呼吸生理與機械通氣原理課件

1、德德 昌昌 科科 技技 有有 限限 公公 司司TOPCHANCE TECH. LTD.產(chǎn)品專員產(chǎn)品專員 韋振金韋振金 呼吸系統(tǒng)的解剖生理呼吸系統(tǒng)的解剖生理肺通氣：氣體的吸入與呼出肺通氣：氣體的吸入與呼出胸膜腔負(fù)壓胸膜腔負(fù)壓肺通氣的阻力肺通氣的阻力肺換氣肺換氣上呼吸道：上呼吸道：F鼻和鼻腔鼻和鼻腔F咽咽F喉喉過濾過濾濕化、加溫濕化、加溫粘液腺粘液腺 濕潤濕潤 加溫加溫 除塵除塵自然呼吸自然呼吸機械通氣機械通氣過濾、濕化、加溫過濾、濕化、加溫F鼻腔：溫度30-34，相對濕度80%-90% ；F隆突：溫度37，相對濕度達95%以上；F肺泡：溫度37，相對濕度100%；F在正常情況下，吸入氣體在進入肺

2、泡的時候就已經(jīng)達到核心體溫(37 )和100%的相對濕度，這是氣體交換和氣道纖毛清理功能的最佳條件。F無論何種濕化方式，都要求近端氣道內(nèi)的氣體溫度達到37，相對濕度100%，以維持氣道黏膜完整，纖毛正常運動及氣道分泌物排出，以降低VAP/HAP的發(fā)生。中華醫(yī)學(xué)會重癥醫(yī)學(xué)分會（2006年）F保持氣道濕潤，保障纖毛的正常運保持氣道濕潤，保障纖毛的正常運動動F稀釋痰液，使痰液及時排除并保持稀釋痰液，使痰液及時排除并保持呼吸道通暢呼吸道通暢F消炎抗菌，預(yù)防肺部感染消炎抗菌，預(yù)防肺部感染下呼吸道（傳導(dǎo)）：下呼吸道（傳導(dǎo)）：F氣管氣管F支氣管支氣管F各級分支各級分支F終末細(xì)支氣管（終末細(xì)支氣管（1616級

3、）級）下呼吸道（呼吸區(qū)）：下呼吸道（呼吸區(qū)）：F肺單位：肺單位：400個肺泡管和肺泡囊個肺泡管和肺泡囊呼吸性細(xì)支氣管呼吸性細(xì)支氣管肺泡管肺泡管肺泡囊肺泡囊F分泌粘液：由粘膜腺分泌分泌粘液：由粘膜腺分泌減少水分丟失減少水分丟失形成一道物理屏障形成一道物理屏障組成粘液毯，通過纖毛擺動將顆粒物質(zhì)組成粘液毯，通過纖毛擺動將顆粒物質(zhì)排除體外排除體外通過抗體或免疫因子起到抗感染作用通過抗體或免疫因子起到抗感染作用F纖毛運動：下呼吸道纖毛運動向上，纖毛運動：下呼吸道纖毛運動向上，鼻粘膜纖毛運動向后。鼻粘膜纖毛運動向后。作用：能將纖毛頂部大約作用：能將纖毛頂部大約5m厚的粘液連厚的粘液連同附著在粘液中的小顆粒

4、異物朝著一個方同附著在粘液中的小顆粒異物朝著一個方向推送，都朝向咽部，或被吞下，或被吐向推送，都朝向咽部，或被吞下，或被吐出。出。F驅(qū)動：呼吸中樞驅(qū)動：呼吸中樞F原動力：呼吸運動（吸氣與呼氣）原動力：呼吸運動（吸氣與呼氣）F直接動力：肺泡氣與大氣之間的壓力差直接動力：肺泡氣與大氣之間的壓力差隔肌和肋間肌收縮隔肌和肋間肌收縮胸內(nèi)容積增大胸內(nèi)容積增大胸膜內(nèi)負(fù)壓變大胸膜內(nèi)負(fù)壓變大肺擴張肺擴張肺內(nèi)壓變負(fù)肺內(nèi)壓變負(fù)外界空氣流外界空氣流( (壓壓) )入肺中入肺中胸膜內(nèi)壓胸膜內(nèi)壓肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓肺內(nèi)氣量肺內(nèi)氣量F胸膜是薄而光滑的漿膜，覆蓋胸膜是薄而光滑的漿膜，覆蓋于胸壁內(nèi)面，膈上面，縱膈側(cè)于胸壁內(nèi)面，膈上面，

