机械通气基础

机械通气基础呼吸系统呼吸道可分为：–上呼吸道–下呼吸道呼吸系统上/下呼吸道的解剖–口腔和鼻腔–咽–喉–气管–支气管树–细支气管–肺呼吸系统上呼吸道功能–气体进入肺的通道–鼻腔起过滤，湿化及加热吸入气体，从而维持呼吸道及全身温度的作用。下呼吸道功能–气体通道–完成气体交换呼吸系统上呼吸道解剖示意图下呼吸道气管支气管树下呼吸道呼吸区呼吸过程气体交换过程呼吸肌吸气肌-胸锁乳突肌-将胸骨向上提-前锯肌-提升多数肋骨-斜角肌-提升第一和第二肋-肋间外肌-扩张胸廓呼气肌：主动呼气-腹直肌-肋间内肌呼吸肌AccessoryMusclesofRespiration肺容量潮气量(TV)：静息状态每次吸入和呼出的气量。–成人400-500毫升补吸气量(IRV)：平静吸气后再吸入的气量。–正常成人2500-2600毫升吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量–IC=TV+IRV补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量肺容量残气量(RC)：最大呼气后肺内残留的气量功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量。FRC=RC+ERV–稳定肺泡气体分压，减少呼吸间歇时对肺泡内气体交换的影响–可防止呼气末期肺泡将完全陷闭（动-静脉分流）–FRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或陷闭肺容量肺活量(VC)：最大吸气后能呼出的最大气量。–VC=IRV+TV+ERV。–正常成人4500毫升肺总容量(TLC)：深吸气后肺内所含的气量–TLC=VC+RC肺容量人工气道的建立气管插管–经口–经鼻气管切开插管经喉气管内插管：经口或经鼻通过咽喉部将气管导管插入气管内。插管的适应证：-机械通气-高浓度给氧-气管内吸痰-防止误吸-转运病人时需要保持气道通畅插管插管口插管鼻插管气道阻塞炎症/烧伤通气异常及先天性气管畸形呼吸功能不全肺气肿哮喘外科情况耳鼻喉科，部分或全喉切除术神经系统疾病昏迷破伤风，感染创伤头面部气管造口术的适应证自主呼吸与正压呼吸的比较IEIEPressureVolumeSpontaneousPositivePressureIEIE自主呼吸膈神经兴奋–膈肌收缩，肋间隙增大–胸廓容积增加胸廓容积增加使胸内压下降肺内外的压力差使空气进入肺内胸内负压有助于静脉血回流到右心自主呼吸胸廓容积增加时，胸内压下降从肺尖到肺底部胸内负压梯度逐渐增加灌注良好的肺底部通气较好通气/血流比匹配负压通气和正压通气负压通气–在机械通气过程中呼吸机提供的通气压力低于大气压。典型代表是铁肺和胸甲。负压通气符合生理情况，但由于负作用较大现今临床上应用已很少。负压通气和正压通气正压通气–概念：在机械通气过程中呼吸机提供的通气压力高于大气压。–正压通气改变了机体的正常生理状况，因此应用时必须对生命体征进行监测以保证安全。正压通气在整个呼吸过程中胸内压始终为正压气流会选择阻力较小的气道气体在肺内分布于非重力依赖区，灌注不好的区域通气/血流比失调气道阻力气体在气道内流动时所受到的阻力机械通气过程气道阻力的影响因素–气道的长度和直径–气道的弹性–气管插管及呼吸管路。气道阻力临床上气道阻力增加的常见因素–COPD（慢性支气管炎，支气管哮喘，慢性阻塞性肺气肿）–炎症喉气管支气管炎会厌炎支气管炎–机械性原因异物肿瘤出血气管插管呼吸管路扭曲或积水气道阻力Resistance=PIP-PlateauPeakFlowResistance=20-151L/sec=5cmH20/L/secPlateauPressure15cmPIP20cmVTE500ccPeakFlow=60L/min气道阻力气道阻力正常值：–在流速(V)=30L/min时气道阻力(Raw)=0.6~2.4cmH2O/L/sec对