呼吸机波形分析呼吸机波形分析Ventilator Waveform Analysis1学习流程学习流程1. Know Your Normal First:Time-based waveforms in Volume and Pressure-targeted ventilationVolume-Pressure and Flow-Volume Loops2. Abnormal Time-Based Waveforms:Flow-Time CurveVolume-Time CurvePressure-Time Curve3. Abnormal Loops:Pressure-Volume LoopFlow-Volume Loop2Normal Time-based Curves（1）容量控制通气容量控制通气1、Pressure-Time,2、Flow-Time3、Volume-TimeCurves3Normal Time-based Curves（2）压力控制通气压力控制通气1、Pressure-Time,2、Flow-Time3、Volume-TimeCurves4原理原理 流速流速时间曲线反映了吸气相和呼气相各自的流时间曲线反映了吸气相和呼气相各自的流速变化，流速的单位为升速变化，流速的单位为升/ /分（纵轴），而时间单位为秒（横分（纵轴），而时间单位为秒（横轴），横轴上的曲线为吸气流速，横轴下的曲线为呼气流速，轴），横轴上的曲线为吸气流速，横轴下的曲线为呼气流速，呼吸机输送的容量是流速在时间上积分计算而得且等于流速曲呼吸机输送的容量是流速在时间上积分计算而得且等于流速曲线下面积。线下面积。 流速流速LPM时间时间14532图图1 流速曲线（方波）流速曲线（方波）-机械呼吸机械呼吸 吸气相吸气相呼气相呼气相5Flow versus TimeFlow versus TimeACCELERATINGACCELERATINGDECELERATINGDECELERATINGSINESINESQUARESQUARE6原理原理 容量容量时间曲线中，时间曲线中，上升肢代表了容量输送到病人，上升肢代表了容量输送到病人，下降肢代表了总的呼出潮气量。典型的呼出容量等于吸入容下降肢代表了总的呼出潮气量。典型的呼出容量等于吸入容量，除非存在着漏气。量，除非存在着漏气。VTLITERSAB吸时间吸时间呼时间呼时间TIME7Volume vs TimeVolume vs TimeInspirationInspirationExpirationTime (sec)Time (sec)Volume (ml)Volume (ml)Inspiratory Tidal VolumeT TI I8压力压力- -时间曲线的时间曲线的原理原理 A至至B点的压力明显增加是由于从点的压力明显增加是由于从呼吸机至肺整个系统的阻力所致，此压力即为克服阻力的压力。呼吸机至肺整个系统的阻力所致，此压力即为克服阻力的压力。 C点为点为峰压代表充气压力，对抗气流的压力和肺扩张的压力峰压代表充气压力，对抗气流的压力和肺扩张的压力。 D至至E点平台压力，点平台压力，需要扩张肺泡的压力需要扩张肺泡的压力。平台期无气体供应到肺，吸气流速是零平台期无气体供应到肺，吸气流速是零。 E点呼点呼气开始。气开始。F点呼气结束，压力再次回复到呼气末水平点呼气结束，压力再次回复到呼气末水平9Pressure versus TimePressure versus TimeInspirationExpirationPaw (cm H2O)Time (sec) TIPeak Inspiratory PressurePIPPEEPPEEPTE10Normal Volume-Pressure and Flow-Volume Loops11Pressure-Volume LoopPressure-Volume LoopControlledAssistedSpontaneousVol (ml)Paw (cm H2O)I: InspirationE: ExpirationIEEEII12Abnormal Time-Based Waveforms 1、Flow-Time Curve 2、Volume-Time Curve 3、Pressure-Time CurveAbnormal Loops 1、Pressure-Volume Loop 2、Flow-Volume Loop13Abnormal Flow-Time Curve（1）1、Airway Obstruction 气道阻塞气道阻塞 表现：呼气峰流速降低、呼气时间延长表现：呼气峰流速降低、呼气时间延长 常见原因：气道阻力增加（气管内黏液增加或分泌物聚集）常见原因：气道阻力增加（气管内黏液增加或分泌物聚集）14Abnormal Flow-Time Curve（2）2、Air trapping 气体陷闭气体陷闭and auto-PEEP（1）黄色为正常波形：呼气流速回到基线（下一次吸气之前）黄色为正常波形：呼气流速回到基线（下一次吸气之前）（2）红色为异常波形：呼气流速未回到基线，表明存在）红色为异常波形：呼气流速未回到基线，表明存在气体陷闭气体陷闭和和auto-PEEP。呼气不完全、或呼气时间不足够、或呼气时气道不稳定或。呼气不完全、或呼气时间不足够、或呼气时气道不稳定或陷闭，这种现象非常常见，尤其陷闭，这种现象非常常见，尤其COPD病人病人15Abnormal Volume-Time Curve（1）1、Air Leak 漏气漏气表现：表现：呼气容积不能回到基线呼气容积不能回到基线常见原因：回路或气管内插管漏气常见原因：回路或气管内插管漏气16Abnormal Volume-Time Curve（2）2、Active Exhalation主动呼气主动呼气正常：呼气降到基线水平正常：呼气降到基线水平异常：呼气降到基线水平以下。异常：呼气降到基线水平以下。 