1、.临床呼吸生理临床呼吸生理与床旁呼吸力学监测与床旁呼吸力学监测.呼吸力学的概念呼吸力学的概念 以物理力学的观点和方法对呼吸运动以物理力学的观点和方法对呼吸运动进行研究的一门学科进行研究的一门学科 以以压力压力、容积容积和和流速流速的相互关系解释的相互关系解释呼吸运动现象呼吸运动现象.自主呼吸自主呼吸容量变化容量变化 气流气流压力改变压力改变机械通气机械通气压力变化压力变化气流气流 容量容量改变改变.肺通气的动力肺通气的动力动力：驱动压力动力：驱动压力中枢驱动力中枢驱动力外周驱动力外周驱动力/机械驱动力机械驱动力与之相关的压力：与之相关的压力：胸内压胸内压肺泡内压肺泡内压气道压气道压跨肺压：跨肺
2、压：肺收缩肺收缩/扩张的直接动力扩张的直接动力跨胸壁压跨胸壁压跨胸压：跨胸压：机械通气时的总驱动压机械通气时的总驱动压跨气道压跨气道压.肺通气的阻力肺通气的阻力肺通气阻力肺通气阻力弹性阻力弹性阻力静态阻力，静态阻力，2/32/3非弹性阻力非弹性阻力动态阻力，动态阻力，1/31/3肺弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力黏性阻力黏性阻力惯性阻力惯性阻力肺黏性阻力肺黏性阻力气道黏性阻力气道黏性阻力胸廓黏性阻力胸廓黏性阻力肺惯性阻力肺惯性阻力气道惯性阻力气道惯性阻力胸廓惯性阻力胸廓惯性阻力肺通气总阻力肺通气总阻力= =肺弹性阻力肺弹性阻力+ +胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力+ +气道阻力气道阻力.弹性
3、阻力弹性阻力 弹性弹性 弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回位的倾向回位的倾向 平静呼吸时，约占总阻力的平静呼吸时，约占总阻力的2/32/3 吸气时的阻力，呼气时的动力吸气时的阻力，呼气时的动力.顺应性顺应性 物体的易扩张性，指单位压力改变所引起的容积改变物体的易扩张性，指单位压力改变所引起的容积改变计算公式计算公式 C CV/PV/P 静态顺应性（静态顺应性（CstCst）：指在压力和容量改变静止瞬间：指在压力和容量改变静止瞬间所测得的两者之间的关系，所测得的两者之间的关系，完全反应了肺与胸廓的弹完全反应了肺与胸廓的弹性回缩特征。性回缩特征。
4、Cst=VCst=VT T/(Pplat-PEEP-PEEPi)/(Pplat-PEEP-PEEPi) 动态顺应性（动态顺应性（CdynCdyn）：指在呼吸周期中连续、动态地：指在呼吸周期中连续、动态地测量压力与容量变化之间关系所得的结果，除了反映测量压力与容量变化之间关系所得的结果，除了反映胸廓和肺的弹性回缩特征外，受其他因素影响，如气胸廓和肺的弹性回缩特征外，受其他因素影响，如气流产生的阻力等。流产生的阻力等。 Cdyn=VCdyn=VT T/(Ppeak-PEEP-PEEPi)/(Ppeak-PEEP-PEEPi) 正常肺的静态顺应性和动态顺应性几乎相同，但有正常肺的静态顺应性和动态顺应
5、性几乎相同，但有肺疾患者，气道阻力增加或肺顺应性下降时，如阻塞性肺疾患者，气道阻力增加或肺顺应性下降时，如阻塞性肺病者，其动态顺应性较静态顺应性为低。肺病者，其动态顺应性较静态顺应性为低。.影响顺应性的因素影响顺应性的因素 弹性阻力增加（顺应性降低）弹性阻力增加（顺应性降低）肺水肿，实变，纤维化，肺不张肺水肿，实变，纤维化，肺不张气胸、胸腔积液气胸、胸腔积液脊柱侧弯或其他胸壁畸形脊柱侧弯或其他胸壁畸形肥胖、腹胀肥胖、腹胀动态肺充气动态肺充气.非弹性阻力非弹性阻力 平静呼吸时，约占总阻力的平静呼吸时，约占总阻力的1/31/3 黏性阻力黏性阻力气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦气体分子之间、
