呼吸器分類 與 通氣方式

呼吸器分類 與 通氣方式 呼吸治療師 呂紀芳 104 年 3 月 31 日

呼吸器 是用來幫助那些肺功能無法提供足夠的氣體交換的病人來呼吸, 醫學上稱這些病人 呼吸衰竭

使用呼吸器的目的 改善氣體交換 改善低血氧 改善急性呼吸性酸中毒 減輕呼吸窘迫 減少呼吸耗氧 使疲勞的呼吸肌肉得以休息 改善壓力 容積之間的關係 預防或改善肺塌陷 改善肺的順應性 預防進一步的傷害 容許肺部或氣道的修復 避免併發症

MECHANICAL VENTILATION INDICATION 1.Hypoxemia:FiO2>0.6,PaO2<60or(Aa)DO2>350 2.Hypercapnia:PaCO2>55(&pH<7.2or/&Con s change) 3.Inadequate lung expansion:tv<5ml/kg MV<5L/min 4.Respiratiory muscle weakness:mip<20 5.Excessive work of breathing:rr>35 MV>10L/min

MECHANICAL VENTILATION INDICATION 6.Unstable ventilatory drive:apnea 7.Prophylactic mechanical ventilation: post-op, mutiple trauma operation major,multiple organs failure 8.Closed head injury:iicp 9.Flailed chest:multiple rib fr. 10.Obstructive airway disease

呼吸器分類 臨床上而言, 可區分為家用等級 (Homecare) 與強化看護等級 (intensive) 而依治療對象來說, 可區分為嬰兒 兒童與成人三種 若依給氣原理則區分為正壓 負壓與高頻三種通氣方式

家用等級 (Homecare) 強化看護等級 (intensive) 家用等級之呼吸器一般具有 CPAP S S/T T 與 PC 等呼吸型態模式, 操作簡單不複雜, 其適用對象為輕微呼吸道症狀患者, 如睡眠呼吸中止症等 強化看護等級之呼吸器具多種呼吸型態模組, 可獨立調控呼吸速率 潮氣量等 由微電腦控制含監視系統 警告系統 呼吸自我檢測等等功能, 適用對象為中度及重度呼吸道症狀患者, 如呼吸窘迫症 慢性肺阻塞 心臟衰竭 肺損傷等

呼吸器的種類負壓呼吸器與正壓呼吸器 負壓呼吸器 -- iron lung,cuirass,body suit. 原理 : 把病人放在一個壓力可以減小的密閉容器內, 只把病人的頭部露在外面 然後對這個容器進行抽空, 使其內部產生負壓 這個負壓傳遞到胸廓內的空間, 使胸部和肺組織容積由於受到壓差的作用而增大 這樣, 在氣道內就產生一個壓力遞減度 這時, 大氣中的空氣就會通過露在外面的鼻和口腔, 沿著氣道內的壓力遞減度進到肺腔內 當達到一定量時, 使這個密閉容器內的壓力恢復到大氣壓 這時, 胸廓和肺組織就會向反方向恢復它原來的形狀, 同時也將進入到肺內的空氣排到體外 這種呼吸儘管比較符合生理特點, 但由於操作及對各種呼吸參數不易掌握, 目前已不再使用 這種呼吸機叫做體外通氣器, 有時也被稱作 鐵肺

呼吸器的種類負壓呼吸器與正壓呼吸器 優點 : 比較合乎自然生理, 病人不需插管, 可行動 (body suit) 缺點 : 笨重, 不好照顧, 無法精準有效的控 制氣體容積 流量及氣道壓力 適用時機 :neuromuscular or chest wall disorder, COPD ( 夜晚 )

呼吸器的種類負壓呼吸器與正壓呼吸器 正壓呼吸器 原理 : 在吸氣期, 呼吸器產生正壓的空氣, 經 氣道進入病人肺內, 使肺臟膨脹 呼氣 時, 呼吸器管路末端對外開放, 使氣體 自行排出 分類 : 非侵襲性正壓呼吸器 -CPAP,BiPAP 侵襲性正壓呼吸器

正壓呼吸器非侵襲性與侵襲性正壓呼吸器 1. 非侵襲性正壓呼吸器 (non-invasive ventilator) 方法 : 使用鼻罩或口鼻罩 優點 : 不用插管, 減少併發症, 保留說話及吞嚥能力 缺點 :- 其所能供應的呼吸支持有限. 在臨床實際使用上, 耗費醫護人員的時間比傳統呼吸器還多 - 有時會因空氣灌入胃中而感到脹氣 - 痰液不易咳出 - 所給的氧氣濃度 空氣流量 氣道壓力等比較 不精準

