机械通气 ppt课件

呼吸道生理与机械通气首都医科大学呼吸系统的解剖上呼吸道：鼻、鼻窦、咽和喉加温、湿化和过滤空气下呼吸道：气管以下部分传道气道鼻、咽、气管、支气管、段支气管、细支气管、终末细支气管呼吸区呼吸性支气管、肺泡管和肺泡囊组成。血气屏障肺泡萎陷Laplace定律P=2T/rP:肺泡回缩力T:表面张力肺泡表面活性物质r:肺泡半径正常情况下，大小肺泡共存病理情况下，小的肺泡萎陷肺的氧合通气-血流死腔通气分流弥散肺的通气平静呼吸时VT约500ml正常成年人解剖死腔约150ml浅快呼吸时VA下降VE=f×VT（20次×500ml）VA=f×(VT-VD)20×(500-150)ml=7000ml30×(350-150)ml=6000ml病理状况下生理死腔增加，肺泡死腔增加100-200mlVD/VT=(PaCO2-PECO2)/PaCO2或VD/VT=(PETCO2-PECO2)/PETCO2呼吸运动呼吸运动→胸内压变化→肺内压变化→肺泡通气正常功能残气位的胸膜腔内压(Ppl)为5cmH20吸气时负压增加，呼气时减少肺通气-通过呼吸道内压力变化产生吸气时，吸气肌肉收缩的力量用于克服两种阻力以使肺的容量扩大胸廓壁和肺组织的弹性阻力以呼吸道气流摩擦阻力为主的非弹性阻力-30cmH2O+30cmH2O-2.94kPa+2.94kPa胸壁肺呼吸系统FRC容积%TLC25751000压力呼吸系统压力–容积曲线4067胸壁肺泡内压气道内压肺泡壁胸膜腔腔外大气压经胸壁压经气道压跨肺压经胸压毛细血管肺及气道模拟图PL=Pao–Pes，跨肺压(PL)是气流产生的动力呼吸系统的顺应性E=ΔP/ΔVE：肺的弹性P：气道压力V：肺容积C=1/E=ΔV/ΔPC：顺应性1/总顺应性=1/肺顺应性+1/胸廓顺应性呼吸系统的顺应性静态顺应性气体进入肺内后气流暂时阻断，即在流速为零的间歇内，肺同部分压力趋于相对平衡时测得的顺应性反映肺和胸廓的弹性动态顺应性在应用通气机过程中测得的顺应性，由于测定不是在流速为零时进行的，除了反映肺和胸廓弹性外，还包括克服气道阻力成分通常有效动态顺应性比静态顺应性小10％-20％ΔPΔVΔPΔV10203040255075100TLC容积（TLC%）RVFRC0.981.962.943.92kPacmH2O跨肺压肺顺应性与肺容积关系顺应性的影响因素生理因素肺容积、性别、年龄身高肺顺应性随身高增长而增加体位肺顺应性在坐位最高，俯卧位次之，仰卧位最低运动运动时较平静呼吸时肺顺应性有明显的增加顺应性的影响因素病理因素肺气肿肺气肿病人的静态肺顺应性增加支气管哮喘弥漫性肺间质纤维化ARDS、肺水肿和肺炎肺外疾患心脏疾病顺应性下降对患者的影响吸气努力增加以维持有效的通气量如果达到同样的潮气量跨肺压↑呼吸肌做功↑肺组织不同的顺应性影响肺内气体分布V/Q比例失调低氧血症顺应性(compliance)通气机自动显示的一般为肺和胸廓的静态总顺应性(Cst)，其计算公式为：Cst=ΔV/ΔP=潮气量（ml）/压力改变（cmH2O）=呼气潮气量/（平台压-PEEP）正常值为50-100ml／cmH20有助于设定PEEP：最大顺应性呼吸系统的力学特性弹性(elastic)：弹性阻力（elastance）粘性(resistive)：粘性阻力（resistance）病理状态下粘性阻力显著增加惯性(inertial)：惯性阻力改变物体原有状态时遇到的阻力与组织单位体积的重量和运动的加速度有关气道阻力（Raw）概念：气体在气道内流动所产生的磨擦力Raw＝8ηl/(πr4)与气道内径、长度、气流速度及气体的粘度和密度、气流形式有关具有容积和流速依赖性吸气阻力和呼气阻力呼吸力学监测压力（pressure，Ｐ）气体，液体，电－机械压力传感器流速（flow，Ｆ）　压力式流速仪：Hagen-Poiseuille定律（层流）　　　F＝ΔP/R＝（ΔPπr4）/(8ηl)Venturi定律（湍流）：ΔP=flow2×Kpl/πr2　