6、气体分子与气道壁之间的摩擦力以及呼吸时组织发生相对位移时的力以及呼吸时组织发生相对位移时的摩擦阻力摩擦阻力气道阻力气道阻力（80-90%80-90%）、肺组织黏性阻力、胸廓）、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力黏性阻力 惯性阻力惯性阻力气流在发动、变速、换向时由于气流与组织的气流在发动、变速、换向时由于气流与组织的惯性所产生的阻止运动的因素惯性所产生的阻止运动的因素.气道阻力气道阻力层流层流 阻力来源于气体之间的相互摩擦 RawRaw8l/(r8l/(r4 4) )湍流湍流 阻力来源于气体之间以及气体与气道壁之间的相互摩擦 RawRawvlvl* *摩擦因子/ 4/ 42 2r r5 5层流示意图层
7、流示意图湍流示意图湍流示意图气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力.不同气流形态下压力与流速关系不同气流形态下压力与流速关系 层流层流 P=kvP=kv 湍流湍流 P=kvP=kv2 2层流：压力与流速呈线性关系湍流：压力随流速呈指数性增长.气道阻力的分布气道阻力的分布.影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素 气流形态气流形态 气流速度气流速度 气道管径气道管径 气道长度气道长度 气体的粘性与密度气体的粘性与密度 肺容积肺容积 身材与年龄身材与年龄气道阻力与肺容积的关系气道阻力与肺容积的关系气道阻力具有流速与容积依赖性气道阻力具有流速与容积依赖性.M
8、VMV时影响气道阻力的因素时影响气道阻力的因素 气道阻力增加气道阻力增加 与人工气道有关与人工气道有关 管腔狭小，扭曲，贴壁，痰痂形成管腔狭小，扭曲，贴壁，痰痂形成 与气道有关与气道有关 气道痉挛，分泌物增加气道痉挛，分泌物增加.呼吸力学的基本特性呼吸力学的基本特性气道阻力气道阻力弹性阻力弹性阻力+PEEPiPEEPi.机械通气的灵魂机械通气的灵魂-运动方程运动方程 机械通气的主要目的是通过提供一定的驱动压以机械通气的主要目的是通过提供一定的驱动压以克服呼吸系统的阻力和呼吸机管路的阻力，把一克服呼吸系统的阻力和呼吸机管路的阻力，把一定潮气量的气源按一定频率送入患者肺内。定潮气量的气源按一定频率
9、送入患者肺内。 这种压力和容积变化的关系可表达为运动方程这种压力和容积变化的关系可表达为运动方程 P=PEEPi+VP=PEEPi+VT T/Crs+F/Crs+FR+IR+IdV/dtdV/dtP为驱动压力为驱动压力PEEPi为内源性呼气末正压为内源性呼气末正压VT为潮气量为潮气量Crs为静态顺应性为静态顺应性R粘滞阻力粘滞阻力F为流速为流速I为惯性阻力为惯性阻力dV/dt为加速度为加速度.阻力和顺应性的监测阻力和顺应性的监测 吸气末阻断法吸气末阻断法 患者：充分镇静患者：充分镇静 模式：容量控制模式：容量控制 参数：方波参数：方波、PEEPePEEPe “吸气末屏气吸气末屏气”Raw=(P
10、peak-Pplat)/FRaw=(Ppeak-Pplat)/FCst=VT/(Pplat-PEEP-Cst=VT/(Pplat-PEEP-PEEPiPEEPi) )PpeakPplat.阻力和顺应性的监测阻力和顺应性的监测 监测顺应性的意义在于监测顺应性的意义在于 监测病情变化监测病情变化 判断肺疾患的严重性判断肺疾患的严重性 观察治疗效果观察治疗效果 判断是否可以停用呼吸机：判断是否可以停用呼吸机：顺应性顺应性25ml/cmH2O25ml/cmH2O时，不能撤机时，不能撤机.阻力和顺应性的监测阻力和顺应性的监测 监测气道阻力的意义在于监测气道阻力的意义在于 了解各种病理情况下，特别是阻塞性
