呼吸机临床应用基础1

呼吸机临床应用基础山东省立医院心脏外科范全心一、呼吸机治疗的若干基本概念１.潮气量（Tidalvolume,VT）：静息状态
下每次吸入或呼出的气量称VT。成人一般为400～500ml。一、呼吸机治疗的若干基本概念２.补吸气（Inspiratory
reservevolume,IRV):平静吸气后再吸入的气量。正常成人约2500～2600ml。它反映肺
的吸气储备功能、胸廓弹性及气道通畅情况。一、呼吸机治疗的若干基本概念３.吸气量（Inspiratorycapacit
y,IC）:平静呼气后能吸入的最大气量。IC＝VT＋IRV。正常成人约3000ml.一、呼吸机治疗的若
干基本概念４.补呼气量（Expiratoryreservevolume,ERV）：平静呼气后所能
呼出的最大气量。正常成人约1000ml。ERV反映了肺的气储备功能。一、呼吸机治疗的若干基本概念５.肺
残气量（Residualcapacity,RC）：最大呼气后肺内残留的气量。一、呼吸机治疗的若干基本概念６.功能残气量（F
unctionalresidualcapacity,FRC）：平静呼气后肺内残留的气量。
FRC＝RC＋ERV。FRC在生理上起着稳定肺泡气体分压的缓冲作用，减少了通气间歇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陷闭。FRC增加提示肺泡扩张，FRC减少说明肺泡缩小或陷闭。一、呼吸机治疗的若干基本概
念７.肺活量（Vitalcapacify,VC）：最大吸气后能呼出的最大气量。VC＝IRV＋VT＋E
RV。正常人约4500ml。VC反映了肺的呼吸代偿功能。VC受呼吸肌强弱、肺组织和胸廓弹性及气道通畅程
度的影响。一、呼吸机治疗的若干基本概念８.肺总容量（Totallungcapacity,TLC）：深吸气后
肺内所含的气量。TLC＝VC＋RC。正常成人约5500～6000ml。肺气肿时TLC增加；
肺不张、肺纤维化、胸腔积液、气胸、气腹等情况下TLC减少。一、呼吸机治疗的若干基本概念９.解剖死腔（Anatomydea
thvolume,ADV）存在于终末细支气管以上气道内的气体容量。即指潮气量中在呼
气初期不发生改变就被呼出的那部分气体。正常成人约120～150ml。正常ADV／VT比值
为0.3～0.4。10.分钟通气量（MinuteVentilation,MV）为潮气量与呼吸频率（
RR）的乘积（MV＝VT×RR）。静息时，MV为6～8L／min。11.最大通气量（Maxim
umminuteventilation,MMV）指在单位时间内所能呼吸的最大气量。它取决于三个因
素:①胸部的完整结构和呼吸肌的力量；②呼吸道的通畅程
度；③肺组织弹性。12.肺泡通气量（Alveolarventilation,AV）
MV中能进入肺泡的那部分气体称为AV。AV＝（VT－ADV）×RR。
AV参与气体交换，因而又称有效肺通气量二、呼吸机的分类（一）按通常作用于机体的部位分类１、直接气道加压呼吸机
２、体外式呼吸机：铁肺、胸甲式、带式（二）按驱动方式分类１、气动呼吸机２、电动呼
吸机（三）按吸气向呼气转化的方式分类１、定压呼吸机２、定容呼吸机３、定时呼吸机
４、流速控制呼吸机５、混合型多功能呼吸机二、呼吸机的分类（四）按通气频率的高低分类
１、常频呼吸机２、高频喷射呼吸机３、高频振荡呼吸机（五）按应用的对象分类１、成
