麻醉设备学(阮肖晖)第三章 呼吸功能监测
麻醉手术中呼吸功能监测重点
麻醉手术中呼吸功能监测重点呼吸功能监测应从通气的临床观察、气道压力、吸入和呼出气量、氧输送及释放、CO2的排出等方面着手。
一、临床观察㈠视诊1,从胸腹起伏幅度，贮气囊活动等了解呼吸有无、呼吸次数及呼吸深浅；2.观察病人粘膜、皮肤、甲床及术野血色，判断病人有无低氧血症；3.察看呼吸类型，判断麻醉深浅，发现呼吸系并发症。
(二)触诊对呼吸次数、呼吸有无及呼吸幅度的了解，可得到较为确切的印象，对小儿尤为可靠。
(H)听诊将听诊器安放在胸骨上切迹处可以听诊气管内呼吸音的性质或者安放在心前区听诊心音的性质，心前区听诊也常用于小儿麻醉和面罩通气时。
食管听诊器常在气管插管后放置，可以提供稳定可靠的呼吸、心音监测。
根据呼吸音的有无、强弱、是否对称，可有效地了解病人的呼吸状况，麻醉插管的深浅等情况。
二、仪表监测1)肺量计或呼吸监测仪1.麻醉中的作用(1)作辅助或控制呼吸时了解通气量是否足够；(2)判断有无呼吸抑制；(3)测定肺活量可供呼吸不全病人的病情诊断；(4)术后病人呼吸程度的估计。
2.常用监测指标(1)潮气量(VT)：临床意义如下(若VT低下，应排除各接头处的漏气)：V T低于正常：低通气或呼吸量不足；气道有阻塞；呼吸衰竭。
V T高于正常：全麻过浅；手术刺激过强或体内Co2积存过多。
(2)分钟通气量(VE)：V E=V T X每分钟呼吸次数,监测时,若VT稍降而呼吸增快，因VE仍保持正常，此时只须加强观察即可；但如V T 显着下降，即使分钟通气量勉强保持正常范围，须立即作辅助或控制呼吸；同时分析其原因。
如分钟呼吸量也减低则应立即处理。
(3)肺活量。
(二)气道压力表的作用1.检测麻醉机或呼吸器有无漏气；2.测定气道压。
防止不良后果发生：气道压过高，妨碍腔静脉血回心血流，致心排出量及血压下降，若压力极高，易使肺泡破裂，引起气胸或纵隔气肿；3.通过气道压，了解病人呼吸顺应性，公式：呼吸顺应性（m1/cmH?。
）=潮气量（m1）/最高气道国CmH2。
麻醉设备学1-9章复习重点（1）
麻醉设备学1-9章复习重点（1）第一章绪论（略）第二章医学仪器基础知识1、模拟电路包括：放大电路、滤波电路、振荡电路、功率放大电路、电源电路、模数转换电路。
2、数字电路知识点：常见逻辑门电路；组合逻辑电路与时序逻辑电路的定义。
3、传感器：将生物体的物理（化学）量转换为电（磁）信号的能量转换部件；电极：直接提取生物体电信号部件。
4、了解医学仪器的基本组成。
5、医学仪器的主要技术指标：准确度、精密度、输入阻抗、灵敏度、频率响应、信噪比、零点漂移、共模抑制比。
6、医疗器械分类：诊断类设备、治疗类设备、辅助类设备。
第三章呼吸功能检测仪器（一）呼吸功能仪器监测的项目：通气力学监测和生物学监测。
（二）通气力学监测包括通气频率、气道压、通气量等力学指标→反映肺通气机制和储备能力是否充分，通气力学监测为呼吸功能评估金指标。
（三）生物学监测包括呼吸气体或血中氧气、二氧化碳的监测→反映肺换气功能是否有效。
第一节通气频率监测1、电阻抗容积描记法（electrical impedance plethysmography）：呼吸运动过程中，人体组织的容积发生相应变化时，其电阻抗也将相应改变。
通过检测人体阻抗变化就可以间接测量相应的容积变化，继而反映呼吸运动。
这种测量方法称为电阻抗容积描记法。
2、阻抗式通气频率监测借用心电胸部电极，同时进行呼吸（RESP）和心电监测。
第二节气道压监测1、机械通气（在机器的帮助下呼吸）时，推动一定容量气体进入肺时所产生的压力，称为气道压，反映通气时所遇到的阻力。
肺顺应性正常的患者，吸气时气道峰压约为15~20cmH2O。
（1cmH2O=0.1KPa）2、机械通气时：（了解内容不作考核）气道压过低：提示呼吸机和气管导管的连接脱落、呼吸环路有漏气或潮气量过低；潮气量不变气道压过高：提示肺顺应性降低（麻醉深度不够、肌松不足使呼吸肌紧张；肺充血、水肿；肺脏病变所致的肺实变或纤维化；肥胖、俯卧位也可使胸肺顺应性下降等）或气道阻力升高（呼吸环路梗阻、气管导管扭曲、导管过细、痰或血块堵塞，以及各种原因引起的支气管痉挛等）。
术中呼吸功能的监测.doc
术中呼吸功能的监测术中呼吸功能的监测广州市第一人民医院麻醉科(510180)佘守章麻醉和手术中呼吸功能监测的目的就是评价肺部氧气和二氧化碳的交换功能及观察呼吸机制与通气储备是否充分、有效。
术中呼吸功能的监测项目非常繁多，呼吸监测除一般的观察之外，包括对病人的肺容量、肺通气功能、换气功能、呼吸动力学、血液气体分析等的全面监测。
临床工作者在麻醉和手术过程中实际上主要采用临床观察、无创脉搏血氧饱和度(SpO2)、呼气末二氧化碳分压(PETCO2)、旁气流通气监测(SSS)等无创手段对术中呼吸功能进行连续动态监测。
一、错误！链接无效。
呼吸功能监测的重要作用众所周知，麻醉严重事故的演变是短暂的，麻醉医生认识到问题的存在，正确诊断，并明确做出处理,以预防意外发生。
