机械通气波形分析.ppt
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1、波形分析波形分析美国伟康医疗(上海)办事处美国伟康医疗(上海)办事处1.1.引引 言言现现代代呼呼吸吸机机除除提提供供各各种种有有关关监监测测参参数数外外,同同时时能能提提供供机机械械通通气气时时压压力力,流流速速,容容积积和和各各种种呼呼吸吸环环.目目的的是是根根据据各各种种不不同同呼呼吸吸波波形形曲曲线线特特征征,来来指指导导调调节节呼呼吸吸机机,如如通通气气模模式式是是否否合合适适、人人机机对对抗抗、气气道道阻阻塞塞、呼呼吸吸回回路路有有无无漏漏气气、呼呼吸吸机机和和患患者者在在呼呼吸吸过过程程中中所所作作之之功功、评评估估机机械械通通气气时时效效果果和和使使用用支支气气管管扩扩张张剂剂
2、的的疗疗效效等等.有有效效的的机机械械通通气气支支持持/治治疗疗是是通通气气过过程中的压力、流速和容积相互的作用而达到以下目的程中的压力、流速和容积相互的作用而达到以下目的:A.A.能能维维持持血血气气/血血pHpH的的基基本本要要求求(即即PaCOPaCO2 2和和pHpH正正常常,PaOPaO2 2达到基本期望值达到基本期望值)B.B.无气压伤、容积伤或肺泡伤无气压伤、容积伤或肺泡伤.C.C.患者呼吸不同步情况减低到最少且少用镇静剂患者呼吸不同步情况减低到最少且少用镇静剂.D.D.患者呼吸肌得到适当的休息和康复患者呼吸肌得到适当的休息和康复.2.2.流速流速-时间曲线时间曲线(F-T cu
3、rve)F-T curve)呼吸机在单位时间内输送出气体流动量或气体流动时呼吸机在单位时间内输送出气体流动量或气体流动时变化之量流速变化之量流速-时间曲线的时间曲线的横轴代表时间横轴代表时间(sec)sec),纵轴纵轴代表流速代表流速(Flow=V=LPM),Flow=V=LPM),在横轴上部代表吸气流速在横轴上部代表吸气流速,横轴下部代表呼气流速横轴下部代表呼气流速.曾有八种吸气流速波形曾有八种吸气流速波形 FGH2.1.2.1.吸气流速波形吸气流速波形(见图见图1)1)2.1.1 2.1.1 吸气流速的波型吸气流速的波型(类型类型)流速流速流速流速图图2.2.VCVVCV吸吸气气流速波形流
4、速波形Square=Square=方波方波Decelerating=Decelerating=递减波递减波Accelerating=Accelerating=递增波递增波Sine=Sine=正弦波正弦波吸气吸气呼气呼气 时间时间2.1.2 2.1.2 AutoFlowAutoFlow(自动控制吸气流速波自动控制吸气流速波)图图3.3.AutoFlowAutoFlow吸吸气气流流速速是是VCVVCV中中吸吸气气流流速速的的一一种种新新的的功功能能,根根据据当当前前的的肺肺顺顺应应性性和和系系统统阻阻力力及及设设置置的的潮潮气气量量而而自自动动控控制制吸吸气气峰峰流流速速(采采用用递递减减波波形形
5、),),在在剩剩余余的的吸吸气气时时间间内内以以最最低低的的气气道道压压力力完完成成潮潮气气量量的的输输送送,当当阻阻力力或或顺顺应应性性发发生生改改变变时时,每每次次供供气气时时的的气气道道压压力力变变化化幅幅度度在在+3-3+3-3cmH2O,cmH2O,不不超超过过报报警警压压力力高高限限 -5-5cmH2O,cmH2O,并并允允许许在在平平台台期期内内可可自自主主呼呼吸吸,适适用用于于各各种种VCVVCV和和PCVPCV所所衍衍生生的的各各种通气模式种通气模式.2.2 2.2 呼气流速波形呼气流速波形吸气流速吸气流速时时 间间(sec)sec)呼气流速呼气流速2.3 2.3 流速波形流
