呼吸波形分析

呼吸力学波形分析与临床意义概述：呼吸力学波形分析是通过监测和分析患者的呼吸波形来评估其呼吸功能和机械通气支持的效果。

该技术已经在临床上广泛应用，在重症监护科、康复医学和呼吸科等领域发挥了重要作用。

本文将探讨呼吸力学波形分析的原理、临床应用意义以及相关的研究进展。

一、呼吸力学波形分析的原理呼吸力学波形是通过呼吸机、气道插管或面罩等设备采集到的呼吸相关信号，包括压力、流速和容积等参数。

这些信号可以通过传感器转化为电信号，并经过信号处理后显示为图形波形。

呼吸力学波形分析基于呼吸波形的形状和特征，来评估患者的呼吸机械特性和肺功能状况。

二、呼吸力学波形分析的临床应用意义1. 监测呼吸机械通气效果：呼吸力学波形分析可以实时监测患者的呼吸机械通气效果，帮助调整通气参数和预测治疗效果。

例如，通过观察呼气末正压波形的趋势和形态，可以判断患者肺顺应性的变化，评估肺泡塌陷的情况，并调整呼气末正压水平，以提高患者的通气效果。

2. 诊断和评估肺病变：呼吸力学波形分析可以帮助诊断患者的肺病变，并评估其严重程度。

例如，通过观察流速波形的平坦度和上升时间，可以判断患者是否存在患者呼吸道阻塞，如哮喘和慢性阻塞性肺疾病等。

通过观察容积波形的形态和波峰时间，可以评估患者的肺顺应性和气道阻力，辅助判断ARDS等严重肺疾病的程度。

3. 指导机械通气策略：呼吸力学波形分析可以为临床医生提供指导机械通气策略的信息。

例如，通过观察呼吸系统压力波形和流速波形的相位关系和形态，可以判断患者呼吸机和患者的呼吸同步状况，辅助调整呼气末正压水平和呼吸机触发敏感度，以提高通气效果和减少不适感。

三、呼吸力学波形分析的研究进展随着对呼吸力学波形的深入研究，人们不断探索和发现其在临床上的新应用。

例如，部分研究表明，呼吸力学波形分析可以预测ARDS的发生和预后，有助于早期干预和预防。

另外，通过结合机器学习和人工智能等技术，呼吸力学波形分析还有望在未来实现自动化和个体化的呼吸支持治疗。

呼吸波形分析入门呼吸波形分析是指对人体呼吸过程中产生的波形进行分析和解读的技术。

通过对呼吸波形的分析，可以了解人体的呼吸情况、肺功能以及一些疾病的发生与发展情况，具有重要的临床应用价值。

本文将介绍呼吸波形分析的基本原理、常用的呼吸波形参数及其临床意义，以及呼吸波形分析的应用领域。

呼吸波形是人体呼吸过程中产生的一种连续变化的曲线，它反映了呼吸肌肉的收缩与放松、胸腔的扩张与收缩。

通过对呼吸波形的分析，可以得到一系列的参数，如呼吸频率（RR）、潮气量（TV）、呼气末正压（PEEP）等，这些参数可以帮助医生了解患者的呼吸情况，判断肺功能是否正常以及是否存在呼吸衰竭。

