1、機械通氣波形之“精讀”,南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院 重癥醫(yī)學科,提綱,解讀呼吸機波形意義,熟練的ICU醫(yī)師通過呼吸機波形評估病人肺的狀態(tài) 如同心臟科醫(yī)師通過心電圖評估心臟狀態(tài),了解病人目前的通氣狀態(tài) 分析機械通氣過程中出現(xiàn)的問題,呼吸機的監(jiān)測,壓縮空氣,壓縮氧氣,空氧混合器,吸氣閥,吸氣流量傳感器,濕化器,氣道壓力傳感器,病人,呼氣流量傳感器,呼氣閥,單向活瓣,流速監(jiān)測,呼氣流速傳感器 Expiratory Flow Transducer,患者,呼氣流速傳感器 Expiratory Flow Transducer,患者,呼吸機波形分類,標量圖（Scalars）: 壓力、容積或流速隨時間變化的圖

2、形，x軸為時間軸。 環(huán)形圖（Loops）: 反應壓力-容積或流速-容積之間關(guān)系的圖形. (P/V or F/V)。不存在時間這一變量。,波形的基本形態(tài),最常見的波形形態(tài)為:方波(square), 斜波(ramp), 和正弦波(sine),square,Ascending ramp,Decsending ramp,sine,波形的基本形態(tài),方波: 代表一個恒定不變或設定的參數(shù) 壓力控制模式的壓力波形 流速恒定的容控模式的流速波形,斜波: 代表一個不斷變化的差數(shù) 主要受肺力學特性的影響 分為遞增波和遞減波,正弦波: 見于自主通氣,波形的基本形態(tài),Pressure Modes,Volume Mode

3、s,Volume Control SIMV (Vol. Control),Pressure Control PRVC SIMV (PRVC) SIMV (Press. Control),Pressure Support Volume Support,常用機械通氣波形,流速-時間曲線 壓力-時間曲線 容積-時間曲線 壓力-容積環(huán) 流速-容積環(huán),壓力時間曲線,Pressure mode 壓力波形常為方波 吸氣時壓力持續(xù)不變,Volume mode 壓力波形常為斜波,Paw (cm H2O),Time (sec),壓力時間曲線的意義,氣體陷閉 (auto-PEEP) 氣道阻塞 支氣管擴張藥物的療效

4、呼吸系統(tǒng)力學 (順應性/阻力) 過度呼氣 通氣模式 (容量 vs. 壓力) 了解氣道峰壓（PIP）, 平臺壓（Pplat） CPAP, PEEP 人機同步性 吸氣觸發(fā)努力,可用于評估:,PEEP和自主呼吸觸發(fā),Time (sec),Paw (cm H2O),Patient Triggered,0,10,20,PEEP +5,應用PEEP后整個壓力波形的基線將抬高 若為病人自主觸發(fā)的通氣整個波形前將有一個負向波,壓力時間曲線的解讀,Time (sec),Paw (cm H2O),Begin Inspiration,PIP,Begin Expiration,Pplateau,整個曲線下面積代表 平

5、均氣道壓（ Pmean ） Pmean=(A+B+C)/Time,A,B,C,A= 氣道阻力 (Raw) B= 肺泡擴張所需壓力,PIP= Peak Inspiratory Pressure,Inspiratory hold,Pplateau = Plateau Pressure,氣道峰壓增高,Time (sec),Paw (cm H2O),PIP,PPlat,High Raw,Normal,High Flow,氣道阻力或流速的增加導致 PIP 升高 但Pplat 不變,平臺壓增高,Time (sec),Paw (cm H2O),PIP,PPlat,Normal,Low Compliance,

6、High VT,肺順應性下降或潮氣量的升高導致Pplat升高 但 PIP 和 Pplat 之間的差值不變,Auto-PEEP的觀察,Time (sec),Paw (cm H2O),0,10,20,Expiratory “hold” applied,Auto-PEEP =4,Set PEEP=5,Total-PEEP =14,使用呼氣暫停后，尚未呼出的陷閉氣體將導致壓力波形升高高于基線水平，形成auto-PEEP 可接受的 auto-PEEP 應 5cm H2O,容積時間曲線,Time (sec),容量時間波形一般呈“山尖”狀：,如果設定吸氣暫停時間或使用吸氣暫停功能后波形頂部將出現(xiàn)平臺,LIT

