1、 呼吸机基本波形详解呼吸机基本波形详解 河北省人民医院急救中心河北省人民医院急救中心 斯重阳斯重阳 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,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
2、吸肌得到适当的休息和康复.1呼吸机工作过程: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).机械通气支持时有四个基本参数机械通气支持时有四
3、个基本参数 压力压力 容积容积 流速流速 时间时间 参数组合构成各种同波形参数组合构成各种同波形 压力压力-时间曲线时间曲线 容积容积-时间曲线时间曲线 流速流速-时间曲线时间曲线 压力压力-容积环容积环 流速流速-容积环容积环 压力压力-流速环流速环 流速测定流速测定 流速通常在呼吸机环路（从进气口到呼气阀之间的管道）中测知，大部分流量感应器都可以测量一个较大的范围（-300+150LPM），但会由于假呼吸运动、水气、呼吸道分泌物等而影响其准确性。流速波流速波 两个组成部分：吸气波和呼气波 它描述了流速大小、持续时间和机控呼吸下的流速释放方式（正压通气），或者病人自主呼吸下的流速大小，持续时
4、间和流速需求。吸气流速波吸气流速波机控呼吸机控呼吸 图1 是一个假设呼吸机给于恒定流速的一次机控呼吸的吸气流速波（方波），虚线部分是呼气波.图图1 吸气流速波吸气流速波控制呼吸控制呼吸 图1的流速波型是方波，从吸气开始即达到峰值，直到吸气末都是一个恒定值。在实际应用当中，像图在实际应用当中，像图1 1那样那样“真正的真正的”方波是不可能达方波是不可能达到的，因为流速输送系统都到的，因为流速输送系统都有一个固定的延迟时间，在有一个固定的延迟时间，在这段时间内，流速从这段时间内，流速从0 0达到预达到预设的峰流速。同样，在吸气设的峰流速。同样，在吸气末流速从峰值降至末流速从峰值降至0 0也需要一也
5、需要一段时间。段时间。延迟时间效应会在吸气开始和吸气末使波形出现轻微的倾斜。（图2）图图2 恒流速波形恒流速波形延迟时间效应延迟时间效应 早期,低驱动压高内部顺应性的呼吸机，气流输送受到环路回缩力的影响很大。新一代呼吸机设计了低内部顺应性和高驱动压力，使环路回缩力对送气的影响减少了。在一个较高的吸气峰压下，峰流速逐步减小，会导致吸气时间的延长。如图3，实线是受环路回缩力影响后的波形，虚线是“真正的”方波，两者包围的面积相同，即潮气量相同。图图3 恒流速波形恒流速波形受环路回缩力的影响受环路回缩力的影响 越来越多的新一代容控型呼吸机具备了一些其他可选择的波型，递增波 递减波 正弦波 在预设同一个
6、峰流速下，不同的波形会导致吸气时间改变，而曲线包围的面积即潮气量是不变的（图4）图图4 流速波形流速波形可选择波型可选择波型 吸气流速波吸气流速波自主呼吸自主呼吸 自主呼吸流速波形（图5）的特点通常取决于病人呼吸需求的特点。就是说，波形大小、持续时间与病人的呼吸需求相对应。此时由于没有预设值，系统响应时间对波形的影响非常小，通常波形类似于正弦波。（没有使用压力支持等辅助手段）图图5 吸气流速波吸气流速波自主呼吸自主呼吸 呼气流速波呼气流速波 呼气呼气 不论是机控或是自主呼吸，都是一个被动的过程。呼气流速波的大小、持续时间、形状取决于顺应性，顺应性包括病人顺应性和呼吸机环路顺应性。呼吸机环路顺应
