械性分解 b)最适宜的外周纤毛液体 层粘稠度（最佳的粘液机 械性調和） c)因外周纤毛液体层大薄 粘液机械性分解纤毛被粘 稠的粘液所粘附.
呼吸生理与机械通气
机械通气时,肺内压 吸、呼气均为正压, 吸气开始和呼气末才 为零,肺内压和胸内 压均比自主呼吸时稍 高一些.
循环系统
循环系统由心脏、动脉、静脉、毛细血管和它们 中间所含血液所组成.
循环系统将来自肺部带氧的动脉血运输至细胞, 同时将携满二氧化碳但缺少氧气的静脉血运输至 肺部吸收氧气排出二氧化碳.
血液占人体重8%,血液分为两部份其中红血球、 白血球和血小板占血液总量45%,(即血球压积)剩 余的是血浆占55
形态呈层流即阻力低. 湍流产生漩涡而阻力高.
阻力尚决定于流速大小呈 正相关.
时间常数——肺充气、呼气所需时间
时间常数的定义（体现病人个体差异）： TC＝ＲＣ
➢理论上呼气时间为 5个TC，气体方能 排出，临床实践中 呼气时间为3-5个时 间常数即可
May 27, 2020 | Confidential
呼气时因肺和胸廓弹性回 缩力使肺泡压大于大气压 使气体排出肺外.
在机械通气中吸气力即 “吸气触发”,肺弹性即 “顺应性”
呼吸系统解剖生理——下呼吸道结构
下呼吸道（呼吸区）：
➢ 呼吸性细支气管 ➢ 肺泡管 ➢ 肺泡囊 ➢ 肺泡
呼吸道的生理功能
➢ 分泌粘液：由粘膜腺分泌 ➢ 减少水分丢失 ➢ 形成一道物理屏障 ➢ 组成粘液毯，通过纤毛摆动将颗粒物质
——中华医学会重症医学分会
气道湿化的作用
保持气道湿润，保障纤毛的正常运动 稀释痰液，使痰液及时排除并保持呼吸道通畅 消炎抗菌，预防肺部感染
呼吸系统解剖生理——下呼吸道结构
下呼吸道（传导）：
气管 支气管 各级分支 终末细支气管（16级）
呼吸时气管内径的变化
← 气管内径 →
吸气
呼气
吸气时因胸廓扩张和横膈 下降,气管长度及内径均 增大,肺泡充气.呼气时则 相反.
循环系统
循环系统由心脏、动脉、静脉、毛细血管和它们 中间所含血液所组成.
循环系统将来自肺部带氧的动脉血运输至细胞, 同时将携满二氧化碳但缺少氧气的静脉血运输至 肺部吸收氧气排出二氧化碳.
血液占人体重8%,血液分为两部份其中红血球、 白血球和血小板占血液总量45%,(即血球压积)剩 余的是血浆占55
形态呈层流即阻力低. 湍流产生漩涡而阻力高.
阻力尚决定于流速大小呈 正相关.
时间常数——肺充气、呼气所需时间
时间常数的定义（体现病人个体差异）： TC＝ＲＣ
➢理论上呼气时间为 5个TC，气体方能 排出，临床实践中 呼气时间为3-5个时 间常数即可
May 27, 2020 | Confidential
呼气时因肺和胸廓弹性回 缩力使肺泡压大于大气压 使气体排出肺外.
在机械通气中吸气力即 “吸气触发”,肺弹性即 “顺应性”
呼吸系统解剖生理——下呼吸道结构
下呼吸道（呼吸区）：
➢ 呼吸性细支气管 ➢ 肺泡管 ➢ 肺泡囊 ➢ 肺泡
呼吸道的生理功能
➢ 分泌粘液：由粘膜腺分泌 ➢ 减少水分丢失 ➢ 形成一道物理屏障 ➢ 组成粘液毯，通过纤毛摆动将颗粒物质
——中华医学会重症医学分会
气道湿化的作用
保持气道湿润，保障纤毛的正常运动 稀释痰液，使痰液及时排除并保持呼吸道通畅 消炎抗菌，预防肺部感染
呼吸系统解剖生理——下呼吸道结构
下呼吸道（传导）：
气管 支气管 各级分支 终末细支气管（16级）
呼吸时气管内径的变化
← 气管内径 →
吸气
呼气
吸气时因胸廓扩张和横膈 下降,气管长度及内径均 增大,肺泡充气.呼气时则 相反.