在呼吸波形分析中，最常用的参数是呼吸频率（RR）。

呼吸频率是指每分钟呼吸次数，正常成人的呼吸频率为12-20次/分钟。

通过对呼吸频率的分析，可以判断患者的呼吸节律是否规律，是呼吸快还是呼吸慢，这对于判断患者是否存在呼吸障碍是非常重要的。

另一个常用的呼吸波形参数是潮气量（TV）。

潮气量是指每次正常呼吸时进出肺部的空气量，正常成人的潮气量为500-800ml。

通过对潮气量的分析，可以判断患者肺功能的情况，如患者是否存在过度通气或通气不足的情况，以及判断患者是否存在通气与灌注不匹配等问题。

此外，呼吸波形分析还可以得到呼吸时间、峰值呼气流速（PEF）和呼气末正压（PEEP）等参数。

呼吸时间是指从吸气开始到呼气结束的时间，正常成人的呼吸时间约为4-6秒。

峰值呼气流速是指呼气过程中的最大流速，反映患者的呼气能力。

呼气末正压是指在呼气末时，呼吸机对患者施加的正压情况，用于维持患者的肺泡开放和改善通气效果。

呼吸波形分析的应用领域非常广泛。

在重症监护室（ICU）中，呼吸波形分析可以帮助医生监测患者的呼吸状况，及时发现呼吸异常，是重症患者管理中的重要手段。

在麻醉领域中，呼吸波形分析可以帮助麻醉医生监测患者的呼吸情况，及时调整麻醉深度和通气参数，确保患者的安全。

在呼吸疾病的诊断和治疗中，呼吸波形分析可以帮助医生判断疾病的类型和严重程度，选择合适的治疗方案。

波形分析入门目录1.引言2.流速-时间曲线2.1 吸气流速波形Fig12.1.1吸气流速波形的波型(分类)Fig22.1.2 AutoFlow(自动控制流速) Fig32.2 呼气流速波形Fig 42.3 临床应用2.3.1吸气流速波形的分析--鉴别呼吸类型Fig 52.3.2 在定容型通气(VCV)中识别所选择的吸气流速波型Fig 62.3.3 判断指令通气在吸气过程中有自主呼吸Fig 72.3.4 吸气时间不足的曲线Fig 82.3.5 从吸气流速检查有无泄漏Fig 92.3.6 根据吸气流速调节呼气灵敏度(Esens)Fig 102.4 呼气流速波形的临床意义2.4.1 初步判断支气管情况和主动或被动呼气Fig 112.4.2 判断有无Auto-PEEP存在Fig 122.4.3 评估支气管扩剂的疗效Fig 133.压力-时间曲线3.1 VCV的压力-时间曲线(P-Tcurve)Fig 143.1.1平均气道压(mean Paw 或Pmean)Fig 153.2 PCV的压力-时间曲线Fig 163.2.1 压力上升时间(压力上升斜率或梯度Fig 173.3 临床意义3.3.1 识别呼吸类型3.3.1a 控制机械通气(CMV)和辅助机械通气的压力-时间曲线Fig 183.3.1b 自主呼吸(SPONT/CPAP)和压力支持通气(PSV/ASB)Fig 193.3.1c 同步间歇指令通气(SIMV)Fig 203.3.1d 双水平正压通气(BIPAP)Fig 213.3.1e BIPAP和VCV在压力-时间曲线上差别图Fig 22,233.3.1f BIPAP衍生的其他形式BIPAPFig 24-273.3.2 评估吸气触发阈是否适当Fig 283.3.3 评估吸气时的作功大小Fig 293.3.4 在VCV中根据压力曲线调节峰流速Fig 303.3.5 评估整个呼吸时相Fig 313.3.6 评估平台压Fig 323.3.7 呼吸机持续气流减少患者呼吸作功Fig 334. 容积-时间曲线4.1容积-时间曲线的分析Fig 344.2 临床意义Fig 354.2.1气体阻滞或泄漏的容积-时间曲线Fig 364.2.2 呼气时间不足导致气体阻滞Fig 375. 呼吸环5.1 压力-容积环(P-V loop)Fig 385.1.1气道阻力和插管内径对P-V环的影响Fig 395.1.2 吸气流速大小对P-V环的影响Fig 405.1.3 流速恒定(方波)VCV的P-V环Fig 415.1.4 递减流速波的P-V环(VCV或PCV)Fig 425.2 P-V环的临床应用5.2.1 测定第一、二拐点Fig 435.2.2区分呼吸类型5.2.2a自主呼吸Fig 445.2.2b 辅助呼吸(AMV)Fig 455.2.3 顺应性降低的P-V环Fig 465.2.4 阻力改变时的P-V环Fig 475.2.5 P-V环反映肺过复膨张部分Fig 485.2.6 插管内径对P-V环的影响Fig 495.2.7 自主呼吸用PS插管顶端、末端的作用Fig 505.2.8 根据P-V环的斜率可了解肺顺应性Fig 515.2.9 单肺插管引起P-V环偏向横轴Fig 525.2.10 