正壓呼吸器非侵襲性與侵襲性正壓呼吸器 2. 侵襲性正壓呼吸器 方法 : 須建立人工氣道才能使用, 包括氣管內 插管和氣管切開 優點 : 提供確切的氧氣濃度 空氣流量, 精準 的控制氣道壓力, 以及給予充足的呼吸 容積

高頻呼吸器 減少傳統機械通氣肺泡壓力變化過大造成肺損傷的合併症 以平均氣道壓力來調整氧合, 使用頻率與震幅高低來改善通氣 分類 : 高頻正壓式呼吸 ( High Frequency Positive Pressure Ventilation, HFPPV ) 高頻叩擊式呼吸 ( High Frequency Percussive Ventilation, HFPV ) 高頻噴射式呼吸 ( High Frequency Jet Ventilation, HFJV ) 高頻流速中斷式呼吸 ( High Frequency Flow Interruption, HFFI ) 高頻振盪式呼吸 ( High Frequency Oscillatory Ventilation, HFOV )

名詞解釋 Trigger: 設定結束吐氣動作的條件 ( 開始吸氣 ) Limit: 設定某一個值不能超過該 limit Cycle: 設定結束吸氣動作的條件 ( 開始吐氣 )

Trigger Time trigger: 先設定一個 rate 時間到了就啟動 Flow trigger: 機器必需是 continuous flow(e.g.6l/min) 再設定一個 flow sensitivity (e.g.3l/min) 當 airway flow 降到 baseline 以下的預設值時就啟動 較省力

Trigger pressure trigger 先設定一個 pressure sensitivity (e.g.-1~ 2cmH2O) 當 P AW 降到 baseline 以下的預設值時就啟動 Sensitivity 設太低時有可能會 autotrigger

Cycle Time cycle 時間到了就切換成吐氣, 最常用 Flow cycle 當 flow 降到 initial flow 的某個 % 時切換成吐氣 (e.g.psv=25%) Volume cycle 當 volume 達到預先設定的值時切換成吐氣 (e.g. Assist volume ventilation) E.g. VCV, IMV Pressure cycle 當 pressure 達到預先設定的值時切換成吐氣 (e.g.ippb)

Mode of MV Volume Ventilation --Control mechanical ventilation(cmv)/volume-control(vc) --Intermittent Mechanical Ventilation(IMV)Synchronized Intermittent Mechanical Ventilation (SIMV) Pressure Ventilation --pressure support --pressure control --Noninvasive positive pressure ventilation(nippv) Biphasic positive airway pressure(bipap) Continuous positive airway pressure (CPAP)

Mode of MV Dual Control Modes --VAPS,VS,PRVC,APV,Auto-Flow Alternative methods of ventilator support --IRV,APRV,Bi-phasic,ATC,ASV

Mode of MV Control mechanical ventilation(cmv) -- time trigger, volume or pressure, no effort at Pt. 由呼吸器完全控制病人的呼吸週期及型態, 病人無法驅動呼吸器

Mode of MV Assist-control Ventilation( A/C) -- Time or Pt trigger 當病人有足夠吸氣力量時, 可驅動呼吸器, 呼吸器即提供先前預設之條件給予病人 ; 當病人吸氣力量不足無法驅動呼吸器, 則機器會依設定自動提供呼吸的輔助 適用於有正常的吸氣驅動能力, 但呼吸肌肉無力者或呼吸肌肉做功負荷過高者

Assisted vs. Controlled Pressure (cmh 2 0) Assisted Controlled Time (sec)

Volume Ventilation Set the volume delivered during the mandatory breath VV guarantees volume (C,R V 不變 ) Lung worsens, peak and alveolar P. overdistention change flow pattern 改善 High volume give high peak and plateau P. Flow controlled, Time or Pt trigger, volume limit, Volume cycle

Volume Ventilation 優點 : 保證一定的潮氣量 eg:iicp 時使用 Iatrogenic hyperventilation 可改善 IICP 缺點 : 肺的順應性下降時會導致氣道壓力增加 肺泡過度擴張 (alveolar overdistension) 肺泡傷害 (pneumothorax ARDS)

Controlled Mode Time (sec) (Volume-Targeted Ventilation) Time triggered, Flow limited, Volume cycled Ventilation Flow (L/m) Preset Peak Flow Pressure (cm H 2 O) Volume (ml) Dependent on C L & R aw Preset V T Volume Cycling

IMV Time trigger continuous (neonatal) or demand flow -- 機器會以預先設定的次數及 tidal volume 來送氣 另外在每次的送氣間可允許病人自己呼吸, 呼吸器不給任何的幫助, 因此 tidal volume 是不固定的

