機(jī)械通氣原理

1、機(jī)械通氣原理與通氣模式,大竹縣中醫(yī)院ICU 李義元,呼吸機(jī)是當(dāng)前醫(yī)院必備的搶救設(shè)備，是延長(zhǎng)病人生命為進(jìn)一步治療爭(zhēng)取寶貴時(shí)間的重要工具。它通過(guò)機(jī)械裝置根據(jù)不同的治療目的，為呼吸功能不全的危重病人提供呼吸支持，隨著電子和機(jī)械技術(shù)水平的提高，呼吸機(jī)的性能日趨完善，其適用范圍也日益擴(kuò)大和普及。,機(jī)械通氣發(fā)展歷程,一、早期階段二、負(fù)壓通氣階段三、正壓通氣階段正壓通氣是患者所需求的嗎？？？,機(jī)械通氣發(fā)展歷程,一、早期階段公元2世紀(jì)前后

2、，中醫(yī)急救已涵蓋了心肺復(fù)蘇術(shù)的基本技術(shù)。 救自縊死方出自《金匱要略·雜療方》篇：“救自縊死方：救自縊死…一人以手按據(jù)胸上，數(shù)動(dòng)之…如此一炊頃，氣從口出，呼吸眼開(kāi)而猶引按莫置…” 1300年前圣經(jīng)上有“口對(duì)口”呼吸的描述。1774年Tossach首次運(yùn)用口對(duì)口呼吸成功的對(duì)1例患者進(jìn)行復(fù)蘇。Fothergill還建議在口對(duì)口呼吸不能吹入足夠氣體時(shí)，可使用風(fēng)箱替代吹氣。之后不久在英國(guó)皇家慈善協(xié)會(huì)的支持下，基于這種

3、風(fēng)箱技術(shù)的急救方法被推薦用于溺水患者的復(fù)蘇，并在歐洲被廣泛接受。但在1827-1828年間，Leroy通過(guò)一系列研究證明風(fēng)箱技術(shù)會(huì)產(chǎn)生致命性氣胸（但以后證實(shí)上述研究所使用的壓力在實(shí)際運(yùn)用中不可能達(dá)到），法國(guó)科學(xué)院開(kāi)始限制這種技術(shù)的應(yīng)用，皇家慈善協(xié)會(huì)也放棄了這一技術(shù)。早期階段的機(jī)械通氣實(shí)質(zhì)上屬正壓通氣，但限于當(dāng)時(shí)的認(rèn)識(shí)水平和技術(shù)條件，在以后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里發(fā)展相對(duì)緩慢，直至進(jìn)入20世紀(jì)。,Engstrom Medical,機(jī)械通氣發(fā)展歷

4、程,二、負(fù)壓階段蘇格蘭人Dalziel在1832年首先制作成型一負(fù)壓呼吸機(jī) （密閉風(fēng)箱裝置）。1864年，美國(guó)人Jones申請(qǐng)了第一個(gè)負(fù)壓呼吸機(jī)的專利，其設(shè)計(jì)與Dalziel類(lèi)似。此后，各種設(shè)計(jì)更為小巧的負(fù)壓呼吸機(jī)相繼出現(xiàn)。Driker-Shaw在1928年研制成的“鐵肺”，這種呼吸機(jī)的使用使當(dāng)時(shí)脊髓灰質(zhì)炎的死亡率大大降低，開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械通氣史上的里程碑?？陀^上促成了鐵肺的廣泛應(yīng)用和負(fù)壓通氣的發(fā)展直至上世紀(jì)50年代正壓通氣的再次崛起。

5、,美國(guó)田納西州女子奧德?tīng)栴D因患上小兒麻痹，以致身體無(wú)法呼吸，終身都要依靠“鐵肺活命”，在這個(gè)鐵肺里生活了57年。,,,,,,機(jī)械通氣發(fā)展歷程,正壓階段1879年，Curry首次在人體進(jìn)行了氣管內(nèi)插管，用于人類(lèi)疾病的搶救。 1940年由于人工氣道技術(shù)（有創(chuàng)）和喉鏡直視氣管插管技術(shù)成熟，第一臺(tái)間歇正壓通氣（IPPV）麻醉機(jī)被發(fā)明，用于胸科手術(shù)和ARDS，正壓通氣在麻醉和外科領(lǐng)域得以迅速發(fā)展。1951年，瑞典的Engstrom Medi

