1、呼吸機波形分析Ventilator Waveform Analysis 如果沒有波形分析反饋信息的幫助，管理病人是一件困難的事情主要內容一、呼吸波形的概念二、正常的呼吸波形和環三、異常的呼吸波形和環四、常見Modes of Ventilation 的波形五、waveform analysis 的臨床意義六、總結與展望一、呼吸波形的概念 呼吸機將某一參數隨時間或另一參數的變化而變化的關系繪制成曲線或環，實時地顯示在屏幕上，稱之為機械通氣的呼吸波形。二、正常的呼吸波形和環 (Normal Waveforms and Loops)Normal Time-based Curves（1）容量控制通氣 1

2、、Pressure-Time, 2、Flow-Time 3、Volume-Time CurvesNormal Time-based Curves（2）壓力控制通氣 1、Pressure-Time, 2、Flow-Time 3、Volume-Time CurvesFlow-Time Curve原理：流速-時間曲線反映了吸氣相和呼氣相各自的流速變化，流速的單位為升/分（縱軸），而時間單位為秒（橫軸），橫軸上的曲線為吸氣流速，橫軸下的曲線為呼氣流速，呼吸機輸送的容量是流速在時間上積分計算而得且等于流速曲線下面積。 流速LPM時間14532圖1 流速曲線（方波）-機械呼吸 吸氣相呼氣相Flow ver

3、sus TimeACCELERATINGDECELERATINGSINESQUAREVolume-Time Curve原理： 容量時間曲線中，上升肢代表了容量輸送到病人，下降肢代表了總的呼出潮氣量。典型的呼出容量等于吸入容量，除非存在著漏氣。VTLITERSAB吸時間呼時間TIMEVolume vs TimeInspirationExpirationTime (sec)Volume (ml)Inspiratory Tidal VolumeTIPressure-Time Curve壓力-時間曲線的原理：A至B點的壓力明顯增加是由于從呼吸機至肺整個系統的阻力所致，此壓力即為克服阻力的壓力。 C點為

4、峰壓代表充氣壓力，對抗氣流的壓力和肺擴張的壓力。 D至E點平臺壓力，需要擴張肺泡的壓力。平臺期無氣體供應到肺，吸氣流速是零。 E點呼氣開始。F點呼氣結束，壓力再次回復到呼氣末水平 Pressure versus TimeInspirationExpirationPaw (cm H2O)Time (sec)TIPeak Inspiratory PressurePIPPEEPTENormal Volume-Pressure and Flow-Volume Loops原理: 壓力-容量曲線（P-V環）反映了容量與壓力的關系，體現了氣道的順應性（CVP），在下面兩環形圖中，橫軸代表壓力，正壓代表機械正

5、壓通氣，負壓代表自發呼吸力，縱軸代表潮氣量 強制通氣的P-V環PAWcmH2OABVTLITERSPressure-Volume LoopControlledAssistedSpontaneousVol (ml)Paw (cm H2O)I: InspirationE: ExpirationIEEEII三、異常的呼吸波形和環 （Abnormal Waveforms and Loops） 在不同狀況（病理狀況）下的波形變化Abnormal Flow-Time Curve（1）1、Airway Obstruction 氣道阻塞 表現：呼氣峰流速降低、呼氣時間延長 常見原因：氣道阻力增加（氣管內黏液增

6、加或分泌物聚集）Abnormal Flow-Time Curve（2）2、Air trapping 氣體陷閉and auto-PEEP（1）黃色為正常波形：呼氣流速回到基線（下一次吸氣之前）（2）紅色為異常波形：呼氣流速未回到基線，表明存在氣體陷閉和auto-PEEP。呼氣不完全、或呼氣時間不足夠、或呼氣時氣道不穩定或陷閉，這種現象非常常見，尤其COPD病人Abnormal Volume-Time Curve（1）1、Air Leak 漏氣表現：呼氣容積不能回到基線常見原因：回路或氣管內插管漏氣Abnormal Volume-Time Curve（2）2、Active Exhalation主動

7、呼氣 正常：呼氣降到基線水平異常：呼氣降到基線水平以下 常見原因主動呼氣Abnormal Pressure-Time Curves（1）1、Increased Resistance 阻力增加表現：峰壓升高、平臺壓不變原因：氣管插管阻塞或分泌物聚集Abnormal Pressure-Time Curves（2）2、Decreased Compliance 順應性降低表現：峰壓和平臺壓均升高原因：順應性降低（ARDS）常見的異常環 Common Abnormal Loops、Pressure-Volume Loops、Flow-Volume LoopsPressure-Volume Loops（1

8、）、PEEP and PV loop. PV環：可發現和測量PEEP ，自壓力軸向右變化。PEEP水平為決定y 軸和x軸在吸氣開始的距離Pressure-Volume Loops（2） 2、High Resistance 容量控制通氣時，容量恒定，壓力依據阻力和順應性而變化 當阻力增加時， PIP 上升（A-B）， PV loops 變寬。該種P-V loop，稱為滯后（Hysteresis）Pressure-Volume Loops（3）3、High and Low Compliance 順應性 容量控制通氣時，順應性增加，輸出lower PIP ；順應性降低，輸出higher PIP Pr

