呼吸机波形的重要意义

呼吸波形的临床意义上海市第一人民医院呼吸科汪均陶引言机械通气的目的：1、有效的肺泡通气：维持所需的PaCO2及PaO22、动脉血的氧合作用：维持所需的PaO23、预防气压伤：减少肺泡容积（或）压力伤或使心血管受累的影响减少至最低程度。4、病人舒适：人机对抗减低到最小程度，减少镇静剂或肌松剂的用量。5、呼吸肌获得休息和康复-----减少呼吸作功。一、流速-时间曲线临床应用•1、鉴别呼吸类型•2、判断Auto-PEEP是否存在•3、衡量病人对支气管扩张药物的反应•4、评估PCV通气时吸气时间•5、检查流速触发时回路泄漏速度•6、区分呼吸类型二、压力-时间曲线临床应用•1、呼吸机触发的指令通气VIM、病人触发的指令通气PIM•2、自主呼吸，压力支持通气PSV•3、压力控制通气PCV•4、估算平台压•5、评估吸气触发所做功•6、评价整个呼吸时相，调节峰流速•7、测算静态呼吸力学参数三、容量-时间曲线临床应用•判断肺内气体的阻滞或泄漏四、压力-容量环•1、呼吸类型：指令通气、自主呼吸、辅助通气•2、临床应用（1）吸气相面积，估算吸气触发所做功（2）估算Flow-by的效果五、流速-容量环临床应用•衡量对支气管扩张药物的反应（3）估算顺应性，估测阻力（4）判断肺有无过度膨胀（5）衡量压力支持的调节水平一、流速—时间波形流速通常在呼吸机的回路中测定。流速（量）传感器测量范围从-300LPM→+150LPM，要求防止机械伪差，潮湿和呼吸分泌物。流速—时间曲线临床应用：可检测在定容型通气时的呼吸流速的波型；判断内源性PEEP（Auto-PEEP,PEEPi）;对支气管扩张剂的疗效作出评估,在定压型通气时（PCV）测算出吸气时间;检查流速触发时回路中的泄漏率和鉴别呼吸类型。原理流速—时间曲线反映了吸气相和呼气相各自的流速变化，流速的单位为升/分（纵轴），而时间单位为秒（横轴），横轴上的曲线为吸气流速，横轴下的曲线为呼气流速，呼吸机输送的容量是流速在时间上积分计算而得且等于流速曲线下面积。流速LPM时间14532图1流速曲线（方波）--机械呼吸吸气相呼气相在图2呼气流速中由于呼吸回路的特性的固定，呼气流速的形态一般是固定的。在呼气流速图形上，其振幅，持续时间，和流速形态是由肺顺应性，呼吸阻力和病人的体力等因素所决定。图2呼气流速曲线51234TCT流速LPM吸气相呼气相TIME2、流速波形在临床上的应用（1）在定容型通气中可检测通气时呼吸流速的波形，见图3图3方形波，递减波，递增波，正弦波（VCV）流速LPM流速LPM吸气相呼气相吸气相呼气相TIMETIME(2)可检测出内源性PEEP（Auto-PEEP,PEEP）婴儿，婴童，45岁以上的成人，平卧位，在呼气末一般均存在着PEEP，正常值小于3cmH2O。在呼气流速曲线中：当呼吸频率过快，呼气时间过短，仅比通气（或小气道存在病变）时，呼气流速均不能回复到零。见图4图四.Auto-PEEPV·V·V·LPMLPMLPMACBTIMETIMETIME(3)对支气管扩张剂的疗效作出评估使用支气管扩张剂后，根据呼气峰流速的大小和呼气流速回复到零所需用的时间长短，可对支气管扩张剂的疗效作出评估。见图5图5.对支气管扩张药物的反应V·LPMABV·LPMAB吸气相呼气相吸气相呼气相TIMETIME（4）在PCV通气时评估PCV的吸气时间：PCV通气时需有足够的吸气时间才能保证潮气量。见图6图六.调节吸气时间V·LPMABTIMETIME吸气相呼气相TIME（5）检查流量触发时回路中的泄漏率：在使用流量触发辅助通气时，通气吸气流速曲线来判断呼吸回路有无泄漏。并可通过调整基础流量加以补偿，见图7图七.泄漏速度V·LPM吸气相呼气相TIME（6）鉴别呼吸类型：根据吸气流速的形态和呼气流速的峰值大小，时间长短来判断呼吸类型，见图8图八.F-T曲线鉴别呼吸类型V·LPM吸气相呼气相TIME二、压力—时间曲线压力通常在呼吸机回路（如丫形管处，吸气端或呼气端）中测量。