有文献报道麻醉中严重事故的发生率大约为1/15,这种事故发生率超过了6%,因而是有意义的，并强调灵敏的监测、麻醉人员在监测过程中的高度警惕性以及对紧急事故处理的培训等是必不可少的。
尽管有许多先进的监测仪器，但偶尔会发生这样的意外，如呼吸回路从气管导管接头处脱落、气管导管误入食道、呼吸管道打折或阻塞以及氧气供应故障等，这些意外都会对麻醉中的病人安全构成威胁。
术中由麻醉所引起不良事件,后果往往较手术因素所引起的更为严重，如心脏停搏、中枢神经系统永久性损害或者死亡，这将会作为麻醉事故记录在册。
从代中期到80年代早期，麻醉界有一个广泛的共识,麻醉死亡率为万分之一至万分之二。
在麻醉事故的早期报道里有许多回顾性文章，但多篇报道都是致力于寻找一个共同焦点，即由诸多原因引起的通气不足是引起手术中麻醉意外伤亡事故最常见的原因。
这反映了与早期危重事故原因的研究是有关联的，这些研究已表明呼吸回路管道脱落是引起麻醉严重事故（指的是已致病人伤害或如果未及时处理也有可能致病人伤害的事件）最常见的原因。
正如上面提到的麻醉中肺通气不足典型的原因包括：气管导管误入食道，呼吸管道打折或阻塞，通气设置不当，自主呼吸或辅助通气不足等。
呼吸功能监测
主流型和旁流型测定P 主流型和旁流型测定PETCO2的优缺点比较
主流型 气管导管接头脱落 可检出 延迟测定 不发生 气体样本泄漏 不发生 反应时间 很 快 探头损坏 有时发生 多种气体分析 不发生 非气管插管病人使用 不能 水汽堵塞 极少 旁流型 可检出 发 生 发 生 快 不发生 发 生 能 经 常
呼吸运动监测
呼吸频率： 正常成人 新生儿 1岁儿童 8岁儿童 10-18bpm 40bpm 25bpm 18bpm
呼吸运动的幅度、节律、呼吸周期比率 胸腹式呼吸活动的观察
呼吸方式观察
男性及儿童呼吸方式以膈肌运动为主，胸廓上 部和上腹部活动较明显，形成所谓腹式呼吸。
女性呼吸以肋间肌运动较为重要，形成所谓胸 式呼吸，实际上这两种呼吸单独存在的机会少。
呼吸运动监测
呼吸音的监测：呼吸音强度、音调、时相、性质 改变。 呼吸状态的观察 上呼吸道的梗阻：三凹征---吸气相出现胸骨 上窝，锁骨上窝，肋间隙向内凹陷 下呼吸道梗阻：呼出气流不畅，呼气用力，呼 气时间延长。
肺功能不全分级
基本正常 VC(实/预) 实预 MVV(实/预) 实预 FEV1%VC SaO2(%) PaO2kPa(mmHg) >81 >81 >83 >95 轻度减退 80~71 80~71 83~61 94 中度减退 70~51 70~51 60~41 93~90 11.6~10.0(87~ 60) <6.0(45) 重度减退 50~21 50~21 <40 89~82 9.8~8.0(74~6 0) >60(45) 呼吸衰竭 <20 <20 <40 <82 <8.0(60) >6.0(45)
肺通气
肺通气是指呼吸运动将氧气吸入肺中，同时排 出二氧化碳的过程，反映肺呼吸生理的动态变化。 通气量（VE）在静息状态下每分钟呼出或吸入的气 量，是潮气量与每分钟呼吸频率。正常值：男性 6.6L，女性4.2L。 肺泡通气量（VA）在静息状态下每分钟吸入气量中 所到达肺泡进行气体交换的有效通气量。VA=f＊ （VT-VD）。正常值：4.2L。
麻醉设备学阮肖晖第三章呼吸功能监测
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第二节 通气频率监测
测量的方法
临床观察法：一定时间内胸腹起伏，或鼻孔棉
花毛摆动
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通过呼吸气的各项参数曲线周期换算 ，f T
阻抗法：电阻抗容积描记法(electrical
化；
再经相应的测量电路把这
基座
一电阻变化转换为电信号；
测量电信号的变化量。
应力方向
镀膜电阻 绝缘膜
图3-7 粘贴式应变片
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（一）应变式压力传感器
主要部件及作用：
弹性元件：承受传感器所受 的外力，产生弹性形变；
电阻应变片：传感元件，把 测压问题，经过传感器，变 为测电阻变化的问题；
Re100层 0 流
Re
v
rRe150湍 0 流 1000Re150过 0 渡流
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湍流对麻醉机设计的影响
麻醉机、呼吸机中流量通常低于临界 流量，气流以层流为主。
气流管路造成湍流的原因：扭曲、内 壁粗糙、接头成角、狭窄等。
一般避免湍流的措施：缩短长度、增 大内径、内壁光滑、弯度缓和等。
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三、流体的压强 ：
压力指垂直作用在物体表面的力，单位为牛顿(N)。 压强指物体单位面积上受到的压力，单位为帕斯卡(Pa)。 二者关系为：压强=压力/受力面积，1Pa = 1 N/m2。
