呼吸力學(xué)和呼吸功能監(jiān)測

1、關(guān)于呼吸力學(xué)與呼吸功能監(jiān)測第1頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四 呼吸力學(xué)是以物理學(xué)的觀點和方法對呼吸運動進(jìn)行研究的一門學(xué)科。在呼吸病學(xué)與危重病學(xué)中，呼吸力學(xué)和呼吸功能監(jiān)測已廣泛應(yīng)用于疾病的輔助診斷和治療。尤其是接受機(jī)械通氣的患者，監(jiān)測呼吸力學(xué)和呼吸功有助于臨床醫(yī)生了解疾病的病理生理過程，判斷疾病的嚴(yán)重性、治療反應(yīng)，以及能否安全脫機(jī)等，以便更合理地進(jìn)行機(jī)械通氣。 一、呼吸系統(tǒng)的力學(xué)特征第2頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四呼吸力學(xué)的內(nèi)容包括呼吸壓力、呼吸阻力、順應(yīng)性和時間常數(shù)，以下簡單介紹呼吸系統(tǒng)的力學(xué)特征。第3頁，共53頁，2022年，5月20日，

2、4點11分，星期四（一）、呼吸壓力：呼吸肌收縮和舒張產(chǎn)生呼吸運動，導(dǎo)致肺通氣，從物理學(xué)角度，乃是一系列壓力變化的結(jié)果。第4頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四氣管壓近氣道壓胸膜壓肺泡壓第5頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四1、胸內(nèi)壓：指胸腔內(nèi)的壓力。平靜呼吸時胸內(nèi)壓始終低于大氣壓，有利于周圍靜脈向心臟回流。臨床上常以食道內(nèi)壓估計胸內(nèi)壓。第6頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四第7頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四2、肺泡壓：指肺泡內(nèi)的壓力。吸氣時胸內(nèi)負(fù)壓增加，超過肺組織的彈力，使肺泡壓成為負(fù)壓，空氣進(jìn)入肺泡；呼

3、氣時胸內(nèi)壓逐漸減少，當(dāng)?shù)陀诜谓M織彈力時，肺泡壓轉(zhuǎn)為正壓，高于大氣壓，肺內(nèi)氣體排出體外。第8頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四第9頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四3、氣道內(nèi)壓（Paw）氣道內(nèi)壓是指氣道內(nèi)的壓力。吸氣時，肺泡壓為負(fù)壓，氣道內(nèi)壓由呼吸道開口向肺泡遞減，呼氣時則相反，在平靜呼氣末，氣道內(nèi)壓與大氣壓相等。第10頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四4、跨肺壓肺泡與胸內(nèi)壓之差，是使肺擴(kuò)張和收縮的力量。第11頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四5、跨胸壁壓胸內(nèi)壓與大氣壓之差，是擴(kuò)張和壓縮胸壁的力量。第12頁，

4、共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四6、跨胸廓壓肺泡壓與大氣壓之差，是擴(kuò)張和壓縮胸壁的于肺的總壓力。第13頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四（二）、呼吸阻力呼吸運動要克服阻力。按物理特性，阻力可分為黏性阻力、彈性阻力和慣性阻力。按阻力存在部位可分為氣道阻力、肺組織阻力和胸廓阻力。第14頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四1、黏性阻力氣體分子之間、氣體分子與氣道壁之間的摩擦力以及呼吸時組織發(fā)生相對位移時的摩擦阻力。來自氣道和肺組織，絕大部分來自氣道，即通常所說的氣道阻力。第15頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四2、彈

5、性阻力彈性物質(zhì)在外力作用下變形時，對抗變形和彈性回位的傾向。主要分布于肺組織和可擴(kuò)張的細(xì)支氣管，它是順應(yīng)性的倒數(shù)，彈性阻力越大，順應(yīng)性就越小。平靜呼吸時，約占總阻力的2/3。吸氣時的阻力，呼氣時的動力。第16頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四3、慣性阻力氣流在發(fā)動、變速、換向時由于氣流與組織的慣性所產(chǎn)生的阻止運動的因素。主要分布于大氣道和胸廓。第17頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四氣道阻力：臨床上阻力的測定主要是為了反映氣道阻力。氣道阻力是指氣體分子之間、氣體分子與氣道壁之間的摩擦力。為單位流量所需的壓力差，即：氣道阻力=氣道兩端壓力差/流速。正常

6、值為：1-3cmHO2.s/L,呼氣時阻力2-5cmHO2.s/L.第18頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四“管道特征”R = D PD F氣道阻力壓力差 = 流速 x 管道阻力第19頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四壓力差 = 流速 x 阻力dP = Q x R R =8 L (visc.)p r 4氣道阻力第20頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四影響氣道阻力的因素：呼吸管道的長度、半徑：氣道阻力主要來自大氣道和中等氣道。肺容積：肺實質(zhì)減少時（如肺氣腫），氣道阻力增加。氣體的密度和黏滯度。支氣管管壁受外壓。支氣管管壁收縮和舒張