呼吸机流速设置不够的P-V环Fig 535.2.11 肌肉松弘不足的P-V环Fig 545.2.12 Sigh呼吸所引起Paw增加的P-V环Fig 555.2.13 增加PEEP在P-V环上的效应Fig 565.2.14 严重肺气肿和慢性支气管炎病人的P-V环Fig 575.2.15 中等气管痉挛的P-V环Fig 585.2.16 腹腔镜手术时P-V和F-V环Fig 595.2.17 左侧卧位所致左上叶肺的P-V环Fig 605.3 流速-容积曲线(F-V curve)Fig 61-625.3.1 考核支气管扩张剂的疗效Fig635.3.2 VCV/PCV的F-V环Fig645.3.3有助于鉴别诊断Fig655.3.3a 肥胖病人F-V环Fig665.3.4 F-V曲线反映有PEEPiFig675.3.5 F-V曲线呼气末未封闭Fig685.3.6 F-V曲线提示气管插管扭曲Fig695.4 压力-流速环(P-F环)Fig706.综合曲线的观察6.1 定容型通气模式6.1.1 CMV(IPPV) 模式的波形(图72)6.1.2 AMV(IPPVassist) 模式的波形(图73)6.1.3 VCV时流速在吸/呼比和充气峰压的波形(图74)6.1.4 气体陷闭(阻滞)的波形(图75)6.1.4a 气体陷闭导致基线压力的上升(图76)6.1.5间歇指令通气(IMV)通气波形(图77)6.1.6 同步间歇指令通气(SIMV)通气波形(图78)6.1.7压力限制通气(PLV)的波形(图79)6.1.8每分钟最小通气量(MMV)的通气波形(图80)6.2定压型通气波形6.2.1 PC-CMV/AMV通气波形(图80)6.2.2 PC-SIMV通气波形(图82)6.2.3 反比通气(IRV):VCV与PCV的差别. (图83)6.2.4 压力支持(PSV)6.2.4a CPAP+PS的通气波形(图85)6.2.4b SIMV+PS的通气波形(图87)6.2.4c PCV:压力上升达标所需时间(即调节吸气流速大小) (图88) 6.2.4d PS: 压力上升达标所需时间(即调节吸气流速大小) (图89) 6.2.5 压力限定容量控制通气(PRVC)的波形(图90)6.2.5 压力限定容量控制通气(PRVC)的波形(图90)6.2.6 CPAP的通气波形(图91)6.3顺应性或阻力的改变的波形6.3.1 VCV时顺应性(C L)降低丶阻力(Paw)增高的波形(图92)6.3.2 PCV时顺应性降低丶阻力增高(图93)6.4 常见呼吸机故障的波形6.4.1呼吸回路泄漏的波形(图94)6.4.2 小泄漏致误触发及泄漏补偿(图95)6.4.3 呼吸回路部分阻塞(图96)6.4.4 呼吸管道内有液体的波形(图97)1.引言近10年来因微理器和有关软件的发展, 现代呼吸机除提供各种有关监测参数外, 同时能提供机械通气时压力,流速,容积和各种呼吸环. 目的是根据各种不同呼吸波形曲线特征,来指导调节呼吸机, 如通气模式是否合适、人机对抗、气道阻塞、呼吸回路有无漏气、呼吸机和患者在呼吸过程中所作之功、评估机械通气时效果和使用支气管扩张剂的疗效等. 有效的机械通气支持/治疗是通气过程中的压力、流速和容积相互的作用而达到以下目的:a.能维持血气/血pH的基本要求(即PaCO2和pH正常, PaO2达到基本期望值)b.无气压伤、容积伤或肺泡伤.c.患者呼吸不同步情况减低到最少且少用镇静剂.d.患者呼吸肌得到适当的休息和康复.2. 流速-时间曲线(F-T curve)流速定义:呼吸机在单位时间内输送出气体流动量或气体流动时变化之量. 流速的单位通常是"升/分"(L/min或LPM).流速-时间曲线的横轴代表时间(sec), 纵轴代表流速(Flow=V'=LPM), 在横轴上部代表吸气流速,横轴下部代表呼气流速. 曾有八种吸气流速波形(见图), 目前基本保留方波和递减波,正弦波流速恒定的波形. 呼气流速的波形均为同一形态, 仅是振幅和时间在病人之间有所差异.F G HA.指数递减波B.方波C.线性递增波D.线性递减波E.正弦波F.50%递减波G.50%递增波H.调整正弦波2.1. 吸气流速波形(见图1)图1是呼吸机输送的流量(速)是恒定的, 故吸气流速波呈方形, 横轴下虚线部分代表呼气流速(在下述呼气流速波形讨论)图1. 吸气流速曲线①代表呼吸机输送气体流量的开始. :决定于a)预设呼吸周期的时间巳达到,呼气转换为吸气是"时间切换"即控制呼吸(CMV). b)患者开始吸气达到了触发阀而呼吸机开始输送气体是辅助呼吸(AMV).②吸气峰流速(PIF 或PF): 在容量控制通气(VCV)时PIF 是预设的, 直接决定了吸/呼比. 