虽然气管插管的管子在总气管内分隔出来，但压力仍与气道压力有关，压力传感器可测至150cmH2O，而且应是抗湿化，抗液体或病人的分泌物。压力—时间曲线的临床应用：区分呼吸类型，计算平台压，评估吸气触发所作功，评估整个呼吸时相，调节峰流速，计算静态呼吸动力学的参数。1、原理压力的定义为一单位面积所受之力，压力单位是cmH2O(mbar)（纵轴）缩写为Paw或Pcirc，时间单位为秒（横轴）见图9图九.压力-时间曲线（VCV流速恒定—方波）在图9中在吸气开始时，A至B点的压力明显增加是由于从呼吸机至肺整个系统的阻力所致，此压力即为克服阻力的压力。在C点处呼吸机提供预置潮气量，呼吸机无进一步的输送气体流量。（V=0），此时的压力为峰压代表充气压力，对抗气流的压力和肺扩张的压力。平台压力的大小决定于肺顺应性和潮气量大小而定，代表了需要扩张肺泡的压力，因肺泡处于气通的下游，最大肺泡压是平台压而非峰压。D点至E点压力轻微下降可能是由于肺部充气和系统内泄漏所致。在平台期无气体供应到肺，且吸气流速是零。呼气开始于E点，呼气是被动过程，靠胸廓弹性回缩力迫使空气超过大气压而排出肺外。呼气结束，压力再次回复到呼气末水平（F=PEEP）。呼气末正压（PEEP）除可以克服正常存在的内源性PEEP，打通小气道以利肺泡通气，尚可防止有病的肺泡萎陷和增加功能残气（ERC）有利于扩大气体交换面积。此外，平均气道压（meanPaw）代表在时间上的平均压力，在正压通气时表示肺泡通气和心脏灌注这两者相关较好。它受Ppeak,PEEP和I/E比的影响，见图10图十.平均气道压平均气道压是通过曲线下区域面积计算而得PAWcmH2OABCPIPTIME2、压力—时间曲线在临床上应用（1）区分呼吸类型通过压力—时间曲线可以鉴别出以下多种呼吸模式：图十一.VIM不采用流速触发状态下，压力曲线上升前（A）无反方向斜坡出现，说明该通气为“呼吸机触发的指令通气”。*注意：通常在呼吸机触发的指令通气压力曲线图中无法观察到有无Flow-by(流速触发）出现。PAWcmH2OATIME图十二.PIM可以观察到在压力曲线上升前即刻出现的压力下降，这说明由病人触发的指令通气中病人的吸气能力大小。*注意：若采用Flow-by功能，PIM的曲线中将无反方向的压力下降坡，因为流速触发的目的就是为了帮助病人触发，消除病人触发呼吸时所作的功。PAWcmH2OATIME图十三.自主呼吸压力曲线中出现低幅的波动显示病人有自主呼吸，负向压（A）表示病人吸气，而后的正向压（B）代表呼气。PAWcmH2OABTIME图十四.压力支持压力上升到平台状态，并显示不同吸气时间的吸气波型即压力支持通气。（即有平台波出现的吸气相）PAWcmH2O平台TIME图十五.压力控制通气压力上升到平台，且吸气时间固定的呼吸为压力控制通气。图十五显示出压力上升到平台，且吸气时间固定的呼吸为压力控制通气曲线。PAWcmH2O平台TIME（2）估算平台压力在采用压力控制通气或压力支持通气时，若无法达到平台压力（A），表明有漏气或流速不够。图十六.平台压力PAWcmH2OATIME（3）评估吸气触发所作的功图十七.触发所作的功在图十七中，低于基础压力的下降值（A）及下降所延续时间显示病人触发呼吸机时吸气能力的大小。APAWcmH2OTIME（4）评价整个呼吸时相图十八显示不同的呼吸时间状态。从A—B是吸气时间，从B—C是呼气时间。假如下一个吸气相（D）开始前压力仍没有回复到基线压力，说明该呼气时间可能不足。图十八.计算呼吸时间PAWcmH2OABCDTIME（5）调节峰流速图十九.调节峰流速在定容通气时，压力上升的速度（曲线斜率）受峰流速影响，（A）压力上升的“滞后”，说明设定流速不足，而（B）压力的迅速上升同样也说明预设流速过高。PAWcmH2OABTIME（6）测算静态呼吸动力学参数图二十.测算静态值说明一个稳定的静态平台压的测量值可以反映肺区膨胀所需的压力值。