外呼吸 通气过程: 气体进、出肺泡 换气过程: 肺泡毛细血管与肺泡间的气体交换
内呼吸 毛细血管内气体与细胞间的气体交换过程
自然呼吸：肺通气
• 平静吸气：膈肌和肋间肌收缩，胸廓扩张，胸腔
内容积增大，胸膜腔压力从-0.49kPa降至-0.98kPa， 肺泡内压力从0 降到-0.2kPa，上呼吸道与肺泡间的 压力差使气体进入肺内。
O2 O2 O2
Venous Outflow (Q)
VO2 = Q Hb 13.4 (SaO2 - SvO2)
Adapted from the ICU Book
内呼吸
毛细血管内气体与细胞间的气体交换过程
外、内呼吸与呼吸机的作用
ESPRIT
NICO:SpO2,ETCO2
细胞
呼吸机的作用
人工呼吸机
负压呼吸机
-铁肺时代
气管切开
De Humani Corporis Fabrica
in 1555 by Andreas Wesele Vesalius
铁肺(Iron Lungs)
病人身体位于坚固的容器内，头部伸出在外，颈 部以橡皮垫密封，用机械泵使容器内发生周期性正、
负压变化。1phore），1928年Philip Drinker研制出第一
● 正压呼吸机是目前呼吸机的主流。
机械通气时胸膜腔及肺内压力变化
吸气
呼气
吸气
呼气
机械通气与自然呼吸时胸内压比较
机械通气时胸内压力变化
自然呼吸时胸内压力变化
吸气
呼气
呼吸机结构示意图
↓气源
↓吸气阀
控制器
↑流量阀
↓PEEP阀 ↑呼气阀
呼吸机的构成
1、动力:空气、氧气气源 2、气体混合装置 3、吸气、呼气阀 4、呼吸回路 5、湿化器和雾化器 6、监测部分：压力、容量传感器，波形显示 7、报警部分:通气和呼吸机状态 8、操作界面
• 平静呼气： 为被动过程，膈肌和
肋间肌松弛，胸廓和肺靠弹性自然 回缩，肺泡内压增高并超过气道压 和大气压，肺内气体排出体外，呼 气末肺泡内压为 0，即等于大气压 气流停止。
正常呼吸时胸膜腔及肺内压变化
吸气
呼气
吸气
呼气
肺通气与容积
肺通气与容积
肺肺容通积气图 与容积
正常肺泡气体交换
Endothelial Cell
自动肺泵呼吸器 简图 K. B. Pinson 美国 1944
1950年代的铁肺
高频呼吸机
• 高频正压通气（HFPPV）Sjostrnd 1969
60~120次/min
• 高频喷射通气（HFJV）Klain， Smith 1977
100~200次/min
• 高频振荡通气（HFO）Lukenheimer1972，
年在澳大利亚制成了第一台胸甲式呼吸器，1948年
Bergman报道用于827例脊髓炎病人，结果15%成活。
胸甲式呼吸器 连接真空吸尘器和 雨衣外罩
Sauerbruch压差仓呼吸器
Ernst FerdinaNd Sauerbruck 1904在德国制造， 此仓实际为一密闭的小手术室，医生及病人身体位于 室内，病人头露在外，颈部周围密封，室内周期性正、 负压变化使气体进、出病人肺部，以便进行胸内手术， 但是，即使是最好的仓亦未实际用于临床。
正压呼吸机的分类
根据通气参数：定容、定压、定时、多功能呼吸机 根据触发方式： IMV、同步、外控呼吸机 根据气流形态：恒流、递增气流、递减气流 根据驱动力量：气动、电动、电控气动呼吸机 根据适用范围：婴儿呼吸机、成人呼吸机
3~50Hz/min Bryan 1980
• 高频胸壁挤压通气（HFCWC）Ziduka 1983
3~11Hz/min 胸壁气囊震荡充气完成送气
体外膜肺（ECMO）
正压呼吸机
● 第一台商用正压呼吸机于1940年问世。 ● 目前国际上应用的机械呼吸机多达数百种。 ● 新型呼吸机正向多模式、多功能、电脑化和
智能化方向发展 ● 新的机械通气模式不断出现。 ● 呼吸机除行机械通气外，还具呼吸功能和生
理指标的监测。
正压呼吸机
● 通过人工气道，在吸气时通过提高气道口处的压 力，使其超过肺泡压，将气体压入肺内，呼气时 除去 压力，靠胸廓和肺的弹性回缩使气体呼出。
● Giertz （Cauerbruch的助手）于1916证明正压通 气比其他任何形式的压差式呼吸机更优越。
人工呼吸机是一系列肺通气装置（Lung Ventilator)的总称。他只能完成气体进出肺泡的通气 过程，他不同于人工心肺机、人工肾等人工脏器， 不能代行完整的呼吸功能，对气体交换过程的弥散、 肺循环等影响少或无影响，故称通气机。
有三种类型的人工呼吸机
三种类型的人工呼吸机
● 负压呼吸机：采用类似于生理情况产生胸内 负压将气体吸入肺泡内
台可供使用的铁肺。
Bath Cabinet： Dr. Charles Breuillard 法国1877
Pneumatic Chamber
William Schwake 德国 1926
胸甲式呼吸器Cuirasses Ventilator
是一种坚固的容器，它只将病人胸部或胸、腹部置于 其中，头及四肢暴露在外，Ignez Von Hauke 于1874
小儿机械通气基础
Mechanical Ventilation:
Navigating The
Storm
机械通气相关呼吸生理
目的
• 掌握人工呼吸机工作过程
• 熟悉人工呼吸机的组成，各部件名称 • 熟悉机械通气模式、调节参数的名称 • 认识机械通气与自然呼吸的差异 • 了解各种不同种类的人工呼吸机
正常人呼吸过程
● 正压呼吸机：用正压直接将气体送入肺内 ● 高频呼吸机：采用远高于正常机械通气频率
和不同的机制完成肺的通气和气体交换。 高频正压通气（HFPPV） 高频喷射通气（HFJV）：频100~1200次/min， 高频振荡通气（HFO）：用活塞或振荡膜产生 频率3,000次/min以上，如INFRATRONIC, Sensormedics。
RBC’s
Type I cell Alveolar macrophage
Type II cell Capillary
NORMAL ALVEOLUS GAS EXCHANGE
氧气的摄取 OXYGEN EXTRACTION
Cell
Arterial Inflow (Q)
O2
O2 O2
capillaOry2 O2