也可设定容量、压力和吸气时间而间接影响PIF.③代表吸气结束和呼吸机停止输送气体: 这种情况可由设置的的容量(VCV)或压力巳达标(PCV),输送的流速巳完成(流速切换),或吸气时间已达标(时间切换).⑤= ①→④为吸气时间: 在VCV 中其长短由预设的潮气量,峰流速和流速波型所决定, 它尚包含了吸气后摒气时间(VCV 中摒气时间内无流量输送,PCV 中无吸气后摒气时间). ④→⑥: 代表整个呼气时间:包括呼气结束后流速为0的时间. ⑦代表一个呼吸周期的时间(TCT): TCT=60秒/频率.2.1.1 吸气流速的波型(类型)根据吸气流速的形态有方波, 递减波, 递增波, 和正弦波(自主呼吸的波型), 在定容型通气(VCV)中需预设频率, 潮气量和峰流速, 并选择不同形态的吸气流速波.!(见图2以方波作为对比) 正弦波无从证明在临床的疗效, 巳少用. VCV 时雾化吸入或欲使吸气时间相对短多数用方波.方波: 是呼吸机在整个吸气相所输送的气体流量均是恒定的(设置值),故吸气开始即达到峰流速, 直至吸气结束才降为0.递减波: 是呼吸机在吸气开始时输送的气体流量立即达到峰流速(设置值), 然后逐渐递减至0 (吸气结束), 目前定压型通气(PCV)和压力支持(PS=ASB)均采用递减波.递增波: 与递增波相反, 目前较少使用(视操作者需要).正弦波: 是吸气时呼吸机达到峰流速稍缓和而吸气结束降至0比方波稍缓慢而比递减波稍快, 是自主呼吸的波形.呼气流速波除流速幅度和时间有所不同外,在形态上无差别.←吸气流速←呼气流速⑥④⑤⑦图2. VCV 吸气流速波形Square=方波Decelerating=递减波 Accelerating=递增波 Sine=正弦波吸气呼气↖时间(sec)←时间(sec) 6060流速流速流速图2中以方波作为对比(以虚线表示), 在流速,频率和潮气量均不变情况下, 方波由于流速是恒定的故吸气时间最短, 其他由于流速递增,递减或正弦状它们的流速均非恒定的, 故吸气时间均稍长一点.2.1.2 AutoFlow(自动控制吸气流速波)2.2 呼气流速波形呼气流速波形其形态基本是相同的,其差别在呼气波的振幅和持续时间时长短,它决定于肺顺应性,气道阻力(由病变情况决定)和是主动或被动地呼气.(见图4)图4. 呼气流速波形示意图O →① 代表吸气时间 ① 代表呼气开始.② 为呼气峰流速:正压呼气峰流速比自主呼吸的稍大一点. ③ 代表呼气流速的结束时间(即流速回复到0),④ 即整个呼气时间:包含有效呼气时间③, 至下一次吸气流速的开始即为整个呼气时间,由此可算出吸/呼比.TCT:代表一个呼吸周期=吸气时间+呼气时间2.3 流速波形(F-T curve)的临床应用←时间(sec) 吸气流速呼气流速6060O图3. AutoFlow 吸气流速示意图AutoFlow 吸气流速是VCV 中吸气流速的一种新的功能, 根据当前的肺顺应性和系统阻力及设置的潮气量而自动控制吸气峰流速(采用递减波形),在剩余的吸气时间内以最低的气道压力完成潮气量的输送, 当阻力或顺应性发生改变时, 每次供气时的气道压力变化幅度在+3 - -3cmH2O, 不超过报警压力高限 -5cmH2O, 并允许在平台期内可自主呼吸, 适用于各种VCV 和PCV 所衍生的各种通气模式.(见图3) 流 速④2.3.1 吸气流速曲线分析--鉴别呼吸类型(图5)图5. 流速波型鉴别呼吸类型图5左侧为VCV 的强制通气, 由操作者选择吸气流速的波形: 可为方波,递减波,AutoFlow, 而正弦波极少使用.中图为自主呼吸的正弦波, 是由于吸、呼气峰流速比机械通气的正弦波均小得多, 且吸气流速波形态不完全似正弦型.右侧图为压力支持流速波, 形态似递减波但吸气流速并未递减至0, 而是突然下降至0, 这是由于递减波在吸气过程中吸气流速递减至呼气灵敏度的阈值, 而使吸气转换为呼气, 压力支持(PS) 只能在自主呼吸基础上才有作用, 这三种呼吸类型的呼气流速形态相似, 差别仅是呼气流速大小和持续时间长短不一.2.3.2 在定容型通气(VCV)中识别所选择的吸气流速波型(图6)图6 识别所选择的流速波型2.3.3 判断指令通气在吸气过程中有无自主呼吸(图7)图7 指令通气过程中有自主呼吸强制通气自主呼吸压力支持通气吸气呼气流 速流 速吸气呼气递减波吸气方波 正弦波呼气图6 以VCV 为基础的指令通气所选择的三种波型(正弦波基本淘汰). 而呼气波形形状基本类同. 本图显示了吸气相的三种波形.在定压型通气(PCV)中目前均采用递减波!