呼吸系统解剖生理与呼吸机的基本模式Version4.1一、呼吸系统解剖生理一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个
概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题呼吸系统呼吸系统肺泡-肺内气体交换一、呼吸系
统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题肺容量
肺容量肺容量肺容量肺容量肺容量肺容量肺容量肺容量肺容量一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念
整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题整个呼吸过程(广义的“呼吸”)肺内气体交换-氧合一、
呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题自
主呼吸的换气过程：主动吸气，被动呼气呼吸肌呼吸肌的作用一、呼吸系统解剖生理呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程
（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题呼吸过程中的血液循环问题静脉瓣肌肉泵“呼吸泵”自主呼吸中“呼
吸泵”的作用一、呼吸系统解剖生理回顾二、呼吸机的基本模式二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗
呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发呼吸机基本概念呼吸机系统简图二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本概念机械通
气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发自主呼吸vs.正压通气机械(正压)通气与心肺对抗二、呼吸
机的基本模式呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发呼吸三要素:压力、容(流)
量和时间重要呼吸参数内源性PEEPi/Auto-PEEP：COPD&Asthma空气滞留二、呼吸机的基本模式
呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发呼吸模式呼吸模式：辅助/控制型(A
/C:Assist/Control;CMV)半自主型:同步间歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)辅助/控制
模式(A/C):机控呼吸临床应用：病人基本没有自主呼吸呼吸机根据临床医生的设定参数供气：潮气量或压力流速和流速波形，或吸
气时间呼吸频率由机器启动，也可由病人同步触发通气优点可提供完全的通气支持可控制呼吸频率缺点设置值有时可能不能满足病人
的通气需求需检查血气指标(Po2、Pco2)当辅助呼吸增加时，分钟通气量可能会增加可引起过度通气需设定高呼吸频率、潮气量和
分钟通气量上限报警半自主型:同步间隙指令通气(SIMV)临床应用：病人有一定频率的自主呼吸由呼吸机强制通气和自主呼吸组合而
成强制通气是由机器启动(IMV)或病人触发(SIMV)在自主呼吸时，病人决定潮气量和呼吸频率半自主型:同步间隙指令通气(SI
MV)优点同步呼吸可改善病人的舒适性可减少病人和呼吸机之间的对抗相比A/C模式，可减少过度通气的发生自主型(Sponta
neous)临床应用：病人有足够的自主呼吸频率定义要求有主动的自主呼吸驱动力连续气道正压(CPAP)：恒定的正压(PEEP
)作用于整个自主呼吸过程中可提供或不提供吸气支持(PSV)自主型(Spontaneous)可减少呼吸作功(WOB)潮气量
和呼吸频率由病人自己决定通常是拔管前最后的通气模式窒息通气双向转换(ApneaVentilation)呼吸机监测一次呼吸
开始到下一次呼吸开始的时间如果这个时间超过了操作者设定的窒息通气间隔时间(默认值：20秒)，窒息通气开始按照预设值（压力控制或
容量控制方式）工作当呼吸机监测到病人有二次连续的自主呼吸，窒息通气自动停止，按原模式通气呼吸模式呼吸模式：辅助/控制型(
A/C:Assist/Control;CMV)半自主型:同步间歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)控制呼
吸方式：容量控制方式(VCV):VolumeControl压力控制方式(PC
V):PressureControl自主呼吸方式：持续正压呼吸:CPAP
压力支持(PSV):PressureSupport控制呼吸容量控制(VCV):VolumeControl控
制呼吸容量控制(VCV):VolumeControl优点医生可控制潮气量、呼吸频率，以满足病人通气需求缺点吸气峰压可
能会很高(特别是气道阻力较大时),容易引起气压伤和心肺对抗控制呼吸压力控制(PCV):PressureControl控