6、cal公司生產(chǎn)出第一臺(tái)定容呼吸機(jī)Engstrom100取代了當(dāng)時(shí)的“鐵肺”，救治了大量的由流行性小兒麻痹引起的呼吸衰竭病人。,機(jī)械通氣原理,機(jī)械通氣實(shí)際上示在模擬自然呼吸。自然呼吸是負(fù)壓呼吸，吸氣時(shí)胸廓擴(kuò)張致使肺容積增大，肺內(nèi)壓下降，低于外界大氣壓（所以稱負(fù)壓呼吸），形成肺內(nèi)外壓力差，外界氣體因此進(jìn)入肺內(nèi)，越用力吸氣肺內(nèi)壓下降得越多，壓力差就越大，進(jìn)入肺內(nèi)的氣體量就越多，也就是說(shuō)潮氣量越大；通常呼氣是被動(dòng)過(guò)程，只要停止吸氣，肺內(nèi)氣體就

7、會(huì)因胸廓和肺臟的彈性回縮而排出，實(shí)現(xiàn)正常通氣。機(jī)械通氣則是正壓呼吸，人為地建立肺內(nèi)外壓力差使外界氣體進(jìn)入肺內(nèi)，在吸氣時(shí)利用一個(gè)大于大氣壓的壓力把氣體強(qiáng)行壓入肺內(nèi)，施加的正壓越大則進(jìn)入肺內(nèi)的氣體就越多，也就是潮氣量越大，機(jī)械輔助通氣的能力就越強(qiáng)；而呼氣則和自然呼吸相同，只要把吸氣壓撤掉，依靠胸廓和肺臟的彈性回縮力就把肺內(nèi)氣體排出。,人體的肺臟有點(diǎn)像氣球，如果要使氣球充氣（相當(dāng)于吸氣），則需要向氣球內(nèi)吹氣（自然呼吸為吸氣負(fù)壓，而機(jī)械通氣則是

8、正壓），因此要做功，是主動(dòng)過(guò)程，需要消耗能量。如果要使氣球泄氣，則只需和氣球吹嘴脫離，氣體就會(huì)在氣球的彈性回縮力的作用下被動(dòng)排出，不需要擠壓和抽吸，也就是呼氣是不需要主動(dòng)做功的。理解機(jī)械通氣的基本原理對(duì)正確施行機(jī)械通氣十分重要。,機(jī)械通氣原理,,,機(jī)械通氣定義,在患者自身通氣和（或）氧合功能出現(xiàn)障礙時(shí)運(yùn)用器械（Ventilator，呼吸機(jī)）使患者恢復(fù)有效通氣并改善氧合的一種技術(shù)方法。已經(jīng)成為涉及氣體交換、呼吸做功、肺損傷、胸腔內(nèi)器官

9、壓力及容積環(huán)境、循環(huán)功能等根據(jù)是否建立人工氣道分為“有創(chuàng)”或“無(wú)創(chuàng)”,機(jī)械通氣的目的,1、糾正急性呼吸性酸中毒2、糾正低氧血癥3、降低呼吸功耗、緩解呼吸肌疲勞4、防止肺不張5、為使用鎮(zhèn)靜和肌松劑保駕6、穩(wěn)定胸壁,機(jī)械通氣的適應(yīng)證,機(jī)械通氣應(yīng)用指征,符合下述條件應(yīng)實(shí)施機(jī)械通氣經(jīng)積極治療后病情惡化意識(shí)障礙呼吸形勢(shì)嚴(yán)重異常呼吸頻率>35-40次/分或<6-8次/分呼吸節(jié)律異常自主呼吸微弱或消失血?dú)夥治鎏崾?/p>

