呼吸生理与机械通气的应用.ppt
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1、呼吸生理与机械通气呼吸生理与机械通气1 呼吸系统解剖与生理呼吸系统解剖与生理上呼吸道:上呼吸道:鼻、咽、喉鼻、咽、喉下呼吸道:下呼吸道:气管、支气管、气管、支气管、支气管树、肺泡支气管树、肺泡2呼吸概念及其意义:呼吸概念及其意义:机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程.呼吸过程:呼吸过程:O2CO2O2CO2肺肺血液循环血液循环组织细胞组织细胞 肺通气肺通气 肺换气肺换气 气体运输气体运输 组织换气组织换气外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸3呼吸系统的结构与功能呼吸系统的结构与功能1 1、呼吸道、呼吸道:勾通肺泡与外界环境的气体通道勾通肺泡与外界环境的气体通道勾通肺泡与外界环境
2、的气体通道勾通肺泡与外界环境的气体通道 上呼吸道:鼻、咽、喉上呼吸道:鼻、咽、喉 呼吸道呼吸道下呼吸道:下呼吸道:气管、支气管及在肺内的分支气管、支气管及在肺内的分支 呼吸道的主要功能呼吸道的主要功能:(1)调节气道阻力:通过调节气道阻力从而调节进出肺的)调节气道阻力:通过调节气道阻力从而调节进出肺的气体的量、速度和呼吸功气体的量、速度和呼吸功(2)保护功能)保护功能:对吸入气体进入加温、湿润、过滤、清:对吸入气体进入加温、湿润、过滤、清洁作用和防御反射等保护功能。洁作用和防御反射等保护功能。42、呼吸道平滑肌:、呼吸道平滑肌:气管至终末细支气管管壁,形成完整的网格结构气管至终末细支气管管壁,
3、形成完整的网格结构受交感神经和迷走神经的双重支配,调节呼吸道管径受交感神经和迷走神经的双重支配,调节呼吸道管径吸气:交感神经()平滑肌舒张,管径增大吸气:交感神经()平滑肌舒张,管径增大呼气:迷走神经()平滑肌收缩,管径减小呼气:迷走神经()平滑肌收缩,管径减小神经递质的作用:神经递质的作用:胆碱类物质:迷走神经类作用胆碱类物质:迷走神经类作用去甲肾上腺素类物质:交感神经类作用去甲肾上腺素类物质:交感神经类作用5 3、肺泡:肺泡气与血液进行气体交换的场所 64、胸廓与胸膜腔、胸廓与胸膜腔(1)胸廓)胸廓(2)呼吸肌)呼吸肌 1)吸气肌:膈肌、肋间外肌)吸气肌:膈肌、肋间外肌(主);(主);斜角
4、肌、胸锁乳突肌(辅)斜角肌、胸锁乳突肌(辅)2)呼气肌:腹肌、肋间内肌)呼气肌:腹肌、肋间内肌(3)胸膜腔负压胸膜腔负压 7 肺通气的原理肺通气的原理肺通气的动力肺通气的动力 肺通气的阻力肺通气的阻力 肺通气肺通气肺通气的动力肺通气的动力 直接动力直接动力:大气与肺泡气之间的压差大气与肺泡气之间的压差(大气压大气压-肺内压)肺内压)原动力:呼吸运动原动力:呼吸运动呼吸运动呼吸运动 胸膜腔内压变化胸膜腔内压变化 肺内压改变肺内压改变 大气压与肺内压压差改变大气压与肺内压压差改变 肺通气肺通气8呼吸运动呼吸运动定义:是指呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大定义:是指呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。和缩
5、小。参与呼吸的肌肉:参与呼吸的肌肉:主要吸气肌:膈肌和肋间外肌主要吸气肌:膈肌和肋间外肌主要呼气肌:肋间内肌和腹肌主要呼气肌:肋间内肌和腹肌辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌等辅助吸气肌:斜角肌、胸锁乳突肌等9(1)平静呼吸:节能的最佳呼吸方式)平静呼吸:节能的最佳呼吸方式(主动、被动)主动、被动)吸气:主动吸气:主动 呼气:被动呼气:被动 (2)用力呼吸:耗能高(主动、主动)用力呼吸:耗能高(主动、主动)吸气:主动吸气:主动呼气:主动呼气:主动 10肺通气的阻力肺通气的阻力弹性阻力弹性阻力 肺弹性阻力肺弹性阻力 肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力 (1/3)肺泡表面张力肺泡表面张力 (2/3)胸廓弹性
