1、呼吸力学临床应用呼吸力学临床应用呼吸力学临床应用与呼吸相关的力学概念?力 物体之间的相互作用 使物体获得加速度和发生变形?功 力使物体沿力的方向通过一段距离?动力 导致物体运动的力?阻力 阻碍物体运动的力与呼吸相关的力学概念?力 物体之间的相互作用 使物体获得加速基础基础:运动方程示意图运动方程示意图M:有一定质量物体.F:使M向前移动的力.K:牵拉M的弹簧,因弹性回缩力而产生的阻力称弹性阻力.R:M移动时与表面摩擦而产生的摩擦阻力称粘性阻力.物体移动和加速时尚有惯性阻力(在呼吸阻力中可忽略不计).F=F弹+F摩+F惯呼吸系统:F相当于吸气用力.M+K=胸廓-肺,它的位移距离是肺容它的位移距离
2、是肺容积变化积变化(V).位移速度即气体流量(V),弹性阻力K以顺应性倒数表示(1/C).气体流经气道的摩擦力是气道阻力(R),呼吸运动方程:气体流动靠压力差推动.P=P摩+P弹,Paw=RV+1/CV.基础:运动方程示意图M:有一定质量物体.F:使M向前移动的正常呼吸时的力吸气相 动力?吸气肌收缩 阻力?弹性回缩力（R弹）?气体与气体、气体与气道摩擦（R气道）呼气相 动力?弹性回缩力 阻力?R气道?正常呼吸时的力吸气相 动力?吸气肌收缩 阻力?弹性回缩力（R呼吸力学监测监测指标?气道压力(Pressure)吸气峰压(PIP)平台压(Pplat)呼气末正压(PEEP)反映指标?顺应性(Comp
3、liance)呼吸系统顺应性 肺顺应性 胸廓顺应性?气流流速(Flow)吸气流速 呼气流速?气道阻力(Resistance)吸气阻力 呼气阻力?气体容积(Volume)?呼吸功(WOB)?呼吸力学监测监测指标?气道压力(P r e s s u r e)吸气峰压机械通气时的呼吸力学监测?监测阻力?监测动力?监测功机械通气时的呼吸力学监测?监测阻力?监测动力?监测功肺通气的阻力肺通气的阻力弹性阻力弹性阻力静态阻力，静态阻力，2/32/3肺弹性阻力肺弹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+气道阻力气道阻力气道黏性阻力气道黏性阻力黏性阻力黏性阻力胸廓黏性阻力胸
4、廓黏性阻力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力肺黏性阻力肺黏性阻力非弹性阻力非弹性阻力动态阻力，动态阻力，1/31/3肺惯性阻力肺惯性阻力惯性阻力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的阻力弹性阻力静态阻力，2/3 肺弹性阻力肺通气总阻力=弹性阻力弹性阻力?弹性弹性弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回缩的倾向弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回缩的倾向?约占总阻力的约占总阻力的70%70%，是平静呼吸时主要阻力，是平静呼吸时主要阻力?吸气时的阻力，呼气时的动力吸气时的阻力，呼气时的动力?弹性阻力弹性阻力(R)可用顺应性可用顺应性(C)的倒数来表示
5、：通常的倒数来表示：通常以单位压力变化引起的容积变化来表示以单位压力变化引起的容积变化来表示弹性阻力?弹性弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回非弹性阻力非弹性阻力?黏性阻力与惯性阻力黏性阻力与惯性阻力?以气道黏性阻力为主（以气道黏性阻力为主（80%90%80%90%）?平静呼吸时，约占总阻力的平静呼吸时，约占总阻力的30%30%非弹性阻力?黏性阻力与惯性阻力?以气道黏性阻力为主（8 0%非弹性阻力非弹性阻力?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力气体分子之间、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
