1、2020/10/22,1,呼吸機基本知識,延安大學(xué)附屬醫(yī)院 麻醉科 白延斌,2020/10/22,2,內(nèi)容提要,機械通氣發(fā)展史 呼吸機構(gòu)成及工作原理 常用機械通氣模式,2020/10/22,3,機械通氣發(fā)展史,2020/10/22,4,機械通氣是治療呼吸衰竭的重要手段之一，已有近600年的歷史，早在15世紀(jì)，人們開始在動物身上施行氣管切開、氣管插管及風(fēng)箱式正壓通氣技術(shù)。200年后的1792年首次在人身上實行了有創(chuàng)正壓機械通氣。,2020/10/22,5,因當(dāng)初的技術(shù)過于粗糙，相關(guān)設(shè)備也很簡陋，經(jīng)過一段時間的臨床應(yīng)用后，許多患者因氣胸等嚴(yán)重并發(fā)癥而死亡。到了1827年有學(xué)者向法國科學(xué)院提交報告要

2、求終止進行有創(chuàng)正壓通氣。,2020/10/22,6,面對這種局面，機械通氣的研究在二個方面繼續(xù)展開：一是改進人工氣道技術(shù)，二是尋找其他途徑，避免建立人工氣道。前者的探索與19世紀(jì)的麻醉學(xué)技術(shù)的發(fā)展密不可分，而后者則促進了“鐵肺”等體外負壓通氣技術(shù)的發(fā)展。,2020/10/22,7,1929年JAMA雜志上刊登了有關(guān)應(yīng)用“鐵肺”成功搶救一例脊髓灰質(zhì)炎女孩的論文，引起了很大的轟動。其后因體外負壓通氣的種種弊端在應(yīng)用過程中逐漸暴露出來，故而到了20世紀(jì)50年代以后，“鐵肺”逐漸讓位于技術(shù)得到很大改進的有創(chuàng)正壓通氣技術(shù)。,2020/10/22,8,鐵肺,2020/10/22,9,20世紀(jì)初，隨著人工氣

3、道技術(shù)和喉鏡直視氣管插管技術(shù)的成熟，正壓機械通氣在麻醉和外科領(lǐng)域得以迅速發(fā)展。 1940年，第一臺間歇正壓通氣（IPPV）麻醉呼吸機被發(fā)明，用于胸科手術(shù)和ARDS。 1946年，Bennet 公司研制出世界第一臺初具現(xiàn)代呼吸機基本結(jié)構(gòu)的間歇正壓呼吸機PR-1A（氣動氣控壓力限制型）。,2020/10/22,10,近年來，隨著電子計算機技術(shù)、傳感技術(shù)的飛速發(fā)展和對呼吸力學(xué)認識的不斷深入，機械通氣理論和技術(shù)都有了很大的發(fā)展，對急性呼吸窘迫綜合征、重癥哮喘和慢阻肺呼衰等常見病的機械通氣治療策略都較以前有了很大的變化。,2020/10/22,11,機械通氣的發(fā)展歷程,口對口人工呼吸,1800年前，金匱

4、要略、華佗醫(yī)方中有類似體外按壓人工呼吸的記載1300年前，圣經(jīng)上有“口對口”描述,無創(chuàng),正壓機械通氣,有創(chuàng),1792年，首次在人身上實施氣管切開、插管及風(fēng)箱式正壓通氣技術(shù)。,負壓機械通氣,無創(chuàng),1928年，“鐵肺”箱式負壓治療機。,人力作動力,電力機械作為動力,正壓機械通氣,1950讓位于技術(shù)上得到很大改進的,有創(chuàng),無創(chuàng)呼吸機,多功能呼吸機,1981年Sullivan無創(chuàng)口鼻面罩。,人工智能呼吸機,人工智能無創(chuàng)呼吸機,并存時代,2020/10/22,12,呼吸機的構(gòu)成及工作原理,2020/10/22,13,呼吸機的組成,可分為兩大部分或三部分： 主機(氣路單元+監(jiān)控單元) 濕化器(溫控+濕化灌

5、) 空、氧氣源提供裝置 壓縮機(渦輪機)+O2氣源 中心氣源(Air、O2),2020/10/22,14,呼吸機各部分主要功能,主 機氣源處理、吸呼控制、監(jiān)測報警 混合器外置或內(nèi)置機械式，比例閥混合。 濕化器病人吸入氣體的加溫、加濕 病人管路螺紋管、接濕化器或霧化吸入器，病人吸入和呼出氣體的傳輸。 氣 源以適當(dāng)方式提供壓縮空氣和氧氣） 其 它主機和病人管路的固定或支撐裝置,2020/10/22,15,空氧配比方式,機械配比 電子配比,2020/10/22,16,有創(chuàng)正壓通氣的人機系統(tǒng)工程,輸入主機的氣體為高壓，要求干燥、潔凈；輸出給病人的混合氣體為低壓，要求溫暖、濕潤并達到有效的肺泡通氣量。,

6、2020/10/22,17,基本原理示意圖,2020/10/22,18,呼吸機的分類,目前沒有統(tǒng)一分類標(biāo)準(zhǔn)，可按習(xí)慣分為： 按使用對象 成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機； 按工作原理 氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機； 按人機接口方式 有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機； 按機器的功能 急救、麻醉、治療、家用、高頻振蕩、噴射。,2020/10/22,19,常用通氣模式的特點,2020/10/22,20,機械通氣吸、呼切換狀態(tài)分析,兩個 “開始、轉(zhuǎn)換或切換” 兩個 “相或過程內(nèi)含保持”,2020/10/22,21,正壓通氣和生理性呼吸的區(qū)別,2020/10/22,22,主要物理量和參數(shù),時間量及參數(shù)