呼吸系统生理与机械通气基础知识
学习内容
1 呼吸系统的生理 2 机械通气的历史 3 机械通气的工作原理 4 机械通气的临床应用
机械通气
1 呼吸系统的生理 2 机械通气的历史 3 机械通气的工作原理 4 机械通气的临床应用
呼吸系统的生理-呼吸的概念
呼吸
机体与外界环境之间的气体交换过程 由3部分组成：外呼吸、气体的运输、内呼吸
肺通气 外呼吸（External respiration）
形、胸部外伤或胸部手术后
2）中枢呼吸泵衰竭：脑炎、头外伤、肿瘤、脑血管意外、中毒
2、换气功能障碍为主的疾病：ARDS、肺炎、间质性肺病、肺栓塞 3、强化气道管理的需要：抑制呼吸药物的应用；手术麻醉和术后管 理；体弱或心脏疾病需手术治疗的
机械通气的临床应用
机械通气的禁忌症
1）未经引流的气胸或纵膈气肿 2）巨大肺大泡或肺囊肿 3）大咳血窒息 4）急性心肌梗死或者严重的冠脉供血不足 5）大量胸腔积液 6）尚未补足血容量的失血性休克
2、动态肺容量 （1）用力肺容量（FVC） （2）用力呼气量（FEV）
阻塞性肺疾患者： FEV1、FEV1%降低 限制性肺部疾患者 FEV1降低,FEV1%正常或上升
肺通气功能的评定测定
1. 潮气量 (TV) 2. 补吸气量 (IRV) 3. 补呼气量 (ERV) 4. 残气量 (余气量) (RV)
两小可
第 二 十 三 卷 “ 杂 疗 方 ”
……
人挽疗
各其。
《金匮要略》
张仲景
机械通气的历史
负压通气阶段
负压呼吸机(“铁肺”) 1928年Driker和Shaw研制成 的“铁肺（iron lung）” 在20世纪40至50年代脊髓灰 质炎爆发流行时广泛使用
The iron lung created negative pressure in abdomen as well as the chest, decreasing cardiac output.
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呼吸机基本概念——系统构成；吸气相与呼气相的控制
吸气相控制逻辑：吸气阀开放、呼气阀关闭；一定量的混合后气体（高压氧气O2和干压缩空气 AIR按所设定的FiO2 混合），经吸入端过滤器、加温湿化器；经由人工气道 吸入支路；通过Ｙ形连接管；经由延长管及气管插管进入病人肺内； 呼气相控制逻辑：呼气阀开放、吸气阀关闭；病人完成肺换气后的气体（含ＣＯ２），经气管 插管及延长管；通过Ｙ形连接管进入人工气道呼出支路；再经过呼出端过滤 器排放到大气中。
机械通气：PEEP
增加功能残气量(FRC)
肺通气过程中的阻力
弹性阻力(静态阻力)
肺和胸廓的弹性阻力，占2/3
粘性阻力和惯性阻力，占1/3，以气道粘性阻力为主
非弹性阻力(动态阻力)
肺通气的阻力–肺的顺应性
高顺应性 /低弹性 高顺应性 阻力
相同的压 强 低顺应性/高弹性 阻力
VCO2 为二氧化碳产量， VD 为死腔量， VE
为分钟通气量
死腔
呼吸时从鼻到肺泡以上的气道对气体交
换来说是无用的空间，称为死腔。成人 一般为150ml。
肺
泡 通 气 量 ＝ 分 钟 通 气 量 － 死 腔 通 气 量 ＝（潮气量VT－死腔量VD）×Rf
350ml
150ml
V/Q比值（通气血流比失调）
← 气管内径 →
吸气
呼气
吸气力和弹性回缩力
呼气 吸气
﹣2
﹢2
吸气时因横膈下降和胸廓 扩张导致肺泡呈负压两使 空气进入肺泡. 呼气时因肺和胸廓弹性回 缩力使肺泡压大于大气压 使气体排出肺外. 在机械通气中吸气力即 “吸气触发”,肺弹性即 “顺应性”
吸气肌力
肺弹性
呼吸系统解剖生理——下呼吸道结构
下呼吸道（呼吸区）：
胸内负压形成的自然因素
人胸廓的生长发育比 肺快，决定了肺的自然容 积总是小于胸廓，因而使 肺处于被动扩张的状态。
胸内负压的意义
肺扩张
抑制胸廓过度扩张
减低气道阻力 有利于静脉血、淋巴向心脏回流
正常
气胸
肺通气过程中的肺容量
吸气量(IC) 补气量(IRV) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 肺活量(VC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC)
呼吸生理 与 机械通气原理
巴州人民医院呼吸科 马超
呼吸生理
1.呼吸系统的解剖生理 2.肺通气：气体的吸入与呼出 3.胸膜腔负压 4.肺通气的阻力 5.肺换气
呼吸系统解剖生理
呼吸器官可分为1.上呼吸道 2. 下呼吸道. 3.肺脏.
