1、 呼吸機基本波形詳解呼吸機基本波形詳解微理器和有關軟件微理器和有關軟件現代呼吸機現代呼吸機 各種監測參數各種監測參數 機械通氣時機械通氣時壓力、流速壓力、流速和和容積容積的變化曲線以及各種呼吸環的變化曲線以及各種呼吸環. 目的目的 根據各種不同呼吸波形曲線特征根據各種不同呼吸波形曲線特征, 來指導調節呼吸機的通氣參數來指導調節呼吸機的通氣參數, 有效的機械通氣支持或通氣治療有效的機械通氣支持或通氣治療在通氣過程中的壓力、流速和容在通氣過程中的壓力、流速和容積相互的作用而達到以下目的積相互的作用而達到以下目的: :a.a. 能維持動脈血氣能維持動脈血氣/ /血血pHpH的基的基 本要求本要求(

2、( 即即PaCOPaCO2 2 和和 pH pH 正常正常, , PaOPaO2 2 達到基本期望值達到基本期望值 如如 至少至少 50-60 mmHg) 50-60 mmHg)b.b. 無氣壓傷、容積傷或肺泡無氣壓傷、容積傷或肺泡傷傷c.c. 患者呼吸不同步情況減低患者呼吸不同步情況減低 到最少到最少, ,減少鎮靜劑、肌減少鎮靜劑、肌 松弛劑的應用松弛劑的應用 d.d. 患者呼吸肌得到適當患者呼吸肌得到適當 的休息和康復的休息和康復1呼吸機工作過程: 吸氣控制吸氣控制A A 時間控制時間控制 通過預設的吸氣時間使吸氣通過預設的吸氣時間使吸氣 終止終止, , 如如PCVPCV的設置的設置TiT

3、i或或I:EI:EB B 壓力控制壓力控制 上呼吸道達到設置壓力時使吸上呼吸道達到設置壓力時使吸 氣終止氣終止, ,現巳少用現巳少用, , 如如PCVPCV的設的設 置高壓報警值置高壓報警值C C 流速控制流速控制 當吸氣流速降至預設的峰流速當吸氣流速降至預設的峰流速 % %以下以下( (即即Esens), Esens), 吸氣終止吸氣終止D D 容量控制容量控制 吸氣達到預設潮氣量時吸氣達到預設潮氣量時, ,吸氣吸氣 終止終止 呼氣控制呼氣控制A 時間控制時間控制: : 通過設置時間長短引起呼氣終止通過設置時間長短引起呼氣終止( (控制通氣控制通氣) )代表呼氣流速代表呼氣流速( (吸氣閥關

4、吸氣閥關閉閉, , 呼氣閥打開以便呼出氣體呼氣閥打開以便呼出氣體), ), 呼氣流速的波形均為同一形態呼氣流速的波形均為同一形態B B 病人觸發病人觸發: : 呼吸機檢測到吸氣流速到吸氣呼吸機檢測到吸氣流速到吸氣終終 止標準時即切止標準時即切換呼氣呼氣(Esens)(Esens)機械通氣支持時有四個基本參數壓力壓力容積容積流速流速時間時間參數組合構成各種同波形參數組合構成各種同波形壓力壓力- -時間曲線時間曲線容積容積- -時間曲線時間曲線流速流速- -時間曲線時間曲線壓力壓力- -容積環容積環流速流速- -容積環容積環壓力壓力- -流速環流速環流速測定 流速通常在呼吸機環路（從進氣口到呼氣閥