PIP（吸气峰压A）与静态平台压（B）间的压力差值反应出因病人状况和插管所引起的流速阻力大小（压力=A-B）。PAWcmH2OABTIME三、容量—时间曲线容量的定义是气体以升为单位的量，一般是由流速（量）讯号的积分而测定的，容量单位为毫升或升（纵轴），时间单位为秒（横轴）。图二十一.容量—时间曲线VTLITERSAB吸时间呼时间TIME1、原理：在图21中在VCV图形中上升肢代表了容量输送到病人回路中，即需预置的潮气量，且回路的顺应性已自动补偿。在PCV图形，容量的大小决定于压力，吸气时间和肺阻抗的互相间的影响。图形中的下降肢代表了总的呼出潮气量。典型的呼出容量等于吸入容量，除非存在着漏气，回路脱开或病人有严重的气体滞留。回路顺应性自动补偿。在容量切换方式中，新生代的呼吸机对因呼吸回路扩张而损失的输送容量，在每次呼吸时均能自动补偿此丧失之量。图22证明当自动补偿时，病人的顺应性也发生变化的图形，吸入气容量图形稍大预置的潮气量图二十二.容量自动性补偿（伴有流速，压力同步波形）VTV·PAWTIMETIME2、容量—时间曲线在临床应用从容量—时间曲线中我们可以判断以下情况：（1）肺内气体阻滞（2）病人回路（呼吸管道）的气体泄漏图二十三.气体的阻滞及泄漏VTLITERSATIME四、压力—容量曲线（PV环）容量与压力的关系，反映了顺应性（C＝ΔV／ΔP），在图23中，横轴代表压力，正压代表机械正压通气，负压代表自发呼吸力。纵轴代表潮气量，图二十四.强制通气的P-V环PAWcmH2OABVTLITERS1、原理（1）静态的P-V环（经典的）静态的P-V环（压力-容积曲线）是由“精密定标筒”的方法所获得已知的有关PV环大多数是根据此法所测。图二十五.由注气桶法测出的P-V环PV环的上、下折返点容量对压力的关系反映了顺应性（C=△V/△P），如此，PV环即说明当容积增加时，顺应性是如何发展的。从PV环中可获得下折返点和上折返点。一般认为通气应尽可能在顺应性线性区域内发生（B）。当肺的个别区域复张且共同工作时其结果是发生危险剪切力，使肺泡发生撕裂伤。图二十六：静态PV环上、下部折返点与压力的关系（2）、通气中的动态PV环在通气中所产生的PV环并非这种情况，呼吸气体流速所产生的附加压力梯度是由于管子，气道原有的阻力所致。图二十七：管道的阻力在PV环中对压力的影响吸气阻力所导致的压力的下降在流速恒定情况下也保持恒定因吸气环的陡直度只反映胸廓和肺的弹性阻力。所画出有关顺应性的结论，它仍保留其原来的形状。图二十八：吸入气流速与PV环中对压力的影响（3）、流速恒定的容量控制通气在吸气时，肺被预设的恒定流速来充气，在此过程中呼吸系统的压力是逐步增加，肺内的压力增至相等程度，在吸气末肺内压力达到和呼吸系统的压力一样的水平（平台压力），见图16。图二十九：定容型通气的PV环（流速恒定）（4）、压力控制通气（递减波）在吸气开始时，呼吸机产生比肺内较大的压力，并在整个吸气过程中由呼吸机保持恒定。这种压力差的结果使空气进入肺内，而肺的容积缓慢地增加。当容积增加，肺内压力也增加。而肺内压力和呼吸机之间的压力差异也就变小。图三十：递减波形成的原理在整个吸气过程中，由呼吸机保持呼吸系统的压力在一个恒定水平，在压力控制通气中，PV环多少有点似方盒形状，图三十一：定压型通气中方盒形PV环在吸气开始（A）到吸气结束（B）之间所画连接直线的陡直度并不能代表动态顺应性的测量2、临床应用观察压力-容量曲线可以得知以下信息：（1）吸气相面积值（2）触发所作的功（3）Flow-by效应（4）顺应性及阻力的变化（5）肺过度膨胀（6）调节压力支持水平(1)CPAP中的自发呼吸在自发呼吸中，PV环顺时钟方向进行。病人的吸气力在肺内产生负压，在呼吸的系统的作用是在此处呼吸机可测定其压力，图三十二：CPAP中的自发呼吸在设置的CPAP压力纵轴（A）左侧的面积是测定病人吸气力，用以克服呼吸机的吸气阻力。(2)在CPAP中伴有辅助呼吸/压力支持纵轴左侧（