人呼吸机２、小儿呼吸机３、成人／儿童兼用呼吸机（六）按呼气向吸气转化的方式分类１
、控制型呼吸机２、辅助型呼吸机或同步呼吸机３、混合型多功能呼吸机三、常用几类呼吸机的特点（一）
定容型呼吸机一般以电为动力，功率强大，能够按预先设定的潮气量向患者肺内输送气体，达到预定的容量输出后，由吸气
相转为力气相。其优点是：①输送气体的容积能可靠地控制；②不论病人肺内病变如何，输送气体量稳定不变；③呼吸机工作参数易于
设定和监测，操作容易；④供氧浓度易于维持恒定；⑤能够提供部分性呼吸支持。其缺点是：①在肺、胸廓顺应性差的患者，可导致气
道压力过高；②在应用过程中需要气道全封闭，才能保证预定的潮气量和通气量；③价格昂贵。三、常用几类呼吸机的特点（二
）定压型呼吸机通常常以高压气源为动力，送气时气道压力达到预定值则由吸气相转为呼气相。其优点是：①体积小，价格
低廉；②对气道的封闭要求不严格，故可用于气管插管周围漏气的患者。其缺点是：①无强大的内部驱动力，当患者气道阻力高
、肺顺应性差时，潮气量不能保证；②输出气体容易不稳定，易受病人的干扰；③吸人氧浓度不易精确控制。因此，定压型呼吸机适用
于病情较轻、仅需要短期呼吸支持的患者。其代表机型为美国产鸟牌Mark系列呼吸机。三、常用几类呼吸机的特点（三）定时
型呼吸机按预定的频率、吸气时间送气，然后转换为呼气。由于此类呼吸机的工作气流流量、吸气时间等工作参数可随
意设定，故在使用性能上接近定容型呼吸机。目前应用较广的纽邦（Newport）系列和西门子Servo900系列呼吸机均属此类
。其特点是应用较为方便，输出气流恒定，并可进行较长时间的呼吸支持三、常用几类呼吸机的特点（四）高频呼吸机其特
点是每次输出气体容积低于正常的潮气量，而工作频率高于患者正常的呼吸次数。高频呼吸机一般分为三类：①高频正压呼吸机，其工
作频率为正常呼吸次数的2～6倍，一般<100次／分。②高频喷射呼吸机，可以60～200次／分的频率经细口径导管向患者气
道输送喷射气流。③高频振荡呼吸机，其工作频率可达3000次／分，输送气体容积低于解剖死腕容积。它通过增强气体分子弥散、
轴流、对流等多种机制，促进气体交换。高频喷射呼吸机和高频振荡呼吸机应用方便，可经气管插管进行通气，也可经鼻塞、鼻
导管进行通气。急症时还可以粗针穿刺环甲膜进行通气。由于可以在较的气道峰压下进行通气，因此特别适用于肺部开放性创伤及严重
肺漏气患者的通气。这类呼吸机对缺氧患者通气效果较好，但对CO2潴留为主的患者效果较差。四、常用的呼吸机通气模式
（一）自主呼吸自主呼吸（Spontaneousbreath）是患者在自然状态下的呼吸过程，吸气时胸腔内压力
为负压，其频率、潮气量均由患者自己调节和控制。四、常用的呼吸机通气模式（二）控制通气控制通气（Cont
rolmodeventilation,CMV）是因患者无自主呼吸或自主呼吸极弱，由呼吸机控制呼吸的频率、潮气量和吸气时间。
这种通气模式在自主呼吸较强的患者有可能引起呼吸机对抗，在无自主呼吸的患者，应用不当可能引起过度换气或通气不足。（三）辅助通气
辅助通气（assistmodeventilation,AMV）即患者有较弱但较稳定的自主呼吸，在吸气时产生的气
道负压能触发呼吸机产生同步送气。潮气量可预先设定，但由于患者自己能控制呼吸频率，一般不会引起通气不足、过度换气及内环境紊乱。（
四）辅助／控制通气为前两种通气模式的结合。当患者自主呼吸频率高于呼吸机的工作频率且能引起有效触发时，为辅助通
