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机械通气吸气触发时的呼吸力学分析
编辑人员丨4天前
目的:通过观察呼吸机吸气触发波形特点,找出触发点对应的回路压力与流量,结合呼吸机工作原理及呼吸力学定律,确定以肺泡内压等作为反映吸气触发努力程度的指标,建立与其相关的数学公式,分析其影响因素与逻辑关系。方法:将模拟肺分别连接到PB840型呼吸机和SV600型呼吸机的呼吸回路。呼吸机调整为流量触发模式,呼气末正压(PEEP)设为5 cmH 2O(1 cmH 2O≈0.098 kPa),分别在流量触发灵敏度(V Trig)为3 L/min、5 L/min时,分别以慢速、中速、快速3种触发力度手动牵拉模拟肺触发1次有效送气。调整呼吸机为压力触发模式,分别在压力触发灵敏度(P Trig)为2 cmH 2O、4 cmH 2O时重复上述过程。通过调节呼吸机显示屏内曲线的刻度,观察不同触发情况下触发点对应的回路压力与流量。以肺泡内压Pa作为研究对象,应用呼吸力学方法分析达到有效触发时刻(T T)所需要的Pa(即Pa -T),以及Pa在触发期间的压力变化幅度(ΔP)及时间跨度(ΔT)。 结果:① T T时刻压力与流量的对应关系:流量触发模式下,慢速、中速、快速触发时,吸入流量为V Trig,回路压力分别对应为PEEP、PEEP-P n、PEEP-P n'(P n、P n'为下降幅度,其中P n'>P n);压力触发模式下,吸入流量为偏流(PB840型呼吸机为1 L/min,SV600型呼吸机可能为2 L/min),回路压力为PEEP-P Trig。② Pa -T的计算:流量触发模式下,慢速触发时Pa -T=PEEP-V TrigR(R为气道阻力),中速触发时Pa -T=PEEP-P n-V TrigR,快速触发时Pa -T=PEEP-P n'-V TrigR;压力触发模式下,Pa -T=PEEP-P Trig-1R。③ ΔP的计算:流量触发模式下,慢速触发时,如无内源性PEEP(PEEPi),则ΔP=V TrigR;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+V TrigR。中速触发时,如无PEEPi,则ΔP=P n+V TrigR;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P n+V TrigR。快速触发时,如无PEEPi,则ΔP=P n' +V TrigR;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P n'+V TrigR。压力触发模式下,如无PEEPi,则ΔP=P Trig+1R;如有PEEPi,则ΔP=PEEPi-PEEP+P Trig+1R。④ Pa的压力时间变化率(F P)的计算:设F P=ΔP/ΔT,在ΔP相同的情况下,ΔT越短,说明触发越快;同样,在ΔT相同的情况下,ΔP越大,意味着触发能力或触发努力程度越大,F P更能反映患者的触发能力或触发努力程度。 结论:以触发所需要的最低肺泡内压、肺泡内压的压力跨度及其压力时间变化率3个指标来反映患者的吸气努力程度,并建立数学公式,可直观呈现吸气触发相关因素间的逻辑关系,便于临床分析。
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编辑人员丨4天前
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吸气努力对液体反应性的影响:健康青年人预测模型
编辑人员丨4天前
目的:分析健康青年人吸气量与肱动脉峰流速变异度的相关性,探讨吸气努力对液体反应性的影响。方法:本研究为横断面研究,采用便利抽样方法,对2021年11月至2022年3月在哈励逊国际和平医院工作或学习的健康青年受试者进行筛查。利用便携式肺功能仪测量受试者平静呼吸、中等力量呼吸和深呼吸3种状态下的吸气量Vt1、Vt2、Vt3,用于评估吸气努力程度;同时超声多普勒测量肱动脉峰流速变异度(ΔV 峰值),用于判断液体反应性。比较3种呼吸状态下的ΔV 峰值差异,对吸气量和ΔV 峰值进行相关性分析,绘制受试者工作特征曲线,并根据曲线下面积预测吸气努力诱发出现液体反应性的敏感度和特异度。 