呼吸波形分析入门
呼吸机波形分析
19
Pressure-Volume Loops（1）
１、PEEP and PV loop.
PV环：可发现和测量PEEP ，自压力轴向右变化。PEEP 水平为决定y 轴和x轴在吸气开始的距离
20
Pressure-Volume Loops（2）
呼吸机波形分析 Ventilator Waveform
Analysis
1
学习流程
1. Know Your Normal First: Time-based waveforms in Volume and
Pressure-targeted ventilation Volume-Pressure and Flow-Volume Loops 2. Abnormal Time-Based Waveforms: Flow-Time Curve Volume-Time Curve Pressure-Time Curve 3. Abnormal Loops: Pressure-Volume Loop Flow-Volume Loop
容量控制通气时，顺应性 增加，输出lower PIP ；顺应 性降低，输出higher PIP
22
Pressure-Volume Loops（4）
4、Overdistention ——过度膨胀
当潮气量达到肺总容量时 发生过度膨胀。表现PIP 增加 （A-B）时，潮气量改变不明 显。降低潮气量能够修正这种 现象
常见原因主动呼气
17
Abnormal Pressure-Time Curves（1）
1、Increased Resistance —— 阻力增加
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
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.
.
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.。
呼吸机波形分析入门
波形分析入门目录1.引言2.流速-时间曲线2.1 吸气流速波形Fig12.1.1吸气流速波形的波型(分类)Fig22.1.2 AutoFlow(自动控制流速) Fig32.2 呼气流速波形Fig 42.3 临床应用2.3.1吸气流速波形的分析--鉴别呼吸类型Fig 52.3.2 在定容型通气(VCV)中识别所选择的吸气流速波型Fig 62.3.3 判断指令通气在吸气过程中有自主呼吸Fig 72.3.4 吸气时间不足的曲线Fig 82.3.5 从吸气流速检查有无泄漏Fig 92.3.6 根据吸气流速调节呼气灵敏度(Esens)Fig 102.4 呼气流速波形的临床意义2.4.1 初步判断支气管情况和主动或被动呼气Fig 112.4.2 判断有无Auto-PEEP存在Fig 122.4.3 评估支气管扩剂的疗效Fig 133.压力-时间曲线3.1 VCV的压力-时间曲线(P-Tcurve)Fig 143.1.1平均气道压(mean Paw 或Pmean)Fig 153.2 PCV的压力-时间曲线Fig 163.2.1 压力上升时间(压力上升斜率或梯度Fig 173.3 临床意义3.3.1 识别呼吸类型3.3.1a 控制机械通气(CMV)和辅助机械通气的压力-时间曲线Fig 183.3.1b 自主呼吸(SPONT/CPAP)和压力支持通气(PSV/ASB)Fig 193.3.1c 同步间歇指令通气(SIMV)Fig 203.3.1d 双水平正压通气(BIPAP)Fig 213.3.1e BIPAP和VCV在压力-时间曲线上差别图Fig 22,233.3.1f BIPAP衍生的其他形式BIPAPFig 24-273.3.2 评估吸气触发阈是否适当Fig 283.3.3 评估吸气时的作功大小Fig 293.3.4 在VCV中根据压力曲线调节峰流速Fig 303.3.5 评估整个呼吸时相Fig 313.3.6 评估平台压Fig 323.3.7 呼吸机持续气流减少患者呼吸作功Fig 334. 容积-时间曲线4.1容积-时间曲线的分析Fig 344.2 临床意义Fig 354.2.1气体阻滞或泄漏的容积-时间曲线Fig 364.2.2 呼气时间不足导致气体阻滞Fig 375. 呼吸环5.1 压力-容积环(P-V loop)Fig 385.1.1气道阻力和插管内径对P-V环的影响Fig 395.1.2 吸气流速大小对P-V环的影响Fig 405.1.3 流速恒定(方波)VCV的P-V环Fig 415.1.4 递减流速波的P-V环(VCV或PCV)Fig 425.2 P-V环的临床应用5.2.1 测定第一、二拐点Fig 435.2.2区分呼吸类型5.2.2a自主呼吸Fig 445.2.2b 辅助呼吸(AMV)Fig 455.2.3 顺应性降低的P-V环Fig 465.2.4 阻力改变时的P-V环Fig 475.2.5 P-V环反映肺过复膨张部分Fig 485.2.6 插管内径对P-V环的影响Fig 495.2.7 自主呼吸用PS插管顶端、末端的作用Fig 505.2.8 根据P-V环的斜率可了解肺顺应性Fig 515.2.9 单肺插管引起P-V环偏向横轴Fig 525.2.10 呼吸机流速设置不够的P-V环Fig 535.2.11 肌肉松弘不足的P-V环Fig 545.2.12 Sigh呼吸所引起Paw增加的P-V环Fig 555.2.13 增加PEEP在P-V环上的效应Fig 565.2.14 严重肺气肿和慢性支气管炎病人的P-V环Fig 575.2.15 中等气管痉挛的P-V环Fig 585.2.16 腹腔镜手术时P-V和F-V环Fig 595.2.17 左侧卧位所致左上叶肺的P-V环Fig 605.3 流速-容积曲线(F-V curve)Fig 61-625.3.1 考核支气管扩张剂的疗效Fig635.3.2 VCV/PCV的F-V环Fig645.3.3有助于鉴别诊断Fig655.3.3a 肥胖病人F-V环Fig665.3.4 F-V曲线反映有PEEPiFig675.3.5 F-V曲线呼气末未封闭Fig685.3.6 F-V曲线提示气管插管扭曲Fig695.4 压力-流速环(P-F环)Fig706.