1、呼吸功能监测呼吸功能监测在中的应用在中的应用广东省人民医院呼吸内科广东省人民医院呼吸内科黄思贤王首红基本测定包括一.呼吸运动、压力、流速、容积、阻力、顺应性及呼吸功等三三. .压力- -容积环, ,流速- -容积环四.气体交换二二. .容积容积- -时间波、压力时间波、压力- -时间波、流速时间波、流速- -时间波时间波图 1 容积-时间波、压力-时间波、流速时间波A 吸气开始B 吸气C 吸气末D 呼气开始E 呼气F 呼气末图 呼吸曲线组成3压力-容积曲线(P-V曲线)反映顺应性完全抑止自主呼吸，选择方波。以FRC为基点，肺泡压力变化为横坐标，肺容量变化为纵坐标的关系曲线。二个平段，二个拐点。
2、确定低位拐点(LIP)和高位拐点(UIP)。两点之间为陡直段，压力与容积呈线性关系。较小压力改变可引起较大潮气量变化。 LIP反映陷闭肺泡扩张，是选择PEEP的参考，一般为8-12 cmH2O 。在LIP以下，肺循环阻力显著增加，一旦达到LIP后肺循环阻力下降。 UIP则反映胸肺的最大弹性扩张程度，有助于指导通气参数。机械通气时高压应低于UIP，如超过，易引起气压伤和抑制循环功能。 UIP相当肺容量占肺总量的85%-90% 和跨肺压35-50cmH2O 的位置。机械通气时相当于35 cmH2O平台压，吸气末肺容积 20 ml/kg的水平。 平台压35 cmH2O为临界点。在应用PEEP时，特别
3、是开放肺，高PEEP时，其与峰压之压差不能 35cmH2O 。图图吸气拐点与呼气拐点吸气拐点与呼气拐点( (八八) ) 流速流速- -容积曲线容积曲线反映气道阻力的变化。以FRC为基点，流量变化为横坐标，肺容积变化为纵坐标的关系曲线。流速容积曲线图一.基本测定：包括呼吸频率呼吸方式压力流速容积 呼吸运动呼吸运动 呼吸频率：敏感但非特异性指标，30次min常是通气肌失代偿先兆。 呼吸方式：呼吸衰竭者，频率加快，胸腹部运动不同步，胸腹运动不协调和矛盾常提示呼吸肌疲劳，增加呼吸肌负荷。浅快呼吸指数(RSBI)f(/min)/VT(L)f/VT105 难于撤机 压力 最大吸气压力（MIP）和最大呼气压
4、力（MEP）是反映呼吸肌力量的指标正常值男性 MIP -75cmH2O，女性 -50cmH2O男性 MEP 100cmH2O，女性 80cmH2OMIP低于预计值 30 可能出现高碳酸血症MIP能产生-30 cmH2O 吸气压脱机常易成功-20 cmH2O 提示呼吸肌疲劳 呼吸驱动力 P0.1气道闭塞压力P0.1，即气道阻塞后吸气开始100毫秒吸气压力测定。是反映呼吸中枢兴奋性，呼吸驱动力指标。P0.1与呼吸阻力及顺应性无关，因吸气被阻断时无气流。测定 P0.1，于吸气时阻断时间要少于0.25-0.3秒，计算0.1 秒时产生的气道压力。（见图1）P0.1正常值 2-4 cmH2OP0.1 6
5、cmH2O图 1 P0.1 测定正压通气 气道压峰值气道压峰值受气道阻力和胸肺弹性因素影响，如气流、顺应性（胸壁、肺）、潮气量及PEEP水平等。定容型通气时肺泡内压低于峰压, 定压型通气时峰压与平台压相等。峰压对肺泡内压无影响，但可通过吸气末正压即平台压影响循环功能。峰压增加见于支气管痉挛、分泌物或异物阻塞、管道扭曲、肺纤维化、ARDS等。保持峰压 40 cmH2O 。超过此值易引起气压伤。4.平台压（暂停压）吸气末峰值肺泡压，反映呼吸系统弹性回缩压及机械通气时肺泡承受的最大压力，同时也是呼气起始驱动压。于近气道端短暂阻断3-5秒，则气道压迅速下降至气流停止，稳定 3 秒即为平台压。平台压高见
6、于弥漫性肺疾病，ARDS或间质纤维化，也见于肺外疾患如肥胖，胸壁畸型。适当的平台压或吸气时间延长，可改善气体分布，改善气体交换。平台压是引起气压伤的直接原因之一。平台压35 cmH2O 避免气压伤。平台压过高，吸气时间过长可增加肺内血循环负荷。5.平均气道压包括吸气期压力和呼气期压力，前者为克服气道阻力和胸肺弹性阻力之和；后者为PEEP。适度PEEP可扩张萎陷肺泡，消除切变力，减轻肺损伤。吸气期压力不影响肺泡内压。平均气道压的升高可能是PEEP增大或气道阻力增加的结果。平均气道压对通气及氧合水平有利，但对血液动力学效果不利。低于7cmH2O对循环功能无明显影响。P PIPPplat Paw m