6、速波形(F-T curve)F-T curve)的临床应用的临床应用2.3.1 2.3.1 吸气流速曲线分析吸气流速曲线分析-鉴别呼吸类型鉴别呼吸类型(图图5)5)左侧左侧为为VCVVCV的强制通的强制通气气,吸气流速的波形可吸气流速的波形可选择为方波选择为方波,递减波递减波 中中图图为为自自主主呼呼吸吸的的正正弦弦波波,是是由由于于吸吸、呼呼气气峰峰流流速速比比机机械械通通气气的的正正弦弦波波均均小小得得多多,且且吸吸气气流流速速波波形形态态不不完完全全似似正正弦弦型型.右右侧侧图图为为压压力力支支持持流流速速波波,吸吸气气流流速速突突然然下下降降至至0 0是是递递减减波波在在吸吸气气过过程
7、程中中吸吸气气流流速速递递减减至至呼呼气灵敏度的阈值气灵敏度的阈值 2.3.2 2.3.2 在定容型通气中识别所选择的吸气流速波型在定容型通气中识别所选择的吸气流速波型图图6 6 以以VCVVCV为为基基础础的的指指令令通通气气所所选选择择的的三三种种波波型型(正正弦弦波波基基本本淘淘汰汰).).而而呼呼气气波波形形形形状状基基本本类类同同.本本图图显显示示了了吸吸气气相相的的三种波形三种波形.在在定定压压型型通通气气(PCV)PCV)中中目目前前均均采采用递减波用递减波!方波方波递减波递减波吸气吸气呼气呼气正弦波正弦波2.3.3 2.3.3 判断指令通气过程中有无自主呼吸判断指令通气过程中有
8、无自主呼吸图图7 7中中A A为为指指令令通通气气吸吸气气流流速速波波,B B为为在在指指令令吸吸气气过过程程中中有有一一次次自自主主呼呼吸吸,在在吸吸气气流流速速波波出出现现切切迹迹,C C为为人人机机不不同同步步而而使使潮潮气气量量减减少少,在在吸吸气气流流速速前前有有微微小小呼呼气气流流速速且且在在指指令令吸吸气气近近结结束束时时出出现现自自主主呼呼吸吸,而而使使呼呼气气流速减少流速减少.2.3.4 2.3.4 吸气时间不足的曲线吸气时间不足的曲线(图图8)8)左侧在设置的吸气过程内左侧在设置的吸气过程内吸气流速未降至吸气流速未降至0 0,说明吸气时间不足说明吸气时间不足,图内虚线的呼气
9、流速开始说明吸气流速巳降至图内虚线的呼气流速开始说明吸气流速巳降至0 0吸气时间足够吸气时间足够,在在降至降至0 0后持续一短时间在后持续一短时间在VCVVCV中是吸气后摒气时间中是吸气后摒气时间.右侧图是右侧图是PCV(PCV(均采用递减波均采用递减波)的吸气时间的吸气时间:图中图中(A)A)是吸气末流是吸气末流速巳降至速巳降至0 0说明吸气时间合适且稍长说明吸气时间合适且稍长,(,(注意注意PCVPCV无吸气后摒气时无吸气后摒气时间间).).(B)B)的吸气末流速未降至的吸气末流速未降至0,0,说明吸气时间不足或是自主呼说明吸气时间不足或是自主呼吸的呼气灵敏度巳达标吸的呼气灵敏度巳达标(下
10、述下述),),只有相应增加吸气时间才能不只有相应增加吸气时间才能不增加吸气压力情况下使潮气量增加增加吸气压力情况下使潮气量增加.2.3.5 2.3.5 从吸气流速检查有泄漏从吸气流速检查有泄漏(图图9)9)当当呼呼吸吸回回路路中中存存在在泄泄漏漏,(,(如如气气管管插插管管气气束束泄泄漏漏,NIVNIV面面罩罩漏漏气气,回回路路连连接接有有泄泄漏漏)而而流流量量触触发发值值又又小小于于泄泄漏漏速速度度,在在吸吸气气流流速速曲曲线线的的基基线线(即即0 0升升/分分)和和图图形形之之间间的的距距离离(即即图图中中虚虚形形部部分分)为为实实际际泄泄漏漏速速度度,此此时时宜宜适适当当加大流量触发值以