气道阻力气道阻力(Raw)=压力差／流速(L/S)呼吸机流速仪可测定气体流量Raw=（峰压力—平台压力)／气体流量导致气道阻力增加的因素支气管平滑肌痉挛、粘膜水肿、充血分泌物阻塞管径变窄呼气阻力呼气时肺和气道的阻力(平台压一早期呼气压)／早期呼气流量正常值：3-12cmH2O／L／s呼气阻力明显高于吸气阻力为支气管阻塞表现支气管哮喘喘息型支气管炎呼气末肺内压正常值：0加用呼气末正压(PEEP)时，呼气末肺内压显示的数值比预置值更可靠没有预置PEEP而呼气末肺内压显示正值，表明患者有肺内气体陷闭和内源性PEEP（PEEPi）PEEPi在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压表明呼气末肺容积未能回到正常FRC状态存在动态肺过度充气（DPH）PEEPi产生的机制—等压点学说等压点学说图解肺泡与胸膜压之差=20cmH2O肺泡压=50cmH2O胸膜压=30cmH2O压力差相当于肺的弹性回缩力，同时也是上游段的驱动压力一般认为等压点所产生的流量为最大流量等压点学说图解在等压点，就不在可能有气体自肺泡外流，当气道内压再继续减小时，视腔内外压差大小及管壁坚固程度，气道可被压闭，在肺泡内形成气体闭陷（gastrapping）在80%-70%肺活量的肺容积水平时，等压点处于肺叶支气管小于40%肺活量的肺容积水平时，等压点迅速向上游气道移动在20%肺活量的肺容积水平时，等压点处于细支气管水平PEEPi的原因呼气阻力增加呼吸系统顺应性增高通气量过大呼气时间不足呼气气流受限呼气肌的作用PEEPi对气道压的影响PEEPi的监测呼气末阻断法测定PEEPiPEEPi阻断测定PEEPi时需按压呼气屏气钮PEEPi的临床意义增加呼吸功增加肺损伤的危险性对循环系统的影响对肺通气的影响呼吸肌疲劳肺泡通气量降低对气体交换的影响：通气不均衡分布对临床所测呼吸系统顺应性的影响运动方程P＝F×R+VT/Crs＋I×dV/dt+PEEPi——P为驱动压力；F为流速，R为粘滞阻力；VT为潮气量，Crs为呼吸系统顺应性，I为惯性阻力，dV/dt为加速度，PEEPi为内源性呼气末正压运动方程是呼吸力学监测的基础！时间常数（）对任一呼吸系统，其容积变化(∆V)与压力变化(∆P)呈指数函数关系函数特征可以用时间常数τ来表示：τ＝RC或VT/F正常为0.4秒决定气体在肺内的分布和排空速度时间常数()PA(t)=(Pplat-PEEP)e-kte=2.718k=1/=1/(R×C)V(t)=Vt×e-kte=2.718k=1/=1/(R×C)肺区的概念快肺区：气道阻力小，肺弹性差气体分布和排空快(小)慢肺区：气道阻力大，肺弹性好气体分布和排空慢(大)时间常数()时间常数成人(正常值)2x0.10=0.20”术后气管插管成人患者5x0.06=0.30”COPD成人患者15x0.06=0.90”ARDS成人患者8x0.03=0.24”ARDS患儿5x0.01=0.05”Tau呼出气容积残余容积00%100%163%37%395%5%599.9%0.1%峰压力(peakpressure)气道峰压是整个呼吸周期中气道的最高压力在吸气末测定正常值：9-16cmH20机械通气过程中限制峰压<40-45cmH20气压伤测定时手按吸气末屏气(inspiratoryhold)钮气道峰压的影响因素吸气流速气道阻力潮气量胸肺顺应性呼气末正压（PEEP）内源性呼气末正压（PEEPi）暂停压(pausepressure)又称吸气平台压，是吸气后屏气时的压力屏气时间需足够长(占呼吸周期的10％或以上)反映吸气时肺泡压正常值：5-13cmH20限制平台压<30cmH20避免气压伤平台压的影响因素潮气量胸肺顺应性PEEP内源性呼气末正压（PEEPi）流速或气道阻力对气道峰压产生影响，但对平台压无影响顺应性的变化对气道峰压和平台压都产生相同影响为何需要设置吸气末暂停PressureFlowPeakPlateauPEEPinspirationexpirationCompliancelowhighNoPENDELLUFTbecauseofconstantflow平均气道压(Pmean)数个周期中气道压的平均值与影响PD的因素及吸气时间长短有关近似于平均肺泡压其大小与对心血管系统的影响直接相关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机械通气时所需的Pao克服气道、气管内插管及呼吸机回路的阻力（Pres）克服弹性阻力，扩张肺和胸壁的压力（Pel）呼气末的弹性回缩力(Po)克服需要产生气流的惯性压力（Pinert）Pao=Pel+Pres+Po+Pinert由于弹性阻力（E）等于△P/△V，而忽略惯性阻力时气道阻力（R）等于△P/△V，故上面的公式可改写为单室模型的运动方程：Pao=ERSV+RRS△V+Po••气管插管对阻力的影响容积控制通气的呼吸力学曲线恒定吸气流率时的定容控制通气示意图。