10、嚴(yán)重通氣和/或氧合障礙PaO2<50mmHg，尤其是充分氧療后仍<50mmHgPaCO2進(jìn)行性升高，PH動(dòng)態(tài)下降,機(jī)械通氣的相對(duì)禁忌癥,氣胸及縱膈氣腫未行引流者肺大泡和肺囊腫低血容量性休克未補(bǔ)充血容量者嚴(yán)重肺出血、氣管-食管瘺在出現(xiàn)致命性通氣和氧合障礙時(shí)，機(jī)械通氣無(wú)絕對(duì)禁忌癥，在運(yùn)用機(jī)械通氣之前應(yīng)充分考慮患者的基礎(chǔ)疾病、治療效果、預(yù)后和撤機(jī)的可能性,機(jī)械通氣的基本模式,分類(lèi)1、根據(jù)吸氣向呼氣的切換方式不同可分為

11、“定容”型通氣和“定壓”型通氣定容型通氣：以預(yù)設(shè)通氣容量來(lái)管理通氣，即呼吸機(jī)送氣達(dá)預(yù)設(shè)容量后停止送氣，依靠肺、胸廓的彈性回縮力被動(dòng)呼氣 VCV、V-A/CV、VC-SIMV定壓型通氣：以氣道壓力來(lái)管理通氣，當(dāng)吸氣達(dá)預(yù)設(shè)壓力水平時(shí)，吸氣停止，轉(zhuǎn)換為呼氣，故定壓型通氣時(shí)，氣道壓力是設(shè)定的獨(dú)立參數(shù)，而通氣容量（和流速）是從屬變化的，與呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性和氣道阻力相關(guān) PCV、P-

12、A/CV、PC-SIMV、PSV,機(jī)械通氣的基本模式,分類(lèi)2、根據(jù)開(kāi)始吸氣的機(jī)制分為控制通氣和輔助通氣控制通氣（Controlled Ventilation，CV）：呼吸機(jī)完全代替病人的自主呼吸、呼吸頻率、潮氣量、吸呼比、吸氣流速完全由呼吸機(jī)制、呼吸及提供全部的呼吸功 CV使用于嚴(yán)重呼吸抑制或呼吸暫停的病人 麻醉、中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙、神經(jīng)肌肉疾病、藥物過(guò)量等 對(duì)病人呼吸力學(xué)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí) 靜態(tài)肺順應(yīng)性

13、、PEEPi、呼吸功能的監(jiān)測(cè)、也需要CV時(shí)進(jìn)行,控制通氣,缺點(diǎn)1.如潮氣量、呼吸頻率等參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，可造成通氣不足或過(guò)度通氣2.應(yīng)用鎮(zhèn)靜劑或肌松劑可能導(dǎo)致低心排、低血壓、分泌物排出障礙等3.長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用CV將導(dǎo)致呼吸肌萎縮或呼吸機(jī)依賴故應(yīng)用CV時(shí)應(yīng)明確治療目標(biāo)和治療終點(diǎn)，對(duì)于一般的急性或慢性呼吸衰竭，只要病人情況永許就盡可能采用“部分通氣支持”，而不是CV,輔助通氣,輔助通氣（Assisted Ventilation，AV）依

14、靠患者的吸氣努力觸發(fā)或開(kāi)啟呼吸機(jī)吸氣活瓣實(shí)現(xiàn)通氣，當(dāng)存在自主呼吸時(shí)，氣道內(nèi)輕微的壓力降低或少量氣流觸發(fā)呼吸機(jī)，按預(yù)設(shè)的潮氣量（定容）或吸氣壓力（定壓）將氣體輸送給病人，呼吸功由病人和呼吸機(jī)共同完成AV適用于呼吸中樞驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定的病人病人的自主呼吸易與呼吸機(jī)同步，通氣時(shí)可減少或避免應(yīng)用鎮(zhèn)靜劑保留自主呼吸可避免呼吸肌萎縮有利于改善機(jī)械通氣對(duì)氣流動(dòng)力學(xué)的不利影響有利于撤機(jī)過(guò)程,常見(jiàn)模式,輔助控制通氣（A/CV）同步間歇指令通氣（SI