7、ean TPressure vs Time总之，平台压、峰压增高可影响气压伤。肺泡周而复始的高压和扩张、对正常肺泡也可以受累。气压伤与切变力直接相关。在呼吸机参数不变的情况下，峰压可作为评价支气管舒张药的反应。压力压力- -容积曲线容积曲线上，PEEP PEEP 略高于低拐点时可改善肺循环，而体循环血液动力学不受影响。平台压超过高位拐点对肺循环及体循环均有影响(抑制作用)。平台压影响血液动力学。平均气道压对循环功能有一定影响。PEEPPEEP和平台压可改善换气功能。6.PEEPi(内源性呼气末正压)或AutoPEEP(自发性PEEP)肺泡内空气的滞留是构成PEEPi的主要原因。正常肺于呼气末呼
8、气完全，此时没有气流，肺泡压等于大气压。反之，气道有阻塞，呼气气流受限制，呼气不完全或呼气时间过短，在患者呼气气流尚未完全结束时下一次机械通气又开始。故呼气末有气流，在大气与肺泡间产生压差，其大小藉气道阻力来测量阻断呼气法测定 PEEPi近端气道压即大气压(呼吸机上的压力表监测)，常在呼气末回到零点，未能反映 PEEPi，呼气末阻断呼气口的气流，使在无气流的情况下，近端气道压与肺泡压相等，增加的压力在呼吸机压力表上显示即为PEEPi。上图正常人被动呼气末肺泡压即大气压中图严重气道阻塞，呼气末肺泡压高(15 cmH2O)，下游气道(等压点)与大气相通，所以呼吸机上的压力表未能显示出PEEPi。下
9、图在呼气末阻断呼气口，气流停止，整个肺-呼吸机系统压力相等, 于压力表上显示PEEPi。监测 PEEPi 的意义它与外源PEEP有同样效应，如降低心排；影响血液动力学参数的判断。例如过高估计 PCWP 影响液体的补充。增加近端气道压，包括峰压和平台压。可用于测定支气管扩张药的反应。由于呼吸功增加，减低撤机的能力。容量控制通气易致肺损伤。影响肺顺应性的测定。如未从平台压中减去 PEEPi，则所测顺应性减少。处理处理目的:促使气体完全排空达到降低 PEEPi 减少充气容量， 增加吸气流速以增加气体排空时间， 降低呼吸频率， COPD患者使用外源 PEEP，即增加下游阻力，平衡PEEPi上游阻力以减
10、轻吸气负荷。PEEP 85%PEEPi反而加重肺的过度充气。PEEPi 3 cmH2O 视为正常。 （见图4）图 4 气道压PAW ,肺泡压PA ,气流VA 波示在 PA曲线呼气末PEEPi明显可见.在降低气道压前,必须先克服PEEPi才能触发辅助通气(a点至b点是延迟期)B 波示少量的外源性PEEP(PEEPe,低于PEEPi)用于抵销动态气道萎陷.于呼气末引起 PAW升高,但不引起 PA改变.C 波示降低了触发 PA的压力. 气流 高峰气流：指最大呼气流速，健康成人为500700L/min，低于3050提示有气道梗阻。 流速时间曲线：对估计插管机械通气患者是否有自发性PEEP很有意义。（见
11、图2）3.流速形态: 方波递减波正弦波递增波吸气时使用方波流量恒定，吸气时间短，峰压高，平均气道压低，对循环功能障碍或低血压者有利。递减波吸气时间长，平均气道压高，峰压低，适宜于有气压伤者。 肺容量正常 VC 6575 ml/Kg 左右，低于 10 ml/Kg，多不能维持自主呼吸，脱机困难。Normal PIP RawPIPPaw PIP Airway Resistance Pplat Pplat(Normal) Normal PIP CompliancePaw PIPPplatPplatTime(sec)气道阻力与顺应性 气道阻力峰压力平台压(cmH2O）Raw 气流速度（l/sec）健康成
12、人 23 cmH2O/l ?sec-1 15 cmH2O/L ?sec-1可脱机气道阻力增加表示支气管痉挛或分泌物增多。（六）顺应性1. 静态顺应性呼出潮气容积VCst平台压PbPpeep 正常值 100 ml/cmH2O左右。正常插管患者约 50-70 ml/cmH2O； 25 ml/cmH2O 撤机不易成功。机械通气显示为肺和胸的静态总顺应性(Cst)。注意测定时患者应在休息时，与呼吸机同步时，潮气量应取呼出气潮气量。（见图6）2. 动态顺应性潮气容积Cdyn峰压Ppeep 正常值 5080 ml/cmH2O较 Cst低 1020Cst是指在呼吸周期中气流暂时阻断所测的顺应性，代表 肺组织