11、肺病时，气了解各种病理情况下，特别是阻塞性肺病时，气道功能的变化道功能的变化 估计人工气道、加热湿化器和细菌滤网对气道阻估计人工气道、加热湿化器和细菌滤网对气道阻力的影响力的影响 观察支气管舒张剂的疗效观察支气管舒张剂的疗效 选择合理的机械通气方式选择合理的机械通气方式 判断患者是否可以脱离呼吸机判断患者是否可以脱离呼吸机.常用压力指标常用压力指标气道峰压（气道峰压（PpeakPpeak）气道平台压（气道平台压（P Pplatplat）气道平均压（气道平均压（Pmean)Pmean)内源性呼气末正压内源性呼气末正压（PEEPiPEEPi）呼气末正压（呼气末正压（PEEPPEEP）定容通气，方波
12、定容通气，方波.气道峰压（气道峰压（PpeakPpeak）的影响因素）的影响因素Ppeak=FlowxResistance+Volume/compliancePpeak=FlowxResistance+Volume/compliance+PEEP+PEEP用于克服气道阻力、弹性阻力和用于克服气道阻力、弹性阻力和PEEPPEEP顺应性顺应性潮气量潮气量PEEPPEEPPEEPiPEEPi气道和气管内导管阻力气道和气管内导管阻力吸气流速吸气流速.气道峰压的临床意义气道峰压的临床意义 气道峰压是设置压力报警限的根据气道峰压是设置压力报警限的根据 实际气道峰压之上实际气道峰压之上5-10cmH5-10
13、cmH2 2O O以不高于以不高于45cmH45cmH2 2O O为宜为宜 气道峰压与肺损伤的关系气道峰压与肺损伤的关系 .平台压（平台压（PplatPplat）的影响因素）的影响因素Pplat=Volume/Compliance+PEEPPplat=Volume/Compliance+PEEP用于克服弹性阻力和用于克服弹性阻力和PEEPPEEP 影响因素：影响因素：顺应性顺应性PEEPPEEP潮气量潮气量.平台压（平台压（PplatPplat）的临床意义）的临床意义 可近似反应肺泡压可近似反应肺泡压 与肺损伤的关系更为密切与肺损伤的关系更为密切 限制平台压不超过限制平台压不超过35cmH35
14、cmH2 2O O .平台压（平台压（PplatPplat）的监测）的监测 吸气末阻断法吸气末阻断法 患者：充分镇静患者：充分镇静 模式：容量控制模式：容量控制 参数：方波参数：方波 “吸气末屏气吸气末屏气”.流速或气道阻力流速或气道阻力对气道峰压产生对气道峰压产生影响，但对平台影响，但对平台压无影响压无影响顺应性的变化对顺应性的变化对气道峰压和平台气道峰压和平台压都产生相同影压都产生相同影响响.气道峰压增加的临床意义气道峰压增加的临床意义 不伴有平台压的增加不伴有平台压的增加Ppeak- Pplat = Flow x ResistancePpeak- Pplat = Flow x Resis
15、tance用于克服气道阻力用于克服气道阻力 反应气道问题反应气道问题 伴有平台压的增加伴有平台压的增加 肺实质或间质问题肺实质或间质问题 肺含气状态变化肺含气状态变化PpeakPplat.虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压平均气道压平均气道压(Pmean)(Pmean).平均气道压平均气道压(Pmean)(Pmean)的临床意义的临床意义 数个周期中气道压的平均值数个周期中气道压的平均值 与影响与影响PIPPIP的因素及吸气时间长短有关的因素及吸气时间长短有关 近似于平均肺泡压近似于平均肺泡压 其大小与对