压强分绝对压强和相对压强 绝对压强指相对于绝对真空所测得的压强； 相对压强指相对于大气压所测得的压强； 相对压强=绝对压强-大气压。
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Humphrey回路： A+E系统
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单管同轴A/D兼容回路 特点：Lack回路＋Bain回路
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（八）Mera F 回路
结构
特点： Bain回 路的改 良
麻醉设备学
温州医学院附属第二医院 阮肖晖 温州医学院附属第一医院 朱伟
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第五节 麻醉通气系统
定义：又称回路、气路，是与病人相连接的联 合气路装置。
功能： 传输麻醉混合气体，进行正常的O2和 CO2交换。
特点：麻醉呼吸回路的不同影响病人吸入的混 合气体浓度。
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第六节 麻醉残气清除系统
功能：收集麻醉机内多余残气和病 人呼出的废气并排出手术室。
组成：
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第七节 麻醉机的安全保障系统
作用：防止和减少因人为因素导致的设 备异常状况及由此造成的损害。
结构 特点：无螺纹管的Mapleson B系统 自主呼吸： VF≥2VE 控制呼吸： VF≥2～2.5VE
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（四）Mapleson D 系统
结构 自主呼吸：VF≥2～3VE 控制呼吸：效率最高，
VF≥VE
第3章麻醉与呼吸
3.顺应性: 一般用顺应性（compliance）来度 量弹性阻力。肺、胸壁组织类似弹性体，
在生理弹性限度内，气道内压越大，肺容
量增加也越大。外力和容量之间的关系代
表肺与胸廓组织的弹性，即单位压力变化 （P）引起肺内气体容量的改变（V）称 为肺-胸顺应性（CT），即：CT =V/P。 临床测定时，胸廓容量的改变可以用肺容 量的改变来代替。
另外，还应注意麻醉器械引起的气道阻力
增加。吸入麻醉装置故障，可使气道阻力
增加。导管过细、过长或扭曲，气道阻力
增加更为显着。因为气流在直导管流动时，
其阻力与导管长度及气流速度成正比，而 与导管半径的4次方成反比。正常时气道阻 力约为13cmH2O·L-1·s-1，全麻后可达 36cmH2O·L-1·s-1，如加上机械阻力，总阻 力可达10 cmH2O·L-1·s-1以
6、气体分布 正常范围：一次呼气（氮稀释）法 ＜0.015；重复呼吸 （氮清洗）法 ＜0.025。 临床意义：由于气体分布异常可在无阻塞性或限制性通气障碍时出现， 故是较敏感的通气功能测量指标。 7、肺弥散功能测定 正常范围：25～37MLCO/毫米汞柱/分。 临床意义：弥散功能减退多见于肺间质疾病，如肺纤维化、矽肺、石 棉肺、因呼吸膜增厚而造成，肺泡毛细血管阻滞、气体弥散受阻。此 外，肺气肿、肺炎，血气胸等因弥散面积减少，弥散量也降低。 8、无效腔气量／潮气量比值 正常范围：0.3～0.4。 临床意义：比值增加：表示有效通气量下降。 9、通气贮量比 正常范围：＞0.93。通气贮量比＝（最大通气量－静 息通气量）／最大通气量。 临床意义：＜０.８６为通气贮备不足。常用于胸外手术前的肺功能评 估及职业病患者的劳动力鉴定。
生理学
正常情况下，脑干呼吸中枢的神经冲动决定了通 气的容量和类型.该神经冲动受颈动脉和中枢化学 感受器，肌肉，肌腱，关节本体感受器和大脑皮 质层传来的冲动影响.神经冲动从呼吸中枢发出， 通过脊髓和外周神经到达肋间肌和膈肌.如果吸入 气流可通过结构上正常，无阻塞的气道到达通畅， 灌注适当的肺泡时，即产生正常气体交换.正常情 况下，肺泡通气和灌流匹配良好，并且与代谢率 呈比例，动脉血气张力维持在一个窄小的范围内。
呼吸功能监测PPT课件
动脉血二氧化碳分压(PaCO2) 呼气末二氧化碳
(endtidal CO2 gas tension, PETCO2)
换气功能监测
一氧化碳弥散量(DLCO) 肺泡动脉氧分压差(A-aDO2) 肺内分流量(QS)和分流率(shunt fraction ，
QS/QT) 动脉氧分压（PaCO2）与氧合指数（ PaCO2
/FiO2） 脉搏血氧饱和度（pulse oxygen saturatuion，
SPO2）
一氧化碳弥散量（DLCO）
概念 监测方法
单次呼吸法 恒定状态法 重复吸入法 正常值
26.5-32.9ml/min/mmHg 临床意义
肺泡动脉氧分压差（A-aDO2）