13、弹性。Cdyn是指呼吸周期中，气流未阻断，通常在吸气之末或呼气之末气流降至零点同时测定的压力值来计算顺应性，它包括气道阻力和顺应性两个成分。图6 气道阻力和顺应性在压力压力 - - 容量曲线容量曲线上动态和静态的曲线平行右移代表肺实质病变，如肺炎、肺不张、 肺水肿、张力性气胸。若静态曲线不变而动态曲线右移则考虑气道内阻塞，如支气管痉挛、分泌物潴留等。见图8,9）呼吸窘迫前呼吸窘迫前呼吸窘迫后呼吸窘迫后Cdys右移超过Cst右移Cst与Cdys平行右移1.分泌物潴留1.张力性气胸2.肺不张2.支气管痉挛3.肺水肿3.支气管插管4.肺炎图8 呼吸窘迫前后压力-容量关系的变化急性呼吸窘迫吸气峰压减少
14、增加不变 漏气平台压肺栓塞过度通气 胸外因素不变增加 气道阻塞顺应性下降误吸腹胀气道痉挛呼吸不同步分泌物肺不张气管插管引起的问题内源性PEEP阻塞肺炎气胸肺水肿图9 急性呼吸窘迫时峰压平台压变化原因判断流程图 呼吸功测定(WOBp)自主呼吸或机械辅助呼吸时，呼吸肌克服气道阻力和顺应性产生潮气量所作的功。功率胸腔压力差容量的改变(力距离)可在压力-容量环上计算环的面积求得。（见图10）WOBp 正常值 0.3 - 0.6 J/L(焦耳/升) 0.75 J/L可导致呼吸肌疲劳0.85 - 1.15 J/L相当运动负荷 1.25J/L可导致严重呼吸肌疲劳负荷气道阻力增加，顺应性减低， PEEPi，
15、机械通气时触发水平不当等均可使呼吸作功增加。OYCOYC为肺泡压力/容量 曲线,OAC为肺充气时口腔压/容量曲线垂直线阴影面积示克服气流阻力所作的吸气功 .具有高阻力的患者吸气功增加见(b).点状阴影面积代表克服弹性阻力作的功. XYXY代表扩张肺的压力;YAYA代表克服气道阻力的压力;XA为该时的充气压力.图10 被动充气时用于克服气流阻力的呼吸功呼吸功图示呼吸功图示二. 气体交换功能测定 血气分析仪 pH、PaO2 、PaCO2 脉博血氧测定仪测SaO2 经皮氧和二氧化碳测定仪PtcCO2、PtcO2 呼气末二氧化碳测定PetCO2 反映氧交换效率 反映氧交换效率 P(Aa)O2正常值 4
16、00，PaO2FiO2(45)PaO2/FiO2Qs/Qt 20% 200 20% PaO2/PAO2 正常值0.93FiO2正常 a/A PO20.21 0.74 - 0.771.0 0.80 - 0.82 静脉血掺杂(肺内分流) QS/QT 采混合静脉血及动脉血测定。QS CcO2CaO2QT CcO2CvO2（ 注：CcO21.39(10.015)Hb0.003PAO2 ）吸纯氧半小时后取动脉血测 PaO2及 PaCO2QS 0.0031(PAO2PaO2)QT 50.0031(PAO2PaO2)（ 注：吸纯氧后PAO2当日大气压47-PaCO21.25 ）吸纯氧半小时粗略估计法：QS
17、700PaO2(FiO21)%5QT 100正常QS/QT 25% 输送到组织的氧不能满足组织代谢需要。 25% 心排出量过高，血液分流。 SvO2 2VO2 SvO2SaO2COHb1.3610 SvO2 可经肺动脉导管取血也可以连续监测，在氧离曲线上与 PvO2 成线性关系。SvO2 有其局限性，SvO2 水平不能完全反映组织氧合；SvO2 增高并不能排除组织缺氧。应结合 PaO2 、 C(a-v)O2 综合分析。正常值 75(6080)表混合静脉氧饱和度的影响因素(60%) 减少 SvO2 75% 增加 (80-95%)O2耗 O2输送 O2耗 O2输送应激反应PaO2 降温PaO2 疼
18、痛刺激* 通气不足麻醉* FiO2 复温* 弥散功能 脓毒症* 过度通气过敏反应* 通气/灌注失衡* PEEP(SvO2达最大值时即为最佳PEEP)寒战 发热Hb Hb代谢亢进CO COSaO2 *交感N*外源性儿茶酚胺 通气效应VD PaCO2- PeCO2 VT PaCO2死腔包括解剖死腔和生理死腔。VD/VT增加见于肺泡过度膨胀如 COPD 和 PEEP 通气低血流状态如心衰(左心或右心)、急性肺梗塞正常值 0.3 - 0.35 PetCO2 与 P(eta)CO2（见图11）PetCO21.呼出死腔气,不含CO22.排出肺泡气,CO2迅速升高3.肺泡气平台4.呼气末CO25.吸气开始,
