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呼吸机小讲课 呼吸生理基础知识呼吸生理基础知识气体交换所需要的肺泡通气，由吸气和呼气的节律性交替来实现。吸气时含氧丰富的新鲜气体进入肺腔。呼气时含氧少而富含CO2的气体排出体外。吸气和呼气时的气体运动，是由于胸腔的扩大和缩小的节律性交替所致。胸腔的扩大和缩小，依赖于呼吸肌的收缩与舒张，而后者受呼吸中枢的调节。呼吸动力学呼吸动力学呼吸肌肺肺 的的 通通 气气吸气（主动）胸廓扩大+肺膨胀+气体通过呼吸道被动地进入肺内。呼气（被动）呼吸功的消耗：三大阻力1.弹性阻力 70%2.摩擦阻力 30%3.粘性阻力（组织变形）呼吸系统组成呼吸道（环状软骨）上呼吸道：鼻、鼻窦、咽、喉下呼吸道：气管 主支气管 叶支气管、段支气管、小支气管、细支气管（20mm）（13mm）（8mm）（5mm）(3mm)（2）（4-8）（16）（32-2千）(4千)终末支气管、呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡（1mm)(0.5mm)(0.3mm)(0.2mm)(6.5万)(50万)（4千万）（3亿）肺与肺泡肺是具有弹性的海绵状器官，类似圆锥形。肺 泡：内 径 0.2-0.25mm数量约2-6亿个之间总 表 面 积 可 达 50-120m2每一肺泡有1-2个肺泡孔与相邻相沟通我们每天吸入我们每天吸入10000-12000L空气空气(1)吸入气体调节功能（温度、湿度）吸入气体调节功能（温度、湿度）(2)过滤及清洁机制过滤及清洁机制（咳嗽（咳嗽/喷嚏）喷嚏）通气通气:外界空气吸入肺泡内,并将已交换气体自肺泡呼出的过程.肺泡肺泡-毛细血管膜气体交毛细血管膜气体交换换:交换肺泡中的氧气和肺毛细血管中的二氧化碳灌注灌注循环循环:将肺毛细血管中的氧气转移到体细胞,并将体细胞中的二氧化碳转移到肺毛细血管.细胞呼吸细胞呼吸:将血液中的氧气转移到细胞并将细胞中的二氧化碳转移到血液中.呼吸生理呼吸生理肺泡/毛细血管膜毛细血管毛细血管肺泡肺泡生理生理O2CO2CO2CO2CO2CO2CO2CO2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2CO2CO2CO2CO2CO2CO2CO2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2O2膜PalvCO2=%CO2xP大大气压气压肺泡二氧化碳分压肺泡二氧化碳分压例.5%x760=38mmHgPalvO2=%O2xP大气压大气压肺泡氧分压肺泡氧分压e.g.13.3%x760=101mmHge.g.50%x760=380mmHge.g.50%x(760+25)=393mmHg(25mmHg=33cmH2O)肺泡生理生理气体交换生理生理O2O2O2O2O2O2O2O2-Hb-O2O2O2O2-Hb-O2O2xxO2-Hb-O2O2O2结合和溶解氧%SAT血红蛋白百分饱和数PaO2氧分压氧合血红蛋白离解曲线血液中的氧分压血液中的氧分压气体交换氧合血红蛋白离解曲线氧合血红蛋白离解曲线生理生理1008060402002016128420406080100静脉PO2=40Sat=75动脉lPO2=100Sat=97HEMOGLOBINSATURATIONO2溶解氧ml/100mlPO2mmHg气体交换正常正常PH值时值时PaO2和和SaO2对应关系对应关系生理生理PaO2mmHg96-10586-9576-8566-7556-6546-5535-45SaO2%98979593898475气体交换氧的传输氧的传输生理生理10.05.32.713.320.9吸入空气吸入空气肺泡气肺泡气动脉血动脉血静脉血静脉血组织组织PO2kPaAlveoliO2O2O2O2O2O2O2O2Cells1mmHg=1,359cmH2O1cmH2O=0,735mmHg1hPa=1cmH2O=1mbar气体交换二氧化碳的传输二氧化碳的传输生理生理6.15.32.76.7组织组织静脉血静脉血动脉血动脉血呼出气呼出气PCO2kPaAlveoliCO2CO2CO2CO2CO2Cell气体交换生理生理分流分流栓塞栓塞正常正常死腔死腔ABCD通气通气血流灌注比血流灌注比肺容量潮气量（潮气量（TVtidalvolume）:在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量为潮气量。