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因–插管的长度及直径气道阻力及呼吸功气道阻力(Raw)与呼吸功(WOB)的关系:Raw=△P/fRaw↑→→WOB↑(气道阻力增加是导致呼吸功增↓加的最主要原因)↓肺通气不足→→CO2不能充分排出体外阻塞性疾病肺顺应性高→→呼吸幅度深节奏慢限制性疾病→→呼吸幅度浅节奏快气道阻力是影响通气及氧合的因素Raw↑→→WOB↑→→病人通气及氧合发生变化如果气道高阻力长时间得不到解决则导致呼吸肌肉疲劳；最终通气衰竭，氧合衰竭顺应性（compliance）C－顺应性（compliance）ΔV－容量变化ΔP－压力变化PVC)(PEEPPVCPlatTstat)(PEEPPVCPeakTdyn单位压力下容量的变化静态顺应性动态顺应性Cs=40~60ml/cmH2OCD=30~40ml/cmH2O顺应性50015-5=50ml/cmH20Compliance=VtPlateau-PEEPPlateauPressure15cmPEEP5cmVTE500ccPeakFlow=60L/minVT500ml10cmH20顺应性临床上降低肺顺应性的常见因素–静态顺应性：肥胖痰液滞留肺不张ARDS张力性气胸–动态顺应性：支气管痉挛气道阻塞气管插管扭曲呼吸力学监测临床上常以方波型定容通气作为测量肺顺应性和气道阻力的金标准40PCIRCcmH2OINSPLminEXP302010010-2080604020020-804060V.04812s2610呼吸机气道压力的监测峰值压力–呼吸机送气过程中的最高压力–容量控制通气时取决于肺顺应性、气道阻力、潮气量、峰值流速和气流模式–压力控制通气时，气道峰值压力水平与预设压力水平接近平台压力–平台压力为吸气末屏气0.5秒（吸气和呼气阀关闭，气流为零）时的气道压力，与肺泡峰值压力较为接近–压力控制通气时，如吸气最后0.5秒的气流流速为零，则预设压力即为平台压力呼吸机气道压力的监测平均压力：整个呼吸周期的平均气道压力，可间接反映平均肺泡压力呼气末压力–呼气即将结束时的压力，等于大气压或呼气末正压–在呼气末，如气道压力低于肺泡内压力，则与内源性呼气末正压有关当吸气延长、呼气缩短时，呼气末肺泡内压仍为正压，即产生内源性呼气末压力A.PIP,B.Pplat,C.End-expiratorypressurePawPResistanceP=阻力P=顺应性PEEPABC0Time(sec)•阻力正常•顺应性正常•阻力高(哮喘)•顺应性正常•阻力正常(ARDS)•顺应性下降•严重哮喘(DHI)压力波形机械通气的基本原理当呼吸器官不能维持正常的气体交换，即发生呼吸衰竭时，以机械装置代替或辅助呼吸肌的工作，称为机械通气支持（Mechanicallyventilatorysupport）。只是一种支持疗法，不能消除呼吸衰竭的病因，只为采取针对呼吸衰竭病因的各种治疗争取时间和创造条件。基本定义通气机（Ventilator）–一种通气用的器具，尤其是指用于送入新鲜空气和排出污浊空气的装置和管道。－美国新世界词典（TheNewWorldDictionary）–为增加或代替病人的自主通气而设计的一种装置。－美国胸科医师学会（TheAmericanCollegeofChestPhysicians）呼吸机（器）（Respirator）–诸如罩在口或口鼻上，用以防止有害物质吸入，温热吸入空气的网罩一类的装置–进行人工呼吸的装置–气体面罩机械通气的适应证低通气量低氧血症呼吸疲劳气道保护低通气量应以动脉pH而不是以PaCO2来评估通气量的治疗结果。低通气量导致动脉pH低于7.30，应进行机械通气。如在较高或较低pH时出现病人疲乏和发生并发症时也考虑迅速进行机械通气。低氧血症所有低氧血症病人均应供氧。因肺不张、肺水肿或两者综合作用所导致的低氧性呼吸功能衰竭的病人，可考虑行面罩持续气道正压（CPAP）供氧。