1、海南省中医院 重症医学科 洪玮华 呼吸生理 与 呼吸机基础 一、呼吸生理一、呼吸生理 1.呼吸系统呼吸系统解剖与解剖与功能功能 2.肺容量的几个概念肺容量的几个概念 3.广义的呼吸广义的呼吸 4.自主呼吸的过程自主呼吸的过程 5.呼吸过程与血液循环呼吸过程与血液循环 二、呼吸机基础二、呼吸机基础 1、机械通气的目标、机械通气的目标 2、呼吸机参数的认识、呼吸机参数的认识 3、呼吸机的基本模式、呼吸机的基本模式 呼吸系统解剖 上呼吸道：上呼吸道：1、鼻和鼻腔、鼻和鼻腔 过滤、湿化、过滤、湿化、加温加温 2、咽、咽 3、喉、喉 呼呼 吸吸 生生 理理 鼻、鼻腔与呼吸机回路 湿化、加温湿化、加温 粘
2、液腺粘液腺 湿润湿润 毛细血管毛细血管 加温加温 纤毛纤毛 除尘除尘 自然呼吸自然呼吸 过滤过滤 呼呼 吸吸 生生 理理 下呼吸道：下呼吸道：1 1、气管、气管 2 2、支气管、支气管 3 3、终末细支气管、终末细支气管 4 4、肺泡、肺泡 (肺内气体交换肺内气体交换)呼呼 吸吸 生生 理理 呼吸系统功能 肺通气 肺换气 呼呼 吸吸 生生 理理 呼呼 吸吸 生生 理理 肺容量的几个概念肺容量的几个概念4V4C4V4C 呼呼 吸吸 生生 理理 1、吸入潮气量、呼出潮气量、吸入潮气量、呼出潮气量 2、补气量、补气量(IRV)：平静吸气后所能吸入的最大气量：平静吸气后所能吸入的最大气量 正常成人约正
3、常成人约2500-2600毫升毫升 3、吸气量、吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量：平静呼气后能吸入的最大气量 IC=TV+IRV 4、补呼气量、补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量：平静呼气后所能呼出的最大气量 5、肺残气量、肺残气量(RC)：最大呼气后肺内残留的气量：最大呼气后肺内残留的气量 6、肺活量、肺活量(VC)的临床意义：的临床意义：评价呼吸储备评价呼吸储备 对脱机的评价和预后对脱机的评价和预后 呼呼 吸吸 生生 理理 7、功能残气量（FRC）的临床意义：1）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；2）FRC减少，呼气末肺
4、泡将缩小或塌陷并产生静-动脉血分流 3）FRC增加，提示肺泡扩张，总的肺泡表面积相对减少，有 效气体交换相对减少（肺泡水肿时则相对增加）机械通气：PEEP 增加功能残气量 呼呼 吸吸 生生 理理 PvCO2=55 mmHg PvO2=40 mmHg PaO2=80 mmHg PaCO2=32mmHg PaCO2=48 mmHg PaO2=90 mmHg PvO2=40 mmHg PvO2=40 mmHg PvCO2=55 mmHg PvCO2=55 mmHg PaO2=60 mmHg PaCO2=40 mmHg 呼呼 吸吸 生生 理理 肺泡病变肺泡病变 CO2 CO2 O2 CO2 O2 广义
5、的呼吸广义的呼吸 呼呼 吸吸 生生 理理 自主呼吸的换气过程及自主呼吸的换气过程及压力和容量的变化压力和容量的变化 隔肌和肋间肌收缩隔肌和肋间肌收缩 胸内容积增大胸内容积增大 胸膜内压变负胸膜内压变负 肺扩张肺扩张 肺内压变负肺内压变负 外界空气流外界空气流(压压)入肺中入肺中 呼呼 吸吸 生生 理理 呼吸过程与血液循环呼吸过程与血液循环 肺内压肺内压 肺内压减小，静肺内压减小，静脉血回心阻力减脉血回心阻力减小，回心血常量小，回心血常量增多，增多，CO增加，增加，有效循环血流量有效循环血流量相对增加相对增加 隔肌和肋间肌收缩隔肌和肋间肌收缩 胸内容积增大胸内容积增大 胸膜内压变负胸膜内压变负