19、CO2迅速下降图 11 CO2呼吸曲线 PetCO2正常值 38 mmHg（5 kPa），FetCO25 。 PetCO2PACO2 PaCO2(正常肺泡死腔量很小，三者数值非常接近)。 PetCO2受组织产生CO2的速度，肺血流量和肺泡通气量的影响。 PetCO2增加：心排增加，止血带放松，重碳酸钠注射,肺泡通气不足，CO2 生成增加等。 PetCOPetCO2降低：过度通气，心排减低，大范围肺栓塞，空气栓塞，呼吸机管道脱落，气管内插管阻塞，呼吸机管道漏气等。P(aet)CO2 P(aet)CO2反映V/Q比率，其正常说明V/Q比率适当。 P(aet)CO2V/Q增加，死腔通气，肺血流减少，
20、分布不均或肺血管阻塞时 PetCO2。肺梗塞，休克和心衰时 PetCO2可突然降低，而 PaCO2则可升高。 P(aet)CO2一般情况下 PaCO2 和 PetCO2相同，但肺部有严重阻塞性或气体交换性障碍， 二者相差很大，此差值一般小于 0.66 KPa0.66 KPa(5mmHg)。应对照 PaCO2 判断，特别注重动态观察 PetCO2。PetCO2 2 图示不同情况下 PetCO2 2（七）七） 低血氧原因低血氧原因血气分析pH、PaOPaO2、PaCOPaCO2 、HCO3-死腔通气低血氧症静-动脉分流V/Q V/Q V/Q V/Q VD/VT Qs/QtVD/VT Qs/QtP(
21、a-et)C02P(A-a)02危重患者血气分析显示低血氧症，应尽可能查其原因。是属静危重患者血气分析显示低血氧症，应尽可能查其原因。是属静- -动脉分流抑或死腔通气。流抑或死腔通气。静静- -动脉分流常见于动脉分流常见于ARDSARDS，肺不张, ,肺实变, ,肺水肿。注意V/Q 降低, ,可可能是 V ,也可能是 Q 。死腔通气常见于死腔通气常见于COPD,COPD,肺血管阻塞, ,心排出量降低。心排出量降低。V/Q增加可能是增加可能是 V ,V ,也可能是 Q Q 。此外，低血氧症可能是中枢神经系统病变此外，低血氧症可能是中枢神经系统病变( (# Pimax Pimax 正常正常) )或
22、神经肌肉病变(Pimax 低)造成肺泡低通气所致。 # Pimax( 最大吸气压力)Volume vs TimeInspirationExpirationTime (sec)Volume (ml)Inspiratory Tidal VolumeTIPressure versus TimeInspirationExpirationPaw(cm H2O)Time (sec)TIPeak Inspiratory PressurePIPPEEPTEFlow versus TimeACCELERATINGDECELERATINGSINESQUAREPressure-Volume LoopControll
23、edAssistedSpontaneousVol (ml)Paw(cm H2O)I: InspirationE: ExpirationIEEEIIFlow-Volume LoopVolume (ml)PEFRFRCInspirationExpirationFlow (L/min)PIFRVTAir TrappingInspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)Air TrappingAuto-PEEPAir TrappingInspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)Does not