15、MV）壓力支持通氣（PSV）持續(xù)氣道內(nèi)正壓通氣（CPAP）雙相氣道正壓通氣（BIPAP）...,A/C模式,輔助控制通氣（Assist-Control Ventilation，A/C）是控制通氣（CV）和輔助通氣（AV）兩種通氣模式的結(jié)合當(dāng)病人自主呼吸頻率低于預(yù)置頻率或無(wú)力使氣道壓力降低或產(chǎn)生少量氣道觸發(fā)呼吸機(jī)送氣時(shí)，呼吸機(jī)以預(yù)置的潮氣量級(jí)通氣頻率進(jìn)行正壓通氣----控制C當(dāng)病人的吸氣用力可觸發(fā)呼吸機(jī)時(shí)，運(yùn)氣以高于預(yù)置頻率

16、的任何頻率進(jìn)行----輔助A參數(shù)設(shè)置容量切換A/C：觸發(fā)敏感度、潮氣量、通氣頻率、吸氣流速/流速波形壓力切換A/C：觸發(fā)敏感度、壓力水平、通氣頻率、吸氣時(shí)間,輔助控制通氣,特點(diǎn)：A/C為ICU病人機(jī)械通氣的常用模式，可提供與自主呼吸基本同步的通氣但當(dāng)病人不能觸發(fā)呼吸機(jī)時(shí)，CV可確保最基本的分鐘通氣量，以保證自主呼吸不穩(wěn)定病人的通氣安全,同步間歇指令通氣,同步間歇指令通氣（Synchronlzed Intermlttent

17、 Mandatory Ventllation，SIMV） 是自主呼吸與控制通氣相結(jié)合是呼吸模式，在觸發(fā)窗內(nèi)患者可觸發(fā)和自主呼吸同步的指令正壓通氣，在兩次指令通氣周期之間永許病人自主呼吸，指令呼吸可以以預(yù)設(shè)容量（容量控制SIMV）或預(yù)設(shè)壓力（壓力控制SIMV）的形式來(lái)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置潮氣量、流速/吸氣時(shí)間、控制頻率、觸發(fā)敏感度,SIMV（VC）+PSV,SIMV觸發(fā)窗內(nèi)患者第一次觸發(fā)時(shí)呼吸機(jī)將給予容量控制通氣,在SIMV通氣后，

18、患者所觸發(fā)的每次通氣均為壓力支持通氣,,如果SIMV觸發(fā)窗內(nèi)沒(méi)有任何吸氣動(dòng)作，則在SIMV觸發(fā)窗結(jié)束后，呼吸機(jī)將給予指令容量控制通氣,同步間歇指令通氣,SIMV特點(diǎn)1、確保最低分鐘量2、與患者的自主呼吸相配合，減少與呼吸機(jī)的拮抗3、減少正壓通氣的血流動(dòng)力學(xué)負(fù)效應(yīng)，并防止?jié)撛诘牟l(fā)癥4、通過(guò)改變預(yù)設(shè)呼吸支持的水平，即從完全支持到部分支持，可用于長(zhǎng)期帶機(jī)的患者的撤機(jī)5、能應(yīng)用較多的呼吸肌群，可減輕呼吸肌萎縮6、不適當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置（

19、如低流速）增加呼吸功，導(dǎo)致呼吸肌過(guò)度疲勞或過(guò)度通氣導(dǎo)致呼吸性酸中毒,壓力支持通氣,壓力支持通氣（Pressure Support Ventilation，PSV） 屬于部分通氣支持模式，是病人觸發(fā)、壓力目標(biāo)、流量切換的一種機(jī)械通氣模式，即病人觸發(fā)通氣并控制呼吸頻率計(jì)潮氣量，當(dāng)氣道壓力達(dá)預(yù)設(shè)的壓力支持水平時(shí)，且吸氣流速降低至低于閾值水平時(shí)，由吸氣相切換到呼氣相參數(shù)設(shè)置壓力、觸發(fā)敏感度、有些呼吸機(jī)有壓力上升速度、呼氣敏感度

20、 呼吸觸發(fā)靈敏度對(duì)保證患者舒適及人機(jī)同步非常重要 呼氣觸發(fā)靈敏度是吸氣轉(zhuǎn)變?yōu)楹魵獾臅r(shí)間點(diǎn)。例如：對(duì)呼氣氣阻力較高的患者，應(yīng)將呼氣觸發(fā)靈敏度設(shè)置較高，以確保有充分的呼氣時(shí)間,壓力支持通氣,PSV特點(diǎn)1、設(shè)定水平適當(dāng)，則少有人-機(jī)對(duì)抗，可有效地減輕呼吸功，增加病人吸氣努力的有效性2、對(duì)血流動(dòng)力學(xué)影響小3、5-8cmH2O的PSV可克服氣管導(dǎo)管和呼吸機(jī)回路的阻力，故PSV可應(yīng)用于撤機(jī)過(guò)程4、PSV的潮氣量是由呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性