流 速图7中A 为指令通气吸气流速波, B 为在指令吸气过程中有一次自主呼吸, 在吸气流速波出现切迹, C 为人机不同步而使潮气量减少, 在吸气流速前有微小呼气流速且在指令吸气近结束时出现自主呼吸, 而使呼气流速减少.2.3.4 吸气时间不足的曲线(图8)图8左侧在设置的吸气过程内吸气流速未降至0, 说明吸气时间不足, 图内虚线的呼气流速开始说明吸气流速巳降至0吸气时间足够, 在降至0后持续一短时间在VCV 中是吸气后摒气时间.右侧图是PCV(均采用递减波)的吸气时间: 图中(A)是吸气末流速巳降至0说明吸气时间合适且稍长, (注意PCV 无吸气后摒气时间). (B)的吸气末流速未降至0说明吸气时间不足或是自主呼吸的呼气灵敏度巳达标(下述), 只有相应增加吸气时间才能不增加吸气压力情况下使潮气量增加.2.3.5 从吸气流速检查有泄漏(图9) 图9 呼吸回路有泄漏2.3.6 根据吸气流速调节呼气灵敏度(Esens) 见图10图10 根据吸气流速调节呼气灵敏度自主呼吸时当吸气流速降至原峰流速25%或实际吸气流速降至5升/分时, 呼气阀门打开呼吸机切换为呼气. 此流速的临界值即呼气灵敏度. 以往此临界值由厂方固定, 操作者不能调节(图10左侧), 现在有的呼吸机呼气灵敏度可供用户调节(图10右侧). 右侧图A 因回路存在泄漏或预设的Esens 过低, 以致呼吸机持续送气, 导致吸气时间过长. B 适当地将Esens 调高及时切换为呼气, 但过高的Esens 使切换呼气过早, 无法满足吸气的需要. 故在PSV 中Esens 需和压力上升时间根据波形结合一起来调节.流速升/分吸气呼气吸气流速未降至0升/分InspExp吸气 呼气 吸气 呼气峰流速的25%呼气阀门打开流速secsec呼气流 速时间 流速升/分 图9 呼吸回路有泄漏 当呼吸回路中存在泄漏,(如气管插管气束泄漏,NIV 面罩漏气,回路连接有泄漏)而流量触发值又小于泄漏速度,在吸气流速曲线的基线(即0升/分)和图形之间的距离(即图中虚形部分)为实际泄漏速度, 此时宜适当加大流量触发值以补偿泄漏量(升/分)2.4 呼气流速波形的临床意义2.4.1 初步判断支气管情况和主动或被动呼气(图11)图11 判断呼气阻力增加与否和呼气是主动或被动图11左侧图虚线反映气道阻力正常, 呼气时间稍短, 实线反映呼气阻力增加, 呼气时延长. 右侧图虚线反映是自然的被动呼气, 而实线反映患者主动用力呼气, 单纯从本左右图较难判断它们之间差别和性质. 尚需结合压力-时间曲线一起判断即可了解其性质.2.4.2 判断有无Auto-PEEP 的存在(图12)图12 为三种不同的Auto-PEEP 呼气流速波形图12吸气流速选用方波,呼气流速波形在下一个吸气相开始之前呼气末流速未回复到0位, 说明有Auto-PEEP( PEEPi)存在. 注意图中的A,B 和C 其呼气末流速高低不一, B 呼气末流速最高,依次为A,C. 在实测Auto-PEEP 压力也高低不一.Auto-PEEP 是由于平卧位(45岁以上), 呼气时间设置不适当, 采用反比通气或因肺部疾病或肥胖者所引起, 是小气道在呼气过程中过早地陷闭, 以致吸入的潮气量未完全呼出, 使气体阻滞在肺泡内产生正压所致.2.4.3 评估支气管扩张剂的疗效(图13)图13 呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估治疗前治疗后吸气呼气呼气流速被动 主动呼气阻力↑正常流 速流 速流速流 速流 速流 速图13 呼气流速波形对支气扩大剂疗效评估图13中支气管扩张剂治疗前后在呼气流速波上的变化, A 代表呼出气的峰流速, B 代表从峰流速回复到0位的时间. 图右侧治疗后呼气峰流速A 增加, 有效呼出时间B 缩短, 说明用药后支气管情况改善.3 压力-时间曲线3.1 VCV 的压力-时间曲线(P-Tcurve)一个呼吸周期由吸气和呼气所组成, 这两时期均包含有流速相和无流速相. 在VCV 中吸气期无流速相是无气体进入肺内(即吸气后摒气期), PCV 的吸气期始终是有流速相期(无吸气后摒气).压力-时间曲线反映了气道压力(Paw)的逐步变化(图14), 纵轴为气道压力,单位是cmH2O (1 cmH2O=0.981 mbar), 横轴是时间以秒(sec)为单位,图14 VCV 的压力-时间曲线示意图图14为VCV ,流速恒定(方波)时气道压力-时间曲线, 气道压力等于肺泡压和所有气道阻力的总和, 并受呼吸机和肺的阻力及顺应性的影响. 