机 械 通 气 Mechanical ventilation

1. 机 械 通 气 Mechanical ventilation

7. 机 械 通 气 Mechanical ventilation

8. 概 述 1796年，Herholat和Rafn报道通过人工呼吸救治溺水； 1929年，Drinker和Shaw研制成功自动“铁肺” ； 二战时，了解机械通气原理→心胸手术后呼吸支持； 1952年，哥本哈根医院，呼吸支持、气道管理救治 使脊髓灰质炎死亡率由87%降到30% 从此人们认识到了机械通气的重要性； 60年代末，现代呼吸机→减轻医务人员工作 呼吸功能不全时治疗手段

10. 概 述 1796年，Herholat和Rafn报道通过人工呼吸救治溺水； 1929年，Drinker和Shaw研制成功自动“铁肺” ； 二战时，了解机械通气原理→心胸手术后呼吸支持； 1952年，哥本哈根医院，呼吸支持、气道管理救治 使脊髓灰质炎死亡率由87%降到30% 从此人们认识到了机械通气的重要性； 60年代末，现代呼吸机→减轻医务人员工作 呼吸功能不全时治疗手段

11. 概 述 机械通气（mechanical ventilation） 用呼吸机进行人工通气,治疗呼吸 功能不全→↑肺泡通气 ↓呼吸作功 改善氧合 现代呼吸机成为呼吸功能不全时 必不可少的治疗手段

12. 第一节 机械通气的基本原理 基本原理：正压通气（positive-pressure ventilation） 自主呼吸：呼吸肌主动收缩→膈↓→胸内负压↑→ 肺泡内压 < 气道口压→气体进入道

13. 正压通气：正压气流 > 肺泡内压→压力差 →气体进入肺泡→人工通气

14. 通气方式必备机械功能：起动、限定、切换 一、起动（initiating）: 1.时间起动： （1）用于控制通气，呼吸机按固定频率进行通气， 不受病人自主吸气的影响 （2）方式：呼气期→预定时间→送气→吸气期

15. 2.压力起动： （1）用于辅助呼吸，可保持呼吸机与病人吸气同步 （2）方式：吸气→气道内压↓呈负压→触发送气 →完成同步吸气 （3）负压触发范围：压力触发又称灵敏度 触发范围-1~5 cmH2O，成人 -l.0 cmH2O 小儿 0.5 cmH2O以上 （4）缺点： ①人机对抗、通气不足或过度通气 ②呼吸滞后（lag time）：同步送气延迟20ms左右 呼吸f越快→滞后时间越长→呼吸作功↑

16. 3.流量起动: （1）用于辅助呼吸，回路入、出口装有流速传感器 （2）方式：先持续送入慢而恒定气流→两端流速差 值达预定触发流速水平→触发送气 （3）特点：灵敏度较压力触发高，呼吸作功较小

17. 4.理想触发机制： （1）灵敏度：灵敏百分比 灵敏百分比= 触发吸气量/自主潮气量×100% 理想灵敏百分比应 < 1% （2）反应时间（response time）： 越短呼吸机送气与病人吸气越同步 理想反应时间不应 > 吸气时间10% 太慢→呼吸机与病人不同步→PaCO2↑

18. 二、限定（limited）：限定输送气体的量 1.容量限定：预设VT 改变流量、P、t→输送VT 2.压力限定：预设气道P 改变流量、容量、t→维持回路内P 3.流速限定：预设流速 改变P、容量、t→达预设流速

19. 三、切换（cycling）：吸气期转换成呼气期 1.时间切换：吸气气流→气道→达预设吸气t →停止送气→呼气 2.流速切换：吸气流速↓→预设流速值→呼气 3.容量切换：吸气时，预设VT→气道→肺泡扩张 呼气时，停送气→气道压力↓→肺回缩 →气体排出 4.压力切换：吸气气流→气道→肺泡扩张→吸气P↑ →预设压力值→呼气

20. 容量切换和压力切换的主要区别 容量切换 压力切换 驱动方式 电动或气动 气动 监测项目 吸气压 VT 气道阻力↑ 能维持VT，气道压↑→吸气t↑ VT明显↓→吸气t↓ 顺应性增加VT不变、吸气压↓ VT↑、吸气t延长 人机对抗 气道压↑↑、甚至肺泡破裂 气道压力↑时，终止吸气加压 最大吸气时VT不增加，不能深呼吸 可依据病人要求进行深呼吸 适应范围 控制呼吸、气道阻力高 辅助呼吸、严重肺疾病及顺应性差 慢阻肺、长期机械通气 易通气不足，短期人工呼吸

21. IN - initiation of the cycle; LIM - a preset limit imposed on the positive- pressure cycle; CYC - ending the cycle. A - Time-initiated, volume-limited, volume-cycled mode. B - Pressure-initiated, volume-limited, volume-cycled mode. C - Time-initiated, volume-limited, time-cycled mode.