7、 氣體流量及參數(shù) 氣道壓力及參數(shù) 溫度、濕度參數(shù) 注意：需要非常清楚地了解各參數(shù)的物理涵義及其作用或影響。,2020/10/22,23,時間參數(shù),(1)通氣頻率 ( f：1220) bpm (2)吸呼比 (I:E = Ti: Te ) (3)吸氣時間 Ti (s) 、Trise (s) (4)呼氣時間 Te(s) (5)屏氣時間 TP(s) 是吸氣時間的一部份， 通常設(shè)定為Ti的10%，臨床根據(jù)病情和呼吸習(xí)慣 適當(dāng)增加或減少。 周期：T=Ti+Te，f=60s/(Ti+Te)bpm,2020/10/22,24,容量和流量參數(shù),(1)分鐘通氣量 (MV，L/min )=VTf (2)潮氣量 (T

8、V/VT，ml) = VTI = VTE=F.dt (3)吸氣流量 (F ，l/s)，是一個動態(tài)參數(shù)， 峰值流速Fpeak ：影響吸呼比和吸氣波形 (4)流量觸發(fā)靈敏度 (FT，L/min)，包括吸 氣和呼氣觸發(fā)靈敏度（需高速動態(tài)閥）,2020/10/22,25,壓力參數(shù),(1)氣道壓力(Airway Pressure，Pair/Plung不一致) 是一個動態(tài)物理參數(shù)，波形、光柱： Ppeak , Pplateau, Pmean（cmH2O或kPa） (2)吸氣壓力水平 (3)呼氣末正壓 (4)吸、呼壓力觸發(fā)靈敏度 (PT: -2kPa+2kPa) (5)呼吸機的工作壓力、氣源壓力。 低壓：(

9、60-70) cmH2O，高壓：120kPa,2020/10/22,26,氣道阻力和順應(yīng)性,靜態(tài)氣道阻力 RL=(Ppeak Pplateau)/flow cmH2O/L/s 靜態(tài)順應(yīng)性 CL=VT/ (Pplateau PEEP) L/cmH2O,2020/10/22,27,常見通氣模式,用呼吸機的目的就是以一種適宜的方式對病人的肺進行有效通氣，既保障病人生命需要，又要盡可能地減少并發(fā)癥，而且還要安全、舒適。,2020/10/22,28,容量控制VCV,Ft和 Pt曲線： VCV設(shè)定 定容：VT/MV=？ 時間：f 、Ti 、Te Trise、Tp、I:E=?,2020/10/22,29,壓

10、力控制PCV,Ft和 Pt曲線： PCV設(shè)定 定壓：Pi-Level=？ 時間：f 、Ti 、 Prise、 Tp 、I:E=?,2020/10/22,30,同步間歇指令通氣 SIMV,Ft和 Pt曲線： VCV/PCV間歇+自主 VT/MV=？ Pi-Level=？ 時間：f /RR 、Ti、 Trise、Tp、I:E=? f總 = fsimv + f自主,2020/10/22,31,壓力支持PSV,Ft和 Pt曲線： 半自主通氣模式 PSV設(shè)定 壓力：Pi-Level=？ 壓力：Pmax=?,2020/10/22,32,持續(xù)氣道正壓CPAP,Ft和 Pt曲線： 自主通氣模式 壓力：PEEP

11、、PT吸 /FT吸 =? 或 PT呼 /FT呼 =?,2020/10/22,33,通氣模式的發(fā)展演化,2020/10/22,34,通氣模式的數(shù)學(xué)表達,假設(shè)病人吸氣做功W吸，自己吸到的容量V吸那么： 控制 W吸=0時，為控制模式(CMV/IPPV/VCV/PCV) W吸0 但 V吸=0，輔助控制模式(A/C 、病人觸發(fā)的) 輔助 100%W吸0，100%V吸0時，為輔助模式(Assist-Mode) 同步間歇控制：SIMV+ CPAP /SIMVVC+PSV/ SIMVPC+PSV 吸氣支持：PSV/VAPSV 和 VSV/MMV/EMMV 自主 W吸=100% ，V吸=100%時，為自主模式(

12、Spontaneous，CPAP),2020/10/22,35,通氣模式的轉(zhuǎn)化,2020/10/22,36,需要全程質(zhì)量保障,以臨床培訓(xùn)為基礎(chǔ)的人員保障：培訓(xùn)醫(yī)、護人員（考核合格、持證上崗）； 以使用前例行檢查為基礎(chǔ)的制度保障：建立制度，基本質(zhì)量確認； 以性能測試為基礎(chǔ)的質(zhì)量保障：(1-2)月測一次，臨床技師或工程師； 以計量檢定校準(zhǔn)為基礎(chǔ)的法律保障，由國家授權(quán)建立測量標(biāo)準(zhǔn)，進行量值傳遞或校準(zhǔn)，在法律上得到認可，每年一次。,2020/10/22,37,呼吸機系統(tǒng)故障分布1999年,2020/10/22,38,呼吸機的報警,輸入能源報警 停電、氣源故障（無輸出或低于某一水平）。 控制回路報警 控制參數(shù)不相容(反比、超范圍)、時序失效、閥失靈、傳感器故障、內(nèi)回路漏氣等。 輸出參數(shù)報警 壓力、容量、時間( f，Ti 、Te，窒息報警)、吸入氣體(溫度、氧濃度)呼出氣體(CO2濃度)。,2020/10/22,39,輸入能源報警,掉電，用墻上的標(biāo)準(zhǔn)配電插座，不要用插板； 氣源故障（無輸出或低于某一水平）： 盡量采用中心供雙氣； 用壓縮機時，要特別注意氣水分離器里的水和濾網(wǎng)的清洗。