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.