5、之間的管道）中測知 大部分流量感應器都可以測量一個較大的范圍（-300 +150LPM），但會由于假呼吸運動、水氣、呼吸道分泌物等而影響其準確性兩個組成部分： 吸氣波 呼氣波描述流速大小、持續時間和機控呼吸下的流速釋放方式（正壓通氣），或者病人自主呼吸下的流速大小，持續時間和流速需求。流速波 吸氣流速波機控呼吸圖1 是一個假設呼吸機給于恒定流速的一次機控呼吸的吸氣流速波（方波），虛線部分是呼氣波.圖1 吸氣流速波控制呼吸 圖1的流速波型是方波，從吸氣開始即達到峰值，直到吸氣末都是一個恒定值。在實際應用當中，像圖在實際應用當中，像圖1 1那樣那樣“真正的真正的”方波是不可能達方波是不可能達到的，

6、因為流速輸送系統都到的，因為流速輸送系統都有一個固定的延遲時間，在有一個固定的延遲時間，在這段時間內，流速從這段時間內，流速從0 0達到預達到預設的峰流速。同樣，在吸氣設的峰流速。同樣，在吸氣末流速從峰值降至末流速從峰值降至0 0也需要一也需要一段時間。段時間。延遲時間效應會在吸氣開始和吸氣末使波形出現輕微的傾斜。（圖2）圖2恒流速波形延遲時間效應 低驅動壓高內部順應性的呼吸機，氣流輸送受到環路回縮力的影響很大 低內部順應性和高驅動壓力的呼吸機，使環路回縮力對送氣的影響減少了 在一個較高的吸氣峰壓下，峰在一個較高的吸氣峰壓下，峰流速逐步減小，會導致吸氣時流速逐步減小，會導致吸氣時間的延長間的延

7、長如圖如圖3 3，實線是受環路回縮力影，實線是受環路回縮力影響后的波形，虛線是響后的波形，虛線是“真正的真正的”方波，兩者包圍的面積相同，方波，兩者包圍的面積相同，即潮氣量相同即潮氣量相同圖3 恒流速波形受環路回縮力的影響 越來越多的新一代容控型呼吸機具備了一些其他可選擇的波型遞增波遞減波正弦波 在預設同一個峰流速下，不同的波形會導致吸氣時間改變，而曲線包圍的面積即潮氣量是不變的（圖4）圖4 流速波形可選擇波型吸氣流速波自主呼吸 自主呼吸流速波形（圖5）的特點通常取決于病人呼吸需求的特點。就是說，波形大小、持續時間與病人的呼吸需求相對應此時由于沒有預設值，系統響應時間對波形的影響非常小，通常波

8、形類似于正弦波。（沒有使用壓力支持等輔助手段）圖5 吸氣流速波自主呼吸呼氣流速波 呼氣呼氣 不論是機控或是自主呼吸，都是一個被動的過程。 呼氣流速波的大小、持續時呼氣流速波的大小、持續時間、形狀取決于順應性，順應間、形狀取決于順應性，順應性包括病人順應性和呼吸機環性包括病人順應性和呼吸機環路順應性路順應性 呼吸機環路順應性受到環路長度、材呼吸機環路順應性受到環路長度、材質、型號（內徑）的影響，并且，氣流質、型號（內徑）的影響，并且，氣流通過呼氣閥時的阻力（容量測算系統）通過呼氣閥時的阻力（容量測算系統）也是重要因素也是重要因素 病人肺順應性改變或呼氣時動用呼吸病人肺順應性改變或呼氣時動用呼吸肌

9、，都會對波形產生影響肌，都會對波形產生影響圖6 是一個機控吸氣動作（虛線）后的呼氣流速波形。在呼吸機測算中呼氣流速在0基線以下。流速波圖6 呼氣流速波 病人呼氣阻力對呼氣流速波的細小影病人呼氣阻力對呼氣流速波的細小影響會得到修正，而呼氣流速波的明顯變響會得到修正，而呼氣流速波的明顯變化常體現了病人順應性的改變、氣道阻化常體現了病人順應性的改變、氣道阻力明顯變化或是病人煩躁動作用力明顯變化或是病人煩躁動作用呼氣阻力增大（分泌物堆積甚至氣道阻呼氣阻力增大（分泌物堆積甚至氣道阻塞）會降低呼氣峰流速并延長呼氣時間塞）會降低呼氣峰流速并延長呼氣時間（圖（圖7 7） 圖7 呼氣流速波氣道阻力增大圖8 呼氣

