医药卫生呼吸力学与呼吸机波形及其临床意义.pptx

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1、第1页/共153页 吸 气自主呼吸 呼 气第2页/共153页O2 CO2CO2O2 呼吸呼吸氧气和二氧化碳在组织间与外界环境的交换第3页/共153页O2CO2呼吸通气机械运动压力差弥散分子运动浓度梯度灌注第4页/共153页呼吸道管道+气囊的模型气道 (管子)肺泡 (气囊)第5页/共153页胸膜腔压力三向弹簧第6页/共153页胸腔内压气管压近气道压胸膜压肺泡压第7页/共153页自主吸气容量变化 气流压力改变第8页/共153页机械通气 压力变化 容量改变气流第9页/共153页吸气机械通气自主呼吸PressureTime肺泡内压力变化第10页/共153页术语:Flow and Volume分钟通气量

2、=潮气量 x 送气频率PressureFlowTime 潮气量第11页/共153页VolumeFlow Rate TimeVolume=Flow X Time第12页/共153页切换 vs.限制切换PressureTimeTime限制Pressure第13页/共153页PressureFlowTime容量控制通气（PCV）流量恒定恒定的潮气量不受肺阻力影响变化的压力第14页/共153页增加吸气压力增加吸气压力顺应性 VolumePressure容量控制通气（PCV）Guaranteed tidal volume,not affected Guaranteed tidal volume,not

3、affected by the changes in pulmonary mechanicsby the changes in pulmonary mechanics第15页/共153页What is measured?压力Pressure时间Time 流速Flow(dV/dt)容量Volume(calculated)timeVolumeFlow第16页/共153页VolumePressureD VD PC=D VD P顺应性第17页/共153页静态和动态顺应性VolumePressurePressureTVPlateau PrPlateau Pr.Peak Pr.Peak Pr.动态顺应性曲

4、线静态顺应性曲线第18页/共153页动力学特性动力特点动力特点:Cdyn=dV/dP Cdyn=dV/dP VolumePressuredPdVHysteresis第19页/共153页静态和动态压力timePressurePEEPPIPPplat肺泡膨胀(recoil)压力差(Pdis)流速阻抗 压力差(Pres)第20页/共153页基本计算Cst=dV/(Pplat-PEEP)R=(PIP-Pplat)/Flow timePressurePEEPPIPPplatdP=R x Flow +dV/C st第21页/共153页慢速冲气法慢吸气流速S(5-10 lpm)大 Vt 和 ZEEP 动态

5、P-V 环 接近静态曲线由流速阻抗产生的压力减小容易做,省时 和相对舒服Servillo:AJRCCM 1997Lu:AJRCCM 1999PressureVolumeLPIflexUPIflexinspirationStatic curve第22页/共153页顺应性顺应性顺应性描述呼吸系统各个部分的弹性特征。顺应性为容量改变除以压力变化。顺应性（C）=容量变化（V）/压力变化（P）或 顺应性=ml/cmH2O呼吸系统的顺应性包括胸壁顺应性和肺顺应性。总静态顺应性是在吸气末和呼气末均无主动的呼吸气流时测出。第23页/共153页总动态顺应性是在主动吸气时测出。它们反映容量压力关系的两项指标，根据

6、流速-时间曲线、压力-时间曲线和压力-容量环也可以评估病人的顺应性。第24页/共153页“管道特征”R=D PD F气道阻力压力差=流速 x 管道阻力第25页/共153页压力差=流速 x 阻力dP=Q x R R=8 L(visc.)p r 4气道阻力第26页/共153页C=D VD PR=D PD F顺应性和阻力第27页/共153页阻力和回缩力动态特性dP=dV/Cdyn阻力DPresistive=R x Flow静态顺应性dPdistensive=dV/CstdP=dPresist.+dP dist.dP=R x Flow +dV/C st第28页/共153页3 个水平的呼吸力学动态特性:

7、dP=dV/Cdyn阻力:dP=R x Flow静态顺应性:dP=dV/Cst 气道阻力dP=Raw x Flow增加阻力:dP=Rimp x Flow胸廓顺应性dP=dV/Ccw 肺顺应性 dP=dV/CL第29页/共153页机械通气时工作的目标机械通气时工作的目标保证和维持适当的气体交换尽可能减小肺损伤的危险减小病人的呼吸功尽可能使得病人的痛苦减少第31页/共153页理想的呼吸状态理想呼吸的界定:呼吸机与病人自主吸气和呼气同步尽可能在低气道压下维持适当及恒定的潮气量和分钟通气量对肺的力学变化和病人的需求迅速反应保证最低的呼吸作功第32页/共153页辅助机械通气时的WOB在高水平的机械通气支

8、持下，相当的病人的呼吸功是高的在辅助通气下仍病人用力的吸气病人的WOB 增加可以导致或加重呼吸肌疲劳和呼吸困难Marini,et al.:Am Rev Resp Dis 134:61;1986Marini:Prob Crit Care 4:184;1990第33页/共153页影响病人WOB的决定因素在辅助通气主要影响病人呼吸作功的因素是最大吸气流速(peak flow)在低流速时病人呼吸功达到总吸气作功的65%当送气流速增加时WOB 减少 Ward,et al.:Anaesthesiology 69:29;1988Sassoon,et al.:Chest 93:571;1988第34页/共15

9、3页呼吸作功什么功?如何测量?第35页/共153页呼吸作功“WOB 在床边肺功能留下一个没解决的难题”From:Monitoring of Pulmonary Functionsin Goldschmidt:Assisted Ventilation of the Neonate 1996WOB是热量和氧的消耗 大约 70%是消耗在克服弹力，30%对抗管道阻力。第36页/共153页WOB 测量 PABCDEVWOB=0 ti P x Vdt弹性功:ABCA阻力功吸气:ADCA呼气:ACEA第37页/共153页WOB的测量WOB=0 ti P x VdtPaw:呼吸机作功:机械力推动气体进入肺，表

10、现为呼吸系统作功总量。（病人+呼吸机）Peso:病人作功:呼吸肌作功,表现为肺的呼吸功。PawPtr:克服支气管阻力的功。第38页/共153页WOB意义病人作功是呼吸机依赖最敏感的指标。比较呼吸机和病人的功在脱机过程中非常有用。顺应性和阻力变化、吸气努力、压力支持水平、PEEP、不适合的吸气时间、灵敏度的改变模式的变化WOB可以改变。WOB提高提示脱机过程有不当。第39页/共153页第40页/共153页第41页/共153页P-V 环和 WOB PV PV PV顺应性和阻力正常顺应性正常阻力增加顺应性降低阻力正常第42页/共153页Methods of Rrs Measurement同容量法(K

11、rieger)弹性减小法(Neergard)被动呼气法(Comroe)峰呼气法(Jonson)呼气时间常数法(Bergman)加力振动法(Goldman)吸气压/流速 法(Suter)第43页/共153页评价静态 P-V 曲线用一个大的注射器逐步膨胀肺，分次测定个容量时的压力.耗时操作麻烦难以标准化病人必须肌松，连接特殊设备冒低氧血症的风险VolumePressure第44页/共153页机械通气机械通气的基本原理遵循了流体力学的原则。通气支持的过程及目的是改变肺容量，包括气体的流量及压力输送到病人的气道增加肺容量。气体在一个特定环境中运动用流体力学的原则去研究可以用上述三个参数来描述，因为流量

12、参数中包含了时间的概念，所以描述呼吸机送气、气体在呼吸管路中的运动、病人气道和肺组织对送入气体的反应涉及上述四个参数既压力（P）、容量（V）、流量（F）和时间（t）。第45页/共153页容量变化容量变化时时间间正压通气气流增加气流增加压力差压力差第46页/共153页Key-wordsPressureFlowTimeVolume第47页/共153页术语:PIP&MAP A=A1+A2+AnPressure Inspiration+Exhalation AMean Airway PressurePeak Inspiratory PressureTime第48页/共153页术语:PEEP,I:E R