肺功能分为通气和换气.通气 即空气靠胸廓和横膈运动使空气 经气管吸入和呼出肺脏.而换气 是空气中氧气从肺泡进入肺毛细 血管血液中,二氧化碳正好相反.
肺顺应性降低的影响
顺应性下降对病人的影响：
为了维持原有的潮气量，吸气努力增加，呼吸 肌做功增加，严重可导致呼吸衰竭
V/Q失调，引起低氧血症
肺水肿时，吸气使血管周围组织的压力变负， 致使流体自血管流向外周组织
肺泡扩张受限，呼吸表现为浅而快
肺通气的阻力 – 非弹性阻力
主要为气道阻力，即气体在气道中流动时所产 生的阻力
心脏剖面图
6 1.右和左心房 7 4 1 2 2 5 2.右和左心室 3.下腔静脉腔:PEEP（呼气末正压） 影响回心血量 4.肺动脉:测肺血流量 5.肺静脉
1
6.主动脉
3 7.上腔静脉:PEEP影响回心血量
动、静脉血管系统
全身的动脉由主动脉分支出 来将含有丰富氧气和养料输送 至各脏器. 全身的静脉将血液(含较多的 二氧化碳)经上、下腔静脉返回 心脏. 全身的毛细血管网是氧气、 二氧化碳和其他养料在血液和 细胞之间交換的场所.
5.呼吸机是通气机只能起肺的通气功能的作用.间接对 換气功能有帮助.
机械通气基本原理
1. 2. 3. 4. 呼吸机的基本概念 呼吸机的基本结构 呼吸机的分类 机械通气的四个过程
呼吸机的基本概念
什么是呼吸机？ 呼吸机 —电子打气筒！ 开环控制系统 (送气, 无反馈) Vs. 闭环控制系统 (监测->反馈控制) =>安全、准确
理论上呼气时间为 5个TC，气体方能 排出，临床实践中 呼气时间为3-5个时 间常数即可
October 28, 2015 | Confidential
42 |
时间常数
肺换气—气体交换
弥 散 膜
氧合
高 缺 原 氧 环 境
CO2的排出
PaCO2与通气量相关
PaCO2=0.86VCO2/[VE(1-VD/VT)]
肺的通气—气体的吸入与呼出
驱动：呼吸中枢
原动力：呼吸运动（吸气与呼气）
直接动力：肺泡气与大气之间的压力差
自主呼吸——呼吸相与呼吸做功
被动呼气
主动吸气
自主吸气—主动吸气
肺内压 隔肌和肋间肌收缩 胸内容积增大 胸膜内负压变大 肺扩张 肺内压变负 外界空气流(压)入肺中 肺内气量 胸膜内压
气体交换即弥散:呼吸气体在 肺脏内和其周围的毛细血管为人 体提供氧和排出二氧化碳. 呼吸机即是仿造肺通气的仪器
呼吸系统解剖生理
自然呼吸
机械通气
过滤
纤毛 毛细血管 －除尘 －加温
粘液腺 －湿润
过滤、湿化、加温
湿化、加温
湿化的基本原理
鼻腔：温度 30-34 ℃，相 对湿度80%-90% ； 隆突：温度 37 ℃，相对湿 度达95%以上；
肺泡：温度 37 ℃，相对湿 度100%；
在正常情况下，吸入气体 在进入肺泡的时候就已经 达到核心体温(37 ℃)和 100% 的相对湿度，这是 气体交换和气道纤毛清理 功能的最佳条件。
无论何种湿化方式，都要求近端气道内的气体 温度达到37℃，相对湿度100%，以维持气道黏 膜完整，纤毛正常运动及气道分泌物排出，以 降低VAP/HAP的发生
肺炎、阻塞 性肺疾患等
VA/QC PaO2
立位肺各部通气血流比
VA QC VA/QC 3.0 1.0 0.6 0.8 上肺野 0.6 ：0.2 中肺野 1.0 ：1.0 下肺野 2.4 ：3.8 全 体 4.0 ：5.0
V/Q比值（肺通气量与血流量之比）