在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量为潮气量。肺活量（肺活量（VC）：尽量深吸气后作深呼气，所能呼出的最大气量称为肺活量。）：尽量深吸气后作深呼气，所能呼出的最大气量称为肺活量。补吸气量（补吸气量（IRV）：平静吸气后再吸入的最大气量。）：平静吸气后再吸入的最大气量。深吸气量（深吸气量（IC）：平静呼气后再吸入的最大气量。）：平静呼气后再吸入的最大气量。补呼气量（补呼气量（ERV）：平静呼气后再呼出的最大气量。）：平静呼气后再呼出的最大气量。功能残气量（功能残气量（FRC）：安静呼吸时，每次呼气末肺内残留气量称功能残气量）：安静呼吸时，每次呼气末肺内残留气量称功能残气量残气量（残气量（RV）：用力呼气后残存在肺内的气体量）：用力呼气后残存在肺内的气体量总肺容量（总肺容量（TLC）：最大深吸气后肺内总含气量）：最大深吸气后肺内总含气量 TLC-RV=VC呼吸衰竭的定义：由于呼吸系统或其他疾病而导致呼吸功能严重障碍，从而使得机体在呼吸正常大气压空气时发生严重的缺氧或合并有二氧化碳潴留，而产生的一系列生理功能紊乱及代谢障碍的临床综合症。过程过程呼吸机的发展史呼吸机的发展史1667年年Hooke切开气管插管（狗）切开气管插管（狗）应用风箱正压通气应用风箱正压通气1846年年Morton气管内麻醉气管内麻醉1869年年Trendeleuburg（德）（德）气管内麻醉气管内麻醉加气囊加气囊1895年年Kirstein（德德）喉喉镜镜应应用用，气气管管插插管管-建建立立人人工工气道气道1907年年Drager自动供氧人工呼吸器自动供氧人工呼吸器1909年年Janeway小型铁肺小型铁肺间歇正压通气间歇正压通气1926年年Drinker铁肺（脊髓灰质炎治疗、抢救）铁肺（脊髓灰质炎治疗、抢救）40到到50年代，脊髓灰质炎大流行年代，脊髓灰质炎大流行促进了促进了机械通气技术的发展机械通气技术的发展1946年年Bennett生产第一台定压呼吸机生产第一台定压呼吸机1950年年Engstroin（瑞典）（瑞典）定容型呼吸机定容型呼吸机60到到70年代，发展较快年代，发展较快IMVSIMVPEEP高频正压（高频正压（HEPPV）震荡（）震荡（HFOV）喷射（）喷射（HFJV）80年代年代PSV1992年年压力调节容积控制（压力调节容积控制（PRVC）2000-液体通气技术液体通气技术没有机械通气技术，现代治疗学将是不完整的。没有机械通气技术，现代治疗学将是不完整的。呼吸机的组成呼吸机的组成气源气源主机主机机械臂机械臂湿化装置湿化装置呼吸回路附件呼吸回路附件气源气源主机主机机械臂机械臂湿化装置湿化装置呼吸回路附件呼吸回路附件管路管路面罩面罩插管插管按驱动与控制方式分：按驱动与控制方式分：气动气控呼吸机；气动气控呼吸机；气动电控呼吸机；气动电控呼吸机；电动电控呼吸机电动电控呼吸机.按作用于人体部位分：按作用于人体部位分：正压呼吸机；正压呼吸机；负压呼吸机负压呼吸机第三节第三节 呼吸机的分类呼吸机的分类按驱动与控制方式分：按驱动与控制方式分：气动气控呼吸机；气动气控呼吸机；气动电控呼吸机；气动电控呼吸机；电动电控呼吸机电动电控呼吸机.按作用于人体部位分：按作用于人体部位分：正压呼吸机；正压呼吸机；负压呼吸机负压呼吸机按吸呼气转化方式分：按吸呼气转化方式分：定容（容量切换）呼吸机；定容（容量切换）呼吸机；定压（压力切换）呼吸机；定压（压力切换）呼吸机；定时（时间切换）呼吸机；定时（时间切换）呼吸机；流速控制（流速切换）呼吸机；流速控制（流速切换）呼吸机；混合型多功能呼吸机混合型多功能呼吸机.按通气频率高低分：按通气频率高低分：常频呼吸机；常频呼吸机；(1-100bpm)高频（喷射）呼吸机；高频（喷射）呼吸机；(150bpm以上以上)高频（振荡）呼吸机高频（振荡）呼吸机.按应用对象分：按应用对象分：成人呼吸机；成人呼吸机；成人成人/儿童呼吸机；儿童呼吸机；婴儿婴儿/新生儿专用呼吸机新生儿专用呼吸机.第四节第四节 呼吸机相关基本概呼吸机相关基本概念念1.