洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 呼吸机基本知识 一、基本简介 呼吸支持是挽救急、危重患者生命最关键的手段之一,因而,呼吸机在临床 救治中已成为不可缺少的器械;它在急救、麻醉、ICU 和呼吸治疗领域中正俞来 俞广泛应用; 掌握呼吸机的基本知识和基本操作方法是临床医生必需的基本知识 和技能。本文就呼吸机在临床应用的一些常识做一下简单的汇总。 呼吸机(ventilator),是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸,增加肺 通气量,改善呼吸功能,减轻呼吸功消耗,节约心脏储备能力的装置。 呼吸机必须具备四个基本功能,即向肺充气、吸气向呼气转换,排出肺泡气 以及呼气向吸气转换,依次循环往复。因此必须有:⑴能提供输送气体的动力, 代替人体呼吸肌的工作;⑵能产生一定 的呼吸节律,包括呼吸频率和吸呼比, 以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能; ⑶能提供合适的潮气量 (VT, tidal volume)或分钟通气量(MV,minute ventilation) ,以满足呼吸代谢的需要;⑷ 供给的气体最好经过加温和湿化,代替人体鼻腔功能 ,并能供给高于大气中所 含的 O2 量,以提高吸入 O2 浓度,改善氧合。动力源:可用压缩气体作动力(气 动)或电机作为动力(电动)呼吸频率及吸呼比亦 可利用气动气控、电动电控、 气动电控等类型,呼与吸气时相互切换,常于吸气时于呼吸环路内达到预定压力 后切换为呼气(定压型)或吸气时达到预定容量后切换为呼气(定容型) ,不过 现代呼吸机都兼有以上两种形式。 治疗用的呼吸机,常用于病情较复杂较重的病人,要求功能较齐全,可进行 各种呼吸模式,以适应病情变 化的需要。而麻醉呼吸机主要用于麻醉手术中的 病人,病人大多无重大心肺异常,要求的呼吸机,只要可变通气量、 呼吸频率 material from the internet , collection&compilation by youguisen@2012 page 1 洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 及吸呼比者,能行 IPPV(intermittent positive pressure ventilation),基本上就可 直接使用了。 二、基本原理 自主通气时吸气动作产生胸腔负压,肺被动扩张出现肺泡和气道负压,从而 构成了气道口与肺泡之间的压力差而完成吸气;吸气后胸廓及肺弹性回缩,产生 相反的压力差完成呼气。因此,正常呼吸是由于机体通过呼吸动作产生肺泡与气 道口“主动性负压力差”而完成吸气,吸气后的胸廓及肺弹性回缩产生肺泡与气道 口被动性正压力差而呼气,以满足生理通气的需要。而呼吸机通气是由体外机械 驱动使气道口和肺泡产生正压力差, 而呼气是在撤去体外机械驱动压后胸廓及肺 弹性回缩产生肺泡与气道口被动性正压力差而呼气,即呼吸周期均存在“被动性 正压力差”而完成呼吸。 三、呼吸机分类 1、按照与患者的连接方式分为: 无创呼吸机:呼吸机通过面罩与患者连接 有创呼吸机:呼吸机通过气管插管连接到患者 2、按用途分类(六类) :急救呼吸机:专用于现场急救。 呼吸治疗通气机:对呼吸功能不全患者进行长时间通气支持和呼吸治疗。 麻醉呼吸机:专用于麻醉呼吸管理。 小儿呼吸机:专用于小儿和新生儿通气支持和呼吸治疗。 高频呼吸机:具备通气频率>60 次/min 功能。 无创呼吸机:经面罩或鼻罩完成通气支持。 3、按驱动方式分类(三类) : material from the internet , collection&compilation by youguisen@2012 page 2 洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 气动气控呼吸机:通气源和控制系统均只以氧气为动力来源。多为便携式急 救呼吸机。 电动电控呼吸机:通气源和控制系统均以电源为动力,内部有汽缸、活塞泵 等,功能较简单的呼吸机。 