9、essure-Volume Loops（4）4、Overdistention過度膨脹 當潮氣量達到肺總容量時發生過度膨脹。表現PIP 增加（A-B）時，潮氣量改變不明顯。降低潮氣量能夠修正這種現象Pressure-Volume Loops（5）5、Air Leak 漏氣表現：呼氣支不能回到0點原因：回路或氣管內插管漏氣Flow-Volume Loops（1）1、Flow-Volume Loop 橫軸容積；縱軸流速上環吸氣；下環呼氣A點：吸氣開始B點：吸氣峰流速，伴容積增大C點；潮氣量輸出結束，流速降為0，呼氣開始D點：呼氣峰流速A點：流速降低至0，肺排空結束，呼氣結束，下一次吸氣開始A-C：潮

10、氣量Flow-Volume Loops（2）2、Increased resistance氣道阻力增加表現：呼氣峰流速降低，呼氣軌跡內陷。支氣管擴張劑可以修正這種現象常見：支氣管哮喘Flow-Volume Loops（3） 3、Air trapping and auto-PEEP 表現：呼氣末流速未能回到 0基線，從而產生氣體陷閉和 auto-PEEP 。但不能定量。 注意： flow-time curve可 以監測到該種現象Flow-Volume Loops（4）4、Air Leak表現：呼氣末流速不能回到0 容積水平（回到0基線）。 可以定量常見：回路或氣管內插管漏氣注意： volume-t

11、ime curve可以監測到該種現象四、Waveforms For Common Modes of Ventilation 、CPAP Mode 、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation)、SIMV Mode、SIMV + Pressure Support 、SIMV+PS+PEEP、CPAP ModeCPAP mode :自主呼吸模式，僅有Pressure-Time Curves中設定基線水平觀察:基線水平5 cm H2O 、以及病人的觸發triggering、Assisted-Mode (Volume-targeted ventilation)

12、主要特點： “assisted” 意指病人觸發注意：Pressure-time curve表明病人的觸發（微小的負折回）、SIMV ModeSIMV mode ：提供兩種呼吸形式（自主和指令），通常為兩次指令呼吸中出現自主呼吸觀察： Flow-time curve 中自主呼吸呈典型的sine-wave shape (rounded). Pressure-time curve 中微小負折回提示自主呼吸的觸發Volume-time curve 提示自主呼吸的volume 低于ventilator 的volume、SIMV + Pressure Support(容量控制模式下？)Pressure s

13、upport：常附著于SIMV模式，增大自主呼吸的能力 ，而不受指令呼吸的影響觀察：Flow-time curve：自主呼吸的形態呈遞減波decelerating （非正弦波rounded-shape ）Pressure-time curve ：吸氣期，設定PS水平保持不變，以及存在微小負折回、SIMV+PS+PEEP flow-time 和 volume-time curves基本相似于SIMV+PS 模式 Pressure-time curves 的 基線抬高。提示附加了 PEEP五、waveform analysis 的臨床意義Time-Based Waveforms意義流速-時間曲線1

14、.鑒別呼吸類型2.判斷是否存在auto-PEEP3.衡量病人對支氣管擴張藥物的反應4.評估PCV通氣時吸氣時間5.檢查流速觸發時回路泄漏速度壓力-時間曲線1.鑒別呼吸類型2.壓力支持通氣3.估算平臺壓4.評估吸氣觸發5.評價整個呼吸時相，調節峰流速6.測算靜態呼吸力學參數（C、R）容量-時間曲線1、判斷肺內氣體是否存在泄漏2、是否存在用力呼氣Waveforms Loops意義 壓力-容量環1、估算吸氣相面積和吸氣觸發功2、估算Flow-by的效果3、估算順應性、阻力4、是否存在過度膨脹及漏氣5、衡量PEEP水平 流速-容量環衡量對支氣管擴張藥物的反應是否存在過度膨脹和漏氣評價氣道阻力六、總結與

15、展望Flow-Volume LoopVolume (ml)PEFRFRCInspirationExpirationFlow (L/min)PIFRVTAir TrappingInspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)Air TrappingAuto-PEEPAir TrappingInspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)Does not returnto baselineNormalAbnormalAir LeakVolume (ml)Time (sec)Air LeakAir

16、 LeakVolume (ml)Pressure (cm H2O)Air LeakAir LeakInspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)Air Leak in mLNormalAbnormal Paw (cm H2O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalPIPPPlatHigh RawPIPPPlatIncreased Airway ResistanceResponse to Bronc

17、hodilatorBeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRAfterLong TEHigher PEFRShorter TEIncreased Airway ResistanceInspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)Decreased PEFRNormalAbnormal“Scooped out” pattern DECREASED COMPLIANCETime (sec)Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Complia

18、nce)Increased Platat(Decreased Compliance)NormalPIPLung Compliance Changes and the P-V LoopVolume (mL)Preset PIPVT levelsPaw (cm H2O)COMPLIANCEIncreasedNormalDecreasedPressure Targeted VentilationOverdistensionVolume (ml)Pressure (cm H2O)With little or no change in VTPaw risesNormalAbnormalWaveform Used During Mechanical Ventilationauto-PEEPbronchodilator responsework