机械通气基本知识

机械通气的模式
肺泡的呼吸力学分类 • 快反应肺泡（时间
常数较小） • 慢反应肺泡（时间
常数较大）
r
R
c
C
机械通气的模式
Peak Plateau PEEP
PENDELLUFT during the
Plateau Phase
Pressure
Flow
inspiration expiration
low
high
• 动态顺应性
– 极少应用
机械通气的模式
导致顺应性下降的原因 • 肺实质改变
– ARDS，（支气管）肺炎，肺水肿，纤维 化
• 表面活性物质功能障碍
– ARDS，肺泡肺水肿，肺不张，误吸
• 肺容量减少
– 气胸，膈肌抬高
机械通气的模式
吸气阻力, Raw
Ppeak Pzf Pplat
pressure
机械通气的模式
参数 • MV • Vt • f (frequency) • Flow • Tinsp • Ttotal • Insp% • I:E
公式
• MV = f x Vt • Vt = flow x Tinsp • Ttotal = 60 / f • Tinsp = Ttotal x
Insp% • I:E = Tinsp /
8%
• 慢性呼吸功能衰竭急性加重 13%
• 昏迷
15%
• 神经肌肉疾病
5%
ICU中的机械通气
人工气道
• 气管插管
75%
– 经口气管插管
96%
– 经鼻气管插管
4%
• 气管切开
24%
• 面罩
1%
ICU中的机械通气
呼吸机模式
应用比例
医生的喜好
VCV
47%
62%
SIMV, PS or SIMV + PS
定容通气
• 其他名称
– 容量控制(volume control) – 辅助/控制(A/C, assist/control)
• 参数设定
– 一般：FiO2, PEEP, Trigger sensitivity – 特殊：f, Vt, Pause%, flow pattern
机械通气的模式
定容通气时潮气量和呼吸周期的设定
• 静态顺应性
Crs, st =
Vt
Pplat PEEP
肺顺应性下降
Normal
PIP
PPlat
Low Compliance
PIP PPlat
Paw (cm H2O)
PIP
Normal
Increased PPlat (Decreased Compliance)
Normal PPlat (Normal Compliance)
• 压力支持通气时压力支持水平
• 呼气末正压(PEEP)
19 cmH2O 5 cmH2O
ICU中的机械通气
机械通气时使用的PEEP
50%
47%
40%
31% 30%
20%
18%
10% 3% 0.20%
0%
0
1-5 cmH2O 6-10 cmH2O 11-15 cmH2O > 15 cmH2O
ICU中的机械通气
Increased PIP
Increased PTA (increased Airway Resistance)
Normal PPlat (Normal Compliance)
机械通气的模式
呼吸力学的监测(2) 吸气阻力
• Hagen-Poiseuille定律 P = flow x 8l/r4
(Ttotal – Tinsp)
机械通气的模式
定容通气时潮气量和呼吸周期的设定
Servo 900C Drager Evita2 NPB 840 TAEMA Horus4 Bear 1000 Newport E200
MV f