气动电控呼吸机:通气源以氧气为动力,控制系统以电源为动力。多功能呼 吸机的主流设计。 4、按通气模式分类(四类) : 定时通气机(时间切换) :按预设时间完成呼气与吸气转换。 定容通气机(容量切换) :按预设输出气量完成呼气与吸气转换。 定压通气机(压力切换) :按预设气道压力值完成呼气与吸气转换。 定流通气机(流速切换) : 5、按压力和流量发生器分类(四类) :Mapleson(1959) 恒压发生器:通气源驱动压低,吸气期恒压,吸气流随肺内压而变化。 非恒压发生器:通气源驱动压低,在吸气期发生规律变化,吸气流受驱动压 和肺内压双重影响。 恒流发生器:通气源驱动压高,气流在吸气期不变。 非恒流发生器:通气源驱动压高,气流在吸气期发生规律性变化。 压力发生器适用于肺功能正常患者,流量发生器适用于肺顺应性较差的患 者。 四、通气方式 1. 间歇正压呼吸(intermittent positive pressure ventilation,IPPV) :最基本 的通气方式。吸气时 产生正压,将气体压入肺内,身体自身压力呼出气体。 material from the internet , collection&compilation by youguisen@2012 page 3 洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 2. 呼气平台(plateau):也叫吸气末正压呼吸( end inspiratory positive pressure breathing,EIPPB) ,吸气末,呼气前,呼气阀继续关闭一段时间,再开 放呼气,这段时间一般不超过呼吸周期的 5%,能减少 VD/VT (死腔量/潮气量) 3. 呼气末正压通气(positive end expiratory pressure,PEEP) :在间歇正压 通气的前提下,使呼气末 气道内保持一定压力,在治疗呼吸窘迫综合征、非心 源性肺水肿、肺出血时起重要作用。 4. 间歇指令通气(intermittent mandatory ventilation,IMV) 、同步间歇指令 通气(synchronized intermittent mandatory ventilation,SIMV) :属于辅助通气方 式,呼吸机管道中有持续气流, (可自主呼 吸)若干次自主呼吸后给一次正压通 气,保证每分钟通气量,IMV 的呼吸频率成人一般小于 10 次/分,儿童为正常频 率的 1/2~1/10 5. 呼气延迟,也叫滞后呼气(expiratory retard) :主要用于气道早期萎陷和 慢性阻塞性肺疾患,如哮喘 等,应用时间不宜太久。 6. 深呼吸或叹息(sigh)在 IPPV 期间,每隔一定的 IPPV 或时间,供给一 个 1.5-2 倍的潮气量。目的在于预防长期 IPPV 时肺泡凹陷性肺不张。实际上是 模仿人体在正常安静呼吸一段时间后有 1-3 次深呼吸设计的。 7. 压力支持(pressure support) :自主呼吸基础上,提供一定压力支持, 使每次呼吸时压力均能达到预定的峰压值。 8. 气道持续正压通气(continue positive airway pressure,CPAP) :除了调 节 CPAP 旋钮外,一定要保证足够的流量,应使流量加大 3-4 倍。CPAP 正常值 一般 4~12cm 水柱,特殊情况下可达 15 厘米水柱。 (呼气压 4 厘米水柱) 。 9.分钟指令性通气(MMV) :保证病人活的设置的目标分钟通气量。 material from the internet , collection&compilation by youguisen@2012 page 4 洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 10.双水平气道正压通气(BiLEVEL) :即在给定的时间内设置 2 个不同的压 力水平值,病人在 2 个不同的压力水平上自主呼吸。 11.辅助控制通气模式(Assist/Controlled) :属于纯指令性通气,其中包括: 压力控制,压力限制和容量控制。 五、工作参数 四大参数:潮气量、压力、流量、时间(含呼吸频率、吸呼比) 。 1. 