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呼吸机基础知识简介

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一、呼吸机的作用及适应症:

1.作用:替代和改善外呼吸,降低呼吸(Respiratory)做功。(主要是改善通气功能,对改善换气功能能力有限)

2.适应症:呼吸功能不全、呼吸衰竭;呼吸肌肉和神经等不可逆损害的替代治疗;危重病人的呼吸支持;术中及术后病人等。

二、呼吸机的组成、驱动、原理:

1.组成部分:

(1)主机(ventilator):正压呼吸控制器、通气模式控制器、持续气流控制器、空氧混合器、压力感受器、流量感受器、呼气末正压发生器、触发装置、阀门系统、报警及监测装置等(由微电脑及电路等控制)。

(2)空气压缩机(compressor):中心供空气时不需要工作。

(3)外部管道系统:吸气管道(inspiratory tube)、气体加温湿化装置(humidifier)、呼气管道(expiratory tube)、集水杯。

2.驱动调节方式:

(1)电动电控:不需空气压缩机,驱动调节均由电源控制。

(2)气动气控:需空、氧气源,逻辑元件调节参数。

(3)气动电控:多数现代呼吸机的驱动调节方式。

3.工作原理:

(1)切换方式:吸气向呼气转换的方式。分为:时间、流速、压力、容量切换(2)限制方式:吸气时气体运送的方式(吸气气流由什么来管理)。分为:流速、压力、容量限制(多数靠设置流速或压力)。

(3)触发方式:呼气向吸气转换的方式。分为:机器控制(时间触发)和病人触发(流量触发和压力触发)。

三、呼吸机的调试与监测:

1.呼吸机的检测:依呼吸机类型而定

2.控制部分:

(1)模式选择:依据病情需要

(2)参数调节:

①潮气量(Tidal Volume):8~15ml/kg ;定容:VT=Flow×Ti(三者设定两者);定压:C=ΔV/ΔP(根据监测到的潮气量来设置吸气压力Inspirator Pressure)

②吸气时间:Ti=60/RR,一般吸呼比(I:E)为1:1.5~2;吸气停顿时间:属吸气时间,一般设置呼吸周期的10%秒(应〈20%)

③吸气流速:Peak Flow键;流速波形:递增、正弦波、方波、递减

④通气频率(RR):接近生理频率

⑤氧浓度(FiO2,21%~100%):只要PaO2/FiO2满意,FiO2应尽量低,FiO2高于60%为高浓度氧

⑥触发灵敏度:压力触发水平一般在基础压力下0.5~1.5cmH2O;流速触发水平一般在基础气流下1~3L/min

⑦呼气灵敏度(Esens):一般设置20~25%

⑧呼气末正压(PEEP):生理水平为3~5 cmH2O

⑨压力支持水平(Pressure Support):初始水平10~15 cmH2O

⑨压力支持水平(Pressure Support):初始水平10~15 cmH2O

⑩吸气上升时间百分比(Insp RiseTime%)、压力上升梯度、压力斜坡(Pressure Scope)、流速加速百分比

(2)其它特殊功能键:

①吸气暂停键(InspPause):吸气末阻断法测定气道平台压

②呼气暂停键(Exp Pause):呼气末阻断法测定auto PEEP

③手动呼吸键(Manual Breath、Manual Insp、Start Breath)

④氧雾化键(Nebulization)

⑤100% O2键

⑥叹气功能键(Sigh)

3.报警设置

(1)分钟通气量(minute ventilation,MV,VE)上(下)限:高(低)于设定或目标分钟通气量10~15%

(2)呼气潮气量上(下)限:高(低)于设定或目标潮气量10~15%

(3)气道压(airway pressure)上(下)限:高(低)于平均气道压5~10 cmH2O (4)基线压(baseline pressure)上(下)限:PEEP值上(下)3 cmH2O (5)通气频率上(下)限:机控时设定值上(下)5bpm,撤机时视情况而定。(6)FiO2:设定值上下5~10%

4.呼吸机的监测系统(有些呼吸机有监测显示屏)

(1)数据监测:

(2)呼吸力学曲线监测:

①三条动态曲线:压力-时间(P-T)、容量-时间(V-T)、流速-时间(F-T)

②两个环:压力-容量环(P-V)、流速-容量环(F-V)

四、通气模式及方式简介:

1.常见通气模式简介:

(1)按压力或容量是否恒定分为:定压(如PC)、定容(如VC)

(2)按是否需要病人的触发分为:CMV(又称IPPV)、A/C

(3)按病人和呼吸机承担呼吸功的多少分为:

①完全通气支持:如CMV、A/C、近正常呼吸频率的SIMV

②部分通气支持:如PSV、低频率的SIMV或+PSV、MMV、VSV、PAV、APRV、(BiPAP,有两种类型)、CPAP

(4)按指令方式分为:CMV、IMV、SIMV、MMV

(5)伺服-控制通气模式:Servo300A的PRVC、VSV、自动转换(automode);Bear1000的PA(又称VAPSV);‘伽利略’的ASV、APV

(6)撤机方法:T型管试验、SIMV/ IMV、PSV、SIMV+PSV、各种伺服-控制通气模式。

2.特殊通气方式简介:

(1)分隔肺通气(independent lung ventilation,ILV):两侧肺分别进行独立通气或一侧肺进行选择性通气,可用于气道隔离、双侧肺病变严重不对称、双侧急性肺损伤。