6、阻力胸廓弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力 气道阻力(主要)气道阻力(主要)惯性阻力惯性阻力 组织粘滞阻力组织粘滞阻力 肺肺通通气气的的阻阻力力11n n肺容积和肺容量肺容积和肺容量肺容积和肺容量肺容积和肺容量n n 肺容量:静态肺容量、动态肺容量肺容量:静态肺容量、动态肺容量肺容量:静态肺容量、动态肺容量肺容量:静态肺容量、动态肺容量n n 静态肺容量静态肺容量静态肺容量静态肺容量潮气量(潮气量(潮气量(潮气量(V V V VT T T T):平静呼吸时每次吸入或呼出的容量。约):平静呼吸时每次吸入或呼出的容量。约):平静呼吸时每次吸入或呼出的容量。约):平静呼吸时每次吸入或呼出的容量。约4004
7、00400400500ml500ml500ml500ml。深吸气量(深吸气量(深吸气量(深吸气量(ICIC):从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量,它是潮):从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量,它是潮):从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量,它是潮):从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量,它是潮气量与补吸气量之和,衡量最大通气潜能气量与补吸气量之和,衡量最大通气潜能气量与补吸气量之和,衡量最大通气潜能气量与补吸气量之和,衡量最大通气潜能补吸气量(补吸气量(补吸气量(补吸气量(IRVIRVIRVIRV):):):):平静吸气末,再做最大吸气所能吸入的气量平静吸气末,再做最大吸气所能吸入
8、的气量平静吸气末,再做最大吸气所能吸入的气量平静吸气末,再做最大吸气所能吸入的气量。补呼气量(补呼气量(补呼气量(补呼气量(ERVERVERVERV):):):):平静呼气末,再做最大呼气所能呼出的气体量平静呼气末,再做最大呼气所能呼出的气体量平静呼气末,再做最大呼气所能呼出的气体量平静呼气末,再做最大呼气所能呼出的气体量。功能残气量(功能残气量(功能残气量(功能残气量(FRCFRCFRCFRC):平静呼气末肺内残留的气体量。):平静呼气末肺内残留的气体量。):平静呼气末肺内残留的气体量。):平静呼气末肺内残留的气体量。残气量(残气量(残气量(残气量(RVRVRVRV):最大呼气末肺内残留的气
9、体量。):最大呼气末肺内残留的气体量。):最大呼气末肺内残留的气体量。):最大呼气末肺内残留的气体量。肺活量(肺活量(肺活量(肺活量(VCVCVCVC):最大吸气末缓慢而完全呼出的最大气体量。):最大吸气末缓慢而完全呼出的最大气体量。):最大吸气末缓慢而完全呼出的最大气体量。):最大吸气末缓慢而完全呼出的最大气体量。VCVCVCVCIRVIRVIRVIRVV V V VT T T TERVERVERVERV。肺活量(肺活量(肺活量(肺活量(TLCTLCTLCTLC):最大吸气末肺内所含的气体量。):最大吸气末肺内所含的气体量。):最大吸气末肺内所含的气体量。):最大吸气末肺内所含的气体量。TL