概念 正常值 男性为104 L/min,女性为82.5 L/min。 临床意义
小气道功能监测
小气道：吸气状态下内径≤ 2毫米的细支气管 闭合容积（closing volume，CV）和闭合容量
（closing capacity，CC） 动态顺应性的频率依赖（frequency dependence
概念 监测方法 意义
第二节 呼吸运动监测
一般性监测 呼吸肌功能监测 呼吸力学监测 呼吸中枢兴奋性监测
一般性观察
呼吸频率 呼吸的幅度、节律和呼吸周期比率 胸腹式呼吸活动的观察
呼吸肌功能监测
最大吸气压（MIP）和最大呼气压（MEP） 最大跨膈压（Pdimax）
呼吸力学监测
气道阻力 肺顺应性 压力-容量环
气道阻力 （airway resistance，RAW）
概念 监测方法 意义
肺顺应性
（lung compliance，CL）
概念 测定方法ห้องสมุดไป่ตู้ 意义
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形成漩涡，流线极不规则。 湍流特点： ①层间有物质交换。 ②有响声。 ③截面中间流速几乎相同。
湍流截面上流速分布
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造成湍流的因素： 流体速度v，流体密度ρ，粘滞系数η及
管径r。
雷诺数：判别流体的流动状态。
Re100层 0 流
Re vr1R0e0105R0e湍 01流 50过 0 渡流
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二、流体的运动 ：
(1) 连续性方程 对于作稳定流动的不可压缩流体来说，在同
样的时间内流过两截面的流体体积应该相等（质量守 恒） 。
v1
S2
v2
S1
该表达式称为连续性方程(equation of continuity)。其中S 表示与流管垂直截面的面积，V表示横截面上点的流速。
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（一）应变式压力传感器
原理：
弹性元件在外力作用下产
生弹性变形；
使粘贴在它表面的电阻应
变片也产生变形，电阻应变 片变形后，其阻值将发生变 电极
化；
再经相应的测量电路把这
基座
一电阻变化转换为电信号；
测量电信号的变化量。
应力方向
镀膜电阻 绝缘膜
图3-7 粘贴式应变片
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（一）应变式压力传感器
主要部件及作用：
弹性元件：承受传感器所受 的外力，产生弹性形变；
电阻应变片：传感元件，把 测压问题，经过传感器，变 为测电阻变化的问题；
检测电路：把电阻应变片的 电阻变化转变为电压输出， 惠斯登电桥是应用最广泛的 传感信号接收电路。
通过检测人体阻抗的变化，可间接监测相应 的容积变化
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阻抗法测量呼吸波原理
当人体呼吸时，胸部的起伏造成胸阻的变化 利用心电电极向人体施加100kHz以内的高频信号 胸阻的变化调制高频信号的幅度 通过相同心电电极将调制后的信号检出 该调制信号经电路处理，成为呼吸波信号，计算得到
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丹尼尔·伯努利： (Daniel Bernoulli 1700
～1782)瑞士物理学家、数学家、医学家 。1700年2月8日生于荷兰格罗宁根。
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伯努利方程的应用
空吸作用：喷雾器、雾化器
空吸作用原理 水流抽气机
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二、流体的运动 ：
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湍流对麻醉机设计的影响
麻醉机、呼吸机中流量通常低于临界 流量，气流以层流为主。
气流管路造成湍流的原因：扭曲、内 壁粗糙、接头成角、狭窄等。
一般避免湍流的措施：缩短长度、增 大内径、内壁光滑、弯度缓和等。
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三、流体的压强 ：
压力指垂直作用在物体表面的力，单位为牛顿(N)。 压强指物体单位面积上受到的压力，单位为帕斯卡(Pa)。 二者关系为：压强=压力/受力面积，1Pa = 1 N/m2。
压强分绝对压强和相对压强 绝对压强指相对于绝对真空所测得的压强； 相对压强指相对于大气压所测得的压强； 相对压强=绝对压强-大气压。
压强单位为kPa、mmHg和cmH2O， 换算关系为1kPa =7.5 mmHg＝10.2 cmH2O。