13、atioPressureTimePositive EndExpiratory Pr.T insp.T exp.I:E=1:2 I:E=4:1PEEPPIPPIPPEEPT insp.第49页/共153页术语:Flow and VolumeMinute Ventilation=Tidal Volume x Breath RatePressureFlowTime Tidal Volume第50页/共153页环PressureVolumeVolumeFlowInsp.Expir.Insp.Expir.第53页/共153页压力压力-时间曲线时间曲线第54页/共153页波形各段意义A/触发:病人(ass

14、isted)呼吸机(controlled)B/限制:流速压力C/切换:容量时间ABC第55页/共153页切换与限制CycledPressureTimeTimeLimitedPressure第56页/共153页在吸气相所记录的测量值 图2.在吸气相和呼气相中所评估的变量 第57页/共153页12345630-10PawcmH20Sec压力-时间曲线第59页/共153页Pressure Time CurveVolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolume压力-时间曲线V.Inspiration第60页/共153页Pressure Time CurveVolumeE

15、xpiration12345630PawcmH20SecVolume压力-时间曲线V.Expiration第61页/共153页Pressure Time CurveVolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolumePressureInspiration压力-时间曲线V.第62页/共153页Pressure Time CurveVolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolumePressure压力-时间曲线V.Inspiratory Time第63页/共153页Pressure Time CurveVolumeExpiration1

16、2345630-10PawcmH20SecVolumePressure Expiration压力-时间曲线第64页/共153页压力曲线的临床应用压力曲线的临床应用第65页/共153页压力压力-时间曲线的临床意义时间曲线的临床意义区别各种通气模式和特殊通气方式估计触发的做功计算吸-呼时比，估计呼气时间是否充足。估计是否达到充分的平台压观察压力上升速度估计所用吸气流速是否适合测定静态呼吸力学参数显示压力波型形态第66页/共153页12345630-10PawcmH 20Sec病人呼吸机同步 第67页/共153页12345630-10PawcmH20SecAdequate Flow病人呼吸机同步Vo

17、lume ventilation delivering a preset flow and volume第68页/共153页12345630-10PawcmH20SecAir StarvationWhat options do we have?病人呼吸机同步The patient is outbreathing the set flow第69页/共153页控制通气Volume VentilationPressure VentilationPressureFlowtimePressureFlowtime第70页/共153页Assist/Control第71页/共153页SIMV+Pressure

18、 SupportPressure supported spontaneous+Patient,or machine-initiated mandatory breaths Paw第72页/共153页CPAP第73页/共153页Synchronized IMV第74页/共153页A/C 5 bpmSIMV 5 bpm12 secAssist WindowSIMV vs.Assist/Control第75页/共153页PressureTime如何影响 MAP A =PIPC =BaseLineB =Rise TimeD =Frequency第76页/共153页流速流速-时间曲线时间曲线第77页/共

19、153页123456SECV.LPM120120EXH流速-时间曲线INSP吸气第78页/共153页123456SECV.LPM120120EXHINSP呼气流速-时间曲线第79页/共153页123456SECV.LPM120120EXHINSP Inspiration流速-时间曲线第80页/共153页123456SECV.LPM120120EXH流速-时间曲线Insp.PauseExpirationINSP第81页/共153页流速流速-时间曲线的临床意义时间曲线的临床意义吸气流速和呼气流速呼吸类型的鉴别判别是否存在内源性PEEP观察患者对支气管扩张剂的反应选择PCV时合适的吸气时间发现漏气及