10、流速波被動及主動呼氣呼吸機上，測定壓力的部位通常在環路病人呼吸機上，測定壓力的部位通常在環路病人端端Y Y形管處，也有在環路吸氣支和呼氣支內部形管處，也有在環路吸氣支和呼氣支內部測知測知壓力測定 盡管從環路內部測得的壓力與盡管從環路內部測得的壓力與實際氣道壓不盡相同，但往往以實際氣道壓不盡相同，但往往以此作為參照，了解氣道壓的情況此作為參照，了解氣道壓的情況 壓力感應器通常可以測知最高壓力感應器通常可以測知最高150cmH150cmH2 2O O 的壓力，但會因環路內的壓力，但會因環路內積水、分泌物堵塞等影響準確性積水、分泌物堵塞等影響準確性 自主呼吸和機控呼吸的壓力波形自主呼吸和機控呼吸的壓

11、力波形是不同的，但他們的組成結構是是不同的，但他們的組成結構是一樣的一樣的壓力波形對評估呼吸周期結構壓力波形對評估呼吸周期結構（呼氣相向吸氣相轉換點）、時（呼氣相向吸氣相轉換點）、時間系數及病人與呼吸機的相互作間系數及病人與呼吸機的相互作用都有幫助用都有幫助 壓力波形壓力波形 觀察壓力波形，很容易判斷病人到底是自主觀察壓力波形，很容易判斷病人到底是自主呼吸還是機控呼吸。圖呼吸還是機控呼吸。圖9 9是一個典型的自主呼是一個典型的自主呼吸壓力波形。吸壓力波形。( (未用壓力支持等輔助未用壓力支持等輔助) )壓力波形自主呼吸圖10 是一個典型的機控呼吸的壓力波形（正壓通氣）圖10 壓力波形機控呼吸

12、“膨脹壓膨脹壓”指達到一個固定潮氣量時的壓指達到一個固定潮氣量時的壓力力膨脹壓分兩個部分膨脹壓分兩個部分流速抵抗壓和肺擴張流速抵抗壓和肺擴張壓壓圖圖11 11 表示了機控呼吸中的一次吸氣暫停表示了機控呼吸中的一次吸氣暫停（吸氣流速結束后，肺保持膨脹的動作）（吸氣流速結束后，肺保持膨脹的動作）圖11 肺膨脹壓吸氣暫停圖12 壓力波形受阻力、流速、順應性影響（固定潮氣量） Pressure= volume / compliance + flow resistance 呼吸參數與氣體運動方程圖13 呼氣壓基線抬高呼氣末正壓PEEP 為自主呼吸患者提供持續氣道正壓，圖中的低幅波動為自主呼吸患者提供持續

13、氣道正壓，圖中的低幅波動為自主呼吸波形。向上的壓力代表呼氣。所有呼吸周期為自主呼吸波形。向上的壓力代表呼氣。所有呼吸周期均在正壓范圍內。均在正壓范圍內。持續氣道正壓CPAP CPAP/PEEP的作用： o 增加肺泡內壓和功能殘氣量，使P(A-a)O2減少，有利于氧向血液內彌散；o 使萎陷的肺泡復張，在整個呼吸周期維持肺泡的通暢；o 對容量和血管外肺水的肺內分布產生有利影響；o 改善V/Q的比例；o 增加肺順應性，減少呼吸功。圖14 呼氣壓力抬高圖15 平均壓圖16 自主觸發的輔助通氣圖17 機控呼吸中病人努力不夠圖18 時間測算圖19 壓力測定PCV、PSV預設壓力支持水平預設壓力支持水平PE

