1、2023-1-211呼吸机基本知识呼吸机基本知识2023-1-212内容提要内容提要机械通气发展史机械通气发展史呼吸机构成及工作原理呼吸机构成及工作原理常用机械通气模式常用机械通气模式2023-1-213n机械通气发展史机械通气发展史2023-1-214n机械通气是治疗呼吸衰竭的重要手段之一，已有近机械通气是治疗呼吸衰竭的重要手段之一，已有近600600年的历史，早在年的历史，早在1515世纪，人们开始在动物身上世纪，人们开始在动物身上施行气管切开、气管插管及风箱式正压通气技术。施行气管切开、气管插管及风箱式正压通气技术。200200年后的年后的17921792年首次在人身上实行了有创正压机年
2、首次在人身上实行了有创正压机械通气。械通气。2023-1-215n因当初的技术过于粗糙，相关设备也很简陋，经因当初的技术过于粗糙，相关设备也很简陋，经过一段时间的临床应用后，许多患者因气胸等严过一段时间的临床应用后，许多患者因气胸等严重并发症而死亡。到了重并发症而死亡。到了18271827年有学者向法国科学年有学者向法国科学院提交报告要求终止进行有创正压通气。院提交报告要求终止进行有创正压通气。2023-1-216n面对这种局面，机械通气的研究在二个方面继续面对这种局面，机械通气的研究在二个方面继续展开：一是改进人工气道技术，二是寻找其他途展开：一是改进人工气道技术，二是寻找其他途径，避免建立
3、人工气道。前者的探索与径，避免建立人工气道。前者的探索与19世纪的世纪的麻醉学技术的发展密不可分，而后者则促进了麻醉学技术的发展密不可分，而后者则促进了“铁肺铁肺”等体外负压通气技术的发展。等体外负压通气技术的发展。2023-1-217n1929年年JAMA杂志上刊登了有关应用杂志上刊登了有关应用“铁肺铁肺”成成功抢救一例脊髓灰质炎女孩的论文，引起了很大的功抢救一例脊髓灰质炎女孩的论文，引起了很大的轰动。其后因体外负压通气的种种弊端在应用过程轰动。其后因体外负压通气的种种弊端在应用过程中逐渐暴露出来，故而到了中逐渐暴露出来，故而到了20世纪世纪50年代以后，年代以后，“铁肺铁肺”逐渐让位于技术
4、得到很大改进的有创正压逐渐让位于技术得到很大改进的有创正压通气技术。通气技术。2023-1-218铁肺铁肺2023-1-219 2020世纪初，随着人工气道技术和喉镜直视气管插管技术世纪初，随着人工气道技术和喉镜直视气管插管技术的成熟，正压机械通气在麻醉和外科领域得以迅速发展。的成熟，正压机械通气在麻醉和外科领域得以迅速发展。19401940年，第一台间歇正压通气（年，第一台间歇正压通气（IPPVIPPV）麻醉呼吸机被发）麻醉呼吸机被发明，用于胸科手术和明，用于胸科手术和ARDSARDS。19461946年，年，Bennet Bennet 公司研制出世界第一台初具现代呼吸公司研制出世界第一台初
5、具现代呼吸机基本结构的间歇正压呼吸机机基本结构的间歇正压呼吸机PR-1APR-1A（气动气控压力限制（气动气控压力限制型）。型）。2023-1-2110n近年来，随着电子计算机技术、传感技术的飞速发近年来，随着电子计算机技术、传感技术的飞速发展和对呼吸力学认识的不断深入，机械通气理论和展和对呼吸力学认识的不断深入，机械通气理论和技术都有了很大的发展，对急性呼吸窘迫综合征、技术都有了很大的发展，对急性呼吸窘迫综合征、重症哮喘和慢阻肺呼衰等常见病的机械通气治疗策重症哮喘和慢阻肺呼衰等常见病的机械通气治疗策略都较以前有了很大的变化。略都较以前有了很大的变化。2023-1-2111机械通气的机械通气的
6、发展历程发展历程口对口人工呼吸1800年前，金匮要略、华佗医方中有类似体外按压人工呼吸的记载1300年前，圣经上有“口对口”描述 无创正压机械通气有创1792年，首次在人身上实施气管切开、插管及风箱式正压通气技术。负压机械通气无创 1928年，“铁肺”箱式负压治疗机。人力作动力 电力机械作为动力正压机械通气1950让位于技术上得到很大改进的有创无创呼吸机多功能呼吸机1981年Sullivan无创口鼻面罩。人工智能呼吸机人工智能无创呼吸机并存时代2023-1-2112呼吸机的构成及工作原理呼吸机的构成及工作原理2023-1-2113呼吸机的组成呼吸机的组成 可分为两大部分或三部分：可分为两大部分