21、和阻力決定5、若回路有大量氣體泄漏，可引起持續(xù)吸氣壓力輔助，呼吸機(jī)就不能切換到呼氣相6、呼吸中樞驅(qū)動(dòng)功能障礙的病人也可導(dǎo)致每分通氣量的變化，甚至呼吸暫停而窒息,持續(xù)氣道正壓,持續(xù)氣道正壓（Continuous Positive Airway Pressure，CPAP） 是在自主呼吸條件下，整個(gè)呼吸周期以內(nèi)（吸氣劑呼氣期間）氣道均保持正壓，患者完成全部的呼吸功，是呼氣末正壓（PEEP）在自主呼吸條件下的特殊技術(shù)。參數(shù)設(shè)

22、置：僅需設(shè)定CPAP水平,持續(xù)氣道正壓,CPAP特點(diǎn)1、增加肺泡內(nèi)壓和功能殘氣量2、增加氧合3、防止氣道和肺泡的萎縮4、改善肺順應(yīng)性，降低呼吸功，對(duì)抗內(nèi)源性PEEP5、過(guò)高增加氣道峰壓和平均氣道壓，減少回心血量和肝腎等重要臟器的鵂鹠灌注等,選擇不同呼吸機(jī)模式原因,改善氣體交換增加患者舒適性加速自主呼吸的恢復(fù)A/C SIMV PSV 拔管,,,,機(jī)械通氣參數(shù)設(shè)置和調(diào)整,V-A/C,觸發(fā)靈敏度,流

23、量觸發(fā)（1-3L/min）,壓力觸發(fā)（-1to-3cmH2O） NAVA指氣道壓力較PEEP下降的水平,觸發(fā)靈敏度,合適的觸發(fā)靈敏度設(shè)置降降低呼吸功、改善人機(jī)協(xié)調(diào)；研究表明流速觸發(fā)較壓力觸發(fā)能明顯降低患者呼吸做功；流速觸發(fā)是否優(yōu)于壓力觸發(fā)？？？目標(biāo)：盡量保證既沒(méi)有假觸發(fā)，又不存在觸發(fā)困難,呼吸頻率,成人通常設(shè)定為12-20次/分當(dāng)患者沒(méi)有自主呼吸時(shí)，患者總的呼吸頻率等于設(shè)置的背

24、景頻率當(dāng)患者有自主呼吸時(shí)，患者總的呼吸頻率等于或大于背景頻率，但患者的呼吸是患者自主觸發(fā)的,潮氣量,成人通常設(shè)定為8-10ml/kg（理想體重？？？）并結(jié)合呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性、阻力進(jìn)行調(diào)整盡量保持氣道峰壓不超過(guò)40cmH2O，平臺(tái)壓不超過(guò)35cmH2OARDS患者應(yīng)采用小潮氣量4-6mg/kg目前認(rèn)為：防止壓力升高比保證特定的潮氣量更加重要,吸入氧濃度（FiO2）,初始階段，可給予高FiO2（100%）以迅速糾正低氧血癥

25、依據(jù)目標(biāo)PaO2、PEEP水平、MAP水平和血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，酌情降低FiO2 50%以下，并設(shè)法維持SaO2 >90%若不能達(dá)上述目標(biāo)，即可加用PEEP、增加平均氣道壓，應(yīng)用鎮(zhèn)靜劑或肌松劑若適當(dāng)PEEP和MAP可以使SaO2 >90%，應(yīng)保持最低的FiO2,PEEP的設(shè)定,維持肺泡復(fù)張、改善氧合是PEEP主要的作用應(yīng)用一定水平的PEEP以保證氧合避免過(guò)高的FiO2 可根據(jù)氧合情況滴定PEEP肺正常情況下