呼气前（吸气末暂停）无吸气气流期间肺阻力随气道阻力（从Ppk降至P1）和组织阻力（从P1降至Pplat）而消散。流速吸气峰流速（PIFR）呼气峰流速（PEFR）平均吸气流速（VT/TI）流速波形FHVCV：潮气量恒定-压力变化；气体分布存在问题；人机对抗。PCV：压力恒定-潮气量变化；吸气流量符合生理，有利于气体分布；改善气体交换；可以代偿一定程度的漏气。流速需求因病人呼吸驱动的不同，吸气流速既可能满足病人的吸气需求，也可能超过或低于病人的吸气需求如果病人在吸气时腹肌紧张，说明吸气流速太高，此时应该将流速调低或延长吸气时间流速需求对于一个保持很强吸气努力的病人，则应给予一个较高的吸气流速提高设置的吸气流速改换为减速波，可在吸气开始给予一个最高的流速；吸气峰流速必须达到一定水平，以避免呼气时间太短改换为压力支持模式，通过改变压力设置水平可以获得较高的初始吸气流速控制通气方式—CMV辅助控制通气方式—ACMV辅助控制通气方式—ACMV同步间歇强制通气方式—SIMVSIMV触发窗的确定：设定的SIMV周期TIMV的后25%设定的TIMV=60/fSIMV（触发窗=60/fCMV）ACMVSIMVPSV吸气触发病人病人病人吸气流速设置设置病人吸气潮气量设置设置设置与病人呼气触发设置设置病人压力支持通气PSV的主要目的是降低呼吸肌用力和改善患者呼吸做功的有效性PSV是一种正压呼吸模式在吸气期间呼吸机维持升高的靶压力值呼吸由患者开始和结束呼吸机升高吸气流量以满足患者的需要，直到达到靶压力值达到峰值流率的靶百分比进行切换呼吸机传送流量终止，允许患者呼气呼吸开始和结束之间的间隔为吸气时间压力支持通气通常当流率降至峰值流率的25%时，PS呼吸结束，AFTS（adjustableflowterminationsenitivity）可以调节结束点AFTS可以增加或降低吸气时间，进而增加或降低呼吸机传送给患者的容量RisetimefactororRamp调节压力上升时间，以满足患者对峰值流速的需要人机协调：“呼吸肌”用力与“呼吸机”气流发生一致VentilatorPresetpressureMeasuredpressure02020Pressuresupportventilation10101552020Esens=exptriggerVtdependsofTins,Pins,R,CandPmus(effort)Esens=expiratorytrigger:PressureFlowEsens5%45%压力支持通气（PSV）压力支持通气改善患者和呼吸机的同步性，提高氧合，降低呼吸做功与CPAP比较，PS达到15cmH2O能降低呼吸氧耗和隔肌张力时间指数对血液动力学几乎没有影响PS支持水平增高，Vt随之增加很少需要镇静，患者舒适要求病人具有一定的自主呼吸能力潮气量由PS、呼吸力学状况和吸气努力决定压力支持通气监测Vt、RR目标:RR=25–30/min;VT=7–9ml/kg压力上升时间:迅速设置呼气切换25%监测Paw和Flowtime曲线监测人机同步性机械通气的目标纠正低氧血症改善通气功能降低呼吸做功避免VILI限制人机不同步避免脱机延迟呼吸中枢驱动力——与呼吸前负荷、后负荷和呼吸肌状态有关吸气0.1秒末闭合气道压（P0.1）测定方法：呼气末阻断法临床应用监测呼吸中枢的化学感受反应调节PSV的压力支持水平指导撤机压力－容积环（P-V曲线）大注射器法呼吸机法低流速法大注射器法描记P-V曲线低流速法描记P-V曲线临床应用确定最佳PEEP（BestPEEP）低位拐点+2～3cmH2O计算呼吸系统顺应性（Crs）调节潮气量（VT）应用P－V曲线注意问题在肌松状态下进行测量动态监测低位拐点的判断：肉眼法和计算法，部分病人找不到低位拐点，或范围较大最佳PEEP是一平均值，相对于大多数肺泡而言为“最佳”综合 