7、或三部分：n主机主机(气路单元气路单元+监控单元监控单元)n湿化器湿化器(温控温控+湿化灌湿化灌)n空、氧气源提供装置空、氧气源提供装置 压缩机压缩机(涡轮机涡轮机)+O)+O2 2气源气源 中心气源中心气源(Air(Air、O O2 2)2023-1-2114呼吸机各部分主要功能呼吸机各部分主要功能n主主 机机气源处理、吸呼控制、监测报警气源处理、吸呼控制、监测报警n混合器混合器外置或内置机械式，比例阀混合。外置或内置机械式，比例阀混合。n湿化器湿化器病人吸入气体的加温、加湿病人吸入气体的加温、加湿n病人管路病人管路螺纹管、接湿化器或雾化吸入器，病人吸入和呼螺纹管、接湿化器或雾化吸入器，病人
8、吸入和呼出气体的传输。出气体的传输。n气气 源源以适当方式提供压缩空气和氧气）以适当方式提供压缩空气和氧气）n其其 它它主机和病人管路的固定或支撑装置主机和病人管路的固定或支撑装置2023-1-2115空氧配比方式空氧配比方式 机械配比机械配比 电子配比电子配比2023-1-2116有创正压通气的人机系统工程有创正压通气的人机系统工程输入主机的气体为高压，要求干燥、洁净；输出给病人的混输入主机的气体为高压，要求干燥、洁净；输出给病人的混合气体为低压，要求温暖、湿润并达到有效的肺泡通气量。合气体为低压，要求温暖、湿润并达到有效的肺泡通气量。2023-1-2117基本原理示意图基本原理示意图202
9、3-1-2118呼吸机的分类呼吸机的分类 目前没有统一分类标准，可按习惯分为：目前没有统一分类标准，可按习惯分为：n按使用对象按使用对象 成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机；成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机；n按工作原理按工作原理 气控气动、电控气动、电控电动呼吸机；气控气动、电控气动、电控电动呼吸机；n按人机接口方式按人机接口方式 有创或无创正压通气呼吸机；有创或无创正压通气呼吸机；n按机器的功能按机器的功能 急救、麻醉、治疗、家用、高频振荡、喷射。急救、麻醉、治疗、家用、高频振荡、喷射。2023-1-2119常用通气模式的特点常用通气模式的特点2023-1-2120机械通气吸、呼切换
10、机械通气吸、呼切换状态分析状态分析n两个两个“开始、转换或切换开始、转换或切换”n两个两个“相或过程内含保持相或过程内含保持”2023-1-2121正压通气和生理性呼吸的区别正压通气和生理性呼吸的区别2023-1-2122主要物理量和参数主要物理量和参数n时间量及参数时间量及参数n气体流量及参数气体流量及参数n气道压力及参数气道压力及参数n温度、湿度参数温度、湿度参数注意：注意：需要非常清楚地了解各参数的物理涵义及其需要非常清楚地了解各参数的物理涵义及其作用或影响。作用或影响。2023-1-2123时间参数时间参数n(1)(1)通气频率通气频率 (f(f：12122020)bpm)bpmn(2
11、)(2)吸呼比吸呼比 (I:E=T(I:E=Ti i:T:Te e )n(3)(3)吸气时间吸气时间 T Ti i (s)(s)、T Trise rise(s)(s)n(4)(4)呼气时间呼气时间 T Te e(s)(s)n(5)(5)屏气时间屏气时间 T TP P(s)(s)是吸气时间的一部份，是吸气时间的一部份，通常设定为通常设定为TiTi的的10%10%，临床根据病情和呼吸习惯，临床根据病情和呼吸习惯 适当增加或减少。适当增加或减少。周期：周期：T=TT=Ti i+T+Te e，f=60s/(Tf=60s/(Ti i+T+Te e)bpm)bpm2023-1-2124容量和流量参数容量和