潮气量潮气量TV（TidalVolume)潮气量通常是指在静息状态下每次吸入或呼出的气量。它与年龄、性别、体积表面、呼吸习惯、肌体新陈代谢有关。呼吸机设定的潮气量通常指吸入气量。潮气量的设定并非恒定，应根据病人的血气分析进行调整。正常情况下：成人：8-12ml/kg,小儿：10-15ml/kg2.呼呼 吸吸 频频 率率 BPM(BreathPerMinuter）呼吸频率指每分钟呼吸的次数，成人的呼吸频率一般为1220次/min，小儿的呼吸频率较快，且年龄越小呼吸频率越快。3.分钟通气量分钟通气量MV(MinuteVolume)分钟通气量为每分钟吸入或呼出的气量。平静呼吸时，成人的分钟通气量为515L/min。小儿略低，且随年龄增长分钟通气量逐渐增加。4.吸呼比吸呼比(I:ERatio)从吸气开始到呼气结束为一个呼吸周期。从吸气开始到呼气开始的一段时间为吸气时间，从呼气开始到吸气开始的一段时间为呼气时间。吸气时间和呼气时间的比值称为吸呼比。5.吸气流速吸气流速(InspiratoryFlow)患者在吸气时，气体在呼吸道内流动的速度。它分为峰值流速和平均流速。6.压力触发灵敏度压力触发灵敏度(PressureTriggerSensitivity)当患者自主呼吸时，会使密闭呼吸回路中的压力下降，当压力下降到预设定的触发数值时，呼吸机开始响应患者的自主呼吸需要，供给患者气体。这个预设定的触发数值称为，压力触发灵敏度。7.流量触发灵敏度流量触发灵敏度(FlowTriggerSensitivity)当患者自主呼吸时，会使密闭呼吸回路中的气体发生流动，当流动速度达到预设定的触发数值时，呼吸机开始响应患者的自主呼吸需要，这个预设定的触发数值称为，流量触发灵敏度。8.吸气平台吸气平台(InspiratoryPause)在机械通气时，于吸气末呼气前，通过呼吸机的控制装置再停留一段时间（0.3-3秒），在此期间不再继续供给气流，但肺内的气体可能发生再分布，使不易扩张的肺泡充气，这个过程称为吸气平台。在这个过程压力有所下降，终点为吸气平台压。吸气平台的时间为吸气时间的一部分。吸气平台的时间为吸气时间的一部分。吸气平台有利于气体在肺内的再分布。吸气平台有利于气体在肺内的再分布。吸气平台有利于吸入雾化药物在肺内的弥散。吸气平台有利于吸入雾化药物在肺内的弥散。利用平台压可计算静态胸肺顺应性。利用平台压可计算静态胸肺顺应性。吸吸气气平平台台对对静静脉脉回回流流、颅颅内内压压等等有有一一定定影影响响，尤尤其其是是平平台台时时间间延延长长时时，一一般般不不要要超超过过吸吸气气时时间的间的25%主要用于肺泡萎陷或肺顺应性较差的病人。主要用于肺泡萎陷或肺顺应性较差的病人。9.顺应性（顺应性（C）：每单位压力变化而产生）：每单位压力变化而产生的容积变化。的容积变化。容积变化（容积变化（V）顺应性（顺应性（C）=（L/Kpa）压力变化（压力变化（P）C弹性阻力弹性阻力 C弹性阻力弹性阻力利用平台压和潮气量可以计算出胸肺顺利用平台压和潮气量可以计算出胸肺顺应性应性静态胸肺顺应性静态胸肺顺应性=潮气量潮气量/（平台压（平台压-PEEP)动态胸肺顺应性动态胸肺顺应性=潮气量潮气量/（峰压（峰压-PEEP)第五节第五节机械通气模式机械通气模式1.容量控制容量控制-辅助通气（辅助通气（CMV-ACMV）：）：VolumeControlVentilation是一种定容型通气模式,预置潮气量、呼吸 频率、吸呼比。通过两种方式来执行，一种是控制，一种是辅助。病人如果能够触发，则以高于预设频率的任何频率来执行辅助通气，否则执行控制通气，潮气量都是一定的。CMV-ACMV时的流速、容量波形CMV-ACMV时的压力、流速波形CMV-ACMV时的压力、容量波形2.压力控制压力控制-控制通气（控制通气（PCMV-APCMV）：）：PressureControlVentilation它是一种定压型通气模式，预置吸气压力、呼吸 频率、吸呼比。通过两种方式来执行，一种是控制，一种是辅助。病人如果能够触发，则以高于预设频率的任何频率来执行辅助通气，否则执行控制通气，潮气量是不固定的。PCMV-APCMV时的压力、容量波形PCMV-APCMV时的压力、流速波形PCMV-APCMV时的容量、流速波形3.