机械通气的呼吸力学

1、哈尔滨医科大学附属第二医院哈尔滨医科大学附属第二医院重症医学科重症医学科 王洪亮王洪亮机械通气的呼吸力学机械通气的呼吸力学佛问一沙门：人命在几间？对曰：数日佛问一沙门：人命在几间？对曰：数日间。佛言：子未闻道。间。佛言：子未闻道。 复问一沙门：人命在几间？对曰：饭食复问一沙门：人命在几间？对曰：饭食间。佛言：子未闻道。间。佛言：子未闻道。复问一沙门：复问一沙门：人命在几间？对曰：呼吸人命在几间？对曰：呼吸间间。佛言：。佛言：善哉，子知道矣善哉，子知道矣！四十二章经四十二章经的启示的启示生命在于：呼吸之道生命在于：呼吸之道 呼吸的本质呼吸的本质运动运动时相动力阻力顺应性压力流量容积做功呼吸力学基

2、础:运动方程示意图 力学基本原理正常呼吸时的力正常呼吸时的力动力：吸气肌收缩阻力：弹性回缩力 气道阻力动力：弹性回缩力阻力：气道阻力（肺、腹、膈）（肺、腹、膈）组织阻力组织阻力（20%20%）气道阻力（80%）非弹性阻力非弹性阻力30%30%弹性阻力弹性阻力( (顺应性顺应性) 70%) 70%正常吸气的阻力正常吸气的阻力肺与胸壁的肺与胸壁的弹性组织弹性组织（1/31/3）表面张力表面张力（2/32/3）粘滞粘滞阻力阻力惯性惯性阻力阻力 8 lR= r4 VflR= 2r5容量控制 方波送气 机械通气机械通气tVtPplat PEEPPVtPIP PEEPPV 肺与胸壁的伸缩性能、膨胀肺与胸壁

3、的伸缩性能、膨胀性能、变形能性能、变形能力力以单位压力以单位压力(cmH(cmH2 2O)O)引起的容引起的容积积(L)(L)变化表示变化表示Compliance = Compliance = （ L/cmH L/cmH2 2O O）运送指定流速的气体运送指定流速的气体所需的压力所需的压力只有系统运动以及气只有系统运动以及气体流动时才会产生体流动时才会产生airway Resistance =airway Resistance =cm Hcm H2 2O/(LO/(Ls s-1-1) ) Pressure differenceRate of flow阻力和顺应性阻力和顺应性 V P 气道阻力气

4、道阻力 Raw=(Raw=(PIPPIP- - P Pplat)/)/ FLOWFLOW PinPoutRflowR = V / I 气道阻力气道阻力 气道阻力气道阻力气道阻力增加：气道阻力增加： 与人工气道有关与人工气道有关 与解剖气道有关与解剖气道有关鼻、咽、喉、气管、支气管、终鼻、咽、喉、气管、支气管、终末细支气管为气体进出肺的通道末细支气管为气体进出肺的通道吸入气净化、加温、湿化等作用，吸入气净化、加温、湿化等作用，但对气体交换无效但对气体交换无效解剖死腔的大小与身高相关，成解剖死腔的大小与身高相关，成人约为人约为2.2 ml/kg2.2 ml/kg，70 kg70 kg体重的体重的成

5、人解剖死腔约为成人解剖死腔约为150 ml150 ml 气道阻力气道阻力 气道阻力气道阻力泊肃叶定律泊肃叶定律: : 8 l R= r4 气道阻力气道阻力层流阻力低，湍流产生漩涡而阻力高.阻力尚决定于流速大小呈正相关. 气道阻力气道阻力B、C：正常：正常A：功能性动：功能性动-静脉短路静脉短路D、E：死腔通气：死腔通气病理情况下，一部分肺泡虽有病理情况下，一部分肺泡虽有通气但无血供或血供严重不足，通气但无血供或血供严重不足，并不能进行气体交换，在功能并不能进行气体交换，在功能上类似死腔上类似死腔 肺泡死腔肺泡死腔 呼气阻力呼气阻力 = (Pplat-PEEP)/最大呼气流速最大呼气流速吸气阻力

6、吸气阻力= (PIP-Pplat)/吸气末流速吸气末流速 气道阻力气道阻力 顺应性顺应性 肺顺应性代表肺的扩张性,它是肺容量改变随肺泡压力改变而化.CL=V/P 静态CL反映肺组织弹性阻力. 动态CL反映肺弹性阻力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，肺内的含气量即FRC。随PEEP增加, FRC亦增加. 顺应性顺应性Cdyn = dV / (PIP-PEEP)50 100 mL/cm H2O (intubated patients) 顺应性顺应性肺顺应性 肺实质改变 表面活性物

7、质功能障碍 肺容量减少肺顺应性肺顺应性肺气肿肺气肿 顺应性顺应性Paw=气道阻力+肺内压力 =（Flow * Rinsp）+（Vt1/C+PEEP）意义：认识可变因素 理解呼吸模式 优化参数设置呼吸机工作原理 运动方程呼吸机工作原理呼吸机工作原理 运动方程运动方程气道阻力的测量方法 气道阻断法 食道测压法 体积描记法 强迫振荡法 机械通气测定法气道阻力与顺应性气道阻力与顺应性气道阻力的测量方法 气道阻断法 食道测压法 体积描记法 强迫振荡法 机械通气测定法：吸气末停顿法、P-V曲线法 气道通畅性评价气道通畅性评价 缺点缺点 需要患者主动配合，需要患者主动配合， 重症患者不适用。重症患者不适用。

8、气道阻力与顺应性气道阻力与顺应性机械通气测定法： 吸气末阻断法吸气末阻断法 正压机械通气时，消除自主呼吸，采用恒定流量和定容控制呼吸的条件下，在吸气末阻断气道，由于气流立即降为零，气道峰值压力下降并出现压力的平台。气道峰压与平台压的差值反应气道阻力所消耗的压力。 呼气末阻断法呼气末阻断法气道通畅性评价气道通畅性评价气道阻力与顺应性气道阻力与顺应性A/C VT：400ml RR:15次/分 FLOW：30L/min PEEP：5cmH2O监测： PIP:30cmH2O Pplat：20cmH2O PEEP：10cmH2O 实际应用实际应用 Raw=(PIP- Pplat)/ FLOW =（30-

9、20）/0.5 =20cmH2O/L/S 如何计算气道阻力如何计算气道阻力 如何计算顺应性如何计算顺应性=400/20-10= 40ml/cmH2O 实际应用实际应用测定第一拐点(LIP)、二拐点(UIP) A在物理学中，把力与在力的方向上移动的距离的成绩叫做功。W=F*S 呼吸功呼吸功 呼吸功(WOB) = 压力 Vol.呼吸机压力和呼吸肌肉产生的压力混合所致. 呼吸功=呼吸机所作的功和病人所作的功 呼吸功呼吸功WOB是病人或呼吸机克服粘性阻力所作的功在CMV,恒流速通气的P-V环吸气曲线呈“弓”形改变, 其所占面积(AXB绿色)即是WOBa)阻力正常b)气流阻塞, 吸气阻力增加, 呼 气因气道陷闭尚增加了呼气阻 力,吸气肢呈弓形绿色面积增加c)限制性疾病:阻力正常a)b)c) 呼吸功呼吸功 常规潮气量 小潮气量 跨肺压 限制平台压 应力/应变 呼吸力学带来的理念改变呼吸力学带来的理念改变Stresstranspulmonary pressurePl = Paw Ppl StrainDeformationVT/FRCSystem el