22. 第二节 常用通气方式 一、机械控制通气和机械辅助通气 1.机械控制通气（CMV controlled mechanical ventilation） （1）通气方式：时间起动、容量限定、容量切换 VT和RR完全由呼吸机产生 吸气时，呼吸机产生正压→预设容量的气体 送入肺内→气道压↑ 呼气时，胸肺弹性回缩→肺内气体排出体外 →气道压力恢复至0

23. CMV：A volume-preset mode in which the patient is not allowed to participate in any phase of breathing cycle (time initiated, volume limited, volume/time cycled)

25. （2）特点：完全呼吸支持模式 与病人自主呼吸是非同步的 （3）适应证：①呼吸停止、通气不足 ②控制呼吸 ③呼吸支持 2.机械辅助呼吸（AMV, assisted mechanical ventilation） 辅助/控制呼吸（assist/control ventilation, A/C） （1）通气方式：压力/流量起动、容量限定、容量切换

26. AMV：有微弱自主呼吸， 吸气→气道内压降至负压→触发呼吸机 →同步吸气（即辅助呼吸） A/C：辅助呼吸和控制呼吸可自动转换 ①有自主呼吸→能触发呼吸机→辅助呼吸 ②无自主呼吸/自主呼吸时吸气负压较小→ 不触发呼吸机→自动转换→控制呼吸 A/C：Assist mode in which the ventilator frequency is determined by the patient‘s inspiratory efforts only when the patient‘s respiratory rate exceeds a preset control-mode rate (pressure or time initiated, volume limited, volume/time cycled) （2）特点：保持人机同步，以利于病人呼吸恢复 减少病人作功 （3）适应证：需完全呼吸支持的病人

27. AMV：A volume-preset mode in which the ventilator frequency is determined by the patient‘s inspiratory efforts (pressure initiated, volume limited, volume/time cycled)

28. 3.吸气平台方式：（end-inspiratory pause, EIP） 时间切换方式 （1）概念：吸气末停顿（end-inspiratory pause, EIP） 吸气末、呼气前，呼气活瓣继续停留 → 肺内气体再分布→不易扩张的肺泡充气 →形成平台压 （2）适应证：主要用于肺顺应性较差的病人

29. 二、间歇指令通气和同步间歇指令通气 1.间歇指令通气（IMV， intermittent mandatory ventilation） “间歇强制通气”-自主呼吸与控制呼吸的结合 自主呼吸基础上，每间隔一定次数的自主呼吸， 规律地给予外部加压吸气→↑VT→补足分钟通气量 →达到或接近正常水平 1971年，Kirby用IMV治疗新生儿呼吸窘迫综合征 1973年，Dowrs等提出使用IMV撤离呼吸机 现在使用SIMV撤离呼吸机

30. （1）通气方式：自主呼吸同时，有规律、间断给予CMV（1）通气方式：自主呼吸同时，有规律、间断给予CMV 由呼吸机按预设 f 和VT供给， 与病人自主呼吸无关 IMV：A ventilator system that allows spontaneous breathing via a continuous-flow device. Machine breaths are delivered at preset time intervals (time initiated, volume limited, volume/ time cycled + spontaneous breathing)

31. （2）优点： ①气道内压和胸内压较小→对心、肾功能影响较小 气压伤危险较小 ②保证适当VT→避免通气不足、V/Q更适当 ③维持呼吸肌活动→↓呼吸肌废用性萎缩和不协调 ④↓镇静、镇痛、肌松药的使用 →有利于迅速脱离呼吸机 （3）缺点：与自主呼吸不同步→可出现人机对抗 →呼吸作功↑呼吸肌疲劳

32. 2.同步间歇指令通气（synchronizedIMV, SIMV） （1）通气方式：自主呼吸同时，间隔一定时间行A/C 自主呼吸→触发呼吸机→AMV 自主呼吸无或弱→不能触发呼吸机→CMV SIMV：A ventilator system that allows spontaneous breathing via a demand-flow device. Machine breaths are delivered in synchrony with a spontaneous inspiratory effort occurring within a preset time interval (time/pressure initiated, volume limited, volume/time cycled)

33. （2）触发窗：触发时间，CMV前、25% CMV呼吸周期 CMV-10 bpm，呼吸周期- 6s，触发窗为1.5s 6s后1.5s有自主呼吸，即给予一次AMV， 6s后无自主呼吸或过弱，6s后给予一次CMV （3）不足：自主呼吸高峰流速在吸气早期 气体需经过呼吸管道和湿化器 →气体延迟→呼吸作功↑ （4）优点： ①避免人机对抗，不干扰自主呼吸，撤机前必要方式 ②可根据病人自主呼吸时VT、RR、VE的变化， 调节SIMV、RR和VT→有利于呼吸肌的锻炼

37. 三、分钟指令通气（MMV， minute mandatory ventilation） 1977年，由Hewlett首先介绍 呼吸机按调定的VE补充自主呼吸量的不足 1.目的：解决IMV/SIMV脱机时的不足 （1）自主呼吸不稳定→VT↓、VE↓ IMV/SIMV不能弥补其不足→缺O2、CO2潴留 （2）MMV→控制、调节指令通气 f / V / P→补足VE