综合曲线的观察6.1 定容型通气模式6.1.1 CMV(IPPV) 模式的波形(图72)6.1.2 AMV(IPPVassist) 模式的波形(图73)6.1.3 VCV时流速在吸/呼比和充气峰压的波形(图74)6.1.4 气体陷闭(阻滞)的波形(图75)6.1.4a 气体陷闭导致基线压力的上升(图76)6.1.5间歇指令通气(IMV)通气波形(图77)6.1.6 同步间歇指令通气(SIMV)通气波形(图78)6.1.7压力限制通气(PLV)的波形(图79)6.1.8每分钟最小通气量(MMV)的通气波形(图80)6.2定压型通气波形6.2.1 PC-CMV/AMV通气波形(图80)6.2.2 PC-SIMV通气波形(图82)6.2.3 反比通气(IRV):VCV与PCV的差别. (图83)6.2.4 压力支持(PSV)6.2.4a CPAP+PS的通气波形(图85)6.2.4b SIMV+PS的通气波形(图87)6.2.4c PCV:压力上升达标所需时间(即调节吸气流速大小) (图88) 6.2.4d PS: 压力上升达标所需时间(即调节吸气流速大小) (图89) 6.2.5 压力限定容量控制通气(PRVC)的波形(图90)6.2.5 压力限定容量控制通气(PRVC)的波形(图90)6.2.6 CPAP的通气波形(图91)6.3顺应性或阻力的改变的波形6.3.1 VCV时顺应性(C L)降低丶阻力(Paw)增高的波形(图92)6.3.2 PCV时顺应性降低丶阻力增高(图93)6.4 常见呼吸机故障的波形6.4.1呼吸回路泄漏的波形(图94)6.4.2 小泄漏致误触发及泄漏补偿(图95)6.4.3 呼吸回路部分阻塞(图96)6.4.4 呼吸管道内有液体的波形(图97)1.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,容积和各种呼吸环. 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, 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、呼吸机和患者在呼吸过程中所作之功、评估机械通气时效果和使用支气管扩张剂的疗效等. 有效的机械通气支持/治疗是通气过程中的压力、流速和容积相互的作用而达到以下目的:a.能维持血气/血pH的基本要求(即PaCO2和pH正常, PaO2达到基本期望值)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且少用镇静剂.d.患者呼吸肌得到适当的休息和康复.2. 流速-时间曲线(F-T curve)流速定义:呼吸机在单位时间内输送出气体流动量或气体流动时变化之量. 流速的单位通常是"升/分"(L/min或LPM).流速-时间曲线的横轴代表时间(sec), 纵轴代表流速(Flow=V'=LPM), 在横轴上部代表吸气流速,横轴下部代表呼气流速. 曾有八种吸气流速波形(见图), 目前基本保留方波和递减波,正弦波流速恒定的波形. 呼气流速的波形均为同一形态, 仅是振幅和时间在病人之间有所差异.F G HA.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. 吸气流速波形(见图1)图1是呼吸机输送的流量(速)是恒定的, 故吸气流速波呈方形, 横轴下虚线部分代表呼气流速(在下述呼气流速波形讨论)图1. 吸气流速曲线①代表呼吸机输送气体流量的开始. :决定于a)预设呼吸周期的时间巳达到,呼气转换为吸气是"时间切换"即控制呼吸(CMV). b)患者开始吸气达到了触发阀而呼吸机开始输送气体是辅助呼吸(AMV).②吸气峰流速(PIF 或PF): 在容量控制通气(VCV)时PIF 是预设的, 直接决定了吸/呼比. 也可设定容量、压力和吸气时间而间接影响PIF.③代表吸气结束和呼吸机停止输送气体: 这种情况可由设置的的容量(VCV)或压力巳达标(PCV),输送的流速巳完成(流速切换),或吸气时间已达标(时间切换).⑤= 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 中摒气时间内无流量输送,PCV 中无吸气后摒气时间). ④→⑥: 代表整个呼气时间:包括呼气结束后流速为0的时间. ⑦代表一个呼吸周期的时间(TCT): TCT=60秒/频率.2.1.1 吸气流速的波型(类型)根据吸气流速的形态有方波, 递减波, 递增波, 和正弦波(自主呼吸的波型), 在定容型通气(VCV)中需预设频率, 潮气量和峰流速, 并选择不同形态的吸气流速波.!