機械通氣原理

1、機械通氣原理與通氣模式,大竹縣中醫(yī)院ICU 李義元,呼吸機是當前醫(yī)院必備的搶救設備，是延長病人生命為進一步治療爭取寶貴時間的重要工具。它通過機械裝置根據(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，隨著電子和機械技術水平的提高，呼吸機的性能日趨完善，其適用范圍也日益擴大和普及。,機械通氣發(fā)展歷程,一、早期階段二、負壓通氣階段三、正壓通氣階段正壓通氣是患者所需求的嗎？？？,機械通氣發(fā)展歷程,一、早期階段公元2世紀前后

2、，中醫(yī)急救已涵蓋了心肺復蘇術的基本技術。 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)動之…如此一炊頃，氣從口出，呼吸眼開而猶引按莫置…” 1300年前圣經(jīng)上有“口對口”呼吸的描述。1774年Tossach首次運用口對口呼吸成功的對1例患者進行復蘇。Fothergill還建議在口對口呼吸不能吹入足夠氣體時，可使用風箱替代吹氣。之后不久在英國皇家慈善協(xié)會的支持下，基于這種

3、風箱技術的急救方法被推薦用于溺水患者的復蘇，并在歐洲被廣泛接受。但在1827-1828年間，Leroy通過一系列研究證明風箱技術會產(chǎn)生致命性氣胸（但以后證實上述研究所使用的壓力在實際運用中不可能達到），法國科學院開始限制這種技術的應用，皇家慈善協(xié)會也放棄了這一技術。早期階段的機械通氣實質上屬正壓通氣，但限于當時的認識水平和技術條件，在以后相當長的時間里發(fā)展相對緩慢，直至進入20世紀。,Engstrom Medical,機械通氣發(fā)展歷

4、程,二、負壓階段蘇格蘭人Dalziel在1832年首先制作成型一負壓呼吸機 （密閉風箱裝置）。1864年，美國人Jones申請了第一個負壓呼吸機的專利，其設計與Dalziel類似。此后，各種設計更為小巧的負壓呼吸機相繼出現(xiàn)。Driker-Shaw在1928年研制成的“鐵肺”，這種呼吸機的使用使當時脊髓灰質炎的死亡率大大降低，開創(chuàng)了機械通氣史上的里程碑。客觀上促成了鐵肺的廣泛應用和負壓通氣的發(fā)展直至上世紀50年代正壓通氣的再次崛起。

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

6、cal公司生產(chǎn)出第一臺定容呼吸機Engstrom100取代了當時的“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。,機械通氣原理,機械通氣實際上示在模擬自然呼吸。自然呼吸是負壓呼吸，吸氣時胸廓擴張致使肺容積增大，肺內(nèi)壓下降，低于外界大氣壓（所以稱負壓呼吸），形成肺內(nèi)外壓力差，外界氣體因此進入肺內(nèi)，越用力吸氣肺內(nèi)壓下降得越多，壓力差就越大，進入肺內(nèi)的氣體量就越多，也就是說潮氣量越大；通常呼氣是被動過程，只要停止吸氣，肺內(nèi)氣體就

7、會因胸廓和肺臟的彈性回縮而排出，實現(xiàn)正常通氣。機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入肺內(nèi)，在吸氣時利用一個大于大氣壓的壓力把氣體強行壓入肺內(nèi)，施加的正壓越大則進入肺內(nèi)的氣體就越多，也就是潮氣量越大，機械輔助通氣的能力就越強；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。,人體的肺臟有點像氣球，如果要使氣球充氣（相當于吸氣），則需要向氣球內(nèi)吹氣（自然呼吸為吸氣負壓，而機械通氣則是

8、正壓），因此要做功，是主動過程，需要消耗能量。如果要使氣球泄氣，則只需和氣球吹嘴脫離，氣體就會在氣球的彈性回縮力的作用下被動排出，不需要擠壓和抽吸，也就是呼氣是不需要主動做功的。理解機械通氣的基本原理對正確施行機械通氣十分重要。,機械通氣原理,,,機械通氣定義,在患者自身通氣和（或）氧合功能出現(xiàn)障礙時運用器械（Ventilator，呼吸機）使患者恢復有效通氣并改善氧合的一種技術方法。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“無創(chuàng)”,機械通氣的目的,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,機械通氣的適應證,機械通氣應用指征,符合下述條件應實施機械通氣經(jīng)積極治療后病情惡化意識障礙呼吸形勢嚴重異常呼吸頻率>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氣分析提示

10、嚴重通氣和/或氧合障礙PaO2<50mmHg，尤其是充分氧療后仍<50mmHgPaCO2進行性升高，PH動態(tài)下降,機械通氣的相對禁忌癥,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充血容量者嚴重肺出血、氣管-食管瘺在出現(xiàn)致命性通氣和氧合障礙時，機械通氣無絕對禁忌癥，在運用機械通氣之前應充分考慮患者的基礎疾病、治療效果、預后和撤機的可能性,機械通氣的基本模式,分類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：以預設通氣容量來管理通氣，即呼吸機送氣達預設容量后停止送氣，依靠肺、胸廓的彈性回縮力被動呼氣 VCV、V-A/CV、VC-SIMV定壓型通氣：以氣道壓力來管理通氣，當吸氣達預設壓力水平時，吸氣停止，轉換為呼氣，故定壓型通氣時，氣道壓力是設定的獨立參數(shù)，而通氣容量（和流速）是從屬變化的，與呼吸系統(tǒng)順應性和氣道阻力相關 PCV、P-