20、速度显示流速波形的形态第82页/共153页123456SECV.LPM120120 递减流速有更多的气体向前第83页/共153页123456SECV.LPM120120峰流速相同递减流速延长吸气时间第84页/共153页123456SECV.LPM120120减少呼气时间引起Auto-PEEP第85页/共153页123456SECV.LPM120120发现 Auto-PEEP Zero flow at end exhalation indicatesequilibration of lung and circuit pressureNote:There can still be pressure

21、 in the lung behindairways that are completely obstructed第86页/共153页123456SECV.LPM120120The transition from exp.to insp.occurs without the exp.flow returning to zero发现 Auto-PEEP 第87页/共153页1245What do you suppose is happening here?120 LPMSEC120 LPMV.LPM第88页/共153页123456SECV.LPM120120Expiratory flow tra

22、cing of missed insp.efforts due to Auto-PEEPmissed effortmissed effort第89页/共153页12345630-10PawcmH20SecDenotes Auto-PEEP Maneuverand equilibrium pointAssessing an Equilibrium Point between lungs and circuitTotal PEEPSet PEEPminimum adequatetime for maneuverAuto-PEEP 检测第90页/共153页123456SECV.LPM120120改变

23、流速对吸气时间的影响第91页/共153页120123456SECV.LPM120INSP改变流速对吸气时间的影响return you to a short insp time第92页/共153页123456SEC123456VT600 cc -20120120SECV.LPM0450cc第93页/共153页123456SEC123456VT-20120120SECV.LPM0500cc450ccLost VT600 cc 第94页/共153页PressureFlow流速不足第95页/共153页12345630-10PawcmH20SecWhat if your pressure curve i

24、n PCV starts looking like this.What do you suppose is happening?Pressure higher than set第96页/共153页12345630-10PawcmH20Sec评估PCV正确的吸气时间Too LongOptimalAnswer-吸气时间太长 Patient is starting to exhale prematurely.第97页/共153页123456SEC123456PawcmH2060-20120120SECV.LPM异常波形纠正How do you know that the problem is wit

25、h the patient?第98页/共153页120123456SEC123456PawcmH2060-20120SECV.LPMNo flow as pressure rises异常波形纠正How do you know that the problem is with the patient?这种情况时压力支持可以选择第99页/共153页PTPatient allowed to breathspontaneously during inspiratory time in PCV主动呼气阀第100页/共153页PTimeV.Time Any ideas whats represented

26、here?第101页/共153页What is this?What is this?FAP=1 FAP=50 FAP=100流速加速率第102页/共153页压力释放压力过冲 FAP=1 FAP=50 FAP=100流速加速率第103页/共153页压力通气恒定的压力.递减,可变的流量时间切换:(A)Pressure Control流速切换:(B)Pressure SupportPressureFlowABTime Cycled Flow Cycled第104页/共153页压力通气波形FlowPressureTinsp.PIPPeak Flow25%Pressure ControlPressure

27、 Support第105页/共153页12345660PawcmH20SecWhat is this?第106页/共153页12345660PawcmH20Sec压力过冲伴反冲第107页/共153页123456SECV.LPM120120发生了什么？压力支持第108页/共153页123456SECV.LPM120120Expiration starts before inspiratory flow returns to zero呼气灵敏度设置15%压力支持第109页/共153页123456SECV.LPM120120ESENS setting is 20%压力支持第110页/共153页呼气灵

28、敏度FlowPeak Flow(100%)TimeTS 5%TS 5%LeakSet(max)TinspSet(max)Tinsp.Tinsp.(eff.)Tinsp.(eff.)第111页/共153页123456SECV.LPM120120 通过评估呼气流速变化来评估呼气阻力 第112页/共153页123456SECV.LPM120120注意低呼气流速与长呼气时间的关系第113页/共153页123456SECV.LPM120120INSP高呼气流速和 呼气时间减小显示小呼气阻力第114页/共153页容积容积-时间曲线时间曲线第115页/共153页23456SECVT800 ml1容量-时间曲