(见图2以方波作为对比) 正弦波无从证明在临床的疗效, 巳少用. VCV 时雾化吸入或欲使吸气时间相对短多数用方波.方波: 是呼吸机在整个吸气相所输送的气体流量均是恒定的(设置值),故吸气开始即达到峰流速, 直至吸气结束才降为0.递减波: 是呼吸机在吸气开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), 目前定压型通气(PCV)和压力支持(PS=ASB)均采用递减波.递增波: 与递增波相反, 目前较少使用(视操作者需要).正弦波: 是吸气时呼吸机达到峰流速稍缓和而吸气结束降至0比方波稍缓慢而比递减波稍快, 是自主呼吸的波形.呼气流速波除流速幅度和时间有所不同外,在形态上无差别.←吸气流速←呼气流速⑥④⑤⑦图2. VCV 吸气流速波形Square=方波Decelerating=递减波 Accelerating=递增波 Sine=正弦波吸气呼气↖时间(sec)←时间(sec) 6060流速流速流速图2中以方波作为对比(以虚线表示), 在流速,频率和潮气量均不变情况下, 方波由于流速是恒定的故吸气时间最短, 其他由于流速递增,递减或正弦状它们的流速均非恒定的, 故吸气时间均稍长一点.2.1.2 AutoFlow(自动控制吸气流速波)2.2 呼气流速波形呼气流速波形其形态基本是相同的,其差别在呼气波的振幅和持续时间时长短,它决定于肺顺应性,气道阻力(由病变情况决定)和是主动或被动地呼气.(见图4)图4. 呼气流速波形示意图O →① 代表吸气时间 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 代表呼气流速的结束时间(即流速回复到0),④ 即整个呼气时间:包含有效呼气时间③, 至下一次吸气流速的开始即为整个呼气时间,由此可算出吸/呼比.TCT:代表一个呼吸周期=吸气时间+呼气时间2.3 流速波形(F-T curve)的临床应用←时间(sec) 吸气流速呼气流速6060O图3. AutoFlow 吸气流速示意图AutoFlow 吸气流速是VCV 中吸气流速的一种新的功能, 根据当前的肺顺应性和系统阻力及设置的潮气量而自动控制吸气峰流速(采用递减波形),在剩余的吸气时间内以最低的气道压力完成潮气量的输送, 当阻力或顺应性发生改变时, 每次供气时的气道压力变化幅度在+3 - -3cmH2O, 不超过报警压力高限 -5cmH2O, 并允许在平台期内可自主呼吸, 适用于各种VCV 和PCV 所衍生的各种通气模式.(见图3) 流 速④2.3.1 吸气流速曲线分析--鉴别呼吸类型(图5)图5. 流速波型鉴别呼吸类型图5左侧为VCV 的强制通气, 由操作者选择吸气流速的波形: 可为方波,递减波,AutoFlow, 而正弦波极少使用.中图为自主呼吸的正弦波, 是由于吸、呼气峰流速比机械通气的正弦波均小得多, 且吸气流速波形态不完全似正弦型.右侧图为压力支持流速波, 形态似递减波但吸气流速并未递减至0, 而是突然下降至0, 这是由于递减波在吸气过程中吸气流速递减至呼气灵敏度的阈值, 而使吸气转换为呼气, 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一.2.3.2 在定容型通气(VCV)中识别所选择的吸气流速波型(图6)图6 识别所选择的流速波型2.3.3 判断指令通气在吸气过程中有无自主呼吸(图7)图7 指令通气过程中有自主呼吸强制通气自主呼吸压力支持通气吸气呼气流 速流 速吸气呼气递减波吸气方波 正弦波呼气图6 以VCV 为基础的指令通气所选择的三种波型(正弦波基本淘汰). 而呼气波形形状基本类同. 本图显示了吸气相的三种波形.在定压型通气(PCV)中目前均采用递减波!流 速图7中A 为指令通气吸气流速波, B 为在指令吸气过程中有一次自主呼吸, 在吸气流速波出现切迹, C 为人机不同步而使潮气量减少, 在吸气流速前有微小呼气流速且在指令吸气近结束时出现自主呼吸, 而使呼气流速减少.2.3.4 吸气时间不足的曲线(图8)图8左侧在设置的吸气过程内吸气流速未降至0, 说明吸气时间不足, 图内虚线的呼气流速开始说明吸气流速巳降至0吸气时间足够, 在降至0后持续一短时间在VCV 中是吸气后摒气时间.右侧图是PCV(均采用递减波)的吸气时间: 图中(A)是吸气末流速巳降至0说明吸气时间合适且稍长, (注意PCV 无吸气后摒气时间). (B)的吸气末流速未降至0说明吸气时间不足或是自主呼吸的呼气灵敏度巳达标(下述), 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.2.3.5 从吸气流速检查有泄漏(图9) 图9 呼吸回路有泄漏2.3.6 根据吸气流速调节呼气灵敏度(Esens) 见图10图10 根据吸气流速调节呼气灵敏度自主呼吸时当吸气流速降至原峰流速25%或实际吸气流速降至5升/分时, 呼气阀门打开呼吸机切换为呼气. 此流速的临界值即呼气灵敏度. 以往此临界值由厂方固定, 操作者不能调节(图10左侧), 现在有的呼吸机呼气灵敏度可供用户调节(图10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, 导致吸气时间过长. 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 需和压力上升时间根据波形结合一起来调节.