38. 2.方式： （1）VE达设定通气量→指令性通气自动停止 →自主呼吸 （2）VE < 预定值→↑指令通气f / V / P→补足VE 3.优点：不干扰自主呼吸，易过渡到自主呼吸 4.应用：保证呼吸不稳定、通气量不恒定的患者 在撤机过程中更安全

39. 四、压力支持通气（pressure support ventilation，PSV） 辅助自主呼吸、吸气辅助系统 敏感的压力和流速传感器→ 3 cmH2O的压力 ±0.5 L/min的流速变动 1.方式：压力起动、压力限定、流速切换 自主吸气，呼吸机开始送气→气道压力↑↑ →达预置压力水平、并维持在该水平； 吸气流速≤最高吸气流速25%→停止送气→呼气 2.优点：↓膈肌疲劳、↓呼吸作功 VT达10~20ml/kg→消除呼吸作功“PSVmax” 3.缺点：预置压力水平较困难 预置过高→通气过度、并影响心血管功能 预置过低→通气不足

40. PSV：A volume-variable mode in which the ventilator frequency is determined by the patient‘s inspiratory efforts; a preset system pressure is rapidly achieved and is maintained throughout inspiration by adjustment of machine inspiratory flow, and inspiration ends when the inspiratory flow falls below a preset minimal value (pressure initiated, pressure limited, flow cycled)

41. 五、呼气末正压和持续气道正压 1.呼气末正压（positive expiratory end pressure，PEEP） 1938年，Barach提出PEEP具有治疗作用 1967年，Ashkrech提出PEEP治疗急性呼吸衰竭 治疗低氧血症，尤其ARDS （1）概念：吸气由病人自主呼吸触发或呼吸机产生， 呼气终末借助呼气端的限制气流活瓣装置， 使气道压力高于大气压 PEEP：Maintenance of a positive airway pressure at the end of exhalation

42. （2）产生方式： ①简易水封瓶：呼吸回路呼气端连接延长管，插入一装 满1/2水的玻璃瓶中的水面下，导管在 水面下的深度即为PEEP-cmH2O ②弹簧负载PEEP活瓣 ③气囊PEEP活瓣

43. （3）作用：PEEP→↑FRC→扩张萎陷肺泡↑肺顺应性（3）作用：PEEP→↑FRC→扩张萎陷肺泡↑肺顺应性 →改善通气氧合、↓肺内分流、PaO2↑ （4）缺点：PEEP→气道内压力↑→↑ITP →影响心血管功能 （5）最佳PEEP：使肺顺应性最好、萎陷肺泡膨胀、氧分 压最高、肺内分流最低、氧输送最多， 且对心排出量影响最小的PEEP水平 氧合最好、气压伤机会最小 1975年，Suter提出最佳PEEP为5~10 cmH2O 1975年，Kirby提出高水平PEEP >25 cmH2O

44. 2.持续气道正压（CPAP， continuous positive airway pressure） 1970年，Gregory首先用于新生儿肺透明膜病 （1）概念：吸气期和呼气期由呼吸机向气道内输送 正压气流 > 吸气气流→气道内持续正压 （2）特点： ①吸气期：正压气流 > 吸气气流→VT↑、吸气省力 ②呼气期：气道内正压→起到PEEP的作用

45. CPAP：PEEP in conjunction with a spontaneous breath through an apparatus designed to maintain airway pressure fluctuations above and below the baseline to no greater extent than would be present with normal spontaneous breathing

46. 3.PEEP/CPAP的应用：↑肺容量、防止反常呼吸、 ↓呼吸作功→血气恢复正常 4.PEEP和CPAP区别 PEEP CPAP 控制呼吸时应用 自主呼吸时应用 呼气末正压 吸、呼气持续正压气流 静态正压 动态正压 FRC↑较少 FRC↑较多 血流动力学影响大 血流动力学影响小

47. 第三节 特殊通气方式 一、反比通气（inverse ratio ventilation, IRV） IRV：PPV intended to result in an inspiratory time equal to or greater than the expiratory time 1.概念：延长吸气t，常规I/E = 1:2或1:3 IRV时I/E = 1.1~1.7:1，最高4:1 2.特点：吸气t↑→气体肺内停留t长→类似PEEP作用 →改善氧合 3.优点：IRV→↑FRC→防止肺泡萎陷、↓肺内分流、 ↑肺顺应性、↓通气阻力 4.缺点：IRV→气道压力↑→CO↓、肺气压伤机会↑ CO2排出受影响

48. 二、压力控制通气（PCV， pressure control ventilation） 1.方式：时间起动、压力限定、时间切换 预先设置气道压、吸气时间 吸气→流速很快→压力达预置水平→流速↓→呼气 2.压力波形：上升支较陡，平台时间较长 吸气峰压较低 3.优点： ①气体分布均匀，氧合、通气良好， V/Q适当、 PaO2↑、呼吸作功↓ ②↓气道峰压→气道高压危险性↓ ③↑流量维持预设压力→无套囊气管导管、有瘘管病人

49. PCV：A volume-variable mode in which inspiration is time initiated; a preset system pressure is rapidly achieved and is maintained throughout inspiration by adjustment of machine inspiratory flow; and inspiration ends at a predetermined time (time initiated, pressure limited, time cycled)