同步间歇指令频率通气同步间歇指令频率通气（SIMV）：synchronizedintermittentmandatoryventilation属于定容型通气模式的一种，在两次控制通气之间允许病人有自主呼吸，是控制通气与自主呼吸相结合的一种通气模式。其原理是在两次控制通气之间设定一个触发窗，如果在触发窗内病人能够触发就进行一次自主呼吸，如果不能触发那么呼吸机就给一次控制通气。PSV模式属于部分通气模式，部分通气支持时的呼吸方式的一部分是由病人来控制的。PSV是一种压力-目标通气模式，每次通气均由病人触发和结束，由呼吸机给予一定的压力支持。病人自己控制呼吸频率、吸气时间和呼气时间以及吸气流速。4.压力支持通气压力支持通气（PSV）：pressuresupportventilation5.5.持持 续续 气气 道道 正正 压压 (CPAP)(CPAP)Continuous Continuous Positive Airway PressurePositive Airway Pressure病人通过按需活瓣或快速、持续正压气流系统进行自主呼吸，正压气流大于吸气气流，呼气活瓣系统对呼出气流给予一定的阻力(多用球囊活瓣)使吸气期和呼气期气道压均高于大气压。呼吸机内装有灵敏的气道压测量和调节系统，随时调整正压气流的流速，维持气道压基本恒定在预调的CPAP水平。气压波动较小 CPAP时的压力、流速波形CPAP时的压力、容量波形CPAP时的容量、流速波形CPAP的好处的好处吸吸气气期期由由于于恒恒定定正正压压气气流流大大于于吸吸气气气气流流，吸气省力，自觉舒服。吸气省力，自觉舒服。呼呼气气期期气气道道内内正正压压，起起到到PEEP的的作作用用:防防止止小小气气道道闭闭合合和和肺肺萎萎陷陷，增增加加FRC，PaO2增高。同时胸内压增加。增高。同时胸内压增加。使用使用CPAP注意事项注意事项只只能能用用于于呼呼吸吸中中枢枢功功能能正正常常、有有自自主主呼呼吸吸的的病病人。作为辅助呼吸，可锻炼呼吸肌功能。人。作为辅助呼吸，可锻炼呼吸肌功能。插插管管病病人人可可从从35cmH2O开开始始，根根据据需需要要可可增增到到10l5cmH2O，最高不超过，最高不超过25cmH2O。未未插插管管的的病病人人可可用用面面罩罩或或鼻鼻塞塞间间断断使使用用CPAP，一一般般用用2l0cmH2O，最最高高不不超超过过l5cmH2O，若若超超过过2天天呼呼吸吸功功能能仍仍没没恢恢复复者者应应行行气气管管插插管。管。未未插插管管的的病病人人使使用用CPAP，应应防防止止胃胃扩扩张张、呕呕吐、恶心、腮腺炎、鼻腔炎、泪囊炎等。吐、恶心、腮腺炎、鼻腔炎、泪囊炎等。CPAP可和可和SIMV、PSV等方式合用。等方式合用。6.双相气道正压通气双相气道正压通气（BIPAP）：BI-PSASIC POSITIVE AIRWAY PRESSUREBIPAP是指机械通气或自主呼吸时，呼吸机交替给予两个不同水平的气道正压，且这个压力均采用压力控制方式。其原理是以连续气流CPAP系统为基础作简单改进，保持CPAP系统的吸气回路不变，而对呼气回路进行改造，以主动阀代替常规阀，电磁阀在Phi和Plo间转换。7.气道压力释放通气气道压力释放通气（APRV）：AIRWAY PRESSURE RELEASE VENTILATION气道压力释放通气是一种可以设定两种PEEP水平的特殊自主呼吸模式，如果对PEEP的释放周期不加以限定，那么就相当于BIPAP模式。其原理是在CPAP回路上加一个气道压力自动释放阀。8.压力支持最小潮气量保障压力支持最小潮气量保障（VAPS）：VOLUME ASSURE PRESSURE SUPPORT属于双因素控制模式的一种，其原理是在压力支持通气的基础上对潮气量进行实时监测，通过流速的自动跟踪补偿，来保障病人的最小潮气量需要。9.压力调节容积控制通气（压力调节容积控制通气（PRVC）：）：PRESSURE REGULATED VOLUME CONTROLL VENTILATION属于双因素控制模式的一种，是在保障预置潮气量的基础上，呼吸机通过自动连续测定胸廓/肺顺应性和容积/压力关系，并据此反馈调节压力支持水平，使气道压力尽可能降低，减少容积伤。PRVC的临床应用：1.无自主呼吸2.肺胀各部分时间常数明显不同3.气道阻力增高4.吸入潮气量接近肺活量5.加用PEEP较高时6.适于应用PCV且又需潮气量恒定时谢谢谢谢