结果:67名受试者完成全部筛查,其中医学生67.16%(45/67)、医务人员17.91%(12/67)、护理员14.94%(10/67)。年龄(29.24±7.77)岁,按性别分为男性组21名,女性组46名。男女2组年龄差异无统计学意义( t=0.47, P=0.638)。男性组身高、实际体质量、体质量指数和理想体质量均高于女性( t值分别为9.64、7.03、2.86、13.71,均 P<0.05)。男性组Vt1、Vt2、Vt3对应的ΔV 峰值分别为(9.17±3.04)%、(14.80±8.17)%、(30.10±16.05)%,差异有统计学意义( F=22.17, P<0.001)。女性组Vt1、Vt2、Vt3对应的ΔV 峰值分别为(9.89±3.51)%、(16.39±9.16)%和(31.06±13.35)%,差异有统计学意义( F=59.13, P<0.001)。2组Vt1-ΔV 峰值、Vt2-ΔV 峰值和Vt3-ΔV 峰值差异均无统计学意义( t值分别为0.81、0.68、0.25,均 P>0.05)。吸气量与ΔV 峰值呈明显正相关( r=0.63,95% CI=0.54~0.71, P<0.001);二者之间线性回归方程为ΔV 峰值=5.36+0.57×吸气量[ml/kg(理想体质量)]。以ΔV 峰值=10%为液体反应性判断标准,预测吸气努力诱发液体反应性的AUC为0.77(95% CI:0.71~0.83, P<0.001),吸气量最佳阈值为17.49 ml/kg(理想体质量),敏感度为69.72%,特异度为76.27%。以ΔV 峰值=15%为液体反应性判断标准,预测出现液体反应性的AUC为0.87(95% CI:0.81~0.91, P<0.001),吸气量最佳阈值为25.43 ml/kg(理想体质量),敏感度为77.78%,特异度为84.68%。 结论:健康青年人吸气努力程度与肱动脉峰流速变异度明显正相关,且强烈自主呼吸会诱发出现液体反应性。
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编辑人员丨4天前
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机械通气中呼吸力学关系的理论分析
编辑人员丨4天前
机械通气作为非生理性的通气方式,会对呼吸力学带来很大影响。人工气道最大的问题是给呼吸通路带来额外的气道阻力,通过欧姆定律可以发现其导致的吸气压力下降损耗与呼气压力释放延迟。对于肺部不同部位来讲,正压通气会造成不同的力学状态;通过设定单位面积的胸部或膈肌部位,采用基本力学的方法,可以发现跨肺压、跨胸壁压、跨肺胸压、跨膈肌压、跨肺膈压、胸腔内压、平台压、驱动压的形成及影响因素。吸气驱动引起的肺部压力梯度,在自主呼吸与机械通气时存在明显区别;根据驱动过程可以发现,生理状态下的自主呼吸,其压力梯度从外周向中心传递,对肺组织起到牵拉作用;无自主呼吸下的正压通气,其压力梯度是从中心向外周传递,对肺组织起到推挤作用;而有自主呼吸的正压通气可以分为两个阶段,第一个阶段为吸气触发努力至触发灵敏度前,与生理状态下的自主吸气相似,这个阶段的压力梯度是自外周向中心,但这个阶段时间极短;第二个阶段为吸气触发达触发灵敏度后呼吸机行正压送气过程,压力梯度是患者自主吸气的牵拉与呼吸机正压通气的推挤共同作用形成的,在压力的分配传递上有一定的互补性,尤其对于非生理状态的正压通气而言。所以,通过这些基本力学分析,临床医务人员可以更系统地理解机械通气对呼吸力学的影响。
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编辑人员丨4天前
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探讨一种有创机械通气中动态内源性呼气末正压的估测方法
编辑人员丨4天前
