1、呼吸机功能的完善新疆医科大学第一附属医院重症医学科新疆医科大学第一附属医院重症医学科RT:买尔胡甫买尔胡甫机械通气基本工作原理 机械通气-是应用呼吸机进行人工通气治疗呼吸功能不全的一种有效方法。 目的： 增加肺泡有效通气量 改善气体交换，提高氧分压增加组织供氧，提高 减少或避免病人呼吸功 加温加湿及雾化 主要内容主要内容呼吸机的发展历史呼吸机的发展历史持续气流、按需阀和伺服阀送气持续气流、按需阀和伺服阀送气压力触发及流量触发压力触发及流量触发双水平通道正压双水平通道正压BIPAPBIPAP成比例通气成比例通气PAVPAVPEEPPEEP的作用与合理应用的作用与合理应用呼吸机的发展史 最早始于最
2、早始于1915年哥本哈根的年哥本哈根的Mol-gaard和和Lund，以及，以及1916年，斯德哥尔摩的外科医年，斯德哥尔摩的外科医师师Giertz。可惜他们的成就缺乏资料记载。可惜他们的成就缺乏资料记载。 世界上第一台呼吸机世界上第一台呼吸机铁肺铁肺是由美国工程师是由美国工程师 菲利普菲利普德林克德林克在在1929年发年发明，她最大的优点是：明，她最大的优点是：不气不气管插管，所以对呼吸道管插管，所以对呼吸道的并发症也最小。的并发症也最小。世界上使用铁肺最长的病人世界上使用铁肺最长的病人 美国老太戴安美国老太戴安奥德尔奥德尔60年年呼吸机历史上的三个阶段1.正压通气正压通气2.负压通气负压通
3、气3回归正压通气回归正压通气将气体压进气道将气体压进气道: 口对口呼吸口对口呼吸呼吸气囊呼吸气囊(生理学生理学)吸气是吸气是因为肺内负压因为肺内负压:铁肺铁肺（相对负压）（相对负压）气道正压通气气道正压通气: 现代呼吸机现代呼吸机1960s Puritan Bennett 第一代正压呼吸机 1970s Puritan Bennett1970s Puritan Bennett 第二代正压呼吸机可便携可便携可固定可固定救护车载救护车载-远程转运转运推床转运推床-院内转运专用台车专用台车-病房使用PB- Achieva 便携式呼吸机MAP-7AMAP-7A气动式呼吸机气动式呼吸机Nellcor Pu
4、ritan Bennett7200740呼吸机760呼吸机840呼吸机GEAVEA呼吸周期呼吸周期触发触发切换切换一个呼吸周期一个呼吸周期- - 吸气由呼吸机开始吸气由呼吸机开始- - 气体由呼吸机通过管路和气道送入肺气体由呼吸机通过管路和气道送入肺内内- - 肺被动扩展肺被动扩展- - 胸廓扩展，横膈下降胸廓扩展，横膈下降 胸腔内呈正胸腔内呈正压压呼吸周期呼吸周期触发触发切换切换一个呼吸周期一个呼吸周期 触发（Trigger）呼吸机触发：时间触发病人触发：压力、流速触发，自动跟踪，NAVA 控制（Control）容量控制（定容）压力控制（定压） 切换（Cycle）时间切换、容量切换流速切换、
5、自动切换triggercyclecontrol呼呼呼呼吸吸吸 持续气流、按需阀和伺服阀送气 呼吸机送气三种方法：按需阀送气，持续气流送气呼吸机送气三种方法：按需阀送气，持续气流送气 及伺服阀及伺服阀 按需阀送气：吸气时吸气阀处于打开状态，呼气阀关闭气体从呼吸机通过管路按需阀送气：吸气时吸气阀处于打开状态，呼气阀关闭气体从呼吸机通过管路压入气道内。呼气时吸气阀关闭，呼气阀开放状态，气体从气道内通过呼气相压入气道内。呼气时吸气阀关闭，呼气阀开放状态，气体从气道内通过呼气相管路排除大气压或者收回去。管路排除大气压或者收回去。 按照固定的流速输送设定的潮气量,阀门关闭情况如图.在平台期送气阀和呼气阀关