常见原因主动呼气常见原因主动呼气17Abnormal Pressure-Time Curves（1）1、Increased Resistance阻力增加阻力增加表现：表现：峰压升高、平台压不变峰压升高、平台压不变原因：原因：气管插管阻塞或分泌物聚集气管插管阻塞或分泌物聚集18Abnormal Pressure-Time Curves（2）2、Decreased Compliance顺应性降低顺应性降低表现：表现：峰压和平台压均升高峰压和平台压均升高原因：顺应性降低（原因：顺应性降低（ARDS）19Pressure-Volume Loops（1）、PEEP and PV loop.PV环：可发现和测量环：可发现和测量PEEP ，自压力轴向右变化。，自压力轴向右变化。PEEP水平为决定水平为决定y 轴和轴和x轴在吸气开始的距离轴在吸气开始的距离20Pressure-Volume Loops（2）2、High Resistance 容量控制通气时，容量恒容量控制通气时，容量恒定，压力依据阻力和顺应性而定，压力依据阻力和顺应性而变化变化 当阻力增加时，当阻力增加时， PIP 上升上升（A-B），）， PV loops 变宽。变宽。该种该种PV loop，称为滞后，称为滞后（Hysteresis）21Pressure-Volume Loops（3）3、High and Low Compliance 顺应性顺应性 容量控制通气时，顺应性容量控制通气时，顺应性增加，输出增加，输出lower PIP ；顺应顺应性降低，输出性降低，输出higher PIP 22Pressure-Volume Loops（4）4、Overdistention过度膨胀过度膨胀 当潮气量达到肺总容量时当潮气量达到肺总容量时发生过度膨胀。发生过度膨胀。表现表现PIP 增加增加（A-B）时，潮气量改变不明）时，潮气量改变不明显。降低潮气量能够修正这种显。降低潮气量能够修正这种现象现象23Pressure-Volume Loops（5）5、Air Leak 漏气漏气表现：表现：呼气支不能回到呼气支不能回到0点点原因：回路或气管内插管漏气原因：回路或气管内插管漏气24Flow-Volume Loops（1）1、Flow-Volume Loop 横轴横轴容积；纵轴容积；纵轴流速流速上环上环吸气；下环吸气；下环呼气呼气A点：吸气开始点：吸气开始B点：吸气峰流速，伴容积增大点：吸气峰流速，伴容积增大C点；潮气量输出结束，流速降为点；潮气量输出结束，流速降为0，呼气开始，呼气开始D点：呼气峰流速点：呼气峰流速A点：流速降低至点：流速降低至0，肺排空结束，肺排空结束，呼气结束，下一次吸气开始呼气结束，下一次吸气开始A-C：潮气量：潮气量25Flow-Volume Loops（2）2、Increased resistance气道阻力增加气道阻力增加表现：呼气峰流速降低，表现：呼气峰流速降低，呼气呼气轨迹内陷轨迹内陷。支气管扩张剂可。支气管扩张剂可以修正这种现象以修正这种现象常见：常见：哮喘哮喘26Flow-Volume Loops（3）3、Air trapping and auto-PEEP 表现：表现：呼气末呼气末流速流速未能回到未能回到0基线基线，从而产生气体陷闭和，从而产生气体陷闭和auto-PEEP 。但不能定量。但不能定量。 注意：注意： flow-time curve可可以监测到该种现象以监测到该种现象27Flow-Volume Loops（4）4、Air Leak表现：表现：呼气末不能回到呼气末不能回到0 容积水平容积水平（回到（回到0基线）。基线）。 可以定量可以定量常见：回路或气管内插管漏气常见：回路或气管内插管漏气注意：注意： volume-time curve可可以监测到该种现象以监测到该种现象28Waveforms For Common Modes of Ventilation、CPAP Mode、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation)、SIMV Mode、SIMV + Pressure Support、SIMV+PS+PEEP29、CPAP ModeCPAP mode :自主呼吸模自主呼吸模式，仅有式，仅有Pressure-Time Curves中设定基线水平中设定基线水平观察观察:基线水平基线水平5 cm H2O 、以及病人的触发以及病人的触发triggering30、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation)主要特点：主要特点： “assisted” 意指病人触发意指病人触发注意：在注意：在Flow-time 和和 Volume-time curves 形态形态相似；相似；Pressure-time curve表明病人的触发（微表明病人的触发（微小的负折回）小的负折回）31、SIMV ModeSIMV mode ：提供两种呼吸形式：提供两种呼吸形式（自主和指令），通常为两次指令呼吸（自主和指令），通常为两次指令呼吸中出现自主呼吸中出现自主呼吸观察：观察： Flow-time curve 中自主呼吸呈典型的中自主呼吸呈典型的sine-wave shape (rounded). Pressure-time curve 中微小负折回提中微小负折回提示自主呼吸的触发示自主呼吸的触发Volume-time curve 提示自主呼吸的提示自主呼吸的volume 低于低于ventilator 的的volume32、SIMV + Pressure SupportPressure support：常附着于：常附着于SIMV模式，增大自主呼吸的能力模式，增大自主呼吸的能力 ，而不受指，而不受指令呼吸的影响令呼吸的影响观察：观察：Flow-time curve：自主呼吸的形态呈自主呼吸的形态呈递减波递减波decelerating （非正弦波（非正弦波rounded-shape ）Pressure-time curve ：吸气期，设定：吸气期，设定PS水平保持不变，以及存在微小负折回水平保持不变，以及存在微小负折回33、SIMV+PS+PEEPflow-time 和和 volume-time curves基本相似于基本相似于SIMV+PS模式模式Pressure-time curves 的的基线抬高。