16、心血管系统的影响直接相关其大小与对心血管系统的影响直接相关.内源性呼气末正压（内源性呼气末正压（PEEPiPEEPi） 在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压，在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压，称为称为PEEPiPEEPi 只要呼气时间小于肺排空的实际时间就会产生只要呼气时间小于肺排空的实际时间就会产生PEEPiPEEPi PEEPiPEEPi的存在说明存在动态肺过度充气（的存在说明存在动态肺过度充气（DPHDPH）.PEEPiPEEPi的影响因素的影响因素气道阻力增加气道阻力增加 呼吸系统弹性下降呼吸系统弹性下降气道动态塌陷气道动态塌陷通气量过大通气量过大呼气时间不足呼气时间不足呼气肌
17、的作用呼气肌的作用.PEEPiPEEPi的监测方法的监测方法: :间接观察间接观察 l胸围增大；胸围增大；l患者呼吸费力；患者呼吸费力；l心血管功能恶化；心血管功能恶化；l呼气末有持续呼气气流，呼气的最后部分突然被吸气呼气末有持续呼气气流，呼气的最后部分突然被吸气中断；中断； l压力控制通气时潮气量或每分通气量下降；压力控制通气时潮气量或每分通气量下降；l不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高；不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高；l容量控制通气时气道压力升高。容量控制通气时气道压力升高。 .监测有无监测有无PEEPiPEEPi.呼气末阻断法测定呼气末阻断法测定PEEPiPEEPi用于充
18、分镇静的控制通气患者用于充分镇静的控制通气患者.MuellerMueller动作法测定动作法测定PEEPiPEEPi 用于自主呼吸患者用于自主呼吸患者PEEPiPEEPi的测定的测定 同时监测气道压和食道压，在呼气末阻断同时监测气道压和食道压，在呼气末阻断吸气阀，让患者用力吸气，阻断至少吸气阀，让患者用力吸气，阻断至少2 2秒后秒后释放释放 PEEPi=Pplmax-MIPPEEPi=Pplmax-MIP PplmaxPplmax为阻断过程中胸内压的最大变化为阻断过程中胸内压的最大变化 MIPMIP为气道最大吸气压为气道最大吸气压.PEEPiPEEPi的临床影响的临床影响 增加呼吸功增加呼吸功
19、 增加肺损伤的危险增加肺损伤的危险 降低肺通气降低肺通气 使肺内不同肺区之间的气体分布更加不平使肺内不同肺区之间的气体分布更加不平衡，影响气体交换衡，影响气体交换 影响对呼吸系统顺应性的判断影响对呼吸系统顺应性的判断 影响循环系统影响循环系统. PEEPiPEEPi的临床处理的临床处理降低气道阻力降低气道阻力 降低通气需求降低通气需求延长呼气时间延长呼气时间 消除呼气肌的作用消除呼气肌的作用合理应用合理应用PEEPePEEPe.PEEPePEEPe的作用机制的作用机制肺泡肺泡上游气道上游气道下游气道下游气道0cmH2OPEEPe 8cmH2OPcritPEEPi 10CmH2OPEEPi 10
20、CmH2OPcrit.呼气末正压（呼气末正压（PEEPPEEP） PEEPPEEP的生理学效应的生理学效应COPDCOPD：减少呼吸功，防止气道动态塌陷：减少呼吸功，防止气道动态塌陷哮喘：有争议哮喘：有争议ARDSARDS：使萎陷肺泡复张：使萎陷肺泡复张/ /防止肺泡再萎陷，防止肺泡再萎陷，减少分流，改善减少分流，改善V/QV/Q比值和顺应性比值和顺应性.呼吸力学曲线（环）呼吸力学曲线（环）推算指标：顺应性、呼吸功推算指标：顺应性、呼吸功气流受限和肺过度充气的判断气流受限和肺过度充气的判断确定潮气量和最佳确定潮气量和最佳PEEPPEEP判断触发灵敏度是否合适判断触发灵敏度是否合适人机协调的监测人机协调的监测气道分泌物过多的判断气道分泌物过多的判断支扩药物效果的判断支扩药物效果的判断呼吸机管道系统密闭性的判断呼吸机管道系统密闭性的判断.