11、补偿泄漏量加大流量触发值以补偿泄漏量(升升/分分)2.3.6 2.3.6 根据吸气流速调节呼气灵敏度根据吸气流速调节呼气灵敏度(EsensEsens)见图见图1010自自主主呼呼吸吸时时当当吸吸气气流流速速降降至至原原峰峰流流速速25%25%或或实实际际吸吸气气流流速速降降至至5 5升升/分分时时,呼呼气气阀阀门门打打开开呼呼吸吸机机切切换换为为呼呼气气.此此流流速速的的临临界界值值即即呼呼气气灵灵敏敏度度.以以往往此此临临界界值值由由厂厂方方固固定定,操操作作者者不不能能调调节节(图图1010左左侧侧),),现现在在有有的的呼呼吸吸机机呼呼气气灵灵敏敏度度可可供供用用户户调调节节(图图101
12、0右右侧侧).).右右侧侧图图A A因因回回路路存存在在泄泄漏漏或或预预设设的的EsensEsens过过低低,以以致致呼呼吸吸机机持持续续送送气气,导导致致吸吸气气时时间间过过长长.B B适适当当地地将将EsensEsens调调高高及及时时切切换换为为呼呼气气,但但过过高高的的EsensEsens使使切切换换呼呼气气过过早早,无无法法满满足足吸吸气气的的需需要要.故故在在PSVPSV中中EsensEsens需需和和压压力力上上升升时时间间根根据据波波形形结结合一起来调节合一起来调节.2.4 2.4 呼气流速波形的临床意义呼气流速波形的临床意义2.4.1 2.4.1 初步判断支气管情况和主动或被
13、动呼气初步判断支气管情况和主动或被动呼气(图图11)11)图图1111左左侧侧图图虚虚线线反反映映气气道道阻阻力力正正常常,呼呼气气时时间间稍稍短短,实实线线反反映映呼呼气气阻阻力力增增加加,呼呼气气时时延延长长.右右侧侧图图虚虚线线反反映映是是自自然然的的被被动动呼呼气气,而而实实线线反反映映患患者者主主动动用用力力呼呼气气,单单纯纯从从本本左左右右图图较较难难判判断断它它们们之之间间差差别别和和性性质质.尚尚需需结结合合压压力力-时时间间曲曲线线一一起起判判断断即即可了解其性质可了解其性质.2.4.2 2.4.2 判断有无判断有无Auto-PEEPAuto-PEEP的存在的存在(图图12)
14、12)吸吸气气流流速速选选用用方方波波,呼呼气气流流速速波波形形在在下下一一个个吸吸气气相相开开始始之之前前呼呼气气末末流流速速未未回回复复到到0 0位位,说说明明有有Auto-PEEP(Auto-PEEP(PEEPiPEEPi)存存在在.注注意意图图中中的的A,BA,B和和C C其其呼呼气气末末流流速速高高低低不不一一,B B呼呼气气末末流流速速最最高高,依依次次为为A,C.A,C.在实测在实测Auto-PEEPAuto-PEEP压力也高低不一压力也高低不一.Auto-PEEPAuto-PEEP是是由由于于平平卧卧位位(45(45岁岁以以上上),),呼呼气气时时间间设设置置不不适适当当,采采