6、阻力气道阻力、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力?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惯性所气流在发动、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产生的阻止运动的因素?既是吸气阻力，又是呼气阻力。既是吸气阻力，又是呼气阻力。非弹性阻力?黏性阻力 气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩吸气阻力PIPPplat吸气阻力P I P P p l a t层流和湍流层流和湍流气道对气体流速气道对气体流速(量量)所存所存在的阻力在的阻力,(cmH2O/L/S)呼呼吸机输送气体到肺泡所须吸机输送气体到肺泡所须的压力的压力,以克服此阻力以克服此阻力.阻力
7、决定于气道的长度、阻力决定于气道的长度、内径内径、分叉和、分叉和内壁情况内壁情况,及气体流速的形态及气体流速的形态.形态呈形态呈层流层流即阻力低即阻力低.湍湍流流产生漩涡而阻力高产生漩涡而阻力高.阻力尚决定于流速大小呈阻力尚决定于流速大小呈正相关正相关.层流层流湍流湍流层流和湍流气道对气体流速(量)所存在的阻力,(c mH 2 O/L吸气阻力?Hagen-Poiseuille定律?P=flow x 8?l/?r4?Venturi定律?P=flow2x K?l/?r2层流层流R=?P/flow=8?l/?r4层流湍流吸气阻力?H a g e n-P o i s e u i l l e 定律?P
8、=f l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层流：压力与流速呈线性关系湍流湍流P=kvP=kv2 2湍流：压力随流速呈指数性增长?不同气流形态下压力与流速关系?层流P=k v 层流：压力与流速呈气道阻力新生儿婴儿儿童成人30-50 mmHg/L/sec20-30 mmHg/L/sec20 mmHg/L/sec2-4 mmHg/L/sec?气道阻力新生儿婴儿儿童成人3 0 -5 0 mmH g/L/s e c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道阻力具有流速与容积依赖性气道阻力
9、具有流速与容积依赖性气道阻力与肺容积的关系气道阻力与肺容积的关系?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影响气道阻力的因素?气流形态?气流速度?气道管径?气道长度气MVMV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?MV 时影响气道阻力的因素气道阻力增加 与人工气道有关?管腔狭呼吸阻力举例呼吸阻力举例分泌物过多分泌物过多分泌物过多分泌物过多粘膜水肿粘膜水肿痉挛痉挛花生米花生米肺气肿肺泡挤压
10、肺气肿肺泡挤压呼吸阻力举例分泌物过多分泌物过多粘膜水肿痉挛花生米肺气肿肺专业术语专业术语阻力名称阻力名称气道阻力气道阻力符号符号Raw存在部位存在部位气道气道物理物理持性持性粘性粘性临床意义临床意义肺阻力肺阻力呼吸阻力呼吸阻力RLRrs气道气道+肺组织肺组织粘性粘性呼吸总阻抗呼吸总阻抗 Zrs肺弹性阻力肺弹性阻力Ers,EL气道气道+肺组织肺组织粘性粘性+胸廓胸廓气道气道+肺组织肺组织粘性粘性+弹性弹性 巳逐渐彼巳逐渐彼+胸廓胸廓+惯性惯性Rrs所替所替代代肺组织肺组织弹性弹性(1/C)同肺顺应性同肺顺应性直接反映气直接反映气道阻塞情道阻塞情况况近似近似Raw随随Raw变化变化而变化而变化专业
11、术语阻力名称气道阻力符号R a w 存在部位气道物理持性粘性临顺应性?C=?V/?PPPIP PEEPPplat PEEPVVttt顺应性?C =?V /?P P P I P P E E P P p l a t呼吸系统顺应性?动态顺应性Crs,dyn=?静态顺应性Crs,st =VtPpeak?PEEPVtPplat?PEEP呼吸系统顺应性?动态顺应性C r s,d y n =?静态顺应性C呼吸系统顺应性?新生儿3-5 ml/mmHg/kg BWt?婴儿?儿童?成人10-20-70-20 ml/mmHg/kg BW40 ml/mmHg/kg BWt100 ml/mmHg/kg BWt呼吸系统顺
12、应性?新生儿3 -5 ml/mmH g/k g B Wt呼吸系统顺应性导致顺应性下降的原因?肺实质改变 ARDS,(支气管)肺炎,肺水肿,纤维化?表面活性物质功能障碍 ARDS,肺泡肺水肿,肺不张,误吸?肺容量减少 气胸,膈肌抬高呼吸系统顺应性导致顺应性下降的原因?肺实质改变 A R D S,肺肺顺顺应应性性?肺顺应性代表肺的扩张肺顺应性代表肺的扩张性性,它是肺容量改变随肺它是肺容量改变随肺泡压力改变而变泡压力改变而变化化.CL=V/V/P P?CL与压力呈负相关与压力呈负相关,与容与容量呈正相关量呈正相关.?静态静态CL反映肺组织弹性反映肺组织弹性阻力阻力.?动态动态CL反映肺弹性阻力反映肺