5、縱膈側(cè)面和肺表面，胸膜分面和肺表面，胸膜分臟層胸膜臟層胸膜和和壁層胸膜壁層胸膜兩層。胸膜腔是由兩層。胸膜腔是由緊貼于肺表面的臟層胸膜和緊緊貼于肺表面的臟層胸膜和緊貼于胸廓內(nèi)壁的壁層胸膜形成貼于胸廓內(nèi)壁的壁層胸膜形成的一密閉的潛在腔隙。的一密閉的潛在腔隙。F胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓(intrapleural pressure）是指胸膜腔內(nèi)的壓）是指胸膜腔內(nèi)的壓力力,簡稱胸內(nèi)壓簡稱胸內(nèi)壓 。胸膜腔內(nèi)壓。胸膜腔內(nèi)壓都低于大氣壓，以大氣壓為零都低于大氣壓，以大氣壓為零則胸膜腔內(nèi)壓為負(fù)壓，故簡稱則胸膜腔內(nèi)壓為負(fù)壓，故簡稱為為胸內(nèi)負(fù)壓。胸內(nèi)負(fù)壓。F正常人胸膜腔內(nèi)壓在平靜呼氣正常人胸膜腔內(nèi)壓在平靜呼氣末約為末約

6、為-3-5mmHg，平靜吸氣，平靜吸氣末約為末約為-5-10mmHg。F胸膜內(nèi)層的壓力有兩個：其一是肺內(nèi)壓，使肺泡擴張，其胸膜內(nèi)層的壓力有兩個：其一是肺內(nèi)壓，使肺泡擴張，其二是肺的回縮力，使肺泡縮小。因此胸膜腔內(nèi)的壓力實際二是肺的回縮力，使肺泡縮小。因此胸膜腔內(nèi)的壓力實際上是這兩種方向相反的力的代數(shù)和，即：上是這兩種方向相反的力的代數(shù)和，即： 胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓= =肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓- -肺回縮力肺回縮力F在吸氣末和呼氣末，肺內(nèi)壓等于大氣壓在吸氣末和呼氣末，肺內(nèi)壓等于大氣壓 。若以大氣壓力。若以大氣壓力為零位標(biāo)準(zhǔn)：為零位標(biāo)準(zhǔn)： 胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓= -= -肺回縮力肺回縮力F可見，胸內(nèi)負(fù)壓是由肺的回縮力造成的

7、可見，胸內(nèi)負(fù)壓是由肺的回縮力造成的 人胸廓的生長發(fā)育比人胸廓的生長發(fā)育比肺快，決定了肺的自然容肺快，決定了肺的自然容積總是小于胸廓，因而使積總是小于胸廓，因而使肺處于被動擴張的狀態(tài)。肺處于被動擴張的狀態(tài)。F肺擴張肺擴張F抑制胸廓過度擴張抑制胸廓過度擴張F減低氣道阻力減低氣道阻力F有利于靜脈血、淋巴向心臟回流有利于靜脈血、淋巴向心臟回流氣胸正常潮氣量潮氣量( (TV)TV)補氣量補氣量( (IRV)IRV)補呼氣量補呼氣量( (ERV)ERV)肺殘氣量肺殘氣量( (RC)RC)功能殘氣量功能殘氣量( (FRC)FRC)肺活量肺活量( (VC)VC)肺總?cè)萘糠慰側(cè)萘? (TLC)TLC)吸氣量吸氣

8、量( (IC)IC)潮氣量潮氣量( (TV)TV)補氣量補氣量( (IRV)IRV)補呼氣量補呼氣量( (ERV)ERV)肺殘氣量肺殘氣量( (RC)RC)功能殘氣量功能殘氣量( (FRC)FRC)肺活量肺活量( (VC)VC)肺總?cè)萘糠慰側(cè)萘? (TLC)TLC)吸氣量吸氣量( (IC)IC)功能殘氣量功能殘氣量( (FRC)FRC)：平靜呼氣后肺內(nèi)殘留的氣量平靜呼氣后肺內(nèi)殘留的氣量 FRC=RC+ERV FRC=RC+ERVF功能殘氣量功能殘氣量( (FRC)FRC)的臨床意義：的臨床意義：n如果沒有如果沒有FRCFRC，呼氣末期肺泡將完全塌陷，產(chǎn)生靜呼氣末期肺泡將完全塌陷，產(chǎn)生靜- -動