严重低氧血症（SpO290%）而对多种保守治疗无反应的病人，应行气管内插管及机械通气。呼吸疲劳呼吸做功过度时，应在气体交换功能发生异常之前进行机械通气–呼吸过快–呼吸困难–辅助呼吸肌参与呼吸–鼻翼扇动–出汗–心动过速气道保护需气管插管来保护气道的病人（如精神抑制、误吸危险增加），尽管尚未出现呼吸异常也可使用机械通气人工气道并不是机械通气的绝对适应证，例如，许多长期气管造口的病人并不需要机械通气机械通气目的提供足够的肺泡通气（PaCO2）提供足够氧合应用呼气末正压（PEEP），以维持肺泡复张（recruitment）避免肺泡过度膨胀避免内源性PEEP（auto-PEEP）尽可能用最低吸入氧浓度达到最佳氧合呼吸机系统简图呼吸机系统呼吸机由气压和电力为动力。气压提供膨张肺所需能量，气流可通过电子设备（微处理器）控制吸气阀在吸气相时控制流量和压力，呼气阀在吸气相时关闭呼气阀控制PEEP，在呼气相时吸气阀关闭呼吸机环路为呼吸机与病人之间运送气流–由于气体可压缩和环路有弹性，呼吸机提供的气体容量有一部分并未被病人吸入。此压缩容量约为3－4ml/cmH2O。有些呼吸机对此有代偿功能，有些则没有。–病人重复吸入环路内容量为机械无效腔，它应小于50ml。呼吸机系统气体情况–细菌过滤器应置于环路的吸气端和呼气端–吸入气体应主动或被动地进行湿化主动湿化器将吸入气体经过一个加热的水箱进行湿化，有些主动湿化器采用加热环路以减少环路内凝结水滴被动湿化器（人工鼻）置于呼吸机环路与病人之间。可回收呼出气的热量及湿度，再转至吸入系统。被动湿化对多数病人效果良好，但比主动湿化效果差，它可增加吸入及呼出阻力，增加机械无效腔在吸气环路近病人端（或应用被动湿化器时气管导管近端）可见水滴，表明吸入气湿化程度充分机械通气分类负压还是正压通气有创还是无创通气完全还是部分通气负压还是正压通气铁肺（ironlung）和胸甲（chestcuirass）可于吸气相在胸廓周围形成负压，虽然这些装置对有些患神经肌肉疾病需长期机械通气的病人有用，但在ICU已经不再应用。正压通气指在吸气相对气道施以正压。正压机械通气几乎是ICU专用的。在正压通气和负压通气中，呼气均是被动的。有创还是无创通气有创通气通过气管内导管或气管造口导管进行在大多数重症病人中，通过人工气道进行机械通气是标准方法有创还是无创通气有些可迅速恢复的病人，如慢性阻塞性肺疾病加重期或急性充血性心衰，可成功地进行无创正压通气（NPPV）–无创通气可鼻面罩（nasalmask）或口鼻面罩（oronasalmask）。口鼻面罩常用于急性呼吸困难的病人（此种病人常经口漏气）–尽管NPPV常采用便携式压力呼吸机，但任何呼吸机均可进行此项治疗–压力支持通气最常用于NPPV然而，很多病人并不适合用NPPV。无创正压通气适应证–呼吸窘迫伴呼吸困难，辅助呼吸肌参与做功，腹部运动反常–pH7.35及PaCO245mmHg（6.0kPa）–呼吸频率＞25/min无创正压通气相对禁忌证–呼吸停止–心血管状态不稳定–病人不合作–面部、食管、胃手术–颅面创伤或烧伤–误吸危险性大–无法保护气道–上呼吸道解剖结构病变–极度焦虑–过度肥胖–分泌物多完全还是部分通气完全通气支持–在病人和呼吸机无相互作用情况下提供全部分钟通气量–多需进行镇静，有时需用神经肌阻滞药。–多用于患严重呼吸衰竭、血流动力学不稳定、已稳定的复合急性损伤和所有应用肌肉松弛药的病人完全还是部分通气部分通气支持–只提供部分分钟通气量，而其余部分由病人自主呼吸（inspiratoryefforts）提供，此时病人与呼吸机之间的相互作用十分重要–可用于患轻度急性呼吸衰竭或呼吸衰竭恢复期的病人（如试脱机期间）–优点：避免长期机械通气造成的肌肉萎缩，保存通气驱动和呼吸方式，减少镇静药及神经肌阻滞药需求量，对正压通气有较好的血流动力学反应切换类型触发切换（吸气）控制切换（呼气）触发切换吸气触发切换是指如何启动呼吸机送气当病人开始呼吸时，呼吸机对压力变化（压力切换）或流量变化（流量切换）进行探测切换敏感度的设定应