13、弹性阻力外另受气道阻力影响外另受气道阻力影响.高顺应性高顺应性低顺应性低顺应性当肺因弹性回力向内的力量和胸壁向外的力量相平衡时，呼吸当肺因弹性回力向内的力量和胸壁向外的力量相平衡时，呼吸肌完全松弛，胸腔内净压力为肌完全松弛，胸腔内净压力为0，此时即功能残气位，肺内的含，此时即功能残气位，肺内的含气量即气量即FRC。即。即PEEP位位,PEEP增加增加,FRC亦增加亦增加.肺顺应性?肺顺应性代表肺的扩张性,它是肺容量改变随肺泡压力改病理性的肺顺应性肺顺应性病理性的肺顺应性机械通气时的呼吸力学监测?监测阻力?监测动力?监测功机械通气时的呼吸力学监测?监测阻力?监测动力?监测功对动力的监测?呼吸机所
14、提供的正压?既要保证正压通气的疗效，又要防止其负面影响对动力的监测?呼吸机所提供的正压?既要保证正压通气的疗效，又呼吸机气道压力的监测?峰值压力 呼吸机送气过程中的最高压力 容量控制通气时取决于肺顺应性、气道阻力、潮气量、峰值流速和气流模式 压力控制通气时，气道峰值压力水平与预设压力水平接近?平台压力 平台压力为吸气末屏气 0.5秒（吸气和呼气阀关闭，气流为零）时的气道压力，与肺泡峰值压力较为接近 压力控制通气时，如吸气最后 0.5秒的气流流速为零，则预设压力即为平台压力呼吸机气道压力的监测?峰值压力 呼吸机送气过程中的最高压力呼吸机气道压力的监测?平均压力：整个呼吸周期的平均气道压力，可间接
15、反映平均肺泡压力?呼气末压力 呼气即将结束时的压力，等于大气压或呼气末正压 在呼气末，如气道压力低于肺泡内压力，则与内源性呼气末正压有关?当吸气延长、呼气缩短时，呼气末肺泡内压仍为正压，即产生内源性呼气末压力呼吸机气道压力的监测?平均压力：整个呼吸周期的平均气道压力，平均气道压平均气道压(Pmean)(Pmean)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(P me a n)虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压平均气道压平均气道压(Pmean)(Pmean)?数个周期中气道压的平均值数个周期中气道压的平
16、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平均气道压(P me a n)?数个周期中气道压的平均值?与影响P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（
17、DPHDPH）内源性呼气末正压（P E E P i）?在肺的弹性回缩下导致呼气末肺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的作用呼气肌的作用P E E P i 的影响因素气道阻力增加呼吸系统弹性下降PEEPiPEEPi的临床意义的临床意义?增加呼吸功增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳导致呼吸肌疲劳增加肺损伤的危险性增加肺损伤的危险性对循环系统产生不良影响对循环系统产生不良影响?P E E P i 的临床意义?增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳增加肺损伤的PEEPiPEEPi的临床处
18、理的临床处理降低降低PEEPiPEEPi：COPDCOPD，哮喘，哮喘?降低气道阻力降低气道阻力?减少分钟通气量减少分钟通气量?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增加增加PEEPiPEEPi：ARDSARDS，间质性肺病，间质性肺病?延长吸气时间延长吸气时间?PEEPePEEPeP E E P i 的临床处理降低P E E P i：C O P D，哮喘?降低气道关于呼吸力学环?P-T、F-T、V-T曲线的两两组合形成环 P-V环 F-V环 P-F环?压力-容量环（P-V环）应用较为普遍 反映呼吸系统顺应性 ARDS时指导设定PEEP和PIP关于呼吸力学环?P-T、F-T