流速升/分吸气呼气吸气流速未降至0升/分InspExp吸气 呼气 吸气 呼气峰流速的25%呼气阀门打开流速secsec呼气流 速时间 流速升/分 图9 呼吸回路有泄漏 当呼吸回路中存在泄漏,(如气管插管气束泄漏,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,在吸气流速曲线的基线(即0升/分)和图形之间的距离(即图中虚形部分)为实际泄漏速度, 此时宜适当加大流量触发值以补偿泄漏量(升/分)2.4 呼气流速波形的临床意义2.4.1 初步判断支气管情况和主动或被动呼气(图11)图11 判断呼气阻力增加与否和呼气是主动或被动图11左侧图虚线反映气道阻力正常, 呼气时间稍短, 实线反映呼气阻力增加, 呼气时延长. 右侧图虚线反映是自然的被动呼气, 而实线反映患者主动用力呼气, 单纯从本左右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.2.4.2 判断有无Auto-PEEP 的存在(图12)图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末流速未回复到0位, 说明有Auto-PEEP( PEEPi)存在. 注意图中的A,B 和C 其呼气末流速高低不一, B 呼气末流速最高,依次为A,C. 在实测Auto-PEEP 压力也高低不一.Auto-PEEP 是由于平卧位(45岁以上), 呼气时间设置不适当, 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, 以致吸入的潮气量未完全呼出, 使气体阻滞在肺泡内产生正压所致.2.4.3 评估支气管扩张剂的疗效(图13)图13 呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估治疗前治疗后吸气呼气呼气流速被动 主动呼气阻力↑正常流 速流 速流速流 速流 速流 速图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 代表呼出气的峰流速, B 代表从峰流速回复到0位的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A 增加, 有效呼出时间B 缩短, 说明用药后支气管情况改善.3 压力-时间曲线3.1 VCV 的压力-时间曲线(P-Tcurve)一个呼吸周期由吸气和呼气所组成, 这两时期均包含有流速相和无流速相. 在VCV 中吸气期无流速相是无气体进入肺内(即吸气后摒气期), PCV 的吸气期始终是有流速相期(无吸气后摒气).压力-时间曲线反映了气道压力(Paw)的逐步变化(图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,图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 点反映了吸气开始时所克服的系统的所有阻力,A 至B 的压力差(△P)等于阻力和流速之乘积(△P=R ×V'), 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(峰压), 在C 点时呼吸机完成输送的潮气量. A 至C 点为有流速相期, C 至E 点为无流速相期(吸气后摒气).B 至C 点压力曲线的斜率在单位时间内决定于吸气流速和系统的静态顺应性(△P =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 点的压差主要由气管插管的内径所决定, 内径越小C--D 压差越大.D 至E 点即平台压决定于顺应性和潮气量的大小, 是肺泡扩张的压力, D--E 的压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系统有泄漏. 通过静志平台压测定即可计算出气道阻力(R)和顺应性, 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、肺弹性回缩力迫使肺内气体排出体外, 呼气结束气道压再次回复到基线压力的水平(0或PEEP).3.1.1平均气道压(mean Paw 或Pmean)( 图15)气道压力图15 平均气道压平均气道压是通过压力曲线下的区域面积计算而得, 直接受吸气时间影响. 图14中虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压. 它在正压通气时与肺泡充盈效果(即气体交换)和心脏灌注效果相关, 气道峰压, PEEP 和吸/呼比均影响它的升降. A-B 为吸气时间, B-C 为呼气时间, PIP=吸气峰压, Baseline=呼吸基线(=0或PEEP). 一般平均气道压=10-15cmH2O, 不大于30cmH2O.3.2 PCV 的压力-时间曲线图16 PCV 的压力-时间曲线与VCV 压力-时间曲线不同, 气道压力在吸气开始时从基线压力(0或PEEP)快速增加至设置的水平呈平台样式, 并在呼吸机设定的吸气时间内保持恒定. 在呼气相, 压力下降和VCV 一样回复至基线压力水平, 本图基线压力为5 cmH2O 是医源性PEEP. 呼吸回路有泄漏时气道压无法达到预置水平.3.2.1 压力上升时间(压力上升斜率或梯度)压力上升时间是在吸气时间内使设定的气道压力达到目标所需的时间, 事实上是调节呼吸机吸气流速大小, 使达到目标时间缩短或延长.见图17.