制呼吸压力控制(PCV):PressureControl优点可减少气压伤的发生率可使塌陷或过度膨胀的肺泡恢复改善气体
分布缺点当病人顺应性发生变化时，潮气量随着改变(如ARDS、肺水肿病人)如吸气时间延长(适当的吸气时间延长以保证潮气量)
,病人可能需要使用镇静剂或麻醉剂新观点：压力上升时间使吸气流速的上升符合病人的需求范围1-100%(默认值50%
)高气道阻力:较缓的压力上升时间自主呼吸压力支持(PSV):PressureSupport自主呼吸压力支持(PSV
):PressureSupport当病人流速降到峰值流速百分比时，压力支持通气被终止“呼气灵敏度”定义了在终止呼吸机送气
时预计达到的吸气流量峰值百分比呼气灵敏度Esens若泄漏超过机设的Esens，呼吸机无法判断病人已停止吸气而继续送气，将导致
呼吸机对抗病人的呼气作功，使呼吸机与病人的呼吸不同步如果吸入气量被过早终止，这会减少潮气量，或在呼吸机停止送气后患者仍存在自主吸
气时，增加了吸气肌肉负荷呼气灵敏度Esens与呼气WOB自主呼吸压力支持(PSV):PressureSupport低
的PSV设定值5-10cmH2OPSV可减少病人克服气管插管和人工气道的阻力所作的功可作为脱管的最后支持水平高
的PSV设定值PS可增加自主呼吸的吸气作功能力，最高可达10ml/kg的潮气量可满足病人几乎总的通气要求自主呼吸压力
支持(PSV):PressureSupport优点病人控制呼吸频率、潮气量和整个呼吸过程克服吸气流速通过气管插管和人工气
道时的阻力病人感到舒适可减少人机对抗缺点如果病人状况改变时，由于呼吸机保持恒定的支持水平，可能会发生通气支持不足病人顺应
性、阻力的变化病人疲劳,自主呼吸的减弱自主呼吸压力支持(PSV):PressureSupport病人的评估值监测呼出
潮气量(7-10ml/1kg)监测是否有呼吸频率的降低PSV的适用人群有完整呼吸中枢的自主呼吸病人自主呼吸:CPAP(
持续气道正压呼吸)自主呼吸:CPAP(持续气道正压呼吸)PEEP(呼气末端正压)增加功能残气量(FRC),并可改善氧合使
塌陷的肺泡复原扩张已打开的肺泡使肺泡分布至肺毛细血管周围空间可用于所有呼吸模式PEEP/CPAP优点：预防和/或改
善肺不张改善氧合潜在的副作用：由于胸廓内正压的增加，使病人的心输出量降低气压伤增加颅内压半自主型组合:同步间隙指令通
气(SIMV)强制呼吸+自主呼吸强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自
主呼吸:可加压力支持(PSV)半自主型组合:同步间隙指令通气(SIMV)强制呼吸+自主呼吸
强制呼吸:容量控制方式(VCV)或压力控制方式(PCV)自主呼吸:无压力支持(PSV)二、呼吸机的基本模式呼吸机的基本
概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发同步触发方式触发灵敏度触发灵敏度：病人的努力程度
达到触发灵敏度时，呼吸机将触发供气触发可选择压力或流速触发压力触发封闭回路：吸气阀和呼气阀关闭病人横膈收缩，开始吸气动作
病人作功使呼吸机回路系统内产生负压压力触发当压力下降至医生所设定的灵敏度时，呼吸机将触发呼吸从病人吸气作功到呼吸机触发呼
吸之间，有短暂的延迟时间（吸气阀打开时间+气体从吸气阀到插管时间）如存在AUTO-PEEP,触发较困难(须克服AUTO-P
EEP)气道漏气时(如小儿无囊气切、气插)无法应用压力触发压力触发灵敏度设定在-2cmH2O图中，前二次病人作功达到
压力灵敏度；呼吸机触发呼吸通气第三次病人没有达到灵敏度；呼吸机不能触发通气流速触发开放系统：吸气阀和呼气阀打开呼气末，呼吸
机提供一个低水平的连续气流（基础流速）进入病人呼吸回路流速触发病人横膈收缩，吸气作功开始当病人开始吸气，一些连续气流转移至病
人处，呼吸机将触发呼吸流速触发低水平的流速满足了病人触发呼吸所作的功，有效地降低病人触发呼吸机工作所作的呼吸功可用于有AUT
O-PEEP(COPD和哮喘)的病人可减少病人作功和呼吸机供气之间的时间延迟；与压力触发相比，可改善呼吸机的反应时间克服气道漏
气(设置超过漏气的触发灵敏度)，用于小儿病人可减少胸部手术病人伤口疼痛二、呼吸机的基本模式回顾三、引申话题各种新
模式？“卖点”？“商业炒作”？基本呼吸模式的理解和应用最为关键！！！呼吸模式：辅助/控制型(A/C:Assist/Contr
ol;CMV)半自主型:同步间歇指令呼吸SIMV自主型(Spontaneous)控制呼吸方式：
容量控制方式(VCV):VolumeControl压力控制方式(PCV):PressureCon
trol自主呼吸方式：持续正压呼吸:CPAP压力支持(PSV):
PressureSupportACCPStandards:机械通气的目标(Slutsky,1993)以病人为中心
的呼吸策略Disease-OrientedVentilationStrategies目标:以病人为中心的呼吸策略前提：
防止机械正压通气的副作用:压力伤和容量伤心肺对抗其他并发症，如过度通气等设置：根据病人的病理生理状况调节呼吸机的参数以
病人为中心的呼吸策略Disease-OrientedVentilationStrategies阻塞型呼吸障碍(气道