19、、V-T 曲线的两两组合形成环ARDS时的P-V环Pulmonary Injury SequenceuThere are two injuryzones duringmechanical ventilation?Low Lung VolumeVentilation tearsadhesive surfaces?High Lung VolumeVentilation over-distends,resulting in?Volutrauma?uThe difficulty is findingthe?Sweet Spot?Froese AB,Crit Care Med 1997;25:906A
20、R D S 时的P-V 环P u l mo n a r y I n j u r y S e q低位拐点、高位拐点传统通气传统通气保护性通气保护性通气?PEEPPEEP 高于低位拐点高于低位拐点2-3cmH2-3cmH2 2O O?PIPPIP不超过高位拐点不超过高位拐点低位拐点、高位拐点传统通气保护性通气?P E E P 高于低位拐点2机械通气时的呼吸力学监测?监测阻力?监测动力?监测功机械通气时的呼吸力学监测?监测阻力?监测动力?监测功呼吸功呼吸功(Joule/L,J/min)呼吸功呼吸功(WOB)=压力压力?Vol.呼吸机压力和呼呼吸机压力和呼吸肌肉产生的压力混合所致吸肌肉产生的压力混合所
21、致.呼吸功呼吸功=通气机所作的功通气机所作的功(Wvent)和病人所作的和病人所作的功功(Wpat)Wvent可由可由Paw和和Vol来评估来评估,Wpat可由可由Pes和和Vol计算而得计算而得.呼吸功(J o u l e/L,J/mi n)呼吸功(WO B)=压力克服粘性阻力所作的功(WOBresis)a)b)c)WOBresis是病人或呼吸机克服粘是病人或呼吸机克服粘性阻力所作的功性阻力所作的功在在CMV,恒流速通气的恒流速通气的P-V环吸气环吸气曲线呈曲线呈 弓弓 形改变形改变,其所占面其所占面积积(AXB绿色绿色)即是即是WOBresisa)阻力正常阻力正常b)气流阻塞气流阻塞,吸气
22、阻力增加吸气阻力增加,呼气呼气因气道陷闭尚增加了呼气因气道陷闭尚增加了呼气阻力阻力,吸气肢呈弓形绿色吸气肢呈弓形绿色面面积增加积增加c)限制性疾病限制性疾病:阻力正常阻力正常WOBtotal=WOBelas+WOBresis克服粘性阻力所作的功(WO B r e s i s)a)b)c)WO B r对功的监测（1）W吸气=PV正常正常压力压力R气道气道压力压力C压力压力容量容量容量容量容量容量对功的监测（1）W吸气=P V 正常压力R 气道 压力C 压力对功的监测（2）?区分W患者和W呼吸机患者吸气相用力使胸内压下降食道内压力测定?食道内压能较好地反映胸内压PTP（压力-时间乘积）?反映呼吸肌
23、的努力程度?与呼吸氧耗的相关性好?与呼吸功耗有关的指标P0.1、RSBI=f/Vt、MIP对功的监测（2）?区分W患者和W呼吸机 患者吸气相用力使胸内最大吸气压最大吸气压(MIP,NIF)(MIP,NIF)*是指在残气位或功能残气位气道阻断时用最大吸气口腔压是指在残气位或功能残气位气道阻断时用最大吸气口腔压*测定测定MIP:Marini氏方法氏方法1的的MIP,在呼气末容积位阻塞气道开口处在呼气末容积位阻塞气道开口处20-25秒或秒或10次用力后次用力后,即可获得即可获得MIP.*MIP结果的重复性不佳结果的重复性不佳,应与其他参数一起来解释应与其他参数一起来解释.*正常值无统一的标准，一般认
24、为正常值无统一的标准，一般认为MIP-30cmH2O考虑撤机考虑撤机*提供吸气肌的强度提供吸气肌的强度,用于评估病人是否需要通气支持或撤机用于评估病人是否需要通气支持或撤机.最大吸气压(MI P,N I F)*是指在残气位或功能残气位气道阻气道闭合压气道闭合压P0.1P0.1*P0.1是在功能残气位关闭气道并测定吸气启动是在功能残气位关闭气道并测定吸气启动0.1S时的气道时的气道压力值压力值*反映脑干呼吸中枢的兴奋程度反映脑干呼吸中枢的兴奋程度*P0.1升高和吸气肌疲劳程度有很好的相关性升高和吸气肌疲劳程度有很好的相关性气道闭合压P 0.1*P 0.1 是在功能残气位关闭气道并测定吸总结?呼吸力学是机械通气患者的重要监测参数?呼吸力学监测有助于病理生理异常的诊断及治疗效果监测?呼吸力学有助于理解新的呼吸模式总结?呼吸力学是机械通气患者的重要监测参数?呼吸力学监测有助谢谢 谢！谢！谢谢！