24、returnto baselineNormalAbnormalResponse to BronchodilatorBeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRAfterLong TEHigher PEFRShorter TEPaw (cm H2O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalPIPPPlatHigh RawPIPPPlatIncreased Airway ResistanceIncreased RawPres
25、sure (cm H2O)Higher PTAVol (mL)Increased Airway ResistanceInspirationExpirationVolume(ml)Flow (L/min)Decreased PEFRNormalAbnormal“Scooped out”patternWork of BreathingA: Resistive WorkB: Elastic WorkPressure (cm H2O)Volume (ml)BAOverdistensionVolume (ml)Pressure (cm H2O)With little or no change in VT
26、PawrisesNormalAbnormalInadequate Inspiratory FlowAdequate FlowTime (sec)Inadequate FlowPaw(cm H2O)Inadequate Inspiratory FlowFlow(L/min)Time (sec)NormalAbnormalActive Inspiration or AsynchronyPatients effortInadequate Inspiratory FlowPaw (cm H2O)Volume (ml)NormalAbnormalActive InspirationInappropria
27、te FlowInadequate SensitivityVolume (mL)Paw(cm H2O)Increased WOBDECREASED COMPLIANCETime (sec)Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)IncreasedPPlat(Decreased Compliance)NormalPIPLung Compliance Changes and the P-V LoopVolume (mL)Preset PIPVT levelsPaw(cm H2O)C
28、OMPLIANCEIncreasedNormalDecreasedPressure Targeted VentilationAir LeakVolume (ml)Time (sec)Air LeakAir LeakVolume (ml)Pressure (cm H2O)Air LeakAir LeakInspirationExpirationVolume(ml)Flow (L/min)Air Leak in mLNormalAbnormal(八) 流速-容积曲线反映气道阻力的变化。以FRC为基点，流量变化为横坐标，肺容积变化为纵坐标的关系曲线。6.PEEPi(内源性呼气末正压)或AutoPEE
29、P(自发性PEEP)肺泡内空气的滞留是构成PEEPi的主要原因。正常肺于呼气末呼气完全，此时没有气流，肺泡压等于大气压。反之，气道有阻塞，呼气气流受限制，呼气不完全或呼气时间过短，在患者呼气气流尚未完全结束时下一次机械通气又开始。故呼气末有气流，在大气与肺泡间产生压差，其大小藉气道阻力来测量。曲线a 示呼气末呼气瓣关闭，呼气暂停，气流为零,压力上升至PEEPi。曲线b 为呼气末呼气瓣开放，气流持续，额外呼出的气量即等于陷闭气量图 2 呼气暂停技术评估 PEEPi （七） 低血氧原因（见 图 12）VD/VT ?V/Q异常和/或（正常）QS/QT ?PvO2?（低）正常）（CaO2 CvO2）（高）（增加）Q ?外周VO2?和/或A aPO2VO2?（正常）或（不变）（低）神经肌肉病变肺泡通气不足Pi（max）（正常）CNS病变图 12 低血氧原因判断流程图