气模式。如患者自主呼吸太弱或频率低于呼吸机的工作频率时，机器自动转换成控制通气，以保证有足够的通气量。（五）间歇强制
性通气和同步间歇强制性通气间歇强制性通气（intermittentmandatoryventilati
on,IMV）是在患者自主呼吸的基础上，按一定的时间间隔给予间断的控制性机械通气支持，适用于有较强而稳定的自主呼吸，但尚不能达到正
常通气量的患者；同步间歇强制性通气（synchronizedintermittentmandatoryve
ntilation,SIMV）是为解决IMV时呼吸机与患者呼吸动作不同步而设计的，若在等待触发时期（称同步触发窗）内无自主呼吸
，在触发窗结束时呼吸机自行给予IPPV，这样无人机对抗产生。触发窗一般为IPPV呼吸周期的25％，位于IPPV前。例如，预调IPP
V为10次／分，其呼吸周期为6秒。触发窗为1.5秒。若在6秒的后1.5秒内有自主呼吸触发呼吸机，即给予一次IPPV通气；若在此期内
无自主呼吸或较弱不能触发，在6秒钟结束时即给予一次IPPV。（六）呼气末正压(PositiveEndEXpiratio
nPressure,PEEP)１、PEEP的概念吸气由病人自发或呼吸机产生，而呼气终末借助于装在呼气
端的限制气流活瓣等装置，使气管压力高于大气压。２、PEEP的主要作用①呼气末正压的顶托作用→呼
气末小气道开放→利于CO2排出。②呼气末肺泡膨胀→功能残气量（FRC）↑→减少肺内分流→改善氧合。
５、应用PEEP的禁忌证①严重循环功能衰竭。②低血容量。③肺气肿。
④气胸和支气管胸膜瘘等。（七）持续气道正压（ContinuousPositiveairwaypressure,C
PAP），是指病人在自主呼吸状态下，由呼吸机向气道内输送恒定的正压气流，使患者气道内呼吸气相均保持正压。一般可以把CP
AP理解为自主呼吸状态下的PEEP。五、机械通气的指征和禁忌证（一）呼吸机治疗适应证成人的呼吸生理指标
达到下列标准的任何一项时，即应开始机械通气治疗：１、自主呼吸频率大于正常的3倍或小于1／3者。
２、自主潮气量小于正常1／3者。３、生理无效腔／潮气量＞60％者。４、肺活量＜10～15
ml／kg者。５、PaCO2＞50mmHg（慢性阻塞性肺疾患除外）且有继续升高趋势，或出
现精神症状者。６、PaO2＜正常值的1／3。７、P(A-a）50mmHg（FiO2＝0.21，吸空
气）者。８、P(A-a)＞300mmHg（FiO2＝1.0，吸纯O2）者。９、最大吸气压力＜25c
mH2O者（闭合气路，努力吸气时的气道负压）。10、肺内分流（Qs／QT）＞15％者。
（三）呼吸机治疗的相对禁忌证凡是病人出现了呼吸衰竭，都应进行机械通气。严格地说，用呼吸机治疗没有绝对的禁忌症。但对于一些特殊
疾患，应采取一些必要的处理才能进行呼吸机机械通气或者采取特殊的通气方式，否则将给病人带来不利后果。１、大咯血或严
重误吸引起的窒息性呼吸衰竭不宜立即用呼吸机进行正压通气。因正压通气可能把血块、误吸物压入小支气管而导致阻塞性肺不张。
应首先采取措施吸出血液或误吸物后再正压通气。对于肺、气道持续出血者，可以采用头低位通气，以防血液流入小支气管。也可以在采用高频通气
的同时进行气道抽吸。总的原则是，既避免或减少气道阻塞又尽可能保证通气量。（三）呼吸机治疗的相对禁忌证２、伴有肺大泡的呼吸衰竭
机械正压通气可使大泡内压增高引起破裂而发生自发性张力气胸。这类病人用呼吸机时应注意：⑴用正压通气