提示附加了基线抬高。提示附加了 PEEP34Time-Based Waveforms意义意义流速流速- -时间曲线时间曲线1.1.鉴别呼吸类型鉴别呼吸类型2.2.判断判断是否存在是否存在a auto-PEEP3.3.衡量病人对支气管扩张药物的反应衡量病人对支气管扩张药物的反应4.4.评估评估PCV通气时吸气时间通气时吸气时间5.5.检查流速触发时回路泄漏速度检查流速触发时回路泄漏速度压力压力- -时间曲线时间曲线1.1.鉴别呼吸类型鉴别呼吸类型2.2.压力支持通气压力支持通气3.3.估算平台压估算平台压4.4.评估吸气触发评估吸气触发5.5.评价整个呼吸时相，调节峰流速评价整个呼吸时相，调节峰流速6.6.测算静态呼吸力学参数（测算静态呼吸力学参数（C、R）容量容量-时间曲线时间曲线1、判断肺内气体是否存在泄漏、判断肺内气体是否存在泄漏2、是否存在用力呼气、是否存在用力呼气35Waveforms Loops意义意义压力压力- -容量环容量环1 1、估算吸气相面积和吸气触、估算吸气相面积和吸气触发功发功2 2、估算、估算Flow-by的效果的效果3 3、估算顺应性、阻力、估算顺应性、阻力4 4、是否存在过度膨胀及漏气、是否存在过度膨胀及漏气5 5、衡量、衡量PEEP水平水平流速流速-容量环容量环衡量对支气管扩张药物的反衡量对支气管扩张药物的反应应是否存在过度膨胀和漏气是否存在过度膨胀和漏气评价气道阻力评价气道阻力36回顾与总结回顾与总结37Flow-Volume LoopFlow-Volume LoopVolume (ml)Volume (ml)PEFRFRCInspirationExpirationFlow (L/min)Flow (L/min)PIFRVT38AirAir TrappingTrappingInspirationExpirationNormalNormalPatientPatientTime (sec)Flow (L/min)Air TrappingAuto-PEEP39Air TrappingAir TrappingInspirationExpirationVolume (ml)Volume (ml)Flow (L/min)Does not returnDoes not returnto baselineto baselineNormalAbnormal40 Paw (cm HPaw (cm H2 2O)O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance) )NormalNormalPIPPIPP PPlatPlatHighHigh R RawawPIPPIPP PPlatPlatIncreased Airway Resistance41ResponseResponse toto BronchodilatorBronchodilatorBeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRAfterLong TEHigher PEFRShorter TE42Increased Airway ResistanceIncreased Airway ResistanceInspirationExpirationVolumeVolume (ml) (ml)Flow (L/min)Decreased PEFRNormalNormalAbnormal“Scooped out” pattern43OverdistensionOverdistensionVolume (ml)Pressure (cm HPressure (cm H2 2O)O)With little or no change in VTPaw risesNormalAbnormal44Inadequate Inspiratory FlowInadequate Inspiratory FlowP Paw aw (cm H(cm H2 2O)O)Volume Volume (ml)(ml)NormalAbnormalActive InspirationActive InspirationInappropriate FlowInappropriate Flow45Inadequate SensitivityInadequate SensitivityVolume Volume (mL)(mL)P Pawaw (cm H (cm H2 2O)O)Increased WOB46Lung Compliance Changes Lung Compliance Changes and the P-V Loopand the P-V LoopVolume (mL)Volume (mL)Preset PIPVT levelsP Pawaw (cm H (cm H2 2O)O)COMPLIANCEIncreasedNormalDecreasedPressure Targeted Ventilation47Air LeakAir LeakVolume (ml)Volume (ml)Time (sec)Time (sec)AirAir LeakLeak48Air LeakAir LeakVolume (ml)Pressure (cm HPressure (cm H2 2O)O)Air Leak49Air LeakAir LeakInspirationExpirationVolume (ml)Flow Flow (L/min)(L/min)Air Leak in mLNormalAbnormal5051