9、脈血分流動脈血分流nFRCFRC增加提示肺泡擴張，增加提示肺泡擴張，F(xiàn)RCFRC減少說明肺泡縮小或減少說明肺泡縮小或塌陷塌陷F機械通氣：機械通氣：PEEP PEEP 增加功能殘氣量增加功能殘氣量( (FRC)FRC)F彈性阻力彈性阻力(靜態(tài)阻力靜態(tài)阻力)n肺和胸廓的彈性阻力，占肺和胸廓的彈性阻力，占2/3F非彈性阻力非彈性阻力(動態(tài)阻力動態(tài)阻力)n粘性阻力和慣性阻力，占粘性阻力和慣性阻力，占1/3，以氣道粘性阻力，以氣道粘性阻力為主。為主。肺通氣的阻力肺通氣的阻力 彈性阻力F彈性阻力：肺泡和胸廓存在彈性阻力：肺泡和胸廓存在自然回縮的力，構(gòu)成彈性阻自然回縮的力，構(gòu)成彈性阻力，也就是肺的力，也就是

10、肺的順應(yīng)性順應(yīng)性(C)F順應(yīng)性代表彈性物體的擴張順應(yīng)性代表彈性物體的擴張性性,定義為容量改變與壓力改定義為容量改變與壓力改變的比值。變的比值。 C=V/PFC的倒數(shù)（的倒數(shù)（1/C）則為彈性阻）則為彈性阻力力。高順應(yīng)性高順應(yīng)性低順應(yīng)性低順應(yīng)性高順應(yīng)性高順應(yīng)性/ /低彈性阻力低彈性阻力低順應(yīng)性低順應(yīng)性/ /高彈性阻力高彈性阻力相同的壓強相同的壓強F靜態(tài)（靜態(tài)（Cst）：每次吸氣或呼氣后，屏）：每次吸氣或呼氣后，屏氣，測定肺容積和跨肺壓變化，即可氣，測定肺容積和跨肺壓變化，即可測得。測得。F動態(tài)（動態(tài)（Cdyn）：不阻斷氣流時測得。）：不阻斷氣流時測得。F動態(tài)順應(yīng)性 Crs, dyn =F靜態(tài)順應(yīng)

11、性 Crs, st = PEEPPpeakVtPEEPPplatVtPB840可通過吸氣暫停鍵測得靜態(tài)順應(yīng)性F新生兒新生兒 3-5ml/cmH2OF嬰兒嬰兒10-20ml/cmH2OF兒童兒童20-40ml/cmH2OF成人成人70-100ml/cmH2OF無肺部疾病的氣管插管患者無肺部疾病的氣管插管患者n50-70 ml/cmH2OF生理因素：生理因素：肺容積肺容積性別性別年齡年齡身高身高體位體位F病理因素：病理因素：彌漫性肺間質(zhì)纖維化：順應(yīng)性降低彌漫性肺間質(zhì)纖維化：順應(yīng)性降低心臟疾病：肺水腫，順應(yīng)性降低心臟疾?。悍嗡[，順應(yīng)性降低ARDSARDS：肺水腫、肺泡塌陷，順應(yīng)性降低：肺水腫、肺泡

12、塌陷，順應(yīng)性降低F順應(yīng)性下降對病人的影響：順應(yīng)性下降對病人的影響：為了維持原有的潮氣量，吸氣努力增加，為了維持原有的潮氣量，吸氣努力增加，呼吸呼吸肌做功增加肌做功增加，嚴(yán)重可導(dǎo)致呼吸衰竭，嚴(yán)重可導(dǎo)致呼吸衰竭V/Q失調(diào)，引起低氧血癥失調(diào)，引起低氧血癥肺水腫時，吸氣使血管周圍組織的壓力變負(fù)，肺水腫時，吸氣使血管周圍組織的壓力變負(fù)，致使流體自血管流向外周組織致使流體自血管流向外周組織肺泡擴張受限，呼吸表現(xiàn)為淺而快肺泡擴張受限，呼吸表現(xiàn)為淺而快F主要為氣道阻力，即氣體在氣道中主要為氣道阻力，即氣體在氣道中流動時所產(chǎn)生的阻力流動時所產(chǎn)生的阻力 December 16, 2021 | Confidenti

