呼吸生理和呼吸模式

Time
自主呼吸
病人触发
半自主型:同步间隙指令通气(SIMV)
优点

同步呼吸可改善病人的舒适性 可减少病人和呼吸机之间的对抗 相比A/C模式，可减少过度通气的发生
如果设定频率或潮气量太低，对病人 的支持就会不足
缺点

自主型(Spontaneous)
临床应用：病人有足够的自主呼吸频率 定义 要求有主动的自主呼吸驱动力 连续气道正压(CPAP)：恒定的正压(PEEP) 作用于整个自主呼吸过程中 可提供或不提供吸气支持(PSV)
肺容量
功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)
肺容量
功能残气量(FRC)的临床意义：



FRC在生理上起着稳定肺泡气体分压的缓冲作用， 减少了通气间隙时对肺泡内气体交换的影响 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
呼吸系统解剖生理 与 呼吸机的基本模式
一、呼吸系统解剖生理
1. 2. 3. 4. 5.
呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题
一、呼吸系统解剖生理
1. 2. 3. 4. 5.
呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题
呼吸系统
上呼吸道：
鼻和鼻腔
过滤、湿化、加温
咽
喉
呼吸机 (应用气插和气切）: 吸入\呼出过滤器 电子湿化器\人工鼻
呼吸系统
下呼吸道：
气管 支气管 终末细支气管
肺泡
(肺内气体交换)
肺泡-肺内气体交换
一、呼吸系统解剖生理
1. 2. 3. 4. 5.
呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题


潮气量或压力 流速和流速波形，或吸气时间 呼吸频率
由机器启动，也可由病人同步触发通气
Pressure
Time
辅助/控制模式(A/C) :机控呼吸

优点


可提供完全的通气支持 可控制呼吸频率 设臵值有时可能不能满足病人的通气需求
• 需检查血气指标(Po2、Pco2)

缺点


当辅助呼吸增加时，分钟通气量可能会增加

自主型(Spontaneous)
可减少呼吸作功(WOB)
潮气量和呼吸频率由病人自己决定
通常是拔管前最后的通气模式
10 cm H2O PEEP Time
窒息通气双向转换 (Apnea Ventilation)
呼吸机监测一次呼吸开始到下一次呼吸开始的时间 如果这个时间超过了操作者设定的窒息通气间隔时间(默认值：20秒)，窒息通气开 始按照预设值（压力控制或容量控制方式）工作 当呼吸机监测到病人有二次连续的自主呼吸，窒息通气自动停止，按原模式通气
肺内气体交换-氧合
一、呼吸系统解剖生理
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呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题
自主呼吸的换气过程：主动吸气，被动呼气
被动呼气
主动吸气
呼吸肌
呼吸肌的作用