阻力)哮喘支气管炎肺气肿烟雾吸入过小的插管限制型呼吸障碍(肺顺应性)ARDS肺炎充血性心衰CHF气胸
以病人为中心的呼吸策略Disease-OrientedVentilationStrategies另类话题:设备科角色的
再定位？1541434446AllinspiratoryeffortsunlessAutoPEEP.You
maywanttonotshowanegatimeinflectionpointoninspiration
onsomeofthese.Oftenthereisnotanegativedeflectionpoint,
happenswithaggressiveinspiratoryefforts.401821942062
1837382717Makesuretoincorporatediscussiononactiveexh
alationvalveinnotes313212333639343434343418Mostv
entilatorscurrentlyonthemarkettodayterminatetheinspirator
yphaseinPressureSupportVentilation(PS)accordingtosette
rminationcriteria.Thiscriteriaisusuallyapercentofthepe
akflowforthatparticularbreath.Clinicianshavebeenlimited
inthepastduetotheinabilitytoadjustthisterminationcrit
eria.ExpiratorySensitivity(ESENS)definesthepercentageoft
heprojectedpeakinspiratoryflow(VMAX)atwhichtheventilator
terminatesflowandthuscyclesfrominspirationtoexpirationd
uringspontaneousbreathing.AfixedPSterminationcriterionma
ypotentiallyresultinseveralclinicalissues.Ifinspiratory
flowterminatestooearly,itcanleadtoadecreasedtidalvolum
e,orincreasedinspiratorymuscleloadifthepatientsinspirato
ryeffortpersistsaftertheventilatorhascycledflowoff.Co
nversely,ifinspiratoryflowpersistsbeyondpatienteffortwhic
hmayhappenwhenleaksarepresent,itcanresultinunnecessary
expiratoryworkandpatient/ventilatordysynchrony.34343434
3418Mostventilatorscurrentlyonthemarkettodayterminateth
einspiratoryphaseinPressureSupportVentilation(PS)accordi
ngtosetterminationcriteria.Thiscriteriaisusuallyaperce
ntofthepeakflowforthatparticularbreath.Clinicianshave
beenlimitedinthepastduetotheinabilitytoadjustthisterm
inationcriteria.ExpiratorySensitivity(ESENS)definestheper
centageoftheprojectedpeakinspiratoryflow(VMAX)atwhichth
eventilatorterminatesflowandthuscyclesfrominspirationto
expirationduringspontaneousbreathing.AfixedPStermination
criterionmaypotentiallyresultinseveralclinicalissues.If
inspiratoryflowterminatestooearly,itcanleadtoadecreased
tidalvolume,orincreasedinspiratorymuscleloadifthepatien
tsinspiratoryeffortpersistsaftertheventilatorhascycledfl
owoff.Conversely,ifinspiratoryflowpersistsbeyondpatient
effortwhichmayhappenwhenleaksarepresent,itcanresultin
unnecessaryexpiratoryworkandpatient/ventilatordysynchrony.