13、al36 |時間常數(shù)的定義（體現(xiàn)病人個體差異）時間常數(shù)的定義（體現(xiàn)病人個體差異）：TC理論上呼氣時間為 5個TC，氣體方能 排出，臨床實踐中 呼氣時間為3-5個時 間常數(shù)即可彌彌 散散 膜膜高原缺氧環(huán)境FPaCO2與通氣量相關(guān)nPaCO2=0.86VCO2/VE(1-VD/VT)nVCO2為二氧化碳產(chǎn)量，VD為死腔量，VE為分鐘通氣量F呼吸時從鼻到肺泡以上的氣道對氣體交呼吸時從鼻到肺泡以上的氣道對氣體交換來說是無用的空間，稱為死腔。成人換來說是無用的空間，稱為死腔。成人一般為一般為150ml。F肺泡通氣量肺泡通氣量分鐘通氣量死腔通氣量分鐘通氣量死腔通氣量（潮氣量（潮氣量VT死腔量死腔量VD）R

14、f350ml150ml立位肺各部通氣血流比 VA QC VA/QC上肺野 0.6 ：0.2 3.0 中肺野 1.0 ：1.0 1.0下肺野 2.4 ：3.8 0.6全 體 4.0 ：5.0 0.8VA/QCPaO2肺炎、阻塞性肺疾患等F正常肺正常肺通氣量和血流量分別為通氣量和血流量分別為4L/min和和5Lmin，兩者比值為，兩者比值為0.8F機體能夠有效調(diào)節(jié)機體能夠有效調(diào)節(jié)V/Q比值，當(dāng)體位改變比值，當(dāng)體位改變或者肺部病變時，局部通氣量減小，可或者肺部病變時，局部通氣量減小，可產(chǎn)生低氧性肺血管收縮，減少局部血流產(chǎn)生低氧性肺血管收縮，減少局部血流量，使其他通氣好的部位血流量增加量，使其他通氣好

15、的部位血流量增加F當(dāng)肺部病變超過機體調(diào)節(jié)范圍，就會出當(dāng)肺部病變超過機體調(diào)節(jié)范圍，就會出現(xiàn)現(xiàn)V/Q比例失調(diào)比例失調(diào)F減?。p小（0.8）：肺血流量不足，常）：肺血流量不足，常見于肺血管痙攣或栓塞見于肺血管痙攣或栓塞 造成的局部造成的局部灌注減少，此時只有部分靜脈血進灌注減少，此時只有部分靜脈血進行氧合，動脈血含量減少，亦可造行氧合，動脈血含量減少，亦可造成低氧血癥成低氧血癥呼吸機的基本概念呼吸機的基本概念呼吸機的基本結(jié)構(gòu)呼吸機的基本結(jié)構(gòu)呼吸機的分類呼吸機的分類機械通氣的四個過程機械通氣的四個過程什么是呼吸機？什么是呼吸機？呼吸機呼吸機 電子打氣筒電子打氣筒！開環(huán)控制系統(tǒng)開環(huán)控制系統(tǒng)( (送氣送氣

16、, , 無反饋無反饋) )Vs.閉環(huán)控制系統(tǒng)閉環(huán)控制系統(tǒng)( (監(jiān)測監(jiān)測-反饋控制反饋控制) )吸氣相控制邏輯：吸氣相控制邏輯：吸氣閥開放、呼氣閥關(guān)閉；一定量的混合后氣體（高壓氧氣O2和干壓縮空氣AIR按所設(shè)定的FiO2 混合），經(jīng)吸入端過濾器、加溫濕化器；經(jīng)由人工氣道吸入支路；通過形連接管；經(jīng)由延長管及氣管插管進入病人肺內(nèi)；呼氣相控制邏輯：呼氣相控制邏輯：呼氣閥開放、吸氣閥關(guān)閉；病人完成肺換氣后的氣體（含），經(jīng)氣管插管及延長管；通過形連接管進入人工氣道呼出支路；再經(jīng)過呼出端過濾器排放到大氣中。F按使用對象按使用對象n成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機F按工作原理按工作原理n氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機F按人機接口方式按人機接口方式n有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機F按機器的功能按機器的功能n急救、治療、家用、高頻振蕩急救、治療、家用、高頻振蕩1928負(fù)壓呼吸機負(fù)壓呼吸機現(xiàn)代現(xiàn)代正壓呼吸機正壓呼吸機有