（医学课件）呼吸生理与呼吸力学

呼吸生理与呼吸力学 1 主要内容 肺换气肺通气呼吸力学 2 3 Terminalairway Terminalbronchiole Alveolarduct Respiratorybronchioles Smoothmuscle Alveoli 4 Perfusionofthealveoli Capillaries Terminalbronchiole Branchofpulmonaryartery Alveolus Branchofpulmonaryvein Respiratorybronchiole 5 6 Alveolardesign Aqueouslayer Aqueousmacrophage Lamellabody storessurfactant Typellpneumocyte liningcell producessurfactant TypelLiningcell Capillary CO2 O2 7 8 9 O2运输 血浆溶解O21 5 1mmHg0 003ml 血红蛋白结合O298 5 1g1 34ml 10 CO2运输 血浆溶解CO27 10 化学结合CO220 30 HbCO2 血浆HCO360 70 11 大气成分 气体浓度 N278 6O220 9CO20 04H2O0 46 12 气体分压 分压 总压x浓度 大气压 760mmHg氧分压 760 x20 9 158 8mmHg二氧化碳分压 760 x0 04 0 30mmHg 13 肺泡气体分压 PACO2 40mmHgPAO2 760 47 x20 9 PACO2 呼吸商 150 50 100mmHg 14 15 氧解离曲线 16 影响氧解离曲线因素 17 影响氧解离曲线因素 18 氧解离曲线位移的意义 PCO2曲线右移PCO240mmHg80mmHgSO275 65 10 O2组织细胞PCO2 肺内 SO2 19 LungVentilation PerfusionRatios Functionally Alveoliatapexareunderperfused overventilated Alveoliatthebaseareunderventilated overperfused Insertfig 16 24 Figure16 24 20 PO2 40PCO2 45 NormalVA Q LowVA Q HighVA Q CO2 45 PO2 150PCO2 0 PO2 100PCO2 40 PO2 150PCO2 0 VentilationPerfusionRatios Noflow 21 PO2 mmHg PCO2 mmHg 50 100 150 50 22 肺容量 潮气量 VT 深吸气量 IC 补呼气量 ERV 肺活量 VC 功能残气量 FRC 残气量 RV 肺总量 TLC 23 TotalLungCapacity 24 ExpiratoryReserve ResidualVolume VitalCapacity VT TotalLungCapacity InspiratoryReserve FRC InspiratoryCapacity TLC RV RV IC VT IR FRC ER VC 25 肺通气 1 解剖死腔肺泡死腔生理死腔 VD 解剖死腔 肺泡死腔VD PaCO2 PECO2 PaCO2xVTPECO2 呼出气平均CO2浓度 26 肺通气 2 肺通气量 VTxf肺泡通气量 VT VD xf肺泡CO2浓度 CO2产量 肺泡通气量肺泡通气量PACO2PaCO2肺泡通气量PACO2PaCO2 27 呼吸力学 弹性阻力非弹性阻力时间常数内源性呼气末正压 28 气体流动 高压低压 29 30 31 呼吸肌是动力 克服弹性阻力肺泡弹力纤维表面张力克服非弹性阻力 32 MechanicsofBreathing 33 Figure7 1FromJ B West RespiratoryPhysiology TheEssentials 8thed 2008 usedwithpermissionbyLippincottWilliams Wilkins 34 AnatomyofPleuralSac TakenfromSherwood HumanPhysiology FromCellstoSystems 5thEd 35 36 Air liquid SURFACE PolarH2Omoleculesattract Surfacetension 37 肺表面张力 38 where P pressureST surfacetensionr radiusofthebubble P 2ST r Laplaceslaw 39 P 2x1 0 2 10 P 2x1 0 4 5 10 5 Connectedbubbles 40 Alveoliasbubbles 41 Figure7 7FromJ B West RespiratoryPhysiology TheEssentials 8thed 2008 usedwithpermissionbyLippincottWilliams Wilkins 42 Figure7 3FromJ B West RespiratoryPhysiology