6、肺扩张肺扩张 肺内压变负肺内压变负 外界空气流外界空气流(压压)入肺中入肺中 肺顺应力回缩肺顺应力回缩 胸内容积减小胸内容积减小 胸膜内压变正胸膜内压变正 肺缩小肺缩小 肺内压变正肺内压变正 肺中肺中气流气流(压压)出出外界外界 吸气吸气 呼气呼气 肺内压增大，静脉血肺内压增大，静脉血回心阻力增加，回心回心阻力增加，回心血常量减少，血常量减少，CO减减小，有效循环血流量小，有效循环血流量相对减少相对减少 呼呼 吸吸 生生 理理 机械通气与血液循环机械通气与血液循环 自主呼吸自主呼吸 vs.vs.正压通气正压通气 Pressure 压力压力 Volume 容量容量 I E I E 自主呼吸自主呼
7、吸 正正压通气压通气 呼呼 吸吸 生生 理理 机械机械(正压正压)通气与心肺对抗通气与心肺对抗 吸气时：吸气时：-胸内胸内 Pressure -腹内腹内 Pressure 自然进程的破坏：自然进程的破坏：“呼吸泵呼吸泵”作用的丧失作用的丧失 回心血量降低回心血量降低 心排量心排量CO CO 低血压低血压,组织灌注减少组织灌注减少 机械通气的目标机械通气的目标 呼吸机基础呼吸机基础 CLINICAL 临床目标：临床目标：1.Reverse hypoxemia 改善低血氧症改善低血氧症 2.Reverse respiratory acidosis 改善呼吸性酸毒症改善呼吸性酸毒症 3.Reliev
8、e respiratory distress 减轻呼吸窘迫减轻呼吸窘迫 4.Prevent or reverse atelectasis 预防和改善肺不张预防和改善肺不张 5.Reverse respiratory muscle fatigue 改善呼吸肌肉疲劳改善呼吸肌肉疲劳 PRIMARY 前前 提：提：Avoid Iatrogenic Lung Injury 避免医源性避免医源性 肺损伤肺损伤 以病人为中心的呼吸策略以病人为中心的呼吸策略 呼吸机基础呼吸机基础 目标:以病人为中心的呼吸策略 前提：防止机械正压通气的副作用:压力伤和容量伤 心肺对抗 其他并发症，如过度通气等 设置：根据病人
9、的病理生理状况调节呼吸机的参数 以病人为中心的呼吸策略以病人为中心的呼吸策略 呼吸机基础呼吸机基础 阻塞型呼吸障碍 (气道阻力)哮喘 支气管炎 肺气肿 烟雾吸入 过小的插管 限制型呼吸障碍 (肺顺应性)ARDS 肺炎 充血性心衰CHF 气胸 其他限制型其他限制型 神经肌肉障碍神经肌肉障碍 腹部扩张腹部扩张 胸壁畸形胸壁畸形 呼吸机参数的认识 呼吸机基础呼吸机基础 以PB840呼吸机为例 1、病人监测屏 2、报警参数设定屏 3、主设定栏 当前周期模式：A辅助；C控制；S自主 实测气道峰压：（防止气压伤）实测气道平均压：（利于氧合水平提高，影响回新血量）呼气末正压：（影响功能残气量）实测吸呼比：（
10、临床意义不大）实测呼吸频率：（衡量病人自主呼吸次数）实测呼出潮气量：（评价真正进入肺的气量）实测总分钟通气量：（衡量供气水平）波形窗口键 更多实测参数键 报警日志窗口键 更多活动报警信息 更多菜单窗口键 病 人 监 测 屏 波形图 所有呼吸波形都是彩色的 控制的吸气波形是绿色的 呼气是黄色 自主呼吸的吸气波形是橙色 40 PCIRC cmH2O INSP L min EXP PLOT SETUP 30 20 10 0 10-20 80 60 40 20 0 20-80 40 60 V.0 4 8 12s 2 6 10 UNFREEZE 气道峰压报警：（防止气压伤，一旦检测到气道压高于设定值，将
11、打开呼吸阀减压）呼吸频率报警：（防止病人发生浅快呼吸）总分钟通气量报警：（分别设高低限，黑色部分是按IBW推算的正常值范围）控制通气潮气量报警：（防止容积伤，分别设定高低限，黑色部分是按IBW推算的正常值范围）自主通气潮气量报警：（防止容积伤，分别设定高低限，高限与VTE MAND联动，低限可设置更低）报警参数设定 屏 同一病人：（将自动调入上一设定参数）新病人：（需重新设定病人的IBW和模式、参数等值）进行短自检：（校准传感器和人工气道的特性数据，让呼吸机 自动补偿容量和压力的损失）主设定栏 呼吸模式呼吸模式 呼吸模式：呼吸模式：辅助辅助/控制型控制型(A/C:Assist/Control;