←PEEP 气道压力基 线气道压力时间时间图17 PCV 和PSV 压力上升时间与吸气流速的关系图17是PCV 或PSV(ASB)压力上升时间, 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, 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). 反之亦然.3.3 临床意义 3.3.1 识别呼吸类型通过压力-时间曲线可识别各种呼吸模式, 如CMV/AMV , SIMV , SPONT(CPAP), BIPAP 等.3.3.1.a 控制机械通气(CMV)和辅助机械通气的压力-时间曲线, 图18.图18 CMV(左侧)和AMV(右侧)的压力-时间曲线图18的基线压力未回复到0, 均使用了PEEP. 且患者触发呼吸机是使用了压力触发, 若使用了流量触发, 则不论是CMV 或AMV , 在基线压力均无向下折返小波(A 点处)! 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, 此为CMV 模式. 右侧在吸气开始均有向下折返的压力小波, 这是患者触发了呼吸机且达到触发阈使呼吸机进行了一次辅助通气, 此为AMV 模式.3.3.1.b 自主呼吸(SPONT/CPAP)和压力支持通气(PSV/ASB) 图19.图19 自主呼吸和压力支持通气的压力-时间曲线图19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负压吸气, 而B 处曲线向上折返代表正压呼气, 此即是自主呼吸, 若基线压力大于0则称之为CPAP.右侧图吸气开始时有向下折返波以后压力上升, 此非辅助呼吸(AMV)而是压力支持通气, 原因是两时间(s)时间(s)Paw 设定的压力CMVAMV气道压力气道压力气道压力气道压力气道压力PSVSpont个压力波的吸气时间有差别, 出现平台(Plateau)是吸气时间长 (并非是PCV 的AMV), 而最右侧压力波无平台是由于吸气时间短. 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尚需调节压力上升时间和呼气灵敏度.3.3.1c 同步间歇指令通气(SIMV) 图20.图20 同步间歇指令通气(SIMV)图20中黑影部分是SIMV 每个呼吸周期起始段的触发窗, 它的持续时间各呼吸机设计不一, 通常占每个呼吸周期时间的25-60%. 在触发窗期间内自主呼吸达到触发灵敏度, 呼吸机即输送一次同步指令通气(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, 在触发窗结束时呼吸机自动给一次指令通气. 此后在呼吸周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、五个周期说明触发窗期巳消逝, 图中虽有向下折返的自主呼吸负压, 但呼吸机给的是指令通气并非同步指令通气. 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.3.3.1d 双水平正压通气(BIPAP) 图21图21 PCV 和BIPAP 在压力-时间曲线上的差别BIPAP 属于PCV 所衍生的模式, 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 中的平台压, 低压(Plow)相当于PEEP, Thigh 相当于呼吸机的吸气时间(Ti), Tlow 相当于呼吸机的呼气时间(Te), 呼吸机的频率=60/Thigh+Tlow.3.3.1e BIPAP 和VCV 在压力-时间曲线上差别图22BIPAP 只采用递减波流速, VCV 可选用不同流速波. 在压力曲线上有峰压, 而BIPAP 只有平台样压力波, 且压升上升呈直线状, 其设置基本类同, 详见图22. 在呼吸机由高,低压互相转换时为了和患者的自主呼吸同步, 也存在着一个短暂触发窗见图23.↓同步指令↑自主呼吸↑指令通气↑同步指令气道压力气道压力时间图22 BIPAP 与VCV 在压力曲线的差别和设置 图23 高,低压互相转换时与自主呼吸的同步3.3.1f BIPAP 衍生的其他形式BIPAP通过调节BIPAP 四个参数可衍生出多种形式BIPAP:(1)Phigh ＞Plow 且Thigh ＜Tlow, 即是CMV/AMV-BIPAP(IPPV-BIPAP)或SIMV-BIPAP 见图24 和25. (2)Phigh ＞Plow,且Thigh ＞Tlow 时, 即是IRV-BIPAP 或APRV 见图26. (3)Phigh=Plow 时即为CPAP 见图27.图24 CMV/AMV-BIPAP 压力-时间曲线 图25 SIMV-BIPAP 压力-时间曲线图26 APRV 压力-时间曲线 图27 CPAP 压力-时间曲线除IPPV-BIPAP 病人无自主呼吸外, 其他所衍生的BIPAP 病人均有自主呼吸.3.3.2 评估吸气触发阈是否适当(见图28)图28 吸气触发阈设置不当气道 压 力IRV-BIPAP=APRVVCVBIPAP压力↑触发阈压力触发阈=PEEP －Trig.