胸锁乳突肌 - 将胸骨向上提升 前锯肌 - 提升多数肋骨 斜角肌 - 提升头两条肋骨 外肋间肌 - 扩张胸膛 腹直肌 - 向下拉到低位肋骨，同时将腹内物 向隔膜下压 内肋间肌 - 压下胸膛
顺应性压Pcomp 呼气末压力(PEEP) 吸气流速
EXP PAUSE:(End Exp Flow > 0)
内源性PEEPi, Auto-PEEP 总PEEPtot
流速-时间曲线
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
肺顺应性(Compliance)：弹性
内源性PEEPi / Auto-PEEP： COPD & Asthma 空气滞留
二、呼吸机的基本模式
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呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
二、呼吸机的基本模式
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呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
呼吸机基本概念
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
呼吸过程中的血液循环问题
静脉血回心动力：
静脉瓣
肌肉泵 “呼吸泵”
自主呼吸中“呼吸泵”的作
用
吸气时： - 胸内 Pressure - 腹内 Pressure
自主呼吸中“呼吸泵”的作
用
呼吸系统和 循环系统的 和谐工作 ——自然进 化的结果
一、呼吸系统解剖生理 回 顾
1. 呼吸系统解剖结构 2. 肺容量的几个概念 3. 整个呼吸过程（广义的“呼吸 ”） 4. 自主呼吸的过程 5. 呼吸过程中的血液循环问题
呼吸三要素:压力、容(流)量和时间
压力(P )：Pressure
屏气： 气体扩散 肺内交换
压力-时间曲线
容量(V )：Volume 流速( f )：Flow
时间( t )：Time 吸呼比 ( I : E ):
流速-时间曲线
其中： 吸气相( I ) = 吸气时间(Insp.)+平台时间(Pause) 呼气相( E ) = 呼气时间(Exp.)
肺总容量(TLC) 肺残气量(RC)
一、呼吸系统解剖生理
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呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题
整个呼吸过程(广义的“呼吸”)
机械通气 肺部换气：外界和肺泡之间气体的吸入和呼出 肺内气体交换(氧合)：血液中的氧气和二氧化碳 在肺泡毛细血管内外的交换扩散 静脉血 动脉血 血液循环：血液将动脉血(O2)带到身体各部分， 将静脉血(CO2)带回肺泡毛细血管 细胞内呼吸：血液和身体中的氧气和二氧化碳在 细胞间的交换扩散 动脉血 静脉血
呼吸模式
呼吸模式： 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous) 控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式(PCV): Pressure Control 自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP 压力支持(PSV): Pressure Support
控制呼吸方式： 容量控制方式(VCV):Volume Control
压力控制方式(PCV): Pressure Control
自主呼吸方式： 持续正压呼吸 : CPAP
压力支持(PSV): Pressure Support
辅助/控制模式(A/C):机控呼吸
临床应用：病人基本没有自主呼吸 呼吸机根据临床医生的设定参数供气：
机械通气：PEEP
增加功能残气量(FRC)
肺容量
肺活量(VC)：最大吸气后能呼出的最大气量 VC=IRV+TV+ERV 正常成人约4500毫升
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)
肺容量
吸气时： - 胸内 Pressure - 腹内 Pressure
自然进程的破坏： “呼吸泵”作用的丧失 回心血量降低 心排量CO 低血压,组织灌注减少……
二、呼吸机的基本模式
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呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
正比通气、反比通气
Biblioteka Baidu
重要呼吸参数
INSP PAUSE:肺顺应性Comp. = 潮气量VT / 顺应性压Pcomp 峰值压力(PIP) ml / cmH2O 潜在危害： 气压伤、心肺对抗 气道阻力Resi. = 阻力压Presi / 吸气流速Insp Flow 平台压力:气体均匀扩散后 cmH2O / l / min 压力-时间曲线 阻力压Presi
呼吸机系统简图
二、呼吸机的基本模式
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呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
自主呼吸 vs. 正压通气
I E I E
Pressure 压力
Volume
容量
自主呼吸 正压通气
机械(正压)通气与心肺对抗
机械(正压)通气与心肺对抗


肺内压的变化
自主呼吸过程:压力和容量的变化
隔肌和肋间肌收缩
肺内压
胸内容积增大
胸膜内压变负
肺扩张 肺内气量
胸膜内压
肺内压变负
外界空气流(压)入肺中
一、呼吸系统解剖生理
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呼吸系统解剖结构 肺容量的几个概念 整个呼吸过程（广义的“呼吸”） 自主呼吸的过程 呼吸过程中的血液循环问题
控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control
优点

医生可控制潮气量、呼吸频率，以满 足病人通气需求
缺点

吸气峰压可能会很高(特别是气道阻力 较大时), 容易引起气压伤和心肺对抗
Auto-PEEP的流量波形
120
(L/min)
Time (s)
1 2 3 4 5 6
End Exp Flow > 0
-120
二、呼吸机的基本模式
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呼吸机的基本概念 机械通气和心肺对抗 呼吸机的几个重要参数 呼吸模式 压力触发和流速触发
呼吸模式
呼吸模式： 辅助/控制型(A/C:Assist/Control; CMV) 半自主型: 同步间歇指令呼吸SIMV 自主型(Spontaneous)
肺总容量(TLC)：肺内所含的总气量 TLC=VC+RC
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)
肺容量
补气量(IRV)
吸气量(IC)
潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 功能残气量(FRC)
肺活量(VC)
控制呼吸 容量控制(VCV):Volume Control
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 压力-时间曲线
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 , 从低潮气量开始(肺保护性通气)
肺容量
补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)
肺容量
肺残气量(RC)：最大呼气后肺内残留的气量
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)


可引起过度通气 需设定高呼吸频率、潮气量和分钟通气量上限报警
半自主型:同步间隙指令通气 (SIMV)
临床应用：病人有一定频率的自主呼吸 由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而成 强制通气是由机器启动(IMV)或病人触发(SIMV) 在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率

机器启动的强制通气 Pressure 病人触发的强制通气
肺容量
潮气量(TV)：静息状态每次吸入或呼出的气量 成人约400-500毫升
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)
肺容量
补气量(IRV)：平静吸气后所能吸入的最大气量 正常成人约2500-2600毫升
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)
肺容量
吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量 IC=TV+IRV
补气量(IRV) 吸气量(IC) 潮气量(TV) 补呼气量(ERV) 肺残气量(RC) 功能残气量(FRC) 肺总容量(TLC) 肺活量(VC)