目的:探索一种有创机械通气中动态内源性呼气末正压(PEEPi)的简便测算方法。方法:2020年9月东营市人民医院重症医学科收治1例60岁男性患者,因颅脑、胸部外伤出现呼吸衰竭而接受有创机械通气治疗,期间出现呼气不完全现象。以该患者的呼气流量-时间曲线作为研究对象。观察该患者呼气流量-时间曲线,以呼气开始时刻作为T 0,以吸气动作启动(出现吸气力量)前时刻作为T 1,以吸气驱动使呼气流量变为0时刻(吸气力量持续)作为T 2;以T 1时刻作为开始点,按照T 1前段患者自然呼气曲线的形态演变趋势进行后续描记,直至呼气流量为0,此时为T 3。根据时相,以呼气转吸气时刻(T 1)的肺泡内压作为PEEPi 1;以呼气流量降至0时刻(T 2),并假设取消吸气努力时的假想肺泡内压作为PEEPi 2;T 3时刻的肺泡内压等于呼吸机设定的呼气末正压(PEEP)。设T 0至T 1的呼气流量-时间曲线下面积(呼气容积)为S 1,T 0至T 2的曲线下面积(呼气容积)为S 2,T 0至T 3的曲线下面积(呼气容积)为S 3。给予患者镇静后,在容量控制通气模式下,选择约1/3的潮气量,应用吸气暂停法测量患者呼吸系统静态顺应性"C"值。根据顺应性计算公式"C=ΔV/ΔP"(ΔV为某一时间段肺泡容积的变化,ΔP为同一时间段肺泡内压的变化)计算PEEPi 1和PEEPi 2。该估测方法已获得国家发明专利(专利号:ZL 2020 1 0391736.1)。 结果:① PEEPi 1:根据公式"C=ΔV/ΔP",从T 1至T 3的呼气容积变化幅度为"S 3-S 1",肺泡内压下降幅度为"PEEPi 1-PEEP",所以,C=(S 3-S 1)/(PEEPi 1-PEEP),即PEEPi 1=PEEP+(S 3-S 1)/C。② PEEPi 2:根据公式"C=ΔV/ΔP",从T 2至T 3的呼气容积变化幅度为"S 3-S 2",肺泡内压下降幅度为"PEEPi 2-PEEP",所以,C=(S 3-S 2)/(PEEPi 2-PEEP),即PEEPi 2=PEEP+(S 3-S 2)/C。 结论:对于呼气不完全的有创机械通气患者,理论上可以通过呼气流量-时间曲线延伸法来实时估测动态PEEPi。
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编辑人员丨4天前
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清醒俯卧位在急性低氧性呼吸衰竭中的应用
编辑人员丨4天前
在患有中重度急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的插管患者中,俯卧位可减少肺内分流并产生肺复张,优化通气/血流比值,减少肺泡死腔并降低右心室后负荷,从而提高中重度ARDS插管患者的生存率。但很少有研究探讨俯卧位对有自主呼吸且存在急性低氧性呼吸衰竭患者的生理影响。近期有意大利学者进行了一项序贯、交叉试验,旨在全面评估清醒俯卧位对急性低氧性呼吸衰竭患者生理反应(包括气体交换、呼吸努力、肺容量和充气模式)的影响。研究共纳入了15例急性低氧性呼吸衰竭且氧合指数(PaO 2/FiO 2)<200 mmHg(1 mmHg≈0.133 kPa)患者,接受经鼻高流量氧疗仰卧位1 h、俯卧位2 h、仰卧1 h。在每个阶段结束时,测量动脉血气分析、吸气努力(ΔP ES)、跨肺驱动压(ΔP L)、呼吸频率、简化食道压-时间乘积(sPTPES)、潮气量(V T)、呼气末肺阻抗(EELI)、肺顺应性、气道阻力、时间常数、动态应变(V T/EELI)及使用电阻抗断层扫描的Pendelluft程度。结果显示,与仰卧位相比,俯卧位PaO 2/FiO 2明显增加〔mmHg:104(76,129)比74(69,93), P<0.001〕;呼吸频率明显降低〔次/min:24(22,26)比27(26,30), P=0.05〕;ΔP ES明显增加〔cmH 2O(1 cmH 2O≈0.098 kPa):12(11,13)比9(8,12), P=0.04〕;气道阻力〔cmH 2O·L -1·s -1:6(4,9)比9(4,11), P=0.05〕和时间常数〔0.40(0.37,0.44)比0.53(0.32,61), P=0.03〕明显降低;EELI明显增加〔任意单位:3?887(3?414,8?547)比1?456(959,2?420), P=0.002〕,并促进V T向肺部背侧区域分布,而不影响V T大小和肺顺应性,这产生了较低的动态应变〔0.21(0.16,0.24)比0.38(0.30,0.49), P=0.004〕。患者sPTPES、ΔP L和Pendelluft程度无明显差异。研究人员据此得出结论:俯卧位可改善患者氧合,增加EELI并促进V T向依赖性肺部区域分布,而不影响V T大小、ΔP L、肺顺应性和Pendelluft程度。由于气道阻力增加和呼气时间延长,俯卧位会降低呼吸频率并增加ΔP ES。由于高ΔP ES是自伤性肺损伤的主要机制决定因素,因此在表现出强烈ΔP ES的患者中使用清醒俯卧位时要谨慎。