7、ERS,VT,容量時間曲線的意義,氣體陷閉 (auto-PEEP) 漏氣 潮氣量大小 主動呼氣 人機同步性,可用于評估:,容量時間曲線的構(gòu)成,Time (sec),Begin Inspiration,Begin Expiration,Exhaled volume returns to baselineVolume,Inspiratory Tidal Volume,LITERS,VT,氣體陷閉或漏氣,Time (sec),Loss of volume,如果呼氣支曲線未能回到基線，則可能存在氣體陷閉或漏氣（可見于氣管插管氣囊漏氣，呼吸機管路漏氣，交通性氣胸行胸腔置管引流后）,LITERS,VT,流

8、速時間曲線,Pressure mode 流速波為斜波,Volume mode 在恒流時流速波為方波，流速保持不變,1,2,3,4,5,6,Time (sec),120,-120,Flow,L/min,現(xiàn)代呼吸機在容量控制通氣時亦允許使用多種預設計的流速波形 （如減速斜波）,流速時間曲線的意義,氣體陷閉 (auto-PEEP) 氣道梗阻 支氣管擴張藥物的反應 主動呼氣 通氣模式 (壓力 vs. 容量) 吸氣氣流水平 人機同步性 吸氣觸發(fā)努力,可用于評估:,F,不同模式下的流速波形,Time(sec),Time(sec),Volume,Pressure,Constant flow,Decelera

9、ting flow,達到相同的潮氣量減速流速模式所需的氣道峰壓更低，優(yōu)于恒定流速模式,Paw,cmH2O,L/min,Flow,Time (sec),L/min,1,2,3,4,5,6,120,-120,Flow,Auto-PEEP的流速波形,Expiratory flow doesnt return to baseline,Normal,Start of next breath,如果呼氣相流速曲線在下次吸氣前無法回到基線，則可能存在氣體陷閉 (可見于肺氣腫病人，吸呼時間比設置不當),氣道阻力變化,之氣管擴張藥物起效的表現(xiàn)有： 呼氣峰流速的上升 呼氣支曲線更快回到基線,Time (sec),通

10、氣模式的判斷,如何區(qū)別壓力模式和容量模式？ Remember the letter “P”. In Pressure modesThe Pressure waveformhas a Plateau.,Pressure Modes,Volume Modes,通氣模式的判斷,在壓力限制、控制模式中，流速曲線一般會回到基線位置 而在壓力支持模式中，流速曲線不會回到基線位置,Pressure Modes,壓力-容積（PV）環(huán),Inspiration,Expiration,Y軸表示容積 X軸表示壓力,吸氣支走形向上 呼氣支走形向下,環(huán)形的底部將位于 PEEP 水平,PEEP,自主呼吸和正壓通氣的PV環(huán),

11、Inspiration,Expiration,自主呼吸時曲線為順時針向,正壓通氣時曲線為逆時針向,PV環(huán)的意義,肺過度膨脹 氣道阻塞Airway Obstruction 支氣管擴張藥物的反應 呼吸系統(tǒng)力學指標 (順應性/阻力) 呼吸功 流速不足 漏氣 觸發(fā)努力,可用于判斷:,肺動態(tài)順應性,LITERS,VT,Paw,cmH2O,Dynamic Compliance (Cdyn),PV曲線起點端和頂端的連線的斜率代表動態(tài)肺順應性(Cdyn),Cdyn = volume/pressure,肺靜態(tài)順應性,VT,PIP,PEEP,PPlat,SlopeCompliance,切點,LITERS,VT,P

12、aw,cmH2O,定壓模式的PV曲線,LITERS,VT,Paw,cmH2O,Paw (cm H2O),Time(sec),壓力限制/控制/支持模式下吸氣時壓力受限或保持不變，PV近似為方形,肺過度膨脹,Paw rises,With little or no change in VT,“鳥嘴征”,LITERS,壓力持續(xù)上升而容積變化較小，形成 “鳥嘴征” 應降低潮氣量或吸氣壓力,氣道阻力增加,LITERS,VT,Paw,cmH2O,呼氣阻力增加: 氣道痰栓 支氣管痙攣 ,吸氣阻力增加： 氣管插管變形 病人咬管 ,隨氣道阻力的增加，PV曲線將變寬 其中呼氣阻力的增加更為常見,順應性改變,LITE