10、CTLCTLCTLCVCVCVCVCRVRVRVRV。12 肺通气量肺通气量每分通气量:每分通气量:每分钟进出肺的气体总量每分钟进出肺的气体总量.每分通气量每分通气量=潮气量潮气量(TV)呼吸频率呼吸频率(R)69L 13 无效腔和肺泡通气量无效腔和肺泡通气量 无效腔无效腔无效腔无效腔 :解剖无效腔:解剖无效腔:解剖无效腔:解剖无效腔 +肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔 =生理无效腔生理无效腔生理无效腔生理无效腔w w解剖无效腔解剖无效腔解剖无效腔解剖无效腔:鼻鼻鼻鼻 呼吸性细支气管内不参与交换的气体量呼吸性细支气管内不参与交换的气体量呼吸性细支气管内不参与交换的气体量呼吸性细支气管内
11、不参与交换的气体量.反应呼出气与肺泡气的差异:反应呼出气与肺泡气的差异:反应呼出气与肺泡气的差异:反应呼出气与肺泡气的差异:肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔:肺泡内未参与气体交换的气体量肺泡内未参与气体交换的气体量肺泡内未参与气体交换的气体量肺泡内未参与气体交换的气体量.(每分每分每分每分)肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量:每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量.(每分每分每分每分)肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量 =(=(潮气量潮气量潮气量潮气量 -无效腔气量无效腔气量无效腔气量无效腔气量)呼吸频率呼吸
12、频率呼吸频率呼吸频率 (500-150)(500-150)15=4250 ml 15=4250 ml 14 呼吸气体的交换呼吸气体的交换 气体的扩散气体的扩散 影响气体扩散速率的因素影响气体扩散速率的因素 1.1.气体的分压差气体的分压差 2.2.气体的分子量和溶解度气体的分子量和溶解度 3.3.扩散面积和距离扩散面积和距离 4.4.温度温度15 影响肺换气影响肺换气(气体交换气体交换)的因素的因素 1.呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度 反比反比 呼吸膜呼吸膜-6层:是肺泡气与血液之间的物理屏障层:是肺泡气与血液之间的物理屏障.单纯扩散单纯扩散.厚度大厚度大扩散速率小扩散速率小 换气障碍换气障碍 PO
13、2 PCO2 病理:肺水肿、肺炎、肺间质纤维化病理:肺水肿、肺炎、肺间质纤维化 2.呼吸膜的面积呼吸膜的面积 正比正比 面积面积 小小扩散速率小扩散速率小 换气障碍换气障碍 PO2 PCO2 病理:病理:肺炎、肺不张、肺实变肺炎、肺不张、肺实变163.3.通气通气/血流比值(血流比值(VA/Q比值)比值)每分钟肺泡通气量每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺血流量和每分钟肺血流量(Q)之间的比值之间的比值 正常正常 成人成人 安静安静 状态下状态下:VA(肺泡通气量)(肺泡通气量)=4.2 L/min Q(每分钟肺血流量)(每分钟肺血流量)=5L/min正常正常VA/Q比值比值为为VA/Q ():
14、通气过剩通气过剩(VA)或血流不足或血流不足(Q)肺泡无效腔增大肺泡无效腔增大 通气不足通气不足 PO2 PCO2 VA/Q ():通气不足通气不足VA 或血流过剩或血流过剩Q 功能性动功能性动-静脉短静脉短路路 肺泡通气不良肺泡通气不良 PO2 PCO2 17通气血流比值通气血流比值V/QV/Q增大增大V/QV/Q减小减小18机械通气机械通气n n机械通气是指患者通气和机械通气是指患者通气和/或换气功能出现或换气功能出现障碍时,运用器械使患者恢复有效通气并障碍时,运用器械使患者恢复有效通气并改善氧合的方法改善氧合的方法19机械通气的历史机械通气的历史20机械通气的历史机械通气的历史n n负压