当呼吸机阻力和顺应性恒定不变时, 压力-时间曲线却反映了肺部情况的变化.. A 至B 点反映了吸气开始时所克服的系统的所有阻力,A 至B 的压力差(△P)等于阻力和流速之乘积(△P=R ×V'), 阻力越高或选择的流速越大,则从A 上升至B 点的压力也越大,反之亦然.B 点后呈直线状增加至C 点(峰压), 在C 点时呼吸机完成输送的潮气量. A 至C 点为有流速相期, C 至E 点为无流速相期(吸气后摒气).B 至C 点压力曲线的斜率在单位时间内决定于吸气流速和系统的静态顺应性(△P =V T /Cstat).C 点后压力快速下降至D 点, 其下降速度与从A 上升至B 点速度相等. C 至D 点的压差主要由气管插管的内径所决定, 内径越小C--D 压差越大.D 至E 点即平台压决定于顺应性和潮气量的大小, 是肺泡扩张的压力, D--E 的压若轻微下降可能是吸入气体在不同时间常数的肺泡区再分佈过程或系统有泄漏. 通过静志平台压测定即可计算出气道阻力(R)和顺应性, PCV 时只能计算顺应性而无阻力计算.E 点开始是呼气开始, 依靠胸、肺弹性回缩力迫使肺内气体排出体外, 呼气结束气道压再次回复到基线压力的水平(0或PEEP).3.1.1平均气道压(mean Paw 或Pmean)( 图15)气道压力图15 平均气道压平均气道压是通过压力曲线下的区域面积计算而得, 直接受吸气时间影响. 图14中虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压. 它在正压通气时与肺泡充盈效果(即气体交换)和心脏灌注效果相关, 气道峰压, PEEP 和吸/呼比均影响它的升降. A-B 为吸气时间, B-C 为呼气时间, PIP=吸气峰压, Baseline=呼吸基线(=0或PEEP). 一般平均气道压=10-15cmH2O, 不大于30cmH2O.3.2 PCV 的压力-时间曲线图16 PCV 的压力-时间曲线与VCV 压力-时间曲线不同, 气道压力在吸气开始时从基线压力(0或PEEP)快速增加至设置的水平呈平台样式, 并在呼吸机设定的吸气时间内保持恒定. 在呼气相, 压力下降和VCV 一样回复至基线压力水平, 本图基线压力为5 cmH2O 是医源性PEEP. 呼吸回路有泄漏时气道压无法达到预置水平.3.2.1 压力上升时间(压力上升斜率或梯度)压力上升时间是在吸气时间内使设定的气道压力达到目标所需的时间, 事实上是调节呼吸机吸气流速大小, 使达到目标时间缩短或延长.见图17.←PEEP 气道压力基 线气道压力时间时间图17 PCV 和PSV 压力上升时间与吸气流速的关系图17是PCV 或PSV(ASB)压力上升时间, a,b,c 分别代表三种不同的压力上升时间, 快慢不一. 调节上升时间即是调节呼吸机吸气流速的增加或减少, a,b,c 流速高低不一, 压力上升时间快慢也不一, 吸气流速越大, 压力达标时间越短(上图). 反之亦然.3.3 临床意义 3.3.1 识别呼吸类型通过压力-时间曲线可识别各种呼吸模式, 如CMV/AMV , SIMV , SPONT(CPAP), BIPAP 等.3.3.1.a 控制机械通气(CMV)和辅助机械通气的压力-时间曲线, 图18.图18 CMV(左侧)和AMV(右侧)的压力-时间曲线图18的基线压力未回复到0, 均使用了PEEP. 且患者触发呼吸机是使用了压力触发, 若使用了流量触发, 则不论是CMV 或AMV , 在基线压力均无向下折返小波(A 点处)! 左侧图在基线压力均无向下折返小波(A), 呼吸机完全控制患者呼吸, 此为CMV 模式. 右侧在吸气开始均有向下折返的压力小波, 这是患者触发了呼吸机且达到触发阈使呼吸机进行了一次辅助通气, 此为AMV 模式.3.3.1.b 自主呼吸(SPONT/CPAP)和压力支持通气(PSV/ASB) 图19.图19 自主呼吸和压力支持通气的压力-时间曲线图19均为自主呼吸使用了PEEP, 在A 处曲线在基线处向下折返代表负压吸气, 而B 处曲线向上折返代表正压呼气, 此即是自主呼吸, 若基线压力大于0则称之为CPAP.右侧图吸气开始时有向下折返波以后压力上升, 此非辅助呼吸(AMV)而是压力支持通气, 原因是两时间(s)时间(s)Paw 设定的压力CMVAMV气道压力气道压力气道压力气道压力气道压力PSVSpont个压力波的吸气时间有差别, 出现平台(Plateau)是吸气时间长 (并非是PCV 的AMV), 而最右侧压力波无平台是由于吸气时间短. 注意压力支持通气是必需在患者自主呼吸基础上才可有压力支持, 而自主呼吸的吸气时间并非恒定不变, 因此根据吸气时间和肺部情况尚需调节压力上升时间和呼气灵敏度.3.3.1c 同步间歇指令通气(SIMV) 图20.