13、RS,Paw,cmH2O,VT,LITERS,Paw,cmH2O,VT,Increased Compliance,Decreased Compliance,常見于: 肺氣腫， 表面活性劑治療后,常見于: ARDS, CHF, 肺不張,漏氣,LITERS,PV環(huán)的呼氣支曲線未回到基線水平提示漏氣存在,PV曲線的拐點,LITERS,VT,Paw,cmH2O,Lower Inflection Point,Upper Inflection Point,(Third Inflection Point),低位拐點代表大多數(shù)塌陷肺泡的開放點（肺復張） ARDS的保護性肺通氣建議PEEP應設置于地位拐點之上,

14、流速容積（FV）曲線,Inspiration,Expiration,Flow (L/min),LITERS,VT,Y軸表示流速，X軸表示容積,吸氣支位于X軸上方并且其波形與流速時間波形一致,呼氣支位于X軸下方，反應被動呼氣的情況,PIF,PEF,Vt,FV曲線的意義,氣體陷閉 氣道梗阻 氣道阻力變化 支氣管擴張藥物的療效 吸氣和呼氣流速 流速不足 漏氣 呼吸機管路積水 人機同步性,可用于評估：,FV曲線和流速時間曲線,F,V,F,V,FV曲線吸氣支波形與相應的流速時間波形一致,漏氣或氣體陷閉,Inspiration,Expiration,Flow (L/min),LITERS,VT,呼氣支曲線

15、未回到起始點,如果存在漏氣，F(xiàn)V環(huán)無法回到起始點。這一現(xiàn)象同樣可見于氣體陷閉時。,氣道梗阻,F,V,F,V,Reduced Peak Flow,scooping,導致小氣道梗阻的疾病下呼氣支曲線呈現(xiàn)出內(nèi)凹的“勺形”，常見于哮喘、肺氣腫等導致呼氣阻力升高的疾病。,特殊機械通氣參數(shù)波形,上升時間 吸氣終止切換,上升時間,Paw (cm H2O),Time,在吸氣相達到設定的氣道壓力或峰流速所需時間為上升時間,用于評估在壓力支持通氣下呼吸機的支持是否滿足病人吸氣需求,上升時間,如果上升時間過短，可見壓力波形上見一突起部，稱為壓力“波峰” 需要減慢呼吸機送氣閥的開放，增加上升時間 如果上升時間過長，壓

16、力波形將變得光滑且傾斜，將降低呼吸機氣流的輸出并且可能無法滿足病人的吸氣需求 需加快送氣閥的開放，降低上升時間,Time,Paw (cm H2O),too fast,too slow,pressure spike,吸氣終止切換,在壓力支持通氣時，何時由吸氣轉(zhuǎn)變?yōu)楹魵馊Q于吸氣終止切換的設置 常見的切換設置方法： 根據(jù)吸氣氣流終止切換 根據(jù)感應到呼出氣流切換 根據(jù)吸氣流速變化切換（簡稱流速切換） ,流速切換,當吸氣流速下降至某一特定水平時吸氣終止,Inspiration ends,Time(sec),Paw,cmH2O,L/min,Flow,Time(sec),流速切換的設置,Time (sec

17、),120,-120,Flow,L/min,100% of Patients Peak Inspiratory Flow,100%,75%,50%,30%,上圖中，呼吸機的設置為：當流速下降至峰流速的30%時吸氣終止,流速切換設置不當,A 切換流速的百分比設置過高，切換提早出現(xiàn) 導致吸氣時間過短（潮氣量不足） B 切換流速的百分比設置過低，導致吸氣時間過長 迫使病人主動呼氣（增加呼吸功），壓力波形上出現(xiàn)呼氣“波峰”,Paw,cmH2O,L/min,Flow,Time (sec),Time (sec),100%,60%,10%,Exhalation spike,A,B,異常波形解析,氣體陷閉 (