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 PEEP的滴定：最大氧运输量(DO2)、最低肺血管阻力、最低肺血分流(ＱS/ＱT)ARDS的通气策略肺保护性通气策略吸氧浓度(FiO2）限制气道峰值压力和平台压高呼气末正压（PEEP）小潮气量策略允许性高碳酸血症MV—VILIMV可导致肺的形态学和生理学变化StressandstrainShearforcestress=PLPL=PAW-PplStrain=dV/V0=(VT+PEEPvolume)/FRCdV：肺容积的变化Vo：静息肺容积Stress(PL)=K(specificlungeleastance)×strain(dV/Vo)MV—VILI大VT的危害肺过度膨胀抑制或使表面活性物质失活牵张肺泡上皮细胞和血管内皮细胞—激活炎症反应诱发MODSVT降低的后果肺泡萎陷膨胀不全的肺泡和末端小气道周期性开放与闭合Shearforce：主要发生在充气与非充气肺单位的连接处PhuaJ.AmJRespirCritCareMed2009,179:220–227.OecklerRA.EurRespirJ2007,30:1216–1226.TheAcuteRespiratoryDistressSyndromeNetworkNEnglJMed2000,342(18):1301–1308.PelosiP,etal.AmJRespirCritCareMed2001,164:122–130.ShearForce（Atelectasis）30cmH2OALVEOLARAIRWAY140cmH2OMeadJ.JApplPhysiol1970;28:596–608.Theinterstitialpressurewasamplifiedupto140cmH2O(V0/V=1/10)Betweenthehyperinflatedandthenormalalveoliandbetweenthecontinuouslyrecruited-derecruitedalveoliandthenormallyexpandedregionsF=PLx(V0/V)2/3设置PEEP降低ShearForceVILI:fromthebenchtothebedsideLorraineNT.IntensiveCareMed2006;32:24–33.P"safe"windowzoneofoverdistensionVatelectraumavolutraumaVILI与肺保护通气LIPUIPzoneofderecruitmentandatelectasis不恰当应用低PEEP将导致VILI高PEEP导致全身性器官损伤与肺实质过度应力和应变有关负性血液动力学效应PMCNEnglJMed2000;342:1301-1308.LIPStartofrecruitment;highchanceofrecruitmentwithlowriskofoverdistension(markeroflunginjurydistribution)UIPEndofrecruitmentand/orbeginningofoverdistensionCLINPotentialforrecruitmentPEEP-inducedalveolarrecruitmentPRESSUREVOLUMEFRCEELVPEEPP-V曲线解释肺复张潜能COPD患者的机械通气inspexpTimeTidalvolumeTrappedgasLungVolumeFRCObstructedLungsNormalStiffLungsPEEPi过高（动态过度充气:DHI）是COPD机械通气患者失败的主要原因62patientsinACVorPSPaw/timeetflow/timecurvesfor30mnWastedefforts(expiratoryandinspiratory)Doublecycles,autotriggeringCOPD患者的机械通气降低内源性PEEP的方法外源性PEEP效果不肯定通过提高吸气流速延长呼气时间效果甚微减速气流尽量缩短吸气末暂停降低呼吸频率效果明确延长呼气时间以避免过度动态充气小潮气量（8ml/kg）、呼吸频率＜14次/分谢谢！