Vt Flow Ttotal Tinsp Insp%
• 气体分布存在的问题
• 人机对抗
Pao Peso
机械通气的模式
患者吸气时的临床表现
flow c
b a
a. presence of triggering
b. concavity during inspiration
c. a variable Ppeak d. negative Peso
even after end inspiration
吸气触发的方式—压力触发
P (cmH2O)
呼气末气道压力下降 = 患者开始吸气 = 呼吸机开始送气
吸气触发的方式—压力触发
压力触发灵敏度的设置 • 指气道压力较PEEP下降的水平
– 0 – 20 cmH2O
• 例如
– PEEP = 0 (10) – Trigger sensitivity = -2 – 即气道压力为-2 (8) cmH2O时呼吸机开始送气
机械通气的模式
呼吸力学监测对临床的提示(1)
• 没有自主呼吸的患者应用VCV
time Vt Ti PEEP
Ppeak
1 0.5 0.5 0
15
2 0.5 0.5 0
30
Crs, st 1/(Pplat - PEEP)
Pplat 10 25
机械通气的模式
呼吸力学监测对临床的提示(2)
• 没有自主呼吸的患者应用VCV
吸气触发的方式—流量触发
呼气末
吸气管路
呼气管路
呼气流量 吸气管路中气体流量
吸气触发的方式—流量触发
开始吸气
吸气管路
呼气管路
呼气流量 < 吸气管路中气体流量 提示：患者开始吸气
吸气触发的设置
难
易
-20
0
触发灵敏度
吸气触发的设置
• 压力触发
– -1 to -2 cmH2O
• 流量触发
– -1 to -3 lpm
脱离呼吸机的模式 PSV SIMV SIMV + PS 间断T管 每日T管 其他模式
应用比例 36% 5% 28% 17% 4% 9%
医生的喜好 22% 7% 29% 34% 7% --
机械通气的模式
选择机械通气各种模式的目的
• 改善气体交换 • 增加患者舒适性 • 加速自主呼吸的恢复
机械通气的模式
呼气相
Pressure
Time/Tau
机械通气的模式
呼吸力学的监测(3) 时间常数()
• PA(t) = (Pplat - PEEP) e-kt • e =2.718 • k = 1/ =1/(R x C)
机械通气的模式
时间常数 • 成人（正常值）
2 x 0.10 = 0.20” • 术后气管插管成人患者
5 x 0.06 = 0.30” • COPD成人患者
15 x 0.06 = 0.90” • ARDS成人患者
8 x 0.03 = 0.24” • ARDS患儿
5 x 0.01 = 0.05”
Tau 0 1 3 5
呼出气 容积
0% 63% 95% 99.9%
残余 容积 100%
37% 5% 0.1%
Time to reach peak inspiratory flow (sec)
压力上升时间的影响
0.5
0.47 0.10 0.45 0.07
0.4
0.3
0.2
0.1
0 PS 5
IR 40% IR 0%
0.23 0. 09 0.16 0. 03
PS 15
Chiumello D, Pelosi P, Taccone P, et al. Effect of different inspiratory rise time and cycling off criteria during pressure support ventilation in patients recovering from acute lung injury. Crit Care Med 2003; 31: 2604-10.
}
PEEP
Time (sec)
容量时间曲线
Volume (ml)
吸气潮气量
吸气
呼气
TI
Time (sec)
机械通气的模式
定容通气(VCV)
气道峰压, Ppeak
平台压, Pplat
PEEP
pressure
flow
机械通气的模式
呼吸力学监测(1) 呼吸系统的顺应性
• 动态顺应性
Vt Crs, dyn = Ppeak PEEP
如何应用机械通气
ICU中的机械通气
• 横断面研究 • 参加国：阿根廷，巴西，加拿大，智
利，西班牙，乌拉圭和美国 • 共计412个ICU • 4152名患者
– ICU的床位使用率中位数为83%
• 1638名(39%)患者接受机械通气治疗
ICU中的机械通气
机械通气的适应症
• 急性呼吸功能衰竭
66%
– ARDS
Compliance
机械通气的模式
Peak Plateau PEEP
No PENDELLUFT because of constant
flow flow
Pressure
Flow
inspiration expiration
low
high
Compliance
吸气触发的方式及设置
• 压力触发(pressure trigger) • 流量触发(flow trigger)
time Vt Ti PEEP
Ppeak
1 0.5 0.5 0
15
2 0.5 0.5 0
45
Raw (Ppeak - Pplat)
Pplat 10 15
机械通气的模式
容量控制通气
• 潮气量恒定
• 气道压力不恒定
– Pplat
Crs,st, Vt, 吸气力量
– Peak-Pplat
气道阻力，吸气流量
导致气道阻力增加的原因 • 分泌物过多 — 分泌物潴留 • 粘膜水肿（哮喘，气管炎，肺水肿） • 肺气肿（气道压迫） • 异物 • 肿瘤所致狭窄
机械通气的模式
呼吸力学的监测(3) 时间常数()
• =RxC • 测定肺组织充盈或排空的速度 • 反映肺组织对压力变化的反应速度
机械通气的模式
吸气相











机械通气的模式
定容通气时潮气量的选择 • 12 – 15 mL/kg • 8 – 10 mL/kg • 6 – 8 mL/kg
流量时间曲线
SQUARE
DECELERATING
ACCELERATING
SINE
压力时间曲线
吸气峰压 PIP
Paw (cm H2O)
吸气
呼气
TI
TE
压力上升时间的影响
Peak inspiratory flow (L/sec)
• Venturi定律 P = flow2 x Kl/r2
层流
湍流
机械通气的模式
• 新生儿 • 婴儿 • 儿童 • 成人
气道阻力 — 正常值 30 - 50 mmHg/l/sec 20 - 30 mmHg/l/sec 20 mmHg/l/sec 2 - 4 mmHg/l/sec
Leabharlann Baidu
机械通气的模式
完全控制 完全支持
定压通气
定容通气
压力控制通气 (PCV)
容量控制通气 (VCV)
间歇指令通气(SIMV + PSV)
压力支持通气 (PSV)
机械通气模式
患者的呼吸功
呼吸机的呼吸功 指令通气 同步指令通气
有支持的自主呼吸 完全自主呼吸
机械通气模式
完全休息
大量体力消耗
模式的选择 = 仅仅是医生的选择
46%
36%
SIMV
6%
8%
PS
15%
4%
其他模式*
SIMV + PS
25% 7%
24% 2%
*包括压力控制通气(PCV), 双水平气道正压通气(BiPAP), 反比通气(IRV), 气道压 力释放通气(APRV)和高频通气(HFV)
ICU中的机械通气
呼吸机的设置
• 定容通气时的潮气量
9 ml/kg
d TIME
flow 60
Pao
15 Peso
机械通气的模式
ARDS, SEPSIS 60 lpm
30 lpm
机械通气的模式
压力控制通气(PCV)
pressure
吸气压力, Pinsp
PEEP
flow
压力上升时间
压力上升时间
Chiumello D, Pelosi P, Taccone P, et al. Effect of different inspiratory rise time and cycling off criteria during pressure support ventilation in patients recovering from acute lung injury. Crit Care Med 2003; 31: 2604-10.
呼吸力学的监测(2) 吸气阻力
Ppeak Pplat 容量重新分布
• Raw =
粘弹性
flow
stress relaxation
or = Ppeak Pzf flow
组织阻力 气道阻力
气道阻力增加
Normal
PIP
PPlat
PIP High Raw
PPlat
Paw (cm H2O)
}
Normal
Time (sec)
机械通气的模式
• 新生儿 • 婴儿 • 儿童 • 成人
呼吸系统的顺应性 (1 ml/mmHg/kg BWt)
3 - 5 ml/mmHg 10 - 20 ml/mmHg 20 - 40 ml/mmHg 70 - 100 ml/mmHg
机械通气的模式
• 静态顺应性
– 无肺部疾患的气管插管患者 50 - 70 ml/mmHg