18、auto-PEEP) 氣道阻力增加 順應性改變 漏氣 人機不同步,氣體陷閉 (auto-PEEP),原因 呼氣時間不足 呼氣時小氣道的狹窄塌陷導致呼氣氣流受限,改善氣道狹窄，增加吸氣流速，減少吸氣時間，使用PEEP,氣道阻力增加,原因 支氣管痙攣、痰栓形成、流速過大 氣管插管問題 (口徑過細, 導管扭曲、堵塞, 病人咬管) 呼氣閥或過濾器阻力過大或被阻塞,治療氣道痙攣，吸引氣道，更換氣管插管或呼氣濾器，使用牙墊，降低峰流速,順應性改變,順應性下降原因 ARDS、肺不張、肺實變、肺纖維化、肺過度充氣 氣胸、胸腔積液 腹腔高壓 慢性充血性心功能衰竭,順應性增加原因 肺氣腫 表面活性劑使用,P,V,

19、T,PIP,PPlat,P,順應性下降,順應性增加,漏氣,原因 插管氣囊漏氣，管路斷連接 交通性氣胸，支氣管胸膜瘺 流速傳感器錯誤,檢查呼吸機管路可能的漏氣位置,人機關(guān)聯(lián),概述,Trigger dyssynchrony,Flow dyssynchrony,Cycle dyssynchrony,人機對抗,觸發(fā)不同步,流量/容量 不同步,切換不同步,觸發(fā)的選擇,壓力觸發(fā) 呼吸肌等長度收縮 流速觸發(fā) 呼吸肌等張力收縮 波形觸發(fā) 比流速觸發(fā)節(jié)省觸發(fā)所需呼吸功50%以上,Eur Respir J 2002; 20: S603,觸發(fā)不同步,Kondili et al.,patient with sever

20、e COPD ventilated with PSV,觸發(fā)不同步,誤觸發(fā)（Autotriggering） 管路積水 心搏干擾 無效觸發(fā)（ineffective triggering） 肌力不足 呼氣不完全 呼吸系統(tǒng)彈性差 通氣量高 呼氣阻力高（病人、回路阻力） 呼氣時間短,損傷肌纖維超微結(jié)構(gòu) 降低肌力,流量不同步,Eur Respir J 1999; 13: 87382,PSV,V-ACV,切換不同步,Br J Anaesth 2003; 91:106119,吸氣過早切換為呼氣,切換不同步,無論采取何種切換模式，呼吸機的Ti和呼吸中樞的Ti之間總是存在差異,Ti固定不變,Ti取決于預設和病人,

21、Am J Respir Crit Care Med 2002;165: 9727,人機不同步,原因 流速設置不當 神經(jīng)系統(tǒng)損傷 觸發(fā)設置不當 波形特征 吸氣和呼氣過程中病人的呼吸努力造成吸氣和呼氣波形的“波動”,人機不同步-流速設置過低,因為吸氣流速設置過低，壓力時間曲線的吸氣支下移,增加流速，減少吸氣時間，增加設定的呼吸頻率 調(diào)整觸發(fā)敏感度，改成以支持通氣為主的通氣模式，如PSV 對于神經(jīng)系統(tǒng)損傷病人給予充分鎮(zhèn)靜,測試題,Question: An increase in airway resistance causes _to increase and _ to remain the sam

22、e?,Answer: PIP increases, Pplat remains the same,測試題,Question: This flow pattern indicates what? Answer: Air trapping (auto-PEEP),Time (sec),L/min,1,2,3,4,5,6,120,-120,Flow,Normal,測試題,Question: To assess improvement after a breathing treatment you should see what?,Time (sec),Answer: Improved peak fl

23、ow and shorter expiratory time,測試題,The flow waveform doesnt return to baseline,Interpret the mode:,Is it a Volume or Pressure mode? Is it a Control (rate) or Support mode?,The pressure waveform has a plateau,測試題,Question: What does this loop indicate? Answer: Decreased lung compliance. (ARDS, CHF, Atelectasis),LITERS,Paw,cmH2O,VT,測試題,Question: What is occurring whe