6、闭,不允许有自主呼吸存在.优点：密闭性好，潮气量精确 缺点：克服阻力，延长反应时间，同步性差。固定的流速呼气阀关闭送气阀关闭呼出呼出吸入吸入压力压力流速流速 持续气流、按需阀和伺服阀送气 持续气流送气：吸气及呼气时吸气阀和呼气阀均开放状态。持续气流送气：吸气及呼气时吸气阀和呼气阀均开放状态。的优点：阻力低，自主呼吸自然、舒适，的优点：阻力低，自主呼吸自然、舒适， CPAP CPAP水平稳定水平稳定 缺点：要求高速气流，不能准确监测呼出缺点：要求高速气流，不能准确监测呼出 气，侧支管路独立供气，自主呼吸气，侧支管路独立供气，自主呼吸 和机械通气不能很好同步。和机械通气不能很好同步。 吸气相吸气相
7、吸气相吸气相吸气相吸气相呼气相呼气相呼气相呼气相伺服阀送气伺服阀：结合两者的优点。吸气阀和呼气阀开放迅速，阻力低，人机同步性好伺服阀：结合两者的优点。吸气阀和呼气阀开放迅速，阻力低，人机同步性好；且在屏气呼吸期也可保持人机关系的协调和气道压力的相对恒定，且在屏气呼吸期也可保持人机关系的协调和气道压力的相对恒定，BiPAPBiPAP通气通气是典型伺服阀通气是典型伺服阀通气。 吸气触发的方式及设置 压力触发(pressure trigger) 流量触发(flow trigger)触发敏感度水平触发敏感度水平(Trigger Sensitivity)(Trigger Sensitivity)阻力时间
8、触发时间反应时间吸气触发的方式压力触发P (cmH2O)呼气末气道压力下降= 患者开始吸气= 呼吸机开始送气吸气触发的方式压力触发压力触发灵敏度的设置 指气道压力较PEEP下降的水平 0 20 cmH2O 例如 PEEP = 0 (10) Trigger sensitivity = -2 即气道压力为-2 (8) cmH2O时呼吸机开始送气吸气触发的方式流量触发呼气流量呼气流量 吸气管路中气体流量吸气管路中气体流量吸气管路呼气管路呼气末吸气触发的方式流量触发呼气流量呼气流量 吸气管路中气体流量吸气管路中气体流量提示：患者开始吸气提示：患者开始吸气吸气管路呼气管路开始吸气吸气触发的设置 压力触发
9、 -1 to -2 cmH2O 流量触发 2 to 3 L/M双水平气道正压通气（双水平气道正压通气（BIPAP） A.BiPAP：（：（Bi-level Positive Airway Pressure）双水平）双水平气道内正压，是美国伟康公司的注册商标，也是美国伟康公气道内正压，是美国伟康公司的注册商标，也是美国伟康公司（司（Respironics Ltd. Co）在）在20世纪世纪90年代初率先应用于无年代初率先应用于无创正压通气的一种通气方式，其较好解决了无创通气条件下创正压通气的一种通气方式，其较好解决了无创通气条件下人机同步和漏气补偿的问题，本质就是压力支持通气人机同步和漏气补偿的
10、问题，本质就是压力支持通气+呼气末呼气末正压或吸气相气道正压正压或吸气相气道正压+呼气相气道正压呼气相气道正压； B.BIPAP（Biphasic positive airway pressure）：双相气）：双相气道正压，由德国道正压，由德国Dragger公司公司1988年提出的一种机械通气概年提出的一种机械通气概念，按病人有无自主呼吸，念，按病人有无自主呼吸，BIPAP可表现为：完全无自主呼可表现为：完全无自主呼吸时，表现为吸时，表现为PCV；在吸气相、呼气相均存在自主呼吸时，；在吸气相、呼气相均存在自主呼吸时，表现为双水平的压力支持；可贯穿有创机械通气的整个过程表现为双水平的压力支持；可
11、贯穿有创机械通气的整个过程，是一种时间切换，是一种时间切换压力控制的机械通气模式；压力控制的机械通气模式； 山寨山寨 PB840：Bi-Level MAQUET：Bi-vent Hamilton：DuoPAP BIPAP历史历史 1989年，由年，由M.Baum和和H.Benzer领导的研领导的研究小组首次描述了究小组首次描述了BIPAP，并在同年成功，并在同年成功应用于呼吸机上，而在此早期，应用于呼吸机上，而在此早期，Downs等等也进行过与也进行过与BIPAP通气原理基本相似的通通气原理基本相似的通气模式的研究，并称之为气模式的研究，并称之为APRV（气道（气道压力释放通气）。压力释放通气