15、用用反反比比通通气气或或因因肺肺部部疾疾病病或或肥肥胖胖者者所所引引起起,是是小小气气道道在在呼呼气气过过程程中中过过早早地地陷陷闭闭,以以致致吸吸入入的的潮潮气气量量未未完完全全呼呼出出,使使气气体体阻阻滞在肺泡内产生正压所致滞在肺泡内产生正压所致.2.4.32.4.3评估支气管扩张剂的疗效评估支气管扩张剂的疗效(图图13)13)图图1313中支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上中支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化的变化,A A代表呼出气的峰流速代表呼出气的峰流速,B B代表从峰流代表从峰流速回复到速回复到0 0位的时间位的时间.图右侧治疗后图右侧治疗后呼气峰流速呼气峰流速A A增加增加
16、,有效呼出时间有效呼出时间B B缩短缩短,说明用药后支气说明用药后支气管情况改善管情况改善.3.1 3.1 VCVVCV的压力的压力-时间曲线时间曲线(P-P-TcurveTcurve)(图图14)14)一一个个呼呼吸吸周周期期由由吸吸气气和和呼呼气气所所组组成成,这这两两时时期期均均包包含含有有流流速速相相和和无无流流速速相相.在在VCVVCV中中吸吸气气期期无无流流速速相相是是无无气气体体进进入入肺肺内内(即即吸吸气气后后摒气期摒气期),),PCVPCV的吸气期始终是有流速相期的吸气期始终是有流速相期(无吸气后摒气无吸气后摒气).压压力力-时时间间曲曲线线反反映映了了气气道道压压力力(Pa
17、w)Paw)的的逐逐步步变变化化(图图14),14),纵纵轴轴为为气气道道压压力力,单单位位是是cmHcmH2 2O(1 O(1 cmHcmH2 2O=0.981 O=0.981 mbar),mbar),横横轴轴是是时时间间以以秒秒(sec)sec)为单位为单位,3.1.13.1.1平均气道压平均气道压(mean Paw mean Paw 或或PmeanPmean)()(图图15)15)平平均均气气道道压压是是通通过过压压力力曲曲线线下下的的区区域域面面积积计计算算而而得得,直直接接受受吸吸气气时时间间影影响响.图图1515中中虚虚点点面面积积在在特特定定的的时时间间间间隔隔上上所所计计算算的
18、的压压力力相相加加求求其其均均数数即即平平均均气气道道压压.它它在在正正压压通通气气时时与与肺肺泡泡充充盈盈效效果果(即即气气体体交交换换)和和心心脏脏灌灌注注效效果果相相关关,气气道道峰峰压压,PEEPPEEP和和吸吸/呼呼比比均均影影响响它它的的升升降降.A-BA-B为为吸吸气气时时间间,B-CB-C为为呼呼气气时时间间,PIP=PIP=吸吸气气峰峰压压,Baseline=Baseline=呼呼吸吸基基线线(=0(=0或或PEEP).PEEP).一一般般平平均均气气道压道压=10-15=10-15cmH2O,cmH2O,不大于不大于3030cmH2O.cmH2O.3.2 3.2 PCVPC
19、V的压力的压力-时间曲线时间曲线(图图16)16)与与VCVVCV压压力力-时时间间曲曲线线不不同同,气气道道压压力力在在吸吸气气开开始始时时从从基基线线压压力力(0(0或或PEEP)PEEP)快快速速增增加加至至设设置置的的水水平平呈呈平平台台样样式式,并并在在呼呼吸吸机机设设定定的的吸吸气气时时间间内内保保持持恒恒定定.在在呼呼气气相相,压压力力下下降降和和VCVVCV一一样样回回复复至至基基线线压压力力水水平平,本本图图基基线线压压力力为为5 5 cmH2OcmH2O是是医医源源性性PEEP.PEEP.呼呼吸吸回回路路有有泄漏时气道压无法达到预置水平泄漏时气道压无法达到预置水平.3.2.