12、A/CV、PC-SIMV、PSV,機械通氣的基本模式,分類2、根據(jù)開始吸氣的機制分為控制通氣和輔助通氣控制通氣（Controlled Ventilation，CV）：呼吸機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制、呼吸及提供全部的呼吸功 CV使用于嚴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、藥物過量等 對病人呼吸力學進行監(jiān)測時 靜態(tài)肺順應性

13、、PEEPi、呼吸功能的監(jiān)測、也需要CV時進行,控制通氣,缺點1.如潮氣量、呼吸頻率等參數(shù)設置不當，可造成通氣不足或過度通氣2.應用鎮(zhèn)靜劑或肌松劑可能導致低心排、低血壓、分泌物排出障礙等3.長時間應用CV將導致呼吸肌萎縮或呼吸機依賴故應用CV時應明確治療目標和治療終點，對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)或開啟呼吸機吸氣活瓣實現(xiàn)通氣，當存在自主呼吸時，氣道內(nèi)輕微的壓力降低或少量氣流觸發(fā)呼吸機，按預設的潮氣量（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共同完成AV適用于呼吸中樞驅動穩(wěn)定的病人病人的自主呼吸易與呼吸機同步，通氣時可減少或避免應用鎮(zhèn)靜劑保留自主呼吸可避免呼吸肌萎縮有利于改善機械通氣對氣流動力學的不利影響有利于撤機過程,常見模式,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）兩種通氣模式的結合當病人自主呼吸頻率低于預置頻率或無力使氣道壓力降低或產(chǎn)生少量氣道觸發(fā)呼吸機送氣時，呼吸機以預置的潮氣量級通氣頻率進行正壓通氣----控制C當病人的吸氣用力可觸發(fā)呼吸機時，運氣以高于預置頻率

16、的任何頻率進行----輔助A參數(shù)設置容量切換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、吸氣時間,輔助控制通氣,特點：A/C為ICU病人機械通氣的常用模式，可提供與自主呼吸基本同步的通氣但當病人不能觸發(fā)呼吸機時，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，指令呼吸可以以預設容量（容量控制SIMV）或預設壓力（壓力控制SIMV）的形式來進行參數(shù)設置潮氣量、流速/吸氣時間、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)時呼吸機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)沒有任何吸氣動作，則在SIMV觸發(fā)窗結束后，呼吸機將給予指令容量控制通氣,同步間歇指令通氣,SIMV特點1、確保最低分鐘量2、與患者的自主呼吸相配合，減少與呼吸機的拮抗3、減少正壓通氣的血流動力學負效應，并防止?jié)撛诘牟l(fā)癥4、通過改變預設呼吸支持的水平，即從完全支持到部分支持，可用于長期帶機的患者的撤機5、能應用較多的呼吸肌群，可減輕呼吸肌萎縮6、不適當?shù)膮?shù)設置（

19、如低流速）增加呼吸功，導致呼吸肌過度疲勞或過度通氣導致呼吸性酸中毒,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、流量切換的一種機械通氣模式，即病人觸發(fā)通氣并控制呼吸頻率計潮氣量，當氣道壓力達預設的壓力支持水平時，且吸氣流速降低至低于閾值水平時，由吸氣相切換到呼氣相參數(shù)設置壓力、觸發(fā)敏感度、有些呼吸機有壓力上升速度、呼氣敏感度

20、 呼吸觸發(fā)靈敏度對保證患者舒適及人機同步非常重要 呼氣觸發(fā)靈敏度是吸氣轉變?yōu)楹魵獾臅r間點。例如：對呼氣氣阻力較高的患者，應將呼氣觸發(fā)靈敏度設置較高，以確保有充分的呼氣時間,壓力支持通氣,PSV特點1、設定水平適當，則少有人-機對抗，可有效地減輕呼吸功，增加病人吸氣努力的有效性2、對血流動力學影響小3、5-8cmH2O的PSV可克服氣管導管和呼吸機回路的阻力，故PSV可應用于撤機過程4、PSV的潮氣量是由呼吸系統(tǒng)的順應性

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，呼吸機就不能切換到呼氣相6、呼吸中樞驅動功能障礙的病人也可導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。參數(shù)設

22、置：僅需設定CPAP水平,持續(xù)氣道正壓,CPAP特點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、改善肺順應性，降低呼吸功，對抗內(nèi)源性PEEP5、過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A/C SIMV PSV 拔管,,,,機械通氣參數(shù)設置和調(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)靈敏度設置降降低呼吸功、改善人機協(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：盡量保證既沒有假觸發(fā)，又不存在觸發(fā)困難,呼吸頻率,成人通常設定為12-20次/分當患者沒有自主呼吸時，患者總的呼吸頻率等于設置的背

24、景頻率當患者有自主呼吸時，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,成人通常設定為8-10ml/kg（理想體重？？？）并結合呼吸系統(tǒng)的順應性、阻力進行調(diào)整盡量保持氣道峰壓不超過40cmH2O，平臺壓不超過35cmH2OARDS患者應采用小潮氣量4-6mg/kg目前認為：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PaO2、PEEP水平、MAP水平和血流動力學狀態(tài)，酌情降低FiO2 50%以下，并設法維持SaO2 >90%若不能達上述目標，即可加用PEEP、增加平均氣道壓，應用鎮(zhèn)靜劑或肌松劑若適當PEEP和MAP可以使SaO2 >90%，應保持最低的FiO2,PEEP的設定,維持肺泡復張、改善氧合是PEEP主要的作用應用一定水平的PEEP以保證氧合避免過高的FiO2 可根據(jù)氧合情況滴定PEEP肺正常情況下