SIMV 同步間歇強迫式呼吸 -- Pt or time trigger 允許病人在兩次機器給氣間自行呼吸, 吸氣期啟動時間有協同性之機械通氣模式 適用於 --a. 有正常的吸氣驅動能力, 但呼吸肌肉仍未很有力氣者 b. 希望減少機器輔助的次數, 以增加病人自行呼吸的次數, 如 計劃協助病人脫離呼吸器時

Pressure Ventilation (PV) Preset a pressure, P. limit ventilation(pcv, PSV) 影響 Vt : P, Ti, TC (R, C), continuous flow rate (initial flow P. waveform shape)

Pressure Ventilation (PV) 優點 : 可以設定壓力, 避免肺泡受到傷害 缺點 :Tidal volume 不一定肺的順應性下降或氣道阻力上升時會使 Tidal volume and Minute ventilation 下降

Controlled Mode (Pressure-Targeted Ventilation) Time Triggered, Pressure Limited, Time Cycled Ventilation Flow (L/min) Time-Cycled Press (cm H ure 2 O) Set PC level Volume (ml) Time (sec)

Pressure supported Ventilation 完全由病人帶動 只需設定輔助壓力值及 sensitivity Patient-triggered, pressure-limited, flow-cycled. Tidal volume 不固定, 會隨著病人的肺順應性或氣道阻力及病人吸氣時所用的力 ( 負壓 ) 而有所改變 適用於清醒且呼吸功能接近完整的病人 常用在要脫離呼吸器的病人 可合併 SIMV mode 來使用

PSV Patient Triggered, Flow Cycled, Pressure limited Mode Flow (L/m) Flow Cycling Pressure (cm H 2 O) Set PS level Volume (ml) Time (sec)

The end of inspiration(psv) Decrease of peak flow to specific threshold Above the fixed PSV level (1 to 3 cmh 2 O), sudden exp. effort from patient A time end of the insp. (PSV 會進入呼氣期, 當 : 1. 吸氣流量降到機器預設的狀態 2. 壓力上升達機器預設的程度 3. 時間到達機器預設的限制

Flow Flow 愈大 吸氣時間愈短 Peak airway pressure Gas distribution 變差 Flow 愈小 吸氣時間愈長 吐氣時間縮短 Peak airway pressure Gas distribution 變好, 但有可能因氣吐不完而產生併發症 (auto-peep)

CPAP 呼吸器提供一個固定的正壓 病患的呼吸是以此正壓為基準作自發性呼吸 同常用於 sleep apnea 或準備脫離呼吸器的病患 CPAP 和 PEEP 的差異在於 : PEEP 是指有機械輔助時給予的吐氣末正壓 CPAP 是指沒有機械輔助時給予的正壓

CPAP Flow (L/m) Pressure (cm H 2 O) CPAP level Volume (ml) Time (sec)

BiPAP 原理和 PSV mode 雷同 Flow-triggered,pressure-limited,flow or time- cycled. 適用於瀕臨呼吸衰竭 不預期或提早拔管的病人 禁忌 : 意識不清者 痰太多 面罩不能密合 嚴重的心律不整 病人不能合作 上呼吸道外傷及休克等

Pressure Curve Examples CPAP BiPAP

Dual mode PRVC VS VAPS APV---- 同時保障潮氣量及避免氣道壓過高 融合了 Volume ventilation 和 pressure ventilation 的優點並改善了他們的缺點 缺點 : 一般臨床人員對此類呼吸模式較不孰悉 只有少數的呼吸器有此類呼吸模式

Inverse Ratio Ventilation (IRV) Techniques to increase I / E ratio (1) VCIRV -- slowing the flow rate flow cycle 結束 -- use a inspiratory pause time cycle 結束 (2) PCIRV -- increase Ti time cycle 結束

Improving PaO 2 with IRV Higher mean Paw By the short Te end exp. P. (intrinsic P.) Improved distribution due to low mean insp. flow Physiologic effect -- intrapulmonary shunt, improved V/Q matching, dead space ventilation

Airway Pressure Release Ventilation 氣道壓力釋放通氣 (APRV) 這種模式的控制包括 (1) 高持續性正壓 (hight CPAP) (2) 低持續性正壓 (lower CPAP) (3) 氣壓釋放時間 (pressure release time) (4) 氣壓釋放次數 (frequency of release)