(Sens.)cmH2O, 图28中PEEP=0 压力触发值为负值, 在本图中压力触发虽为负值但未达到触发阈(虚线), 故①和②均为自主呼吸, 吸气负压未触发呼吸机进行辅助正压呼吸, 但③是患者未触发呼吸机是一次指令呼吸.3.3.3 评估吸气时的作功大小(图29)图29 评估吸气作功大小3.3.4 在VCV 中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比) (图30)图30 调节峰流速3.3.5 评估整个呼吸时相(图31)图31 评估呼吸时相3.3.6 评估平台压(图32)图32 评估平台压吸气负压大,持续时间长 触发阈大作功亦大吸气负压小,持续时间短.触发阈小作功亦小吸气负压大,持续时间长 触发阈大作功亦大图30中是VCV 通气时,在A 处因吸气流速设置太低, 压力上升速度缓慢, 吸气时间稍长(注意:VCV 时不能直接调整压力上升时间), 而B 处因设置的吸气流速太大以致在压力曲线出现压力过冲, 且吸气时间也稍短. 结合流速曲线适当调节峰流速即可.图31 显示不同的呼吸时间, A-B 为吸气时间; B-C 是呼气时间. 此处呼气时间足够, 不会引起气体阻滞在肺泡内导致内源性PEEP. 但在D 点因呼气时间不足, 压力下降未达到基钱处, 说明有内源性PEEP 存在. 这种情况多见于反比通气或人机对抗.在PCV 或PSV 时, 若压力曲线显示无法达到平台压力, 如图32 A 处显示PCV 的吸气时间巳消逝, 但压力曲线始终未出现平台(排除压力上升时间太长因素), 说明呼吸回路有漏气或吸气流速不足(需同时检查流速曲线查明原因). 有的呼吸机因原设计的最大吸气峰流速不够大, 有时也会出现这种情况.气道压力气道压力气道压力气道压力。
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“经典”波形解读
呼吸机“经典”波形解读展开全文作者：华中科技大学同济医学院附属同济医院急诊/重症医学科李树生1、VCV：一个呼吸周期由吸气和呼气所组成, 这两时期均包含有流速相和无流速相.在VCV中吸气期无流速相是无气体进入肺内(即吸气后摒气期), PCV的吸气期始终是有流速相期(无吸气后摒气).压力-时间曲线反映了气道压力(Paw)的逐步变化(图14), 纵轴为气道压力,单位是cmH2O(1cmH2O=0.981mbar), 横轴是时间以秒(sec)为单位,2、PCV：与VCV压力-时间曲线不同, 气道压力在吸气开始时从基线压力(0或PEEP)快速增加至设置的水平呈平台样式,并在呼吸机设定的吸气时间内保持恒定. 在呼气相, 压力下降和VCV一样回复至基线压力水平, 本图基线压力为5cmH2O是医源性PEEP.呼吸回路有泄漏时气道压无法达到预置水平.图中黑影部分是SIMV每个呼吸周期起始段的触发窗, 通常占每个呼吸周期时间的25-60%.在触发窗期间内自主呼吸达到触发灵敏度, 呼吸机即输送一次同步指令通气(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,在触发窗结束时呼吸机自动给一次指令通气.此后在呼吸周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、五个周期说明触发窗期巳消逝, 图中虽有向下折返的自主呼吸负压, 但呼吸机给的是指令通气并非同步指令通气. 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.压力触发阈=PEEP－Trig.(Sens.)cmH2O,图中PEEP=0压力触发值为负值, 在本图中触发压力虽为负值但未达到触发阈(虚线), 故①和②均为自主呼吸, 吸气负压未触发呼吸机进行辅助正压呼吸, 但③是患者未触发呼吸机是一次指令呼吸.图中是VCV通气时,在A处因吸气流速设置太低, 压力上升速度缓慢, 吸气时间稍长(注意:VCV时不能直接调整压力上升时间), 而B处因设置的吸气流速太大以致在压力曲线出现压力过冲, 且吸气时间也稍短. 结合流速曲线适当调节峰流速即可.在PCV或PSV时, 若压力曲线显示无法达到平台压力, 如图A处显示PCV的吸气时间巳消逝, 但压力曲线始终未出现平台(排除压力上升时间太长因素), 说明呼吸回路有漏气或吸气流速不足(需同时检查流速曲线查明原因). 有的呼吸机因原设计的最大吸气峰流以VCV为基础的指令通气所选择的三种波型(正弦波基本淘汰). 而呼气波形形状基本类同. 本图显示了吸气相的三种波形.在定压型通气(PCV)中目前主要采用递减波左侧为VCV的强制通气,吸气流速的波形可选择为方波,递减波中图为自主呼吸的正弦波, 吸、呼气峰流速比机械通气的正弦波均小得多, 且吸气流速波形态不完全似正弦型.右侧图为压力支持流速波,吸气流速突然下降至0是递减波在吸气过程中吸气流速递减至呼气灵敏度的阈值图中A为指令通气吸气流速波, B为在指令吸气过程中有一次自主呼吸, 在吸气流速波出现切迹, C为人机不同步而使潮气量减少,在吸气流速前有微小呼气流速且在指令吸气近结束时出现自主呼吸,而使呼气流速减少.左侧在设置的吸气过程内吸气流速未降至0, 说明吸气时间不足, 图内虚线的呼气流速开始说明吸气流速巳降至0吸气时间足够,在降至0后持续一短时间在VCV中是吸气后摒气时间.右侧图是PCV(均采用递减波)的吸气时间: 图中(A)是吸气末流速巳降至0说明吸气时间合适且稍长, (注意PCV无吸气后摒气时间). (B)的吸气末流速未降至0,说明吸气时间不足或是自主呼吸的呼气灵敏度巳达标(下述), 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.