15、呼吸机负压呼吸机负压呼吸机负压呼吸机(“铁肺铁肺铁肺铁肺”)19281928年年年年BostonBoston儿童儿童儿童儿童医院无创通气首次用于医院无创通气首次用于医院无创通气首次用于医院无创通气首次用于临床临床临床临床 2020世纪世纪世纪世纪4040至至至至5050年代年代年代年代脊髓灰质炎爆发流行时脊髓灰质炎爆发流行时脊髓灰质炎爆发流行时脊髓灰质炎爆发流行时广泛使用广泛使用广泛使用广泛使用The iron lung created negative pressure in abdomen as well as the chest,decreasing cardiac output.Iro
16、n lung polio ward at Rancho Los Amigos Hospital in 1953.21机械通气的历史机械通气的历史22机械通气的历史机械通气的历史23机械通气的历史机械通气的历史n n正压呼吸机正压呼吸机19551955年麻省总医院年麻省总医院年麻省总医院年麻省总医院首次使用有创通气首次使用有创通气首次使用有创通气首次使用有创通气现已成为机械通气现已成为机械通气现已成为机械通气现已成为机械通气的标准的标准的标准的标准24机械通气的目的机械通气的目的n n纠正急性呼吸性酸中毒:纠正急性呼吸性酸中毒:纠正急性呼吸性酸中毒:纠正急性呼吸性酸中毒:n n纠正低氧血症纠正低
17、氧血症纠正低氧血症纠正低氧血症n n降低呼吸功消耗,缓解呼吸肌疲劳降低呼吸功消耗,缓解呼吸肌疲劳降低呼吸功消耗,缓解呼吸肌疲劳降低呼吸功消耗,缓解呼吸肌疲劳n n防止肺不张防止肺不张防止肺不张防止肺不张 对于可能出现肺膨胀不全的患者对于可能出现肺膨胀不全的患者对于可能出现肺膨胀不全的患者对于可能出现肺膨胀不全的患者(如术后胸腹活动受限、如术后胸腹活动受限、如术后胸腹活动受限、如术后胸腹活动受限、神经肌肉疾病等神经肌肉疾病等神经肌肉疾病等神经肌肉疾病等),机械通气可通过增加肺容积而预防和,机械通气可通过增加肺容积而预防和,机械通气可通过增加肺容积而预防和,机械通气可通过增加肺容积而预防和治疗肺不
18、张治疗肺不张治疗肺不张治疗肺不张 n n为安全使用镇静剂和肌松剂提供通气保障为安全使用镇静剂和肌松剂提供通气保障为安全使用镇静剂和肌松剂提供通气保障为安全使用镇静剂和肌松剂提供通气保障n n稳定胸壁稳定胸壁稳定胸壁稳定胸壁在某些情况下在某些情况下在某些情况下在某些情况下(如肺叶切除、连枷胸等如肺叶切除、连枷胸等如肺叶切除、连枷胸等如肺叶切除、连枷胸等),由于胸壁完,由于胸壁完,由于胸壁完,由于胸壁完整性受到破坏,通气功能严重受损,此时机械通气可通过整性受到破坏,通气功能严重受损,此时机械通气可通过整性受到破坏,通气功能严重受损,此时机械通气可通过整性受到破坏,通气功能严重受损,此时机械通气可通
19、过机械性扩张使胸壁稳定,以保证充分的通气。机械性扩张使胸壁稳定,以保证充分的通气。机械性扩张使胸壁稳定,以保证充分的通气。机械性扩张使胸壁稳定,以保证充分的通气。25机械通气应指征n n经积极治疗后病情仍继续恶化;经积极治疗后病情仍继续恶化;n n意识障碍;意识障碍;n n呼吸形式严重异常,如呼吸频率呼吸形式严重异常,如呼吸频率3540次次/min或或68次次/min,节律异常,节律异常,自主呼吸微弱或消失;自主呼吸微弱或消失;n n血气分析提示严重通气和氧合障碍:血气分析提示严重通气和氧合障碍:PaO250mmHg,尤其是充分氧疗后,尤其是充分氧疗后仍仍30cmH30cmH30cmH30cm
20、H2 2 2 2O O O O43n n但无创通气也有以下缺点:但无创通气也有以下缺点:但无创通气也有以下缺点:但无创通气也有以下缺点:n n1 1 1 1、无创通气病人常有憋闷感,、无创通气病人常有憋闷感,、无创通气病人常有憋闷感,、无创通气病人常有憋闷感,n n2 2 2 2、人机配合协调需有积极的心态并经相当时间的适、人机配合协调需有积极的心态并经相当时间的适、人机配合协调需有积极的心态并经相当时间的适、人机配合协调需有积极的心态并经相当时间的适应过程;应过程;应过程;应过程;n n2 2 2 2、死腔量较大;、死腔量较大;、死腔量较大;、死腔量较大;n n3 3 3 3、经常发生漏气;