12、流量参数n(1)(1)分钟通气量分钟通气量 (MV(MV，L/min)=VL/min)=VT Tf fn(2)(2)潮气量潮气量 (TV/V(TV/VT T，ml)=Vml)=VTITI=V=VTETE=F.dtF.dtn(3)(3)吸气流量吸气流量 (F(F，l/s)l/s)，是一个动态参数，是一个动态参数，峰值流速峰值流速F Fpeak peak：影响吸呼比和吸气波形：影响吸呼比和吸气波形n(4)(4)流量触发灵敏度流量触发灵敏度 (F(FT T，L/min)L/min)，包括吸，包括吸 气和呼气触发灵敏度（需高速动态阀）气和呼气触发灵敏度（需高速动态阀）2023-1-2125压力参数压力
13、参数n(1)(1)气道压力气道压力(Airway Pressure(Airway Pressure，P Pairair/P/Plunglung不一致不一致)是一个动是一个动态物理参数，波形、光柱：态物理参数，波形、光柱：P Ppeakpeak,P,Pplateauplateau,P,Pmeanmean（cmHcmH2 2O O或或kPakPa）n(2)(2)吸气压力水平吸气压力水平 n(3)(3)呼气末正压呼气末正压 n(4)(4)吸、呼压力触发灵敏度吸、呼压力触发灵敏度 (P(PT T:-2kPa:-2kPa+2kPa)+2kPa)n(5)(5)呼吸机的工作压力、气源压力。呼吸机的工作压力、
14、气源压力。低压：低压：(60-70)(60-70)cmHcmH2 2O O，高压：，高压：120120kPakPa2023-1-2126气道阻力和顺应性气道阻力和顺应性n静态气道阻力静态气道阻力 RL=(Ppeak Pplateau)/flow cmH2O/L/s n静态顺应性静态顺应性 CL=VT/(Pplateau PEEP)L/cmH2O2023-1-2127常见通气模式常见通气模式n用呼吸机的目的就是以一种适宜的方式对病用呼吸机的目的就是以一种适宜的方式对病人的肺进行有效通气，既保障病人生命需要，人的肺进行有效通气，既保障病人生命需要，又要尽可能地减少并发症，而且还要安全、又要尽可能地
15、减少并发症，而且还要安全、舒适。舒适。2023-1-2128容量控制容量控制VCVnF Ft t和和 P Pt t曲线：曲线：nVCVVCV设定设定 定容：定容：V VT T/MV=MV=？n时间：时间：f f、T Ti i、T Te e T Triserise、T Tp p、I:E=?I:E=?2023-1-2129压力控制压力控制PCVnF Ft t和和 P Pt t曲线：曲线：nPCVPCV设定设定 定压：定压：P Pi i-LevelLevel=？n时间：时间：f f、T Ti i、P Priserise、T Tp p 、I:E=?I:E=?2023-1-2130同步间歇指令通气 SI
16、MVnF Ft t和和 P Pt t曲线：曲线：nVCV/PCVVCV/PCV间歇间歇+自主自主 V VT T/MV=MV=？P Pi i-LevelLevel=？n时间：时间：f/RR f/RR、T Ti i、T Triserise、T Tp p、I:E=?I:E=?nf f总总 =f=fsimvsimv +f+f自主自主 2023-1-2131压力支持压力支持PSVnF Ft t和和 P Pt t曲线：曲线：n半自主通气模式半自主通气模式nPSVPSV设定设定 压力：压力：P Pi i-LevelLevel=？压力：压力：P Pmaxmax=?=?2023-1-2132持续气道正压持续气道
17、正压CPAPnF Ft t和和 P Pt t曲线：曲线：n自主通气模式自主通气模式n压力：压力：PEEPPEEP、P PT T吸吸 /F/FT T吸吸 =?=?或或 P PT T呼呼 /F/FT T呼呼 =?=?2023-1-2133通气模式的发展演化通气模式的发展演化2023-1-2134通气模式的数学表达通气模式的数学表达 假设病人吸气做功假设病人吸气做功W W吸吸，自己吸到的容量，自己吸到的容量V V吸吸那么：那么：n控制控制nW W吸吸=0=0时，为控制模式时，为控制模式(CMV/IPPV/VCV/PCV)(CMV/IPPV/VCV/PCV)W W吸吸0 0 但但 V V吸吸=0=0，