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编辑人员丨4天前
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经鼻高流量湿化氧疗对慢性阻塞性肺疾病患者机械通气拔管后神经通气驱动和呼吸做功影响的临床研究
编辑人员丨2024/7/13
目的 探究经鼻高流量湿化氧疗(HFNC)对慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者机械通气拔管后神经通气驱动和呼吸做功的影响.方法 选取2020年1月至2022年6月在浙江省衢州市人民医院重症监护病房(ICU)和急诊重症监护病房进行机械通气治疗并拔管的292例COPD患者,随机分为观察组和对照组,每组146例.观察组患者接受HFNC干预,对照组患者接受文丘里面罩氧疗干预.比较2组患者一般资料;比较2组患者氧疗开始时及氧疗30 min、60 min、24 h呼吸参数、血气分析指标、膈肌电活动(EAdi)数据和吸气努力指数;比较2组患者的临床指标差异.结果 研究期间对照组和观察组分别有7例、5例患者被剔除.氧疗60 min后和氧疗24 h后观察组呼吸频率、动脉血二氧化碳分压低于对照组,氧合指数、动脉血氧分压高于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05).氧疗60 min后和氧疗24 h后观察组EAdi峰值、EAdi谷值、EAdi曲线下面积、跨膈压压力-时间乘积、每分钟跨膈压压力-时间乘积和每吸跨膈压压力-时间乘积均低于对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05).观察组患者的48 h内再插管率、ICU住院费用和ICU住院时间均低于/短于对照组[6.4%(9/141)比18.7%(26/139),(4.3±0.8)万元比(6.1±1.1)万元,(5.7±1.1)d比(7.8±1.3)d],差异均有统计学意义(均P<0.05).结论 与传统氧疗方法相比,HFNC可有效改善COPD患者机械通气拔管后神经通气驱动和呼吸做功,降低再插管率,且缩短ICU住院时间,减少治疗费用.
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编辑人员丨2024/7/13
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食道压监测在重症患者中应用研究进展
编辑人员丨2024/3/30
食道压监测通过测量食道压作为胸腔压的替代指标,进而衍生出跨肺压、吸气努力、呼吸做功等呼吸力学参数,在机械通气患者PEEP滴定、保护性肺通气、监测人机同步性及指导呼吸机撤离等具有指导意义,同时能够指导无创正压通气和经鼻高流量氧疗的正确实施.然而,食道压监测受导管置入、气囊填充、数据解读等技术性要求限制,使该技术不能常规在临床应用,本文通过对食道压监测技术方法及应用加以综述,以期为临床应用提供循证依据.
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编辑人员丨2024/3/30
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有创机械通气患儿拔管结局预测指标有效性研究进展
编辑人员丨2023/8/6
有创机械通气技术的发展为危重症患儿提供了有效的呼吸支持,但危重症患儿呼吸支持并不是治疗终点,最终目的是使患儿成功拔除气管插管.目前一些拔管前评估指标,如浅快呼吸指数、最大吸气负压、呼吸功等在预测成人拔管结局方面具有较好的临床应用价值,但在儿科重症领域的循证医学证据并不充分.该文就目前国内外儿童拔管结局预测指标的有效性研究进行了综述,显示目前关于儿童拔管前评估尚缺乏敏感性和特异性均佳的指标,各项研究还处于小样本、单中心阶段.因此如何优化机械通气儿童拔管前的评估,提高拔管成功率是儿童重症监护科及康复科医生共同努力的方向.