40PCIRCcmH2OINSPLminEXP302010010-20806040200
20-804060V.04812s2610PSTerminationCriteria新观点:呼气灵
敏度Esens40%(Set)25%(Set)35%(LeakRate)FlowPRESSURE医生可根据病
人的情况调节Esens，使之符合病人内在的吸气相，可改善病人和呼吸机之间的同步性FLOWPSovershootstarge
tEsensfixed25%Esensadjustedto50%NormalProblemresolved0
100015压力-时间曲线流量-时间曲线吸气触发灵敏度呼气灵敏度5cmH2OPEEP40PCI
RCcmH2OINSPLminEXPPLOTSETUP302010010-20806040
20020-804060V.04812s2610UNFREEZE压力-时间曲线流量-时间曲线压
力触发(Press.Trigger)流速触发(FlowTrigger)XXBaselinePatient
effortTriggerPressure人机对抗存在AUTO-PEEP时,触发较困难-2cmH2ODelive
redflowReturnedflowNopatienteffortBaseFlow无触发:吸入端流速=呼
出端流速DeliveredflowLessflowreturned病人触发:吸入端流速-呼出端流速〉触发灵敏
度Allinspiratoryeffortsre
cognizedTimePressure呼吸机的基本概念机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速
触发CMVIPPVSIMVMMVBIPAPCPAPSPONTPCVVCVAPRVPLVPSASBILV
PRVCVAPSPAVAutoModeAutoFlowPPSVS回归根本！CLINICAL临床目标：1.
Reversehypoxemia改善低血氧症2.Reverserespiratoryacidosis
改善呼吸性酸毒症3.Relieverespiratorydistress减轻呼吸窘迫4.Prev
entorreverseatelectasis预防和改善肺不张5.Reverserespiratory
musclefatigue改善呼吸肌肉疲劳PRIMARY前提：AvoidIatroge
nicLungInjury避免医源性肺损伤其他限制型神经肌肉障碍腹部扩张胸壁畸形如果不考虑病人的病理生理情况，
盲目应用所谓“自动模式”也许会适得其反!临床医生在对基本呼吸模式的理解之上，根据病人当时的病理生理情况，实时调节呼吸机参数最为重
要设备维修部门ServiceDepartment临床工程部：临床技术支持和服务ClinicalEngineering
呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题呼吸机的基本概念
机械通气和心肺对抗呼吸机的几个重要参数呼吸模式压力触发和流速触发什么是呼吸机？呼吸机—电子打气筒！开环控制系统(送
气,无反馈)Vs.闭环控制系统(监测->反馈控制)=>安全、准确Pressure压力Volume容量I
EIE
自主呼吸正压通气吸气时：-胸内Pressure?-腹内
Pressure?自然进程的破坏：“呼吸泵”作用的丧失回心血量降低心排量CO?低血压,组织灌注减少……
机械(正压)通气与心肺对抗流速-时间曲线压力-时间曲线压力(P)：Pressure容量(V)：Volume流速(
f)：Flow时间(t)：Time吸呼比(I:E):其中：吸气相(I)=吸
气时间(Insp.)+平台时间(Pause)呼气相(E)=呼气时间(Exp.)正比通气、反比通气
屏气：气体扩散肺内交换压力-时间曲线流速-时间曲线平台压力:气体均匀扩散后峰值压力(PIP)潜在危害：气压伤、心肺
对抗呼气末压力(PEEP)吸气流速呼气末流速呼出潮气量密闭系统：吸入潮气量=呼出潮气量阻力压Presi顺应性压Pc
ompINSPPAUSE:肺顺应性Comp.=潮气量VT/顺应性压Pcomp
ml/cmH2O
气道阻力Resi.=阻力压Presi/吸气流速InspFlow
cmH2O/l/min
EXPPAUSE:(EndExpFlow>0)内源性PEEPi,Auto-PEEP
总PEEPtot吸入潮气量肺顺应性(Compliance)：弹性Time(s)(L/min)1234561
20-120Auto-PEEP的流量波形EndExpFlow>0控制呼吸方式：容量控制
方式(VCV):VolumeControl压力控制方式(PCV):PressureControl
自主呼吸方式：持续正压呼吸:CPAP压力支持(PSV):Pre
ssureSupportTimePressure辅助/控制模式(A/C):机控呼吸TimePressure病人触
发的强制通气病人触发自主呼吸机器启动的强制通气缺点如果设定频率或潮气量太低，对病人的支持就会不足10cmH2O
PEEPTime压力-时间曲线流量-时间曲线吸气流速波形：1.方波2.智能容量递减波降低峰值压力
减少气压伤和心肺对抗潮气量固定按病人理想公斤体重(IBW)设定:7-10ml/1kg,
从低潮气量开始(肺保护性通气)设定：潮气量、吸气流速和波形、呼吸频率压力：随病人顺应性和气道阻力变化设定