14、EP峰流速峰流速2 5 % 峰流速峰流速時間時間吸氣時間吸氣時間壓力壓力流速流速容量容量PSV的通氣波形的通氣波形 每次通氣由患者觸發，觸發后呼吸機馬上輸送預定的正壓，通氣頻率由患者每次通氣由患者觸發，觸發后呼吸機馬上輸送預定的正壓，通氣頻率由患者自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見每次通自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見每次通氣前觸發波，觸發后壓力迅速升至平臺并維持一定時間的平臺壓以后，成指氣前觸發波，觸發后壓力迅速升至平臺并維持一定時間的平臺壓以后，成指數減至基線。數減至基線。壓力支持通氣PSVVPPSV 的的 P-V 環環圖20 容量波圖

15、21 自動順應性補償流速、壓力、容量環 下面列出的分別是機控、輔助、自主呼吸的波形環之間的區別。值得注意的是，壓力-容量環對于測定、估算呼吸功有重要的作用（做功=環的面積）。圖22 壓力-容量環（環）反映順應性 吸氣肢成弓形變化提示吸氣阻力增高環斜率偏向縱軸提示順應性增高，偏向橫軸提示順應性減退。環形態受下列因素影響：吸氣流速潮氣量吸氣頻率患者肌松狀態圖23 壓力-流速環 （環）圖24 流速流速-容量環容量環( F-V ( F-V 環環 ) ) 臨床意義呼氣流速突然終止提示存在auto-PEEP 呼氣肢凹向橫軸提示呼出氣流受限呼氣峰流速降低提示氣道阻塞 F-V環環呈開環狀提示回路泄漏呈開環狀提

16、示回路泄漏.自主呼吸時曲線出現鋸齒狀改變提示回路中分泌物過多自主呼吸時曲線出現鋸齒狀改變提示回路中分泌物過多應用支氣管擴張劑后呼氣峰流速增高，呼氣肢更線性化應用支氣管擴張劑后呼氣峰流速增高，呼氣肢更線性化FlowTime氣體陷閉氣體陷閉auto-PEEP患者患者正常正常 陷閉氣量陷閉氣量 air trappingFlowVol陷閉氣量陷閉氣量不能回到基線不能回到基線陷閉氣量陷閉氣量Air leakVolTimeVolPAir leakAir leak漏氣漏氣 Air leakFlowVol不能回到基線不能回到基線c.c. 患者呼吸不同步情況減低患者呼吸不同步情況減低 到最少到最少, ,減少鎮靜

17、劑、肌減少鎮靜劑、肌 松弛劑的應用松弛劑的應用 參數組合構成各種同波形參數組合構成各種同波形壓力壓力- -時間曲線時間曲線容積容積- -時間曲線時間曲線流速流速- -時間曲線時間曲線壓力壓力- -容積環容積環流速流速- -容積環容積環壓力壓力- -流速環流速環參數組合構成各種同波形參數組合構成各種同波形壓力壓力- -時間曲線時間曲線容積容積- -時間曲線時間曲線流速流速- -時間曲線時間曲線壓力壓力- -容積環容積環流速流速- -容積環容積環壓力壓力- -流速環流速環兩個組成部分： 吸氣波 呼氣波描述流速大小、持續時間和機控呼吸下的流速釋放方式（正壓通氣），或者病人自主呼吸下的流速大小，持續時間和流速需求。流速波圖12 壓力波形受阻力、流速、順應性影響（固定潮氣量）預設壓力支持水平預設壓力支持水平PEEP峰流速峰流速2 5 % 峰流速峰流速時間時間吸氣時間吸氣時間壓力壓力流速流速容量容量PSV的通氣波形的通氣波形 每次通氣由患者觸發，觸發后呼吸機馬上輸送預定的正壓，通氣頻率由患者每次通氣由患者觸發，觸發后呼吸機馬上輸送預定的正壓，通氣頻率由患者自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見每次通自己決定，潮氣量取決于壓力支持水平和患者的吸氣用力。圖中可見每次通氣前觸發波，觸發后壓力迅速升至平臺并維持一定時間的