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编辑人员丨2023/8/6
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呼吸机压力-时间曲线与流量-时间曲线的原理推导分析
编辑人员丨2023/8/6
目的 以PB840呼吸机为例,从通气原理角度进一步分析压力-时间曲线与流量-时间曲线,从而更好地理解曲线的意义.方法 ①机械原理:PB840呼吸机是由中央处理器根据气路中分布的压力(送气端P1、呼气端P2)与流量传感器(送气端为空气Q1、氧气Q2、呼气端Q3)监测的数据来调控送气阀(空气、氧气)与呼气阀,以实现所设置的通气目标(容量或压力).②曲线本质:通气曲线是点的集合,每个点是指某个时刻气路中传感器直接测得或系统计算所得的压力或流量数值.③将呼吸过程分为吸气、呼气、呼气转吸气衔接(触发)3个部分,根据曲线形式来推断三部分气路运行状态及呼吸力学关系.结果 ①吸气过程:定容恒流通气时,因气流X与阻力R恒定,根据欧姆定律,肺泡内压(Pa)与回路压力(Pc)存在"Pc-Pa=XR",即Pa=Pc-XR,所以,此时的Pc压力-时间曲线能够间接反映Pa的变化.定压通气时,维持Pc在目标水平是通气的目标,所以,当面对各种呼吸状态变化时,其压力-时间曲线在目标压力部分的稳定程度反映了送气阀与呼气阀的配合能力.②呼气过程:从气流的组成机制可以分为呼气前段〔没有基础流量(Ba)或偏流(Bi)〕、呼气后段(有基础Ba或Bi),其中Ba或Bi等于Q1+Q2,所以,呼气流量-时间曲线的前段曲线函数X(t)=Q3t,后段X(t)=Q3t-(Q1t+Q2t).压力与流量在呼气峰流量点的对应关系:拉伸流量-时间曲线横坐标轴后,可发现呼气流量从呼气开始点0值至呼气峰流量(Fpeak)点间存在明显的时间跨度及曲线下面积形成,这意味着在峰流量点,已有部分气体从肺内排出,Pa会小于通气末点的平台压(Pplat),且拉伸后图可见峰流量点对应的Pc明显高于呼气末正压(PEEP),这些情况意味着用Fpeak计算呼气阻力(RE)的公式"RE=(Pplat-PEEP)/Fpeak",从欧姆定律角度存在不合理性.③呼气转吸气过程:根据两者转换开始点不同可分为两种:呼气完全结束后再开始进入吸气程序,此时流量-时间曲线吸气起点在横坐标轴;以及呼气未结束便开始进入吸气程序(存在内源性PEEP),此时流量-时间曲线吸气起点在横坐标轴以下,曲线斜率明显大于自然呼气曲线斜率.根据开始点至触发努力结束的结果不同可分为两种:达到触发点,呼气曲线自横轴或横轴以下向上延伸直至触发有效送气;未达触发点,呼气曲线自横轴或横轴以下向上延伸后再次向下运行(呼气),其间未触发有效送气(无效触发).结论 熟知呼吸机的通气原理与气路图,将曲线信息回归通气本质,对分析掌握患者的通气状态、通气故障、人机对抗原因等有一定的帮助.
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编辑人员丨2023/8/6
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无创正压通气时不同吸气努力对呼吸力学参数测算的影响
编辑人员丨2023/8/5
目的 应用动态信号分析法评估无创正压通气(NPPV)时不同吸气努力对肺力学模型呼吸力学参数测算的影响.方法 选择ASL5000机械模拟肺模拟体重为65~70kg的半卧位健康成年人、慢性阻塞性肺疾病和急性呼吸窘迫综合征患者.吸气压力(Pmus)分别为0、5.0、10.0和15.0 cm H2O.Respironics V60呼吸机以自主/时间控制模式运行,呼气末正压为5.0 cm H2O,调整Pmus使呼吸机输出潮气量为7.0mL/g,后备通气频率为10次/min.收集系统泄漏量为25~28 L/min时的通气参数变化并计算呼吸力学参数系统顺应性(Crs)和气道阻力(Raw).结果 随着Pmus增大,三种肺力学模型的驱动压(DP)逐渐减小;Pmus超过10.0 cm H2O后健康成年人模型的呼出潮气量显著超过7.0 mL/kg,DP降至1.0 cm H2O.高水平Pmus时Crs呈过高测算,而Raw测算值显著降低.低水平Pmus时慢性阻塞性肺疾病和急性呼吸窘迫综合征模型的呼气阻力(Rexp)和Crs测算误差≤10%,不同Pmus水平时吸气阻力(Rinsp)测算值均显著低于预设值(P<0.0l).结论 通过应用动态信号分析法,可实现NPPV时在不阻断自主呼吸条件下连续监测Crs和Raw(尤其是Rexp),过强的Pmus会导致呼吸力学测算误差增大.
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编辑人员丨2023/8/5