当呼吸回路中存在泄漏,(如气管插管气束泄漏,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,在吸气流速曲线的基线(即0升/分)和图形之间的距离(即图中虚形部分)为实际泄漏速度, 此时应立即排除漏气，并在处置完漏气之前适当加大流量触发值以补偿泄漏量(升/分）自主呼吸时当吸气流速降至原峰流速25%或实际吸气流速降至5升/分时, 呼气阀门打开呼吸机切换为呼气. 此流速的临界值即呼气灵敏度. 以往此临界值由厂方固定, 操作者不能调节(图10左侧), 现在有的呼吸机呼气灵敏度可供用户调节(图10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,导致吸气时间过长. 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需和压力上升时间根据波形结合一起来调节吸气流速选用方波,呼气流速波形在下一个吸气相开始之前呼气末流速未回复到0位,说明有Auto-PEEP(PEEPi)存在. 注意图中的A,B和C其呼气末流速高低不一, B呼气末流速最高,依次为A,C. 在实测Auto-PEEP压力也高低不一.Auto-PEEP是由于平卧位(45岁以上), 呼气时间设置不适当, 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, 以致吸入的潮气量未完全呼出, 使气体阻滞在肺泡内产生正压所致.图中支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A代表呼出气的峰流速, B代表从峰流速回复到0位的时间.图右侧治疗后呼气峰流速A增加, 有效呼出时间B缩短, 说明用药后支气管情况改善.横铀为压力有正压(机械通气)、负压(自主呼吸)之分, 纵轴是容积(潮气量Vt),单位为升/次. A代表吸气过程从0(或PEEP)起始上升至预设的吸气峰压(PCV)或预设的潮气量(VCV)后即切换为呼气. B代表呼气过程, 呼气结束理论上应回复至起始点0(或PEEP),但实际上偏离0点, 若使用PEEP如5cmH2O则以正压5cmH2O为起始和回复点(即纵轴右移至5cmH2O).此环说明压力与容积的关系.①=PEEP, ②=气道峰压, ③=平台压, ④=潮气量1、VCV时, P-V环呈逆时钟方向描绘,在吸气中肺被恒定的流速(方波)耒充气,呼吸系统的压力逐步增加至预设潮气量(即气道峰压), 至吸气末肺内压力达到与呼吸系统压力一样水平即平台压.然后开始呼气回复至基线压力(0或PEEP)2、吸气开始压力迅速增至气道峰压水平并在吸气相保持恒定, 呼气起始压力快速下降至起始点, 环的形态似方盒状.P-V环受吸，呼气流速, Vt,频率和患者肌松状态, 系统弹性与粘性阻力变化的影响, 可从吸气肢和呼气肢耒观察.P-V环斜率代表系统动态顺应性.(A至B的虚线即斜率)VCV时静态测定第一、二拐点, 以便设置最佳PEEP和设定避免气压伤或高容积伤, 方法a)使用肌松剂, b)频率 6-8次/分, 吸/比=1:2,c)潮气量为0.8升/次. 发现A点(即笫一拐点LIP)呈似平坦状, 是压力增加但潮气量增加甚少或基本未增加, 此为内源性PEEP(PEEPi),在A点处压力再加上2-4cmH2O为最佳PEEP值. 然后观察B点(即笫二拐点UIP), 在此点压力再增加但潮气量增加甚少, 即为肺过度扩张点, 故各通气参数应选择低于B点(UIP)时的理想气道压力,潮气量等参数.肺气肿患者因弹性纤维的丧失, 故肺是高顺从性的, 且阻力增加,P-V环有点类似PCV时的P-V环, 即使在VCV时肺气肿患者也会出现这种形式的环, 因此一般PEEP以不大于6-8cmH2O为宜.气管痉挛在不同场所其严重程度也不一, 在急诊室丶ICU丶手术室均可遇及这类问题, 甚至在插管或拔管过程中也能发生, 治疗前后通过P-V或F-V环前后对比可立即评估疗效. 图57中①为治疗前气管痉挛, ②为治疗后P-V环偏向纵轴左侧为VCV的吸气流速选方形波, 流速在吸气开始快速增至设置值并保持恒定, 在吸气末降至0, 呼气开始时流速最大, 随后逐步降至基线0点处. 右侧为吸气流速为递减形,与方形波差别在于吸气开始快速升至设置值, 在吸气结速时流速降至为0, 呼气流速无差别.左侧为VCV的吸气流速选方形波, 流速在吸气开始快速增至设置值并保持恒定, 在吸气末降至0, 呼气开始时流速最大, 随后逐步降至基线0点处. 右侧为吸气流速为递减形,与方形波差别在于吸气开始快速升至设置值, 在吸气结速时流速降至为0, 呼气流速无差别.。
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(课堂PPT)
7
4. Pressure Support Ventilation 压力支持通气
•压力上升至一个平台，并且显示有不同的吸气时间，说明为压力支持呼吸。
8
5. Pressure Control Ventilation 压力控制通气
1. Breath type delivered to the patient给病人的呼吸类型 2. Work required to trigger the breath触发呼吸的做功 3. Breath timing (inspiration vs exhalation)呼吸时间测定（吸气时