图20 同步间歇指令通气(SIMV)图20中黑影部分是SIMV 每个呼吸周期起始段的触发窗, 它的持续时间各呼吸机设计不一, 通常占每个呼吸周期时间的25-60%. 在触发窗期间内自主呼吸达到触发灵敏度, 呼吸机即输送一次同步指令通气(即设置的潮气量或吸气峰压), 若无自主呼吸或自主呼吸较弱不能触发时, 在触发窗结束时呼吸机自动给一次指令通气. 此后在呼吸周期的剩余时间内允许患者自主呼吸, 即使自主呼吸力达到触发阈,呼吸机也不给指令通气, 但可给予一次PS(需预设). 图中笫二、五个周期说明触发窗期巳消逝, 图中虽有向下折返的自主呼吸负压, 但呼吸机给的是指令通气并非同步指令通气. 第一、三、四、六均为在触发窗期内自主呼吸力达到触发阈呼吸机给予一次同步指令通气.3.3.1d 双水平正压通气(BIPAP) 图21图21 PCV 和BIPAP 在压力-时间曲线上的差别BIPAP 属于PCV 所衍生的模式, 即在两个不同压力水平上患者尚可进行自主呼吸. 图21左侧是PCV 吸气峰压呈平台状无自主呼吸, 而右侧不论在高压或低压水平上均可有自主呼吸, 在自主呼吸基础上尚可进行压力支持. 高压(Phigh)相当于VCV 中的平台压, 低压(Plow)相当于PEEP, Thigh 相当于呼吸机的吸气时间(Ti), Tlow 相当于呼吸机的呼气时间(Te), 呼吸机的频率=60/Thigh+Tlow.3.3.1e BIPAP 和VCV 在压力-时间曲线上差别图22BIPAP 只采用递减波流速, VCV 可选用不同流速波. 在压力曲线上有峰压, 而BIPAP 只有平台样压力波, 且压升上升呈直线状, 其设置基本类同, 详见图22. 在呼吸机由高,低压互相转换时为了和患者的自主呼吸同步, 也存在着一个短暂触发窗见图23.↓同步指令↑自主呼吸↑指令通气↑同步指令气道压力气道压力时间图22 BIPAP 与VCV 在压力曲线的差别和设置 图23 高,低压互相转换时与自主呼吸的同步3.3.1f BIPAP 衍生的其他形式BIPAP通过调节BIPAP 四个参数可衍生出多种形式BIPAP:(1)Phigh ＞Plow 且Thigh ＜Tlow, 即是CMV/AMV-BIPAP(IPPV-BIPAP)或SIMV-BIPAP 见图24 和25. (2)Phigh ＞Plow,且Thigh ＞Tlow 时, 即是IRV-BIPAP 或APRV 见图26. (3)Phigh=Plow 时即为CPAP 见图27.图24 CMV/AMV-BIPAP 压力-时间曲线 图25 SIMV-BIPAP 压力-时间曲线图26 APRV 压力-时间曲线 图27 CPAP 压力-时间曲线除IPPV-BIPAP 病人无自主呼吸外, 其他所衍生的BIPAP 病人均有自主呼吸.3.3.2 评估吸气触发阈是否适当(见图28)图28 吸气触发阈设置不当气道 压 力IRV-BIPAP=APRVVCVBIPAP压力↑触发阈压力触发阈=PEEP －Trig.(Sens.)cmH2O, 图28中PEEP=0 压力触发值为负值, 在本图中压力触发虽为负值但未达到触发阈(虚线), 故①和②均为自主呼吸, 吸气负压未触发呼吸机进行辅助正压呼吸, 但③是患者未触发呼吸机是一次指令呼吸.3.3.3 评估吸气时的作功大小(图29)图29 评估吸气作功大小3.3.4 在VCV 中根据压力曲线调节峰流速(即调整吸/呼比) (图30)图30 调节峰流速3.3.5 评估整个呼吸时相(图31)图31 评估呼吸时相3.3.6 评估平台压(图32)图32 评估平台压吸气负压大,持续时间长 触发阈大作功亦大吸气负压小,持续时间短.触发阈小作功亦小吸气负压大,持续时间长 触发阈大作功亦大图30中是VCV 通气时,在A 处因吸气流速设置太低, 压力上升速度缓慢, 吸气时间稍长(注意:VCV 时不能直接调整压力上升时间), 而B 处因设置的吸气流速太大以致在压力曲线出现压力过冲, 且吸气时间也稍短. 结合流速曲线适当调节峰流速即可.图31 显示不同的呼吸时间, A-B 为吸气时间; B-C 是呼气时间. 此处呼气时间足够, 不会引起气体阻滞在肺泡内导致内源性PEEP. 但在D 点因呼气时间不足, 压力下降未达到基钱处, 说明有内源性PEEP 存在. 这种情况多见于反比通气或人机对抗.在PCV 或PSV 时, 若压力曲线显示无法达到平台压力, 如图32 A 处显示PCV 的吸气时间巳消逝, 但压力曲线始终未出现平台(排除压力上升时间太长因素), 说明呼吸回路有漏气或吸气流速不足(需同时检查流速曲线查明原因). 有的呼吸机因原设计的最大吸气峰流速不够大, 有时也会出现这种情况.气道压力气道压力气道压力气道压力。

