呼吸机的智能化发展 一 呼吸机的发展历史二 现代呼吸机相关概念三 智能呼吸机的反馈控制特征四 总结 一 早期阶段 二 负压通气阶段 三 正压通气阶段 一 呼吸机的发展历史 不同制造商对同一种设计特征描述成多种不同的专业术语 旧名称术语无法完全概括已有的许多进步 不同制造商积极研发智能的呼吸模式 二 现代呼吸机相关概念 1 呼吸切换 以流量为目标 呼吸机通过调整压力以维持设置的流量大小和模式 以压力为目标 呼吸机通过调节流量来达到设置的吸气压力 若吸气时间超过了设定的总呼吸周期的限定百分比 例如 80 或吸气压力超过压力限制时 则会发生切换 现代机械呼吸机的呼吸输送规则的5种基本类型 2 基本模式 通气模式的选择取决于临床目标和医师对通气模式特点的理解 指令呼吸频率的设置取决于患者所触发的呼吸频率的可靠性 以便提供合适的支持频率 以压力目标的人机同步性较流量 容积的要好 3 PEEP 外源性PEEP是均匀地分布于整个肺 内源性PEEP存在不一致性 表现为在高阻力 高顺应性肺单位中最高 而在低顺应性 低阻力肺单位中最低 三 智能呼吸机的反馈控制特征 微处理器系统应用监测的变量信息自动调整时限 流量 压力甚至FiO2 回馈控制 闭环控制系统 1 联合压力和流量目标通气的反馈控制2 压控及容控呼吸模式联合使用的强化反馈控制3 基于呼吸力学的通气支持的反馈调控4 关于PEEP及FiO2的反馈控制5 由病人自主呼吸驱动的新型感受器驱动模式 1 联合压力和流量目标通气的反馈控制 压力调节的容量控制通气Pressure regulatedVolumeControl PRVC 根据设置的目标潮气量由呼吸机动态调整目标压力 切换方式为时间切换 P T Thefirstbreathisatestbreathwithapressureof10cmH2Oabovepeep Afterseveralbreathsthetargetvolumewillbeachieved Maximumavailablepressurelevelis5cmH2Obelowpresetupperpressurelimit 10cmH2O Upperpressurelimit PEEP P T max3cmH2O Theventilatoriscontinuously breathbybreath adaptingtheinspiratorypressuretochangesinthevolume pressurerelationship Whenthetargetvolumehasbeenachievedandthemeasuredvolumeincreasesaboveordecreasesbelowthepressuretidalvolume thepressurelevelisregulatedinsmallstepsofmax3cmH2Ountilpresetvolumesaredelivered PEEP P T Constantpressure Whenmeasuredtidalvolumereachespresetvalue thepresetlevelremainsconstant 优点 1 协调性能好 避免镇静剂或肌松剂的应用 2 潮气量稳定 可保证驱动力不稳定的安全通气 3 降低PIP 减轻肺气压伤的可能 缺点 如大量的气体泄漏 呼吸机不断增加压力以 弥补 所丢失的通气量 加剧气量的泄漏 PRVC的优点和缺点 2 压控及容控呼吸模式联合使用的强化反馈控制 利用呼吸末CO2 呼吸频率及潮气量以调整吸气压力 以最佳的吸气压力维持满意 舒适的呼吸频率及潮气量 该策略临床试验尚未显示一致的优势 3 基于呼吸力学的通气支持的反馈调控 适应性支持通气ASV AdaptiveSupportVentionlation 通过对患者气道阻力 肺顺应性和气流速度的不断测定 按照Otis方程自动计算出最佳的呼吸频率 潮气量和压力支持水平 减少患者的呼吸做功 ASV工作原理 开始通气后 先给予5次通气 借助Y型管近端的流量传感器对患者顺应性和呼气时间常数进行连续监测 根据Otis公式计算出患者在做最小呼吸功时的理想目标频率和目标潮气量 和的交点 即靶中心 为理想的工作状态 若实测到VT和f偏离的靶中心 呼吸机便会自动调整机械通气频率 rate 呼吸机设定的吸气压力水平 吸气时间和呼气时间使偏离值重新接近靶中心 从而使患者始终处于最佳的呼吸状态 4 关于PEEP及FiO2的反馈控制 美国一项实验 通过设置PaO2目标值在55 80mmHg 平台压 30 35cmH2O来设定PEEP及FiO2 治疗安全有效 但能否改善预后尚有待阐明 5 由病人自主呼吸驱动的新型感受器驱动模式 一 比例辅助通气PAV ProportionalAssistVentilation 吸气努力程度与潮气量的关系 工作原理 正常呼吸时 呼吸肌收缩产生一定的压力 它是吸气的动力 气流的阻力包括气道的黏性阻力 弹性阻力和惯性阻力 由吸气流速产生 代表呼吸系统压力与流速的关系 由肺容积产生 机械通气时 呼吸过程中呼吸系统上的压力由吸气肌收缩产生压力共同产生 其中K1是Paw与吸气容量间的比例 K2是Paw与流速间的比例 示意图 应用PAV后 患者感觉舒适 降低啊PIP 减少过度通气 改善呼吸力学和自主呼吸能力的储备 增加负压通气的有效性 降低麻醉剂和镇静剂的使用 通气机调节方便 PAV的优点 需设置背景通气 压力脱逸现象 只能在现有的呼吸形式下辅助呼吸 不能使呼吸正常化 PAV的缺点 二 神经电活动辅助通气NAVA neuraladjustedventilatoryassist Edi VT 神经 肌肉偶联 V V V ml ml ml 6675915Rev 00 35 NAVA 神经活动与呼吸机同步 Healthy COPD Post polio 36 NAVA 37 NAVA 38 Edi导管放置过程Edi信号 39 Edi导管放置过程导管位置和Edi信号 NAVA 优点 1 不受漏气的影响 2 提高人一机同步性 3 减轻呼吸肌负荷 缺点 1 呼吸控制功能异常需由保险装置 2 频繁呕吐 呼吸中枢 膈神经 神经肌接头处受损需慎重考虑 3 费用高 EMG感受器 41 四 总结 1 随着人们对呼吸生理的深入了解 以及电子计算机技术的进步 呼吸机进一步走向智能化 2 呼吸机的相关参数 3 新问世的设计被临床所接受 需要相关预后数据来支持他们的应用 谢谢