TheEssentials 8thed 2008 usedwithpermissionbyLippincottWilliams Wilkins 43 Saline Air VonNeergaard 44 Figure7 5FromJ B West RespiratoryPhysiology TheEssentials 8thed 2008 usedwithpermissionbyLippincottWilliams Wilkins 45 呼吸压力 胸内压胸膜腔内的压力肺内压肺泡内压力经胸廓压肺内压与体表压之差值经肺压肺内压与胸内压之差值经胸壁压胸内压与体表压之差值 46 PA cmH2O 1 1 0 0 5 0 5 0 AirFlow L s 1234 time sec 5 8 Ppl cmH2O ThelinearDashedtraceisthePplrequiredtoovercomerecoilforces MorePpl solidcurve isrequiredtoovercomeairwayresistancetoflow N B P PA PB Resist Flow VT L 0 4 0 0 2 RespiratoryCycle Inspiration Expiration 5 8 8 6 5 RestFRC Inspiration EndInspiration 0 0 AirFlow PA 0 Ppl Expiration time RespiratoryCycleSingleVTBreath PB 0 47 顺应性 定义单位压力改变时容积的改变公式C V P肺顺应性C肺 肺 V 经肺 P胸壁顺应性C胸壁 肺 V 经胸壁 P呼吸系统顺应性C总 肺 V 经胸廓 P关系1 C总 1 C肺 1 C胸壁 48 49 StaticComplianceCurves 50 51 52 53 54 55 最佳PEEP 曲线的下拐点吸气过程中 肺泡复张 肺容量增大 顺应性改善在呼吸周期中 反复出现肺泡复张 由于 剪切力 的作用 会造成肺组织损伤PEEP值高于下拐点 减少剪切力的损伤 对肺是一种保护这样设置减少肺损伤 改善氧合 又可减少PEEP的副作用 应称为 最佳PEEP 56 对 拐点 的新认识 吸气过程中肺泡复张是一个连续的过程 开始是肺上部肺泡复张 随着吸气量的增加 肺的下垂部分的肺泡逐渐复张拐点的测定和估算一般是在PV曲线的吸气支上进行 而PEEP与呼气支关系更密切上拐点仅表明肺泡复张的数量减少而不一定与肺泡过度扩张或受到过度牵拉有关将PEEP设置在下拐点之上 不能有效减少剪切力对肺的损伤 57 ARDSNETVentilatorManagement AnticipatedPEEPsettingsatvariousFIO2requirementsFiO20 30 40 40 50 50 60 70 70 70 80 90 90 91 0PEEP558810101012141414161820 24MaintainSaO2 SpO288 95 58 顺应性的应用 肺病逐渐加重 顺应性随之下降轻度病变 吸气压10 15cmH2O中度病变 15 20cmH2O重度病变 25 30cmH2O 59 60 非弹性阻力 粘性阻力肺形变 组织间产生的磨擦阻力 10 20 气道阻力气流通过气道时遇到的磨擦阻力 80 61 气流分类 层流湍流Reynold s数值 2V rp 2300有湍流 4000全湍流r半径p密度 黏度V 流速 62 Figure7 12FromJ B West RespiratoryPhysiology TheEssentials 8thed 2008 usedwithpermissionbyLippincottWilliams Wilkins 63 气道阻力 R 定义R P V P气道口与肺内压之差 V 气体流速 层流R 8 L r4 气体黏度 L管道长度 圆周率 r管道半径 湍流R V fL 2r5 f磨擦系数 小气道R20 64 Figure7 14FromJ B West RespiratoryPhysiology TheEssentials 8thed 2008 usedwithpermissionbyLippincottWilliams Wilkins 65 气道阻力与顺应性 条件机械通气潮气量 VT 顺应性计算有效动态顺应性动态顺应性静态顺应性 66 67 顺应性计算 有效动态顺应性 VT Ppeak动态顺应性 VT P1静态顺应性 VT Pplat 68 有效动态顺应性 易于监测包括了弹性阻力及非弹性阻力因素PpeakP1Pplat意义不同ARDS吸气末平台压 30cmH2O 69 时间常数 不能单从吸气压和顺应性去估计潮气量的大小 必须考虑时间因素计算时间常数 顺应性X阻力举例婴儿顺应性2ml cmH2O 阻力40cmH2O L s时间常数 0 002L cmH2OX40cmH2O L s 0 08s意义1个时间常数63 VT3个时间常数95 VT5个时间常数100 VT 70 内源性PEEP 定义呼气末肺泡内仍保持正压 这一压力称为内源性PEEP原因时间常数延长而呼气时间不足 71 72 73 74 75 内源性PEEP的危害 增加