18、辅助控制模式，辅助控制模式(A/C(A/C、病人触发的、病人触发的)n辅助辅助n100%W100%W吸吸00，100%V100%V吸吸00时，为辅助模式时，为辅助模式(Assist-Mode)(Assist-Mode)同步间歇控制：同步间歇控制：SIMV+CPAP/SIMVSIMV+CPAP/SIMVVCVC+PSV/SIMV+PSV/SIMVPCPC+PSV+PSV 吸气支持：吸气支持：PSV/VAPSV PSV/VAPSV 和和 VSV/MMV/EMMVVSV/MMV/EMMVn自主自主nW W吸吸=100%=100%，V V吸吸=100%=100%时，为自主模式时，为自主模式(Spont
19、aneous(Spontaneous，CPAP)CPAP)2023-1-2135通气模式的转化通气模式的转化 2023-1-2136需要全程质量保障需要全程质量保障n以临床培训为基础的人员保障：培训医、护人员（考以临床培训为基础的人员保障：培训医、护人员（考核合格、持证上岗）；核合格、持证上岗）；n以使用前例行检查为基础的制度保障：建立制度，基以使用前例行检查为基础的制度保障：建立制度，基本质量确认；本质量确认；n以性能测试为基础的质量保障：以性能测试为基础的质量保障：(1-2)(1-2)月测一次，临月测一次，临床技师或工程师；床技师或工程师；n以计量检定校准为基础的法律保障，由国家授权建立以
20、计量检定校准为基础的法律保障，由国家授权建立测量标准，进行量值传递或校准，在法律上得到认可，测量标准，进行量值传递或校准，在法律上得到认可，每年一次。每年一次。2023-1-2137 呼吸机系统故障分布呼吸机系统故障分布1999年年呼吸机主机混合器湿化器压缩机27%12%36%25%使用问题预修保养故障修复更换新品故障修复使用维护故障修复使用维护故障修复6%11%10%2%10%25%11%9%16%2023-1-2138呼吸机的报警呼吸机的报警n输入能源报警输入能源报警 停电、气源故障（无输出或低于某一水平）。停电、气源故障（无输出或低于某一水平）。n控制回路报警控制回路报警 控制参数不相容
21、控制参数不相容(反比、超范围反比、超范围)、时序失效、阀失灵、传感器、时序失效、阀失灵、传感器故障、内回路漏气等。故障、内回路漏气等。n输出参数报警输出参数报警 压力、容量、时间压力、容量、时间(f(f，T Ti i、T Te e，窒息报警窒息报警)、吸入气体、吸入气体(温度、温度、氧浓度氧浓度)呼出气体呼出气体(CO(CO2 2浓度浓度)。2023-1-2139输入能源报警输入能源报警n掉电，用墙上的标准配电插座，掉电，用墙上的标准配电插座，不要用插板；不要用插板；n气源故障（无输出或低于某一气源故障（无输出或低于某一水平）：水平）：尽量采用中心供双气；尽量采用中心供双气；用压缩机时，要特别
22、注意气水用压缩机时，要特别注意气水分离器里的水和滤网的清洗。分离器里的水和滤网的清洗。2023-1-2140控制回路报警控制回路报警n控制参数不相容控制参数不相容 (反比、超反比、超范围范围)、时序失效、阀失灵、时序失效、阀失灵、传感器故障、内回路漏气等故传感器故障、内回路漏气等故障停机。障停机。n备用机器。备用机器。2023-1-2141输出参数报警输出参数报警n压力、容量、时间压力、容量、时间(f(f，T Ti i、T Te e，窒息报警窒息报警)、吸入气体、吸入气体(温度、氧浓度温度、氧浓度)呼出气体呼出气体(CO(CO2 2浓度浓度)。n漏气、传压管和漏气、传压管和Y Y头脱落、头脱落、呼气传感器进水、气道阻力呼气传感器进水、气道阻力或肺顺应性变差、痰。或肺顺应性变差、痰。2023-1-2142谢谢大家谢谢大家!