20、1 3.2.1 压力上升时间压力上升时间(压力上升斜率或梯度压力上升斜率或梯度)压力上升时间是压力上升时间是在吸气时间内在吸气时间内使设定的气道压力达到使设定的气道压力达到目标所需的时间目标所需的时间,事实上是调节呼吸机吸气流速大小事实上是调节呼吸机吸气流速大小,使达到目标时间缩短或延长使达到目标时间缩短或延长.a,b,ca,b,c分别代表三种不同分别代表三种不同的压力上升时间的压力上升时间,快慢不一快慢不一.调节上升时间即是调调节上升时间即是调节呼吸机吸气流速的增加或减少节呼吸机吸气流速的增加或减少,a,b,ca,b,c流速高低不一流速高低不一,压力上升时间快慢也不一压力上升时间快慢也不一,
21、吸气流速越大吸气流速越大,压力达标压力达标时间越短时间越短(上图上图).).反之亦然反之亦然.3.3.13.3.1a a 识别呼吸类型识别呼吸类型(图图18)18)基基线线压压力力未未回回复复到到0,0,均均使使用用了了PEEPPEEP.且且患患者者触触发发呼呼吸吸机机是是使使用用了了压压力力触触发发,若若使使用用了了流流量量触触发发,则则不不论论是是CMVCMV或或AMV,AMV,在在基基线线压压力力均均无无向向下下折折返返小小波波(A A点点处处)!)!左左侧侧图图在在基基线线压压力力均均无无向向下下折折返返小小波波(A),A),呼呼吸吸机机完完全全控控制制患患者者呼呼吸吸,此此为为CMV
22、CMV模模式式.右右侧侧在在吸吸气气开开始始均均有有向向下下折折返返的的压压力力小小波波,这这是是患患者者触触发发了了呼呼吸吸机机且且达达到到触触发发阈使呼吸机进行了一次辅助通气阈使呼吸机进行了一次辅助通气,此为此为AMVAMV模式模式.3.3.1.3.3.1.b b 自主呼吸自主呼吸(SPONT/CPAP)SPONT/CPAP)和压力支持通气和压力支持通气(PSV/ASB)PSV/ASB)图图19.19.图图1919均为自主呼吸使用了均为自主呼吸使用了PEEPPEEP,在在A A处处曲线在基线处向下折返曲线在基线处向下折返代表负压吸气代表负压吸气,而而B B处处曲线向上折返代表正压呼气曲线向
23、上折返代表正压呼气,此即是自此即是自主呼吸主呼吸,若基线压力大于若基线压力大于0 0则称之为则称之为CPAPCPAP.右侧图吸气开始时有右侧图吸气开始时有向下折返波以后压力上升向下折返波以后压力上升,此非辅助呼吸此非辅助呼吸(AMV)AMV)而是压力支持而是压力支持通气通气,原因是两个压力波的吸气时间有差别原因是两个压力波的吸气时间有差别,出现平台出现平台(Plateau)Plateau)是吸气时间长是吸气时间长(并非是并非是PCVPCV的的AMV),AMV),而而最右侧压力波最右侧压力波无平台是由于吸气时间短无平台是由于吸气时间短.注意压力支持通气是必需在患者自注意压力支持通气是必需在患者自
24、主呼吸基础上才可有压力支持主呼吸基础上才可有压力支持,而自主呼吸的吸气时间并非恒而自主呼吸的吸气时间并非恒定不变定不变,因此根据吸气时间和肺部情况尚需调节压力上升时间因此根据吸气时间和肺部情况尚需调节压力上升时间和呼气灵敏度和呼气灵敏度.3.3.13.3.1c c 同步间歇指令通气同步间歇指令通气(SIMV)SIMV)图图2020.图图2020中中黑黑影影部部分分是是SIMVSIMV每每个个呼呼吸吸周周期期起起始始段段的的触触发发窗窗,通通常常占占每每个个呼呼吸吸周周期期时时间间的的25-60%.25-60%.在在触触发发窗窗期期间间内内自自主主呼呼吸吸达达到到触触发发灵灵敏敏度度,呼呼吸吸机
25、机即即输输送送一一次次同同步步指指令令通通气气(即即设设置置的的潮潮气气量量或或吸吸气气峰峰压压),),若若无无自自主主呼呼吸吸或或自自主主呼呼吸吸较较弱弱不不能能触触发发时时,在在触触发发窗窗结结束束时时呼呼吸吸机机自自动动给给一一次次指指令令通通气气.此此后后在在呼呼吸吸周周期期的的剩剩余余时时间间内内允允许许患患者者自自主主呼呼吸吸,即即使使自自主主呼呼吸吸力力达达到到触触发发阈阈,呼呼吸吸机机也也不不给给指指令令通通气气,但但可可给给予予一一次次PS(PS(需需预预设设).).图图中中笫笫二二、五五个个周周期期说说明明触触发发窗窗期期巳巳消消逝逝,图图中中虽虽有有向向下下折折返返的的自
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