(2)反比通气(inverse tatio ventilation,IRV):可在较低气道峰压下改善气体交换,常用于ARDS。

(3)液体通气(liquid ventilation,LV):分全(total)液体通气(TLV)和部分(partial)

液体通气(PLV),液体用全氟化碳(perfluorocarbon,PFC)作为O2和C O2的载体,有望成为治疗ARDS的有效方法。

(4)负压通气(negative pressure ventilation,NPV):将负压周期性作用于体表,使肺内压降低而产生通气,主要适应症为慢性进行性神经肌肉疾病。

(5)高频通气(high frequency ventilation,HFV):一种高频率(正常呼吸频率4倍以上)低潮气量(≤解剖死腔)的通气方式,降低肺损伤。分为高频正压通气(HFPPV),60~100bpm;高频喷射(jet)通气(HFJV),100~200bpm;高频振荡(oscillation)通气(HFOV),200~900bpm。

(6)无创性通气(noninvasive ventilation):如无创间隙正压通气(NIPPV);美国伟康公司的BiPAP呼吸机(模式有S、T、S/T、PC、CPAP)

(7)气管内吹气(tracheal gas insufflation,TGI):经气管插管放置细导管,减少死腔通气,增加肺泡通气,以便在呼气相冲淡解剖死腔中的CO2。

3.通气模式英文全称:

(1)CMV:持续控制通气,continuous mandatory ventilation

(2)IPPV:间隙正压通气,intermittent positive preassure ventilation

(3)A/CV:辅助/控制通气,assist-control ventilation

(4)PC:压力控制,preassure control

(5)VC:容量控制,volume control

(6)IMV:间隙指令通气,intermittent mandatory ventilation

(7)SIMV:同步间隙指令通气,synchronized intermittent mandatory ventilation (8)PSV:压力支持通气,preassure support ventilation

(9)VSV:容量支持通气,volume support ventilation

(10)MMV:指令每分通气,mandatory minute ventilation

(11)PRVC:压力调节容量控制,preassure regulated volume control (12)PAV:成比例辅助通气,proportional assist ventilation

(13)APRV:气道压力释放通气,airway preassure release ventilation (14)VAPSV:容量保障压力支持通气,volume assured preassure support ventilation

(15)PA:压力扩增,preassure augmentation

(16)ASV:适应性支持通气,adaptive support ventilation

(17)APV:适应性压力通气,adaptive preassure ventilation

(18)BiPAP:双水平或双相气道正压,bilevel or biphasic positive airway preassure

(19)PEEP:呼气末正压,positive end-expiratory preassure

(20)CPAP:持续气道正压,continuous positive airway preassure

五、其它几种呼吸治疗措施简介:

1.特殊气体吸入:

(1)氦-氧混合气(Heliox):促进氧弥散及二氧化碳的排除,降低气道压和呼吸功耗。浓度:氦60%~79%,氧40%~21%。

(2)一氧化氮(NO):传递信息和调节血管张力,选择性肺血管扩张剂。

2.肺外气体交换:

(1)体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO):利用氧和膜进行血液和气体交换,使肺处于相对休息状态。

(2)血管内氧合器(intravascular oxygenator,IVOX):利用气体压力梯度差

进行交换,全称为血管内氧合和二氧化碳排除装置(intravascular oxygenation and carbon dioxide transfer device)。

3.膈肌起搏:传递电流到膈神经使膈肌收缩

(1)体内膈肌起搏:(implanted diaphragm pacing,IDP)

(2)体外膈肌起搏:(external diaphragm pacing,EDP)

六、相关公式简介:

1.肺泡氧分压(PAO2)=(PB-47)*FiO2-1.25PaCO2(FiO2≥60%系数为1)

2.组织氧含量(CaO2)=1.34*Hb*SaO2+0.003* PaO2

3.氧摄取率(O2ER)= V O2/ D O2=(SaO2- SvO2)/ SaO2(正常值20%~30%)组织氧摄取(VO2)=13.4*CO*Hb*(SaO2- SvO2);成人110~160ml/(min*m2)组织氧运输(DO2)=13.4*CO*Hb*SaO2 成人520~570ml/(min*m2)

2.氧合指数(OI)=FiO2*Pmean*100/ PaO2(〈5%);PaO2 / FiO2也可表示氧合

3.肺内分流(Qs/QT)=(CcO2-CaO2)/(CcO2-CvO2)(〈10%)

估计公式(吸纯氧20min)Qs/QT=35%-(PaO2 /20)%

4.死腔与潮气量比(VD/VT)=(PaCO2-PECO2)/ PaCO2

正常值:自主呼吸时20%~40%;机械通气时40%~60%

5.气道峰压(PIP)=气道阻压(PRaw)+气道平台压(Ppla)=R*V+V/C+PEEP 平均气道压=(PIP-PEEP)*Ti/TOT*K+PEEP (恒压通气K=1;恒流通气K=1/2)

6.动态顺应性(Cdyn)=VT/(PIP-PEEP);静态顺应性(Cst)= VT /(Ppla -PEEP)

7.肺总量TLC=肺活量VC+残气量RV=深吸气量IC(补吸气量IRV+潮气量VT)+功能残气量FRC(补呼气量ERV+残气量)

8.压力换算关系:1cmH2O=0.098kPa;1mmHg=0.133 kPa;1kPa =0.145Psig;1atm≈1bar≈100kpa