Airway Pressure Release Ventilation 氣道壓力釋放通氣 (APRV) * APRV 的設計出發點是為了增加肺泡通氣, 改善機體氧合並盡可能降低平均氣道壓 * 設定 Phigh 以維持 MAP and 增進氧合 (within lung protection peak alveolar pressure) 在 Phigh 時給 PS: 降低 WOB & 增加 Vt 設定 Plow 以排除 PCO2 (typically not a problem) 降低 Plow level: 可快速吐氣 (Downs) hold release time 避免 lung collapse

Airway Pressure Release Ventilation 氣道壓力釋放通氣 (APRV) APRV 產生的肺泡通氣, 附屬於 CPAP 的模式 氣道壓力可瞬間釋放到 lower level, 之後立即再度使肺重新充氣 病患無自發呼吸趨力 (effort) 時,APRV 就類似 PCIRV 與 PCIRV 不同的是 APRV 可允許病患, 在呼吸週期的任何期間, 做自發性呼吸 APRV 通氣週期, 其 PIP 不會超過 CPAP 的 level, 故可減少高氣道壓力產生的危險 因允許病患在高低兩種 CPAP level 自然呼吸, 故需要鎮靜劑的機會也就減少

雙期間歇正壓 ( BIPAP;Biphasic intermittent positive pressure) 是經修正過的 APRV BIPAP 的 I/E ration 不用反轉, 與 APRV 不同 病人可在 P high 或 P low 有其自發性呼吸 當病人無自呼時, 則類似 PCV

BIPAP* allows Spontaneous Breathing during the Mandatory Stroke Spontaneous Breathing Reduction of the invasivness of Ventilation Reduction of Sedation BIPA P One Ventilation Mode from Intubation to Weaning PC V More comfortable for the Patient Fewer Alarms (easier handling)

雙期間歇正壓 ( BIPAP;Biphasic intermittent positive pressure) 在吸氣期時, 活動的吐氣閥, 必要時可打開, 以可維持一固定持續的吸氣正壓 BIPAP 可改善病人 / 呼吸器的同步, 當有外加氣流時 ( 如 : 給 nebulizer tracheal gas insufflation), 可預防不注意的壓力過高 BIPAP ( 亦稱 PCV+ ) 可見於 Drager Evita 4 NPB 840 的 BiLevel BIPAP 不能和 BiPAP 混淆,BIPAP 是一種通氣模式而 BiPAP 是一商標名稱, 是一非侵襲性通氣的呼吸器

APRV versus BIPAP different philosophies BIPAP APRV Pinsp Ventilation CPAP Plow Phigh

Airway Pressure Release Ventilation 氣道壓力釋放通氣 (APRV) 問 : 當 PaO2 調? 若外加 PaCO2 調? 問 : 如何 weaning??

Automatic Tube Compensation 自動管路補償 (ATC) ATC 的被推薦的優點 : 1. 代償 ET-tube 產生的作功 2. 改善 P t 與呼吸器間的同步 3. 減少 air trapping ( 減少對吐氣的阻力 )

Automatic Tube Compensation 自動管路補償 (ATC) Setting the size of tube amount of compensation ( 100% or partially )

Mandatory Minute Ventilation 每分鐘強制通氣 (MMV) 此 mode 可在 weaning 期間, 保證一定量的每分鐘通氣量 (MV) 若病人自呼的 MV 與設定的目標 MV 不相符合時, 呼吸器會在病人自呼的 MV 與目標 MV 二者間, 提供不同程度的支持, 若病人自呼 MV 超過目標 MV, 則呼吸器將不供給支持 MMV 是依據 p t 的反應, 經由 closeloop ventilation 來調整呼吸器的輸出

Adaptive Support ventilatio(asv) ASV 可見於 Hamilton Galileo 呼吸器 為自動選用呼吸作功最低點的 PCV 或 PSV, 以達成最小所需的每分鐘通氣量 ASV 的設定, 僅需設病人的理想體重 最低通氣量的百分比, 就能依據病患的肺順應性 氣道阻力,( 在 Y-piece 測量 ) 自動設定 呼吸作功最低點 所需的通氣目標 ( ventilation target ; 即 Vt 或 RR)

Adaptive Support ventilatio(asv) ASV 的優點 : 1. 適應各種患者和不同臨床情況 2. 簡化參數的設置及通氣過程中的調整 3. 避免過高氣道壓和過大的潮氣量以減少機械通氣併發症 4. 有利於盡早脫離 ASV 只需設 3 個參數 : 1. 每分鐘通氣百分數 (%MV) 2.high pressure alarm 3 P t 理想體重

Adaptive Support ventilatio(asv) SPO2 正常 :(set:%mv 為 120%) 問 :1. 若病人無自主呼吸, 調? 2. 若 PaCO2, 調? 3. 若 PaO2/SpO2, 病人呼吸正常, 調?

謝謝指教!