12、）。 BIPAP BIPAP的定义是：让病人的自主呼吸在的定义是：让病人的自主呼吸在双压力水平的基础上进行，气道压力周期双压力水平的基础上进行，气道压力周期性的在高压力和低压力两个水平之间转换性的在高压力和低压力两个水平之间转换，每个压力水平均可以独立调节，以两个，每个压力水平均可以独立调节，以两个压力水平之间转换时引起的呼吸容量改变压力水平之间转换时引起的呼吸容量改变来达到机械通气辅助的作用。来达到机械通气辅助的作用。 其实质是压力支持（其实质是压力支持（PSV）或压力控制（）或压力控制（PCV）+ 自主呼吸自主呼吸+呼气末正压（呼气末正压（PEEP） 。控制模式CMV按照固定的流速输送设定
13、的潮气量,阀门关闭情况如图.固定的流速呼气阀关闭送气阀关闭呼出呼出吸入吸入压力压力流速流速自主呼吸压力控制通气 BIPAP=+BIPAPBIPAPBiphasic Positive Airway Pressure双相气道正压通气压力控制下双相正压支持通气在触发窗内患者可触发吸气或呼气整个呼吸周期内患者均可自主呼吸在PEEP水平上的自主呼吸可选择正压支持通气Draeger AcademyBIPAP和传统通气模式BIPAP的工作效应的工作效应1.在高压相（在高压相（P high），解决氧合，相当于不断向），解决氧合，相当于不断向肺内充气使其膨胀，改善气体交换效率；肺内充气使其膨胀，改善气体交换效率
14、；2. CO2的排除。呼气过程，通过气道压力从高向低的排除。呼气过程，通过气道压力从高向低转换，使得肺容量降低而达到的。转换，使得肺容量降低而达到的。BIPAP的设置原则的设置原则：1. 为了保证合适的氧合，提高为了保证合适的氧合，提高P high，延长，延长T high；2. 为了保证充足的为了保证充足的CO2清除，延长清除，延长T low，必要时降低，必要时降低P low。 （根据血气情况，调整这些参数的设置，使之达到一个平衡点。）（根据血气情况，调整这些参数的设置，使之达到一个平衡点。）脱脱 机机 BIPAP宣传宣传 “无缝连接无缝连接” 从完全的控制通气（从完全的控制通气（PCV），到
15、部分控制通气（），到部分控制通气（P-SIMV），到完全自主呼吸（），到完全自主呼吸（CPAP）可以在同一个模式下进行）可以在同一个模式下进行。 “万能模式万能模式” 适合做为脱机模式的硬指标：上机时间。适合做为脱机模式的硬指标：上机时间。从从1988年到年到2005年将近年将近20个个BIPAP/APRV研究结果，只有研究结果，只有： 1997年年Rathgeber比较比较SIMV、CMV以及以及BIPAP的研究，的研究， 2001年年Putensen比较比较APRV和和PCV的研究，的研究，得出了缩短上机时间的结果。得出了缩短上机时间的结果。 德国drager Evita 4呼吸机的成比例
16、辅助通气（proportional assist ventilation，PAV），又称成比例压力支持通气（proportional pressure support，PPS），可输送与患者吸气用力成比例的容量辅助和流量辅助， 还有“自动导管补偿（automatic tube compensation，ATC）” 功能，启用此功能，能准确代偿人工气道（气管插管或气管切开套管 ）的阻力，让患者宛如没有人工气道一样自由呼吸。自动调节呼气末正压(PEEP)呼气末正压呼气末正压 呼呼气末零压气末零压 呼呼气末负气末负压压（PEEPPEEP） （ZEEPZEEP） （NEEPNEEPPEEP的作用一、C