7、（如病理因素、藥物及交感、副交感神經(jīng)興奮等）。氣管、支氣管腔內(nèi)阻塞。慢性阻塞性疾病。第21頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四（三）、順應(yīng)性由胸廓和肺組織彈性形成，是表示胸廓和肺擴(kuò)張的程度的一個指標(biāo)。指單位壓力改變時所引起的容積改變。機(jī)械通氣時，監(jiān)測順應(yīng)性對于明確急性呼吸衰竭的病因和指導(dǎo)機(jī)械通氣有重要意義。順應(yīng)性=容積的改變（V）/壓力的改變（P），單位是L/kPa或L/cmHO2。第22頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四VolumePressureD VD PC = D VD P順應(yīng)性第23頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四C=

8、 D VD PR = D PD F順應(yīng)性和阻力第24頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四呼吸系統(tǒng)的順應(yīng)性包括：肺順應(yīng)性胸壁順應(yīng)性總順應(yīng)性第25頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性公式： 肺順應(yīng)性（CL）=肺容積的改變（V） /跨肺壓胸壁順應(yīng)性（CCW）=肺容積的改（ V） /跨胸壁壓 總順應(yīng)性（CRS） =肺容積的改（ V） /跨胸廓壓三者關(guān)系：1/總順應(yīng)性= 1/肺順應(yīng)性+ 1/胸壁順應(yīng)性 第26頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四靜態(tài)順應(yīng)性：氣流阻斷后所測得的順應(yīng)性，與呼吸系統(tǒng)的彈性有關(guān)。動態(tài)順應(yīng)性：吸氣末氣流未阻斷

9、所測得的順應(yīng)性，與呼吸系統(tǒng)彈性、氣道阻力及呼吸頻率有關(guān)。第27頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四 肺 順 應(yīng) 性 肺順應(yīng)性代表肺的擴(kuò)張性,它是肺容量改變隨肺泡壓力改變而變化. CL=V/PCL與壓力呈負(fù)相關(guān),與容量呈正相關(guān).靜態(tài)CL反映肺組織彈性阻力.動態(tài)CL反映肺彈性阻力外另受氣道阻力影響. 高順應(yīng)性 低順應(yīng)性第28頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四影響順應(yīng)性的因素：肺實質(zhì)改變ARDS, (支氣管)肺炎, 肺水腫, 纖維化表面活性物質(zhì)功能障礙ARDS, 肺泡肺水腫, 肺不張, 誤吸肺容量減少氣胸, 膈肌抬高第29頁，共53頁，2022年，5月20日

10、，4點11分，星期四（四）、時間常數(shù) 時間常數(shù)是氣體在肺泡內(nèi)充盈與排空的時間，為呼吸阻力與順應(yīng)性的乘積，正常值為0.4s。在一個時間常數(shù)內(nèi)，肺泡可充氣至最大容積的63%，2倍時間常數(shù)可充盈至95%，3倍可充盈至100%。時間常數(shù)反映了肺泡充滿和排空氣體所需要的時間，是重要的肺力學(xué)參數(shù)。第30頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四肺是由大小不等的肺泡組成，各部分肺泡的順應(yīng)性和阻力不盡相同，因此各部分肺的時間常數(shù)也不一致，這是肺泡通氣不均勻的原因之一，也是動態(tài)和靜態(tài)肺順應(yīng)性不同的基礎(chǔ)。由于肺局部病變的影響，不同肺區(qū)的充盈和排空的速度有所不同，充盈和排空速度較快的區(qū)域稱為快肺區(qū)，較

11、慢的區(qū)域稱為慢肺區(qū)。第31頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四二、機(jī)械通氣時呼吸力學(xué)監(jiān)測目前一些監(jiān)測功能較強(qiáng)的呼吸機(jī)，能及時反映許多重要呼吸力學(xué)參數(shù)的變化，不僅可以幫助醫(yī)生隨時了解呼吸功能的變化，而且可以指導(dǎo)機(jī)械通氣，避免通氣引起的肺損傷。第32頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四（一）、肺容量的監(jiān)測 1潮氣量（tidal volume，VT）2補(bǔ)吸氣量（inspiratory reserve volume，IRV）3補(bǔ)呼氣量（expiratory reserve volume，ERV）4殘氣量（residual volume，RV）5深吸氣量（ ins

12、piratory capacity，IC）6功能殘氣量(functional residual capacity,FRC)7. 肺活量（vital capacity，VC）8肺總量（total 1ung capaciiy，TLC）9、分鐘通氣量（minute ventilation，VE，MV）第33頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四肺容量監(jiān)測靜態(tài)肺容量呼吸功能監(jiān)測的基本項目第34頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四1、潮氣量指平靜呼吸時，每次吸入或呼出的氣量，正常人為10ml/Kg，氣管插管和氣管切開后可減少約150ml。急性呼吸窘迫綜合征（ARDS