12、CMV)半自主型半自主型:同步间歇指令呼吸同步间歇指令呼吸SIMV 自主型自主型(Spontaneous)控制呼吸方式：控制呼吸方式：容量控制方式容量控制方式(VCV):Volume Control 压力控制方式压力控制方式(PCV):Pressure Control 自主呼吸方式自主呼吸方式：持续正压呼吸持续正压呼吸:CPAP 压力支持压力支持(PSV):Pressure Support A/C（机控）（机控）SIMV(半自主半自主)SPONT(自主自主)VCV：容量控制 PCV：压力控制 PSV：压力支持 CPAP：持续气道正压 呼吸模式和呼吸方式呼吸模式和呼吸方式 控制和自主的结合 A/
13、C SIMV SPONT（窒息后备）VCV：Vt、f、flow、Tplat、波形 PCV：Pi、f、Ti/I:E、梯度 PSV：PS、梯度、Esens CPAP：PS0、梯度、Esens 呼吸模式和呼吸方式总结呼吸模式和呼吸方式总结 控制和自主的结合：VCV+PSV、PCV+PSV、VCV/PCVCPAP（压力随病人顺应性和气道阻力变化）（压力随病人顺应性和气道阻力变化）（潮气量随病人顺应性变化）（潮气量随病人顺应性变化）（PS压力支持恒定，压力支持恒定，VS潮气量恒定）潮气量恒定）呼吸机监测一次呼吸开始到下一次呼吸开始的时间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
14、者设定的窒息通气间隔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：默认值：20秒秒)，窒息通气，窒息通气开始按照预设值（压力控制或容量控制方式）工作开始按照预设值（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 窒息通气双向转换窒息通气双向转换 (Apnea Ventilation)呼吸三要素呼吸三要素:压力、容压力、容(流流)量和时间量和时间 呼吸机基础呼吸机基础 流速流速-时间曲线时间曲线 压力压力-时间曲线时间曲线 压力压力(P)：Pressure 容
15、量容量(V)：Volume 流速流速(f)：Flow 时间时间(t)：Time 吸呼比吸呼比(I:E):其中：其中：吸气相吸气相(I)=吸气时间吸气时间(Insp.)+平台时间平台时间(Pause)呼气相呼气相(E)=呼气时间呼气时间(Exp.)正比通气、反比通气正比通气、反比通气 屏气：屏气：气体扩散 肺内交换 压力压力-时间曲线时间曲线 流速流速-时间曲线时间曲线 平台压力平台压力:气体均匀扩散后气体均匀扩散后 峰值压力峰值压力(PIP)潜在危害：潜在危害：气压伤、心肺对抗气压伤、心肺对抗 呼气末压力呼气末压力(PEEP)吸气流速吸气流速 呼气末流速呼气末流速 呼出潮气量呼出潮气量 密闭系
16、统：吸入潮气量密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量呼出潮气量 阻力压阻力压Presi 顺应性压顺应性压Pcomp INSP PAUSE:肺顺应性肺顺应性Comp.=潮气量潮气量VT/顺应性压顺应性压Pcomp ml/cmH2O 气道阻力气道阻力Resi.=阻力压阻力压Presi/吸气流速吸气流速Insp Flow cmH2O/l/min EXP PAUSE:(End Exp Flow 0)内源性内源性PEEPi,Auto-PEEP 总总PEEPtot 吸入潮气量吸入潮气量 顺应性代表弹性物体的扩张顺应性代表弹性物体的扩张性性,定义为容量改变与压力改定义为容量改变与压力改变的比值。变的比值。C=V/V/P P C的倒数（的倒数（1/C）则为弹性阻）则为弹性阻力。力。高顺应性高顺应性 低顺应性低顺应性 高顺应性高顺应性/低弹性阻力低弹性阻力 低顺应性低顺应性/高弹性阻力高弹性阻力 相同的压强相同的压强 弹性阻力/顺应性 临床应用：病人基本没有自主呼吸临床应用：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呼吸机根据临床医生的设定参数供气 由机器启动（控制），也可由病人同步触发通气（辅助