29、线 第116页/共153页23456SECVT800 ml1Inspiration容量-时间曲线 第117页/共153页23456SECVT800 ml1Expiration容量-时间曲线 第118页/共153页容量容量-时间曲线的临床意义时间曲线的临床意义肺内气体陷闭呼吸回路漏气第119页/共153页压力压力-容积环容积环水平轴描述压力，纵轴描述容量第120页/共153页02040602040600.2PawcmH20VTLITERS 0.40.6压力-容积环第121页/共153页02040602040600.20.40.6PawcmH20VTLITERS指令呼吸 Inspiration第1

30、22页/共153页02040602040600.20.40.6PawcmH20VTLITERS InspirationExpiration指令呼吸第123页/共153页压力-容量环VolumePressureVolumePressure第124页/共153页02040602040600.20.40.6PawcmH20VTLITERS自主呼吸 InspirationExpiration第125页/共153页02040602040600.20.40.6PawcmH20VTLITERS InspirationExpiration辅助呼吸第126页/共153页02040602040600.20.40.

31、6PawcmH20VTLITERS这是？第127页/共153页02040602040600.20.40.6PawcmH20VTLITERSDotted loop changes to solid loop-any ideas?第131页/共153页02040602040600.20.40.6PawcmH20VTLITERSIndicates a dropin Compliance(higher pressure for the same volume)Did you say changing compliance?第132页/共153页0204060204060.2.4PawcmH20VTLI

32、TERS.6CDABWhat does this represent?What is A?What is B?What is C?And how about D?第133页/共153页0204060204060PawcmH20VTLITERS“D”=Lower Inflection Point AB“A”represents PEEP“B”Represents Inspiratory Pressure 过度膨胀.6.2.4“C”=Upper Inflection point第134页/共153页最佳PEEPVPPEEP:3 cmH2OVPPEEP:8 cmH2O第135页/共153页Chang

33、ing Lung Volume in CV:Paw=Lung Volume第136页/共153页临床应用：临床应用：计算吸气面积计算顺应性计算阻力评估肺泡过度膨胀衡量压力支持水平及其做功第137页/共153页典型的P-V环VolumePressureVolumePressureVolumePressureControlled Assisted Spontaneous第138页/共153页评估吸气流速VolumeVolumePressurePressureNormalInsufficient FlowPressure Volume LoopsCusping第139页/共153页过度膨胀Overd

34、istension occurs when the volume limit of some components of the lung has been exceededAbrupt decrease in compliance at the termination of inspirationResults in a terminal“Beaking”of the P/V LoopVolumePressure第140页/共153页VolumePressureZone ofOverdistention“Safe”WindowZone ofDerecruitmentand Atelectas

35、isInjuryInjury最佳肺容量（安全窗）膨胀过度肺泡痿陷第141页/共153页Mean Airway pressure 25 cm H2O CT Scan:ARDS pig model 30 kgOptimized Lung Volume Strategy:第142页/共153页Mean Airway Pressure 40 cm H2OCT Scan:ARDS pig model 30 kgOptimized Lung Volume Strategy:第143页/共153页 CDP=FRCCT 1CT 2CT 3Paw=CDPContinuousDistendingPressure第

36、144页/共153页急性呼衰时V-P曲线拐点的意义上拐点提示：压力导致局部肺泡过度膨胀下拐点代表：使肺泡开始打开的最小压力VolumePressureLPIflexUPIflex第145页/共153页容积容积-流速环流速环第146页/共153页流速-容量环 VolumeFlowVolumeFlow第147页/共153页临床应用临床应用评价支气管扩张剂的疗效评估是否漏气评估吸气阻力和呼气流速受阻第148页/共153页FVVFAfter SuctionBefore Suction气道阻塞第149页/共153页重度阻塞 第150页/共153页漏气VolumePressureVolumeFlowVolumeTime第151页/共153页谢谢！第152页/共153页感谢您的观看！第153页/共153页