21、、经常发生漏气;、经常发生漏气;、经常发生漏气;n n 4 4 4 4、特别是遇呕吐等时如不及时发现易发生窒息等、特别是遇呕吐等时如不及时发现易发生窒息等、特别是遇呕吐等时如不及时发现易发生窒息等、特别是遇呕吐等时如不及时发现易发生窒息等并发症;并发症;并发症;并发症;n n5 5 5 5、应用不当或配合不佳反可增加氧耗量加重心衰。、应用不当或配合不佳反可增加氧耗量加重心衰。、应用不当或配合不佳反可增加氧耗量加重心衰。、应用不当或配合不佳反可增加氧耗量加重心衰。n n故应严密观察,如有必要及时改用常规正压通气。故应严密观察,如有必要及时改用常规正压通气。故应严密观察,如有必要及时改用常规正压通
22、气。故应严密观察,如有必要及时改用常规正压通气。44控制机械通气(控制机械通气(Controlled Mechanical Ventiation,CMV)n nCMV(CV)又称指令通气,呼吸机以预设又称指令通气,呼吸机以预设频率定时触发,并输送预定潮气量。即呼频率定时触发,并输送预定潮气量。即呼吸机完全代替患者的自主呼吸。换句话说,吸机完全代替患者的自主呼吸。换句话说,患者的呼吸方式(呼吸频率、潮气量、吸患者的呼吸方式(呼吸频率、潮气量、吸呼时比和吸气流速)完全由呼吸机控制,呼时比和吸气流速)完全由呼吸机控制,由呼吸机来提供全部呼吸功。由呼吸机来提供全部呼吸功。45控制指令通气控制指令通气(
23、CMV/IPPV)46CV主要用于主要用于n n(1)患有严重呼吸抑制或呼吸暂停,如麻患有严重呼吸抑制或呼吸暂停,如麻醉、中枢神经系统功能障碍、或药物过量醉、中枢神经系统功能障碍、或药物过量等。等。n n(2)可最大限度减轻呼吸肌负荷,降低呼可最大限度减轻呼吸肌负荷,降低呼吸氧耗,有利于呼吸肌休息和恢复疲劳。吸氧耗,有利于呼吸肌休息和恢复疲劳。n n(3)为心肺功能储备差的患者提供最大呼为心肺功能储备差的患者提供最大呼吸支持,以减少呼吸用力,缓解急性冠状吸支持,以减少呼吸用力,缓解急性冠状动脉缺血动脉缺血47n n(4)在实施在实施“非生理性非生理性”特殊通气方式,如特殊通气方式,如反比通气、
24、分侧肺通气、低频通气以及在反比通气、分侧肺通气、低频通气以及在闭合性颅脑损伤时,为减少脑血流和降低闭合性颅脑损伤时,为减少脑血流和降低颅内压故意采用的过度通气等。颅内压故意采用的过度通气等。n n(5)对患者呼吸力学的监测,如呼吸阻力、对患者呼吸力学的监测,如呼吸阻力、顺应性、顺应性、PEEPi、潮气末、潮气末CO2浓度、呼吸浓度、呼吸功等,只有在功等,只有在CV控制通气时测定才准确可控制通气时测定才准确可靠。靠。48辅助通气辅助通气(Assisted Ventilation,AV)n nAV是在患者吸气用力时依靠气道压的是在患者吸气用力时依靠气道压的降低(压力触发)或流量的改变(流降低(压力
25、触发)或流量的改变(流量触发)来触发,触发后呼吸机即按量触发)来触发,触发后呼吸机即按预设潮气量(或吸气压力)、频率、预设潮气量(或吸气压力)、频率、吸气和呼气时间将气体传送给患者。吸气和呼气时间将气体传送给患者。49辅助辅助/控制模式(控制模式(Assist/Control Ventilation,A/C)n n结合结合结合结合AVAV和和和和CVCV的特点,通气靠患者触发,并以的特点,通气靠患者触发,并以的特点,通气靠患者触发,并以的特点,通气靠患者触发,并以CVCV的预设频率作为备用。的预设频率作为备用。的预设频率作为备用。的预设频率作为备用。n nA-CVA-CV模式大多以容量切换型通
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