13、）、肺水腫、肥胖和腹水患者因呼吸淺快而潮氣量減少；藥物引起呼吸中樞抑制、肺實質(zhì)病變、重癥肌無力和阻塞性肺疾病導(dǎo)致通氣不足時，潮氣量顯著減少；代謝性酸中毒、高通氣綜合征時，潮氣量增加。第35頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四2、肺活量指最大吸氣后呼出的最大氣量。正常人為65-75ml/Kg，當(dāng)?shù)陀?0-15ml/Kg時，多不能維持自主呼吸，需進(jìn)行機(jī)械通氣。第36頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四 3、分鐘通氣量 指在靜息狀態(tài)下每分鐘吸入或呼出的 氣體總量。 VE VT RR 正常值：男性約6.6L，女性約5.0L 10L/min 提示通氣過度 3.92

14、kpa(40cmH2O)時會造成氣壓損傷。第40頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四2、平臺壓指吸氣末屏氣時的氣道壓力，用于克服肺和胸廓的彈性阻力，可代表肺泡壓。 正常值0.491.27kpa(513cmH2O) 維持一定的吸氣末正壓，有利肺泡內(nèi)氧向肺毛細(xì)血管內(nèi)彌散。但吸氣末正壓過高，將增加肺內(nèi)血液循環(huán)負(fù)荷，增加發(fā)生氣胸的危險。機(jī)械通氣時，平臺壓高于30-35cmHO2，發(fā)生氣壓傷的可能性增加。第41頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四3、呼氣末正壓(PEEP)：指呼氣末在呼吸道保持一定正壓。 避免肺泡的早期閉合，使一部分因滲出、肺不張等原因失去通氣功能

15、的肺泡復(fù)張，增加功能殘氣量，以提高血氧水平。但PEEP過高可使心輸出量減少。第42頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四4、平均氣道壓單個呼吸周期中氣道壓的平均值。與影響氣道峰壓的因素及吸氣時間長短有關(guān)。近似于平均肺泡壓。其大小與對心血管系統(tǒng)的影響直接相關(guān)。第43頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四5、內(nèi)源性PEEP（PEEPi）指呼氣末氣體陷閉在肺泡內(nèi)而產(chǎn)生的正壓。主要與呼氣阻力增加、呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性增高、呼氣時間不足、呼氣氣流受限和通氣參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)纫蛩赜嘘P(guān)。PEEPi可引起氣壓傷、增加呼吸功、使患者發(fā)生人機(jī)對抗，影響血流動力學(xué)。第44頁，共53頁，20

16、22年，5月20日，4點11分，星期四A至B點反映了吸氣開始時所克服的系統(tǒng)內(nèi)所有阻力 .B至C點(氣道峰壓=PIP)是氣體流量打開肺泡時的壓力, 在C點時呼吸機(jī)完成輸送的潮氣量。C至D點的壓差由氣管插管的內(nèi)徑所決定, 內(nèi)徑越小壓差越大D至E點即平臺壓是肺泡擴(kuò)張的壓力不大于30 cmH2OE點是呼氣開始, 呼氣結(jié)束氣道壓力回復(fù)到基線壓力的水平第45頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四 (三)、氣道阻力監(jiān)測(airway resistance，Raw)呼吸時氣流在氣道內(nèi)流動時所產(chǎn)生的非彈性阻力。機(jī)械通氣時的氣道阻力為患者氣道阻力和氣管插管、呼吸機(jī)管路的阻力之和。當(dāng)呼吸機(jī)內(nèi)附有流

17、量儀時，即可測得氣流流量，從而計算出Raw。正常Raw為0.20.3kpa(23cmH20)第46頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四氣道和肺泡的阻力氣道黏性阻力肺泡彈性阻力第47頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四 層流和湍流阻力決定于氣道的長度、內(nèi)徑、分叉和內(nèi)壁情況,及氣體流速的形態(tài).形態(tài)呈層流即阻力低. 湍流產(chǎn)生漩渦而阻力高.層流湍流第48頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四 呼吸阻力舉例分泌物過多痙攣粘膜水腫分泌物過多花生米肺氣腫肺泡擠壓第49頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四氣道阻力測定的意義當(dāng)氣道內(nèi)分泌物增加、氣道痙攣、上呼吸道梗阻(氣管導(dǎo)管阻塞等)，以及支氣管哮喘發(fā)作時Raw異常增高。氣道阻力峰值突然增高可能是氣胸、氣道阻塞的一個有價值的早期指標(biāo)。第50頁，共53頁，2022年，5月20日，4點11分，星期四在機(jī)械通氣狀態(tài)下，如果氣道阻