时，应适当降低气道压，并将压力限制适当调低。⑵用正压通气过程中要严密观察胸廓的起伏和病情的变化，尤其是要经常听诊双
侧呼吸音，以及早发现气胸。如有气胸，应尽快进行闭式胸腔引流。⑶可以采用高频通气，以减少气胸发生的可能。
⑷避免使用呼气末正压（PEEP）。３、张力性气胸病人一定要先采取闭式胸腔引流后再进行机械通气，否则将加重气
胸的程度。若为胸壁外伤所致的张力性气胸，可以先行正压通气，同时行闭式胸腔引流。４、心肌梗塞继发的呼吸衰竭
过去认为心肌梗塞病人忌用呼吸机，因能增加心脏负担，使心排血量减少和血压下降。现在认为，心肌梗塞若伴有肺水肿、呼吸衰
竭，在积极治疗原发病的同时，应积极给予呼吸机治疗。但要选择适当的通气方式，尽量降低气道压。六、呼吸机的设定（一
）选择通气模式选择通气模式（modeselection）的根据是患者的病情。无自主呼吸者应选用CMV，自主呼吸较
弱者可选用AMV。长期呼吸支持而欲逐步撤离呼吸机者，可选用IMV、SIMV或PSV。因肺内分流而造成氧合不满意者，可加用PEE
P。心肺功能差，需要完全性呼吸支持者（由机器承担全部呼吸做功），宜选用CMV或AMV；心肺功能较好，仅需部分性呼吸支持者，宜选用
SIMV、PSV或自主呼吸加CPAP。有时一个患者同时需数种通气模式，如A/CMV＋PEEP＋EIP，SIMV＋PEEP，SIM
V＋PSV；自主呼吸＋PSV等，以达到更理想的通气效果。六、呼吸机的设定（二）设定潮气量和通气频率潮气量（
VT）一般为10～12ml/kg，婴幼儿可达15ml/kg。定容型呼吸机可直接设定VT，定时型则需调节气流量（f
lowrate）和吸气时间（inspirationtime，IT），VT＝每秒气流×吸气时间（秒）。定压呼吸机不能直接
设定VT，需先设定适当的吸气压力峰值，一般为1.96kpa(20cmH2O）左右，然后根据胸廓动度、呼吸音以及血气分析确定VT
是否合适。定容、定时型呼吸机的通气频率（F）可直接设定，一般成人15～18次／分，小儿20次／分，婴幼儿25～30次／分。有的定
压呼吸机的通气频率则需通过调节吸、呼时间的长短来确定。VT与F的乘积即每分钟通气量，成人应为6～10L/min。慢性阻塞性通气障
碍者应设定较大的潮气量及较慢的通气频率，并配以呼气末停顿；而ARDS及限制性通气障碍患者（如较多胸腔积液、胸廓严重畸形、重度肺纤维
化），则应设定较小的潮气量和较快的频率。六、呼吸机的设定（三）设定吸、呼比和吸入氧浓度一般将吸、呼比(I:E
)定在1:1.5～1:2。心功能差的患者吸气时间不宜过长，以免降低心排血量。阻塞性通气障碍患者呼气时间宜稍长，I:E为1:2～1
:2.5。限制性通气障碍者呼气时间可稍短，其I:E为1:1～1:1.5。吸入氧浓度（FIO2）在严重缺氧、心源性休克、心肺复苏
过程中可设定在70％以上。由于高浓度氧可对患者产生不良影响，故在病情允许情况下应将FIO2逐渐降低。一般患者的FIO2应设定
在50％以下，在撤离呼吸机前应降至40％以下。六、呼吸机的设定（四）设定PEEP和EIP如果FIO2≥60％
，而患者的低氧血症仍不能纠正，说明有肺内分流存在。这时不宜继续提高FIO2，而应加用PEEP，一般将PEEP定在0.49
～0.98kpa(5～10cmH2O）。在不影响血压的情况下，可以将其逐渐增加至有效，但一般不宜超过1.96kPa(2