正常肺通气量和血流量分别为 4L/min和 5Lmin， 两者比值为0.8 机体能够有效调节V/Q比值，当体位改变或者肺 部病变时，局部通气量减小，可产生低氧性肺 血管收缩，减少局部血流量，使其他通气好的 部位血流量增加 当肺部病变超过机体调节范围，就会出现V/Q比 例失调
——中华医学会重症医学分会
气道湿化的作用
保持气道湿润，保障纤毛的正常运动
稀释痰液，使痰液及时排除并保持呼吸道通畅
消炎抗菌，预防肺部感染
呼吸系统解剖生理——下呼吸道结构
下呼吸道（传导）：
气管 支气管 各级分支 终末细支气管（16级）
呼吸时气管内径的变化
吸气时因胸廓扩张和横膈 下降,气管长度及内径均 增大,肺泡充气.呼气时则 相反. 休息时呼吸作功很小, 气 管插管后由于插管内径小 于总气管内经一半,吸气 时阻力增加16倍,吸气作 功显著增加,故有“插管 补偿”功能即TC或ATC,用 于自主呼吸模式. 机械控制呼吸时呼吸作功 由呼吸机承担.
低顺应性
弹性阻力：肺泡和胸廓存在 自然回缩的力，构成弹性阻 力，也就是肺的顺应性(C) 顺应性代表弹性物体的扩张 性,定义为容量改变与压力改 变的比值。 C=△V/△P C的倒数（1/C）则为弹性阻 力。
肺通气的阻力– 动态和静态顺应性
静态（ Cst ）：每次吸气或呼气后，屏气，测定肺 容积和跨肺压变化，即可测得。 动态（Cdyn）：不阻断气流时测得。
胸膜和胸膜腔
胸膜是薄而光滑的浆膜，覆盖
于胸壁内面，膈上面，纵膈侧 面和肺表面，胸膜分脏层胸膜 和壁层胸膜两层。胸膜腔是由 紧贴于肺表面的脏层胸膜和紧 贴于胸廓内壁的壁层胸膜形成 的一密闭的潜在腔隙。
胸内压的概念
胸膜腔内压(intrapleural pressure ）是指胸膜腔内的 压力, 简称胸内压 。胸膜腔内 压都低于大气压，以大气压为 零则胸膜腔内压为负压，故简 称为胸内负压。
呼吸性细支气管
肺泡管
肺泡囊
肺泡
呼吸道的生理功能
分泌粘液：由粘膜腺分泌
粘液毯，通过纤毛摆动将颗粒物质 排除体外
通过抗体或免疫因子起到抗感染作用
呼吸道的生理功能
纤毛运动：下呼吸道纤毛运动向上，鼻粘 膜纤毛运动向后。 作用：能将纤毛顶部大约 5μm厚的粘液连 同附着在粘液中的小颗粒异物朝着一个方 向推送，都朝向咽部，或被吞下，或被吐 出。
V/Q比例失调
减小（ <0.8 ）：通气量不足，常见于气道阻塞、 肺泡萎陷或受压而发生不张，此时静脉血未能 进行充分氧合， PO2↓ 增大（ >0.8 ）：肺血流量不足，常见于肺血管 痉挛或栓塞 造成的局部灌注减少，此时只有部 分静脉血进行氧合，动脉血含量减少，亦可造 成低氧血症
呼吸生理总结
肺通气过程中的肺容量
功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV
吸气量(IC) 补气量(IRV) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 肺活量(VC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC)
肺通气过程中的肺容量
功能残气量(FRC)的临床意义：
如果没有FRC，呼气末期肺泡将完全塌陷，产生静 -动脉血分流 FRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或 塌陷