潮气量:潮气输出量一定要大于人 的生理潮气量,生理潮气量为 6-10 毫升/公斤, 而呼吸机的潮气输出量可达 10-15 毫升/公斤,往往是生理潮气 量的 1~2 倍。还要根据胸部起伏、听诊两肺进气情况、参考压力二表、血气分析进一 步调节。 2. 吸呼频率:接近生理呼吸频率。新生儿 40-50 次/分,婴儿 30~40 次/分, 年长儿 20-30 次/分,成人 16-20 次/分。潮气量*呼吸频率=每分通气量 3. 吸呼比: 一般 1: 1.5-2,阻塞性通气障碍可调至 1:3 或更长的呼气时间, 限制性通气障碍可调至 1:1。 4. 压力:一般指气道峰压(PIP) ,当肺部顺应性正常时,吸气压力峰值一 般为 10-20 厘米水柱, 肺部病变 轻度: 20-25 厘米水柱; 中度: 25-30 厘米水柱; 重度:30 厘米水柱以上,RDS、肺出血时可达 60 厘米水柱以上。但一般在 30 以下 ,新生儿较上述压力低 5 厘米水柱。 5. PEEP 使用 IPPV 的患者一般给 PEEP2-3 厘米水柱是符合生理状况的, 当严重换气障碍时(RDS、肺水肿、肺 出血)需增加 PEEP,一般在 4-10 厘米 水柱,病情严重者可达 15 甚至 20 厘米水柱以上。当吸氧浓度超过 60% (FiO2 大于 0.6)时,如动脉血氧分压仍低于 80 毫米汞柱,应以增加 PEEP 为主,直 material from the internet , collection&compilation by youguisen@2012 page 5 洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 到动脉血氧分压超过 80 毫米汞柱。PEEP 每增加或减少 1~2 毫米水柱,都会对 血氧产生很大影响,这种影响数分钟内即可出现,减少 PEEP 应逐渐进 行,并 注意监测血氧变化。PEEP 数值可从压力二表指针呼气末的位置读出。 (有专门 显示的更好) 6. 流速:至少需每分种通气量的两倍,一般 4-10 升/分钟 六、呼吸机参数设置 1、 呼吸机的潮气量的设置 潮气量的设定是机械通气时首先要考虑的问题。 容量控制通气时,潮气量设置的目标是保证足够的通气,并使患者较为舒适。成 人潮气量一般为 5~15ml/kg,8~12mg/kg 是最常用的范围。潮气量大小的设定 应考虑以下因素:胸肺顺应性、气道阻力、呼吸机管道的可压缩容积、氧合状态、 通气功能和发生气压伤的危险性。 气压伤等呼吸机相关的损伤是机械通气应用不 当引起的,潮气量设置过程中,为防止发生气压伤,一般要求气道平台压力不超 过 35~40cmH2O.对于压力控制通气,潮气量的大小主要决定于预设的压力水 平、病人的吸气力量及气道阻力。一般情况下,潮气量水平亦不应高于 8~ 12ml/kg. 2、呼吸机机械通气频率的设置 设定呼吸机的机械通气频率应考虑通气模 式、潮气量的大小、死腔率、代谢率、动脉血二氧化碳分压目标水平和患者自主 呼吸能力等因素。对于成人,机械通气频率可设置到 8~20 次/分。对于急慢性 限制性通气功能障碍患者,应设定较高的机械通气频率(20 次/分或更高) 。机械 通气 15~30 分钟后,应根据动脉血氧分压、二氧化碳分压和 pH 值,进一部调 整机械通气频率。另外,机械通气频率的设置不宜过快,以避免肺内气体闭陷、 产生内源性呼气末正压。一旦产生内源性呼气末正压,将影响肺通气/血流,增 material from the internet , collection&compilation by youguisen@2012 page 6 洛阳新区人民医院 神经科重症监护室(NICU) 呼吸机相关知识 加患者呼吸功,并使气压伤的危险性增加。 3、呼吸机吸气流率的设置 许多呼吸机需要设定吸气流率。吸气流率的设 置应注意以下问题:1.容量控制/辅助通气时,如患者无自主呼吸,则吸气流率应 低于 40 升/分钟;如患者有自主呼吸,则理想的吸气流率应恰好满足病人吸气峰 流的需要。根据病人吸气力量的大小和分钟通气量,一般将吸气流率调至 40~ 100 升/分钟。 由于吸气流率的大小将直接影响患者的呼吸功和人机配合, 应引起 临床医师重视。