7、性受到环路长度、材质、型号（内径）的影响，并且，气流通过呼气阀时的阻力（容量测算系统）也是重要因素。病人肺顺应性改变或呼气时动用呼吸肌，都会对波形产生影响。图6 是一个机控吸气动作（虚线）后的呼气流速波形。在呼吸机测算中呼气流速在0基线以下。图图6 呼气流速波呼气流速波 病人呼气阻力对呼气流速波的细小影响会得到修正，而呼气流速波的明显变化常体现了病人顺应性的改变、气道阻力明显变化或是病人烦躁动作。呼气阻力增大（分泌物堆积甚至气道阻塞）会降低呼气峰流速并延长呼气时间（图7）图图7 呼气流速波呼气流速波气道阻力增大气道阻力增大 图图8 呼气流速波呼气流速波被动及主动呼气被动及主动呼气 压力测定压力
8、测定 呼吸机上，测定压力的部位通常在环路病人端Y形管处，也有在环路吸气支和呼气支内部测知。尽管从环路内部测得的压力与实际气道压不尽相同，但往往以此作为参照，了解气道压的情况。压力感应器通常可以测知最高150cmH2O的压力，但会因环路内积水、分泌物堵塞等影响准确性。自主呼吸和机控呼吸的压力波形是不同的，但他们的组成结构是一样的。压力波形对评估呼吸周期结构（呼气相向吸气相转换点）、时间系数及病人与呼吸机的相互作用都有帮助。压力波形压力波形 观察压力波形，很容易判断病人到底是自主呼吸还是机控呼吸。图9是一个典型的自主呼吸压力波形。(未用压力支持等辅助)压力波形压力波形自主呼吸自主呼吸 图10 是一
9、个典型的机控呼吸的压力波形（正压通气）图图10 压力波形压力波形机控呼吸机控呼吸 “膨胀压”指达到一个固定潮气量时的压力。膨胀压分两个部分流速抵抗压和肺扩张压。图11 表示了机控呼吸中的一次吸气暂停。（吸气流速结束后，肺保持膨胀的动作）图图11 肺膨胀压肺膨胀压吸气暂停吸气暂停 图图12 压力波形压力波形受阻力、流速、顺应性影响（固定受阻力、流速、顺应性影响（固定潮气量）潮气量）图图13 呼气压基线抬高呼气压基线抬高 图图14 呼气压力抬高呼气压力抬高 图图15 平均压平均压 图图16 自主触发的辅助通气自主触发的辅助通气 图图17 机控呼吸中机控呼吸中病人努力不够病人努力不够 图图18 时间
10、测算时间测算 图图19 压力测定压力测定PCV、PSV 预设压力支持水平预设压力支持水平 PEEP 峰流速峰流速 2 5%峰流速峰流速 时间时间 吸气时间吸气时间 压力压力 流速流速 容量容量 PSV的通气波形的通气波形 V P PSV 的的 P-V 环环 图图20 容量波容量波 图图21 自动顺应性补偿自动顺应性补偿 流速、压力、容量环流速、压力、容量环 下面列出的分别是机控、辅助、自主呼吸的波形环之间的区别。值得注意的是，压力-容量环对于测定、估算呼吸功有重要的作用（做功=环的面积）。图图22 压力压力-容量环（环）容量环（环）反映顺应性 吸气肢成弓形变化提示吸气阻力增高 环斜率偏向纵轴提
11、示顺应性增高，偏向横轴提示顺应性减退。环形态受下列因素影响：吸气流速潮气量吸气频率患者肌松状态 图图23 压力压力-流速环流速环（环）（环）图图24 流速流速-容量环容量环(F(F-V V 环环 )临床意义 呼气流速突然终止提示存在auto-PEEP 呼气肢凹向横轴提示呼出气流受限 呼气峰流速降低提示气道阻塞 F-V环环呈开环状提示回路泄漏呈开环状提示回路泄漏.自主呼吸时曲线出现锯齿状改变提示回路中分泌物过多自主呼吸时曲线出现锯齿状改变提示回路中分泌物过多 应用支气管扩张剂后呼气峰流速增高，呼气肢更线性化应用支气管扩张剂后呼气峰流速增高，呼气肢更线性化 Flow Time 气体陷闭气体陷闭auto-PEEP 患者患者 正常正常 陷闭气量陷闭气量 air trapping Flow Vol 陷闭气量陷闭气量 不能回到基线不能回到基线 陷闭气量陷闭气量 Air leak Vol Time Vol P Air leak Air leak 漏气漏气 Air leak Flow Vol 不能回到基线不能回到基线 人机对抗人机对抗 流量不足流量不足 Flow Time Flow Pressure 流量不足流量不足 Paw 鸟嘴状鸟嘴状 Vol Pressure 肺泡过度膨胀肺泡过度膨胀