呼吸机波形分析入门引言：呼吸机波形是指通过呼吸机监护系统获得的呼吸机输出的波形图像。

波形图像是由时间作为横轴，压力、流量或体积作为纵轴所构成的图像。

通过对呼吸机波形进行分析可以了解患者的呼吸状况、通气情况以及呼吸机的设置是否合理等。

本文将介绍呼吸机波形的基本分析方法，以帮助初学者快速入门。

一、呼吸机波形的采集和显示常见的呼吸机波形包括压力波形、流量波形和体积波形。

压力波形显示了呼吸机输出的气道压力变化情况，流量波形显示了气体进出肺部的速度变化情况，体积波形显示了肺部的体积变化情况。

在呼吸机波形中，一般以吸气期为正，呼气期为负。

二、呼吸机波形的常见特征1.呼吸频率：通过计算波形上吸气峰值或呼气峰值的数量，可以得到呼吸频率。

常用的方法是计算每分钟的呼吸次数。

2.吸气时间和呼气时间：从吸气峰值到呼气峰值的时间间隔为一个完整的吸呼气周期。

通过计算吸气时间和呼气时间的长短，可以了解患者的通气情况。

3.吸气峰值压力和呼气峰值压力：波形中的压力峰值反映了肺的通气效果，通常情况下，吸气峰值压力应该较呼气峰值压力高。

4.呼气末正压（PEEP）：波形中的底线或基线表示了呼气末正压。

PEEP是在呼气末保持气道压力的一种方式，能保持肺泡的开放性，增加氧合和通气效果。

5. 吸气延迟时间（inspiratory delay）：吸气波形图中延迟时间指的是吸气流量波形开始上升直到达到吸气峰值的时间。

延迟时间过长可能表明存在气道阻力或机械问题。

三、呼吸机波形的分析方法1.波形形状：通过观察波形的形状可以判断患者的通气状态，如是否存在阻塞或排空障碍等。

正常的吸气波形应该是上升快、下降缓慢的斜坡状。

2.吸气和呼气峰值压力：通过分析吸气和呼气峰值压力的变化，可以判断患者的通气状态。

吸气峰值压力过高可能表明气道阻塞或气道峰压过高，呼气峰值压力过低可能表明肺容积不足。

3.吸气延迟时间：延迟时间过长可能表明存在气管插管位置不当、气道阻力增加或呼吸机设置不当等问题。

呼吸波形的指标
呼吸波形是一种反映人类呼吸过程的图形曲线。

它记录了呼吸的速度和深度的变化，可以用来评估人的呼吸功能和身体健康状况。

呼吸波形的指标有很多，下面我将介绍几个常见的指标。

首先是呼吸频率，它表示每分钟呼吸的次数。

正常情况下，成年人的呼吸频率在每分钟12到20次之间。

当呼吸频率低于12次/分钟或高于20次/分钟时，可能意味着呼吸系统出现了问题。

其次是呼吸幅度，它表示每次呼吸的深度。

正常情况下，呼吸幅度应该是适中的，既不过浅也不过深。

过浅的呼吸幅度可能是因为肺部功能不良或呼吸肌无力，而过深的呼吸幅度可能是因为身体代谢率增加或情绪紧张。

还有一个重要的指标是呼吸节律，它表示呼吸的规律性。

正常情况下，呼吸应该是有规律的，即呼吸间隔相等。

如果呼吸节律不规律，可能是因为呼吸中枢功能受损或心跳不齐。

除了以上几个指标，还有一些相关的指标也可以通过呼吸波形来评估。

例如，呼吸峰值流速可以反映呼吸道阻力，呼吸时间可以反映呼吸肌耐力，呼吸流速变异性可以反映呼吸系统的弹性等。

呼吸波形的指标可以帮助医生评估人的呼吸功能和身体健康状况。

通过分析呼吸波形，可以及早发现呼吸系统的问题，并采取相应的治疗措施。

希望通过不断研究和改进呼吸波形的指标，能够更好地
帮助人们保持健康的呼吸。

我们都知道机械通气时有四个最基本的变量：容量、压力、流量、时间。

这四个变量是机械通气的核心。

所谓的波形其实就是反映这四个变量之间关系的曲线，包括容量、压力、流量这三个变量的时间曲线以及压力-容量、流量-容量和压力-流量等三个环。

其中以压力-时间曲线、流量-时间曲线和压力-容量环最为常用，在基础讲座中我们将着重讲解。

这是几种最常见的流量时间曲线。

（本图引自PB840呼吸机的波形说明，绿色表示强制通气的吸气过程，红色表示自主呼吸的吸气过程，黄色表示呼气过程）横轴代表时间，单位是秒s；纵轴代表流量，单位是升/分L/min。

曲线上任意一点的流量都是由流量传感器测得的。

呼吸机送气时，气流通过吸气端流量传感器，此时流量曲线位于横轴上方。

呼吸机送气停止，如果此时有平台时间，则流量时间曲线的这一段与横轴重合。

开始呼气时，送气阀关闭，呼气阀打开，气流通过呼气端流量传感器，此时流量曲线位于横轴下方。

呼吸机送气的容量就等于吸气曲线下的面积。

我们先来看一下上图的左半部分。

左边三个图都是强制通气时的流量曲线。

第一个就是最经典，以前也最常用的方波square（矩形波）。

方波是定容通气时可选择的流量波形之一。

我们知道，定容通气时需要设置的参数有潮气量、呼吸频率、峰流量（或吸气时间或吸呼比）、流量波形、平台时间、氧浓度、PEEP等等。

方波的特点就是呼吸机在整个吸气时间内所输送的流量均是恒定的，吸气开始后很快就达到峰值，并保持恒定直到吸气结束才降为0，故形态呈方形（临床实际的情况是由于流量从0上升到最大值多多少少会需要一点时间，因此流量曲线就象是个梯形）。

第二个是递减波（线性）。

线性递减波也是定容通气时可选择的流量波形之一。

其特点是呼吸机输送的流量在吸气时间刚开始时立即达到峰值，然后呈线性递减至0（吸气结束）。

方波和线性递减波都是定容通气时的流量曲线，在其他所有参数都相同的情况下，方波的吸气时间短（如果设定了吸气时间，则峰流量较小），但气道峰压高；而线性递减波的吸气时间稍长（如果设定了吸气时间，则峰流量较大），气道峰压较低。