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第二节 通气频率监测
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测量的方法呼Βιβλιοθήκη 频率激 励 脉 冲发 生 器
LL RA
人 体
胸 廓
LL RA
前 置
放 大
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光 电
隔 离
解 调
放 大
滤 波
A/D 转 换
CPU 计 算
D/ A 转 换
图3-4 呼吸检测图
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显 示 波 形
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第三节 气道压监测
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气道压定义：是机械通气时，推动一定容量 气体进入肺时所产生的压力，反映通气时所 遇到的阻力。
麻醉设备学
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第三章 呼吸功能监测仪器
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第一节 概述
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一、流体的连续介质模型：
流体的定义：液体和气体没有固定的形状，在力的作 用下，其一部分相对于另一部分容易发生运动，该性质称 为流动性。由于这种流动性，把液体和气体合称为流体。
实际流体特点： ➢由大量分子构成； ➢分子做不规则的运动； ➢分子间存在着间隙，分子本身具有体积； ➢运动非常复杂，难以研究。
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一、流体的连续介质模型：
假想的流体模型—流体微元：由足够量的分子组 成，连续的充满其所占的空间，彼此无任何间隙，即 “连续介质模型”。流体微元的参数，如压强、速度、 密度等在大多数情况下看成是连续分布的。
表盘
表针 表芯
杠杆 传感膜盒
图3-6 膜盒压力表
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三、压力传感器
传感器定义：指能感受规定的被测量物并按照一定的 规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件 和转换元件组成，其作用为感受一种量并把它转换成 另一种量，这种转换也可以看成是能量的转换，因此 也称为换能器。
要求：灵敏度高且惯性小 优点：能够显示波形、并能计算相关力学参数，实现 数字显示。 用于动态压强测量的传感器主要方式有应变式、压阻 式及电感式。
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二、流体的运动 ：
(2) 伯努利方程 前提：理想流体，绝对不可压缩又无粘滞性的流体。
P 2 1ρv2 ρgh 常量
此式称为伯努利方程(Bernoulli equation)即总流机械能守恒方程。其 中P表示压力；h表示该断面中心离水 平基准面的垂直距离；v表示断面上的 平均速度。
临床观察法：一定时间内胸腹起伏，或鼻孔棉
花毛摆动
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通过呼吸气的各项参数曲线周期换算 ，f T
阻抗法：电阻抗容积描记法(electrical
impedance plethysmography)
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阻抗法
当导体的容积发生变化时，其体积变化的百 分比等于电阻变化的百分比
当激励信号的频率不高时，生物阻抗主要表 现为电阻性
气道压监测的意义：了解肺通气、气道和呼 吸环路有无异常的最简便方法。
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一、U形管水柱压力计
一端与气道连通，水柱 的高度差即为气道压
准确，但动态特性差
H
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图3 -5 U形管水柱压力计
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二、机械压力表
压力表金属膜片与气道连 接 应变膜片受压形变，产生 垂直位移，位移大小与被 测气体压力成正比 垂直位移经杠杆系统转变 为圆周运动，再经齿轮传 动机构放大后 指针指示压力值