间和呼气时间） 4. Pressure waveform shape压力波形 5. Adequacy of inspiration合适 的吸气 6. Adequacy of inspiratory plateau合适的吸气平台 7. Adequacy of inspiratory flow合适的吸气流速 8. Results and adequacy of a static mechanics maneuver合适的
呼吸机波形分析
1
压力－时间曲线 PRESSURE-TIME CURVES
图1为典型的压力时间曲 线
• AB：吸气相（绿色线） • BC：呼气相（黄色线） • Ppeak：气道峰压 • Baseline：基线 • Mean Airway Pressure
(Pmean)：平均气道压
2
压力-时间曲线可提供的信息
17
Assessing Rise Time 评估压力上升时 间
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 从吸气流速检查有泄漏
2.1.3.4
实用文档
2.1.3.4
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).
实用文档
• Esens的作用
2.1.3.6
实用文档
2.1.3.6
3.3.4.6
通过调节BIPAP四个 参数如Phigh, Plow, Thigh, Tlow可衍生 出多种形式BIPAP
BIPAP所衍生的四种模式
实用文档
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 d. Phigh=Plow时即为CPAP
2.1.3 吸气流量波形(F-T curve)的临床应用
实用文档
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.
自主呼吸和压力支持通气的压力-时间曲线
实用文档
同步间歇指令通气(SIMV)
3.3.4.3
实用文档
双水平正压通气(BIPAP)
3.3.4.4
BIPAP的压力-时间曲线实用文档
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
实用文档
BIPAP衍生的其他形式BIPAP
实用文档
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
实用文档
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.
评估吸气触发阈和吸气作功大小
实用文档
• 呼吸机持续气流对呼吸作功的影响
3.3.3
实用文档
• 识别通气模式
3.3.4
• 通过压力-时间曲线可识别通气模式, 如CMV/AMV, SIMV, SPONT(CPAP), BIPAP等
实用文档
3.3.4.1
• 自主呼吸(SPONT/CPAP)的吸气用力和压力支持通 气(PSV/ASB)
实用文档
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秒曲线的分析
容积-时间曲线
实用文档
4.1
4.2.1
方波、递减波而在容积、压力曲线上的差别
实用文档
气体阻滞或泄漏的容积-时间曲线
4.2.1
实用文档
实用文档
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
呼气流速波形对支气扩大实用剂文疗档 效评估
3
• 压力-时间曲线
实用文档
3.1
VCV的压力-时间曲线示意图
实用文档
• 平均气道压(mean Paw 或Pmean)
3.1.1
实用文档
3.1.2
• 在VCV中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比)
实用文档
3.2
• PCV的压力-时间曲线
实用文档
• 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.
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
实用文档
呼吸环
实用文档
5.1
压力-容积环(P-V loop)
P-V环的构戌(指令通气) 实用文档
VCV和PCV在Paw-V环的差别
5.1.1
实用文档
5.1.2
自主呼吸(SPONT)的P-V环
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.
• 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.
实用文档
• 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.
实用文档
辅助通气(AMV)的P-V环
5.1.3
实用文档
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
实用文档
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
实用文档
5.1.6
自主呼吸+PS, P-V环在插管顶端、末端的作用
实用文档
• 初步判断支气管情况和主动或被动呼气
2.2.1
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.