0cmH2O)。无阻塞性气道病变的患者可不用EIP。需要者一般将EIP定为每一呼吸周期的10％～15％，一般不超过20％。
六、呼吸机的设定（五）报警设定一般将呼吸机工作参数±20％做为报警（alarm)的上、下限值。切不可将报警音关
闭或将报警限值定得偏离工作参数太远，以免发生意外。七、机械通气患者的观察和管理（一）开始通气后注意观察患者胸廓动度
和双侧呼吸音以及缺氧征象的变化（鼻翼扇动、紫绀、张口呼吸、心率快、血压高），及时监测经皮血氧饱和度以
明确：１.通气是否有效？２.通气量、供氧浓度是否合适？３.人机是否同步？（人机对抗者：①调整呼
吸机工作参数②给予镇静剂、麻醉剂；③必要时给予肌松剂）４.患者情况是否改善？开机后20分钟查动
脉血气，根据结果调节呼吸机七、机械通气患者的观察和管理（二）呼吸道管理１.气管插管球囊适当充盈（囊内压<2
0cmH2O）长期机械通气者定时放气。２.定时吸痰、每次〈15秒，吸痰前充分供氧３.吸入气体，充分加温湿化，根
据病情给予雾化；４.无咳嗽反射的病人给予体疗。八、呼吸机撤离的指证１.病人一般情况
好转和稳定，神志清楚，感染控制，循环平稳，肌力良好。２.呼吸功能明显改善：①自主呼吸增强。②咳嗽有
力，能自主排痰。③吸痰等暂时断开呼吸机时病人无明显呼吸困难，无缺氧和CO2潴留表现，血压、心率稳
定。④降低机械通气量，病人能自主代偿。３.血气分析在一段时间内稳定，血红蛋白维持10g/dl以
上。４.酸碱失衡得到纠正，水电解质平衡。５.肾功能基本恢复正常。６.向病人讲明撤离呼吸机的目的和要求，病人能够予以配
合。呼吸机（Ventilator）是用机械装置改变气道或胸腔的压力，以维持、控制或辅
助病人呼吸运动的生命支持性治疗工具。它适用于各种原因引起的呼吸停止和呼吸衰竭的患者，以达到维持通气量，改善换气功能，减轻或纠正缺氧
及二氧化碳潴留，减少机体氧耗等目的。随着呼吸机的结构和功能日趋完善，其临床应用也日益广泛。熟悉各种呼吸机的工作机理和性能，对危重病
人的救治具有重要意义。IMV和SIMV属部分性呼吸支持的通气模式（呼吸机承担部分呼吸做功），调节呼吸机
的工作频率，可使自主呼吸的次数和机械通气的次数达到不同的比例（如3:1、2:1、1:1、1:2，……）。它适用于病情较
轻的患者，一般不会引起内环境紊乱。对长期应用呼吸机而产生依赖的患者，也可以逐渐减少机械通气的比例，以锻炼患者的呼吸肌，为撤离呼吸机创造条件。有的呼吸机（如Newport系列）在SIMV通气模式工作时，需有两个气源供气：一个提供机构通气的气流，一个提供自主呼吸的气流。因此，在选用SIMV通气模式时，应将自主呼吸气源（或称持续气流，标有spontflow或constantflow）打开。３、PEEP的临床主要适应证①低氧血病，尤其是ARDS者，单靠提高FiO2氧合改善不大，加用PEEP可以提高氧合量。②肺炎、肺水肿，加用PEEP除增加氧合外，还利于水肿和炎症的消退。③大手术后预防、治疗肺不张。④COPD患者，加用适当的PEEP可支撑小气道，防止呼气时在小气道形成“活瓣”作用，利于CO2排出。４、最佳PEEP的选择最佳PEEP值为对循环无不良影响而达到最大的肺顺应性、最小的肺内分流、最高的氧运输、最低的FiO2时的最小PEEP值。选择时应从2.5cmH2O开始，逐步增加至有效改善血气状态（FiO2≤0.5～0.6，PaO2＞70mmHg），而动脉压、心排量无明显减少，中心静脉压（CVP）稍上升为止。一般在10cmH2O左右，多数病人使用4～6cmH2O即可。