17、PAP/PEEP阀 产生产生PEEPPEEP的基本装置主要是持续气流和的基本装置主要是持续气流和PEEPPEEP阀，其中后者是阀，其中后者是主流装置。早期的主流装置。早期的PEEPPEEP阀为机械阀，阻力大，稳定性差。目前阀为机械阀，阻力大，稳定性差。目前使用较多的是电磁阀、电子阀，使使用较多的是电磁阀、电子阀，使PEEPPEEP水平稳定，对呼气阻力水平稳定，对呼气阻力影响减少，呼气速度加快。影响减少，呼气速度加快。二、PEEP的基本作用 治疗作用：治疗作用：1 1、扩张陷闭肺泡，改善低氧血症、降低肺循环阻、扩张陷闭肺泡，改善低氧血症、降低肺循环阻 力；力； 2 2、使陷闭气道开放，对抗、使陷
18、闭气道开放，对抗PEEPiPEEPi，降低呼吸阻力，降低呼吸阻力， 减少呼吸功和改善人机配合；减少呼吸功和改善人机配合； 3 3、减轻肺水肿，降低肺水肿，改善低氧血症；、减轻肺水肿，降低肺水肿，改善低氧血症； 4 4、扩张器到，降低气道阻力，但作用有限；、扩张器到，降低气道阻力，但作用有限； 5 5、低水平的、低水平的PEEPPEEP有助于防止肺泡的陷闭。有助于防止肺泡的陷闭。 三、PEEP的选择低水平低水平PEEPPEEP：一般不超过：一般不超过5cmH5cmH2 2O,O,有一定扩张气道、预防肺泡陷闭的有一定扩张气道、预防肺泡陷闭的作用，且对循环功能基本无影响；可改善肺水肿患者水肿液的分布
19、，作用，且对循环功能基本无影响；可改善肺水肿患者水肿液的分布，轻度提高轻度提高PaOPaO2 2但不能扩张陷闭肺区，反而是正常肺区过度扩张，导但不能扩张陷闭肺区，反而是正常肺区过度扩张，导致肺循环阻力升高。因此对致肺循环阻力升高。因此对ARDSARDS、VAPVAP患者而言，低水平患者而言，低水平PEEPPEEP弊大弊大于利。于利。中等水平中等水平PEEPPEEP：一般只：一般只6-15cmH6-15cmH2 2O O。若在最佳。若在最佳PEEPPEEP（8-15cmH8-15cmH2 2O O）范）范 围内，则安全、有效，否则围内，则安全、有效，否则弊大于利。弊大于利。最佳最佳PEEPPEE
20、P：PEEPPEEP的选择以刚好消除陷闭肺区为原则，称最佳的选择以刚好消除陷闭肺区为原则，称最佳PEEPPEEP。 理想维持肺泡陷闭扩张的压力，及跨肺泡压为理想维持肺泡陷闭扩张的压力，及跨肺泡压为20cmH20cmH2 2O O。 PEEP PEEP一般选择一般选择10-15cmH10-15cmH2 2O O或者或者8-12cmH8-12cmH2 2O O。高水平高水平PEEPPEEP：一般指超过：一般指超过15cmH15cmH2 2O O。常对循环功能产生显著影响，。常对循环功能产生显著影响， 并明显增加机械通气相关性肺损伤的机会。主要用于并明显增加机械通气相关性肺损伤的机会。主要用于 AL
21、I/ARDS ALI/ARDS的开放性肺通气，选择的开放性肺通气，选择20-30cmH20-30cmH2 2O O，而，而15-15- 20cmH 20cmH2 2O O的的PEEPPEEP则达不到有效治疗作用，反而副作用则达不到有效治疗作用，反而副作用 更大，更大，弊大于利。弊大于利。PEEPPEEP维持肺泡扩张作用的连续性：最佳或高水平维持肺泡扩张作用的连续性：最佳或高水平PEEPPEEP扩张陷闭肺泡扩张陷闭肺泡 或实变肺泡的作用机制，是或实变肺泡的作用机制，是“全全” 或或“无无”。但。但PEEPPEEP在维持肺泡扩在维持肺泡扩 张作用是连续的。张作用是连续的。小结 机械通气的人机关系改善、通气效果提高、良反应减少与众多因素有关，其中一个方面即为呼吸机功能的完善和性能的提高。