：吸气压力、吸气时间、呼吸频率流速波形：递减波，随气道阻力而变化潮气量：随病人顺应性变化压力-时间曲线流量-时间曲线监测
潮气量是否满足病人需求:根据病人理想公斤体重(IBW)7-10ml/1kg40PCIRCcmH2OINSPLm
inEXPPLOTSETUP302010010-2080604020020-804060
V.04812s2610UNFREEZEGasflowisgreatestwhereresistan
ceislow,henceoverinflationofnormallungunits.?V/QPvCO2
=46mmHgPvO2=40mmHgPaO
2=70mmHgPaCO2=45mmHgPaCO2=43mmHgPaO2=60mmHg压力-时
间曲线流量-时间曲线1.由病人触发呼吸:压力触发，流速触发2.吸气压力固定根据病人情况设定3.呼气灵敏度
(PB840&760可调)：流速为峰值流速的25%时由吸气转为呼气吸气流速:递减波病人决定呼吸频率、峰流
速吸气时间和潮气量TOPCHANCE——致力于提供专业的危重医学解决方案和服务体系TOPCHANCE——致力于提
供专业的危重医学解决方案和服务体系有限公司呼吸系统解剖结构肺容量的几个概念整个呼吸过程（广义的“呼吸”）自
主呼吸的过程呼吸过程中的血液循环问题上呼吸道：鼻和鼻腔过滤、湿化、加温咽喉呼吸机(应用气插和气切）:吸入\呼
出过滤器电子湿化器\人工鼻下呼吸道：气管支气管终末细支气管肺泡(肺内气体交换)潮气量(TV)补气量(IRV)
补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)潮气量(TV)：静
息状态每次吸入或呼出的气量成人约400-500毫升潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)
肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)补气量(IRV)：平静吸气后所能吸入
的最大气量正常成人约2500-2600毫升潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC
)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)吸气量(IC)：平静呼气后能吸入的最大气量
IC=TV+IRV潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)
肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)补呼气量(ERV)：平静呼气后所能呼出的最大气量潮气量(TV)补气量(IR
V)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)肺残气量(R
C)：最大呼气后肺内残留的气量潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活
量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)功能残气量(FRC)：平静呼气后肺内残留的气量
FRC=RC+ERV功能残气量(FRC)的临床意义：FRC在生理上起着稳定肺泡气体分压的缓冲作用，减少了通气间隙时对肺泡内气体
交换的影响如果没有FRC，呼气末期肺泡将完全塌陷，产生静-动脉血分流FRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或塌陷机械通气：PEEP增加功能残气量(FRC)潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)肺活量(VC)：最大吸气后能呼出的最大气量VC=IRV+TV+ERV正常成人约4500毫升潮气量(TV)补气量(IRV)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)吸气量(IC)肺总容量(TLC)：肺内所含的总气量TLC=VC+RC潮气量(TV)补气量(IRV)吸气量(IC)补呼气量(ERV)肺残气量(RC)功能残气量(FRC)肺活量(VC)肺总容量(TLC)肺部换气：外界和肺泡之间气体的吸入和呼出肺内气体交换(氧合)：血液中的氧气和二氧化碳在肺泡毛细血管内外的交换扩散静脉血动脉血血液循环：血液将动脉血(O2)带到身体各部分，将静脉血(CO2)带回肺泡毛细血管细胞内呼吸：血液和身体中的氧气和二氧化碳在细胞间的交换扩散动脉血静脉血机械通气主动吸气被动呼气胸锁乳突肌-将胸骨向上提升前锯肌-提升多数肋骨斜角肌-提升头两条肋骨外肋间肌-扩张胸膛腹直肌-向下拉到低位肋骨，同时将腹内物向隔膜下压内肋间肌-压下胸膛肺内压的变化自主呼吸过程:压力和容量的变化隔肌和肋间肌收缩胸内容积增大胸膜内压变负肺扩张肺内压变负外界空气流(压)入肺中胸膜内压肺内压肺内气量静脉血回心动力：吸气时：-胸内Pressure?-腹内Pressure?自主呼吸中“呼吸泵”的作用呼吸系统和循环系统的和谐工作——自然进化的结果 |
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