机械通气的呼吸力学基础

1、机械通气的呼吸力学基础第1页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四呼吸力学应用进展呼吸力学监护已成为呼吸监护的重要内容压力、阻力、顺应性、 auto-PEEP呼吸力学曲线监测应用日趋广泛提倡呼吸力学指导下的个体化通气治疗肺保护通气策略的实施需要呼吸力学指导第2页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Volume 改变 Gas FlowPressure 梯度 自 主 呼 吸第3页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Volume ChangeTimeGas FlowPressure Difference 机 械 通 气第4页，共53页，2022年，

2、5月20日，3点33分，星期四重要的呼吸力学指标压力 阻力 容量 峰压力 PIP 吸气阻力Ri 吸气潮气量VTi平台压力 Ppla 呼气阻力Re 呼气潮气量VTe PEEP 弹性阻力C 死腔潮气量VDautoPEEP第5页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四重要的呼吸力学指标顺应性静态顺应性动态顺应性呼吸系统顺应性肺顺应性（C=V/ P，正常肺）胸壁顺应性（C= V/ Ppl，正常0.2 L/cmH2O）流速呼吸功 P-V曲线第6页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四呼吸力学三要素压力（P）、阻力（R）、流速（V）P= RV压力和流速为可控因素流速对时间积分

3、得到容量控制压力时阻力改变可导致容量改变控制流速时阻力增大可导致压力增高第7页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四timePressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure difference (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres) 压 力 组 成ExpirationTime (sec)第8页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四 Paw (cm H2O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increa

4、sed PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalPIPPPlatHigh RawPIPPPlat气道阻力增高 峰压力增高而平台压无改变 气道阻力增高（分泌物堵塞、气管痉挛）第9页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四顺应性降低Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PPlat(Decreased Compliance)峰压力与平台压同时增高 提示肺或胸壁扩张受限 明显腹胀肺不张气胸

5、肺水肿、ARDS、肺炎autoPEEP人-机对抗第10页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四肺（气道）阻力与顺应性的改变都可导致气道压力的改变通过气道压力的改变可以推测病变的性质和部位床旁监测气道压力的意义第11页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四 气 道 阻 力湍流的气道阻力，远大于层流流速太快和气道不规则，容易发生湍流气体分子间及与气道壁间的摩擦阻力为主，也称气道阻力主要因素有： 气流的形态，是气道阻力的重要因素 气道管径，是气道阻力的重要因素 气流速度，是影响气流形态的重要因素 气体的密度，如氦气取代空气，气体密度显著下降，可有效避免和减弱湍流的强度

6、，降低气流阻力，可用于严重哮喘的通气治疗第12页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四气管插管阻力在总的呼吸阻力中占很大比例与管腔内径关系最大流速和气管插管长度8号气管插管阻力为5 cmH2O/L/S7号气管插管阻力为8 cmH2O/L/S 气管插管时气道阻力相当于中度哮喘发作气道阻力的意义第13页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四气道阻力的计算公式RI=（PIPPpla）/吸气末流速RE=（PplaPEEP）/最大呼气流速 PressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure differenc

7、e (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres)第14页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四气道阻力的计算方法Resistance =Plateau Pressure 15 cmPIP 20 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/min?PIP Plateau Peak FlowResistance = 20 - 151 L / sec= 5 cmH20 / L / sec第15页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Volume Change = Pressure Difference x

8、 Compliance of the BalloonVolumePressureD VD PC = D VD P 顺应性第16页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四静态顺应性与动态顺应性顺应性肺的“硬度”或弹性变性能力静态 No flow C=Vt/Pplat-PEEP动态flow and resistance C=Vt/PIP-PEEP第17页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四肺顺应性监测的意义静态顺应性（Cs）反映肺和胸壁的弹性（弹性阻力）特征,排除了气道阻力成分动态顺应性（Cd）反映气道的阻力（非弹性阻力）和呼吸系统弹性（弹性阻力）特征，气道阻力可明

9、显影响Cd的水平第18页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四 顺应性测定要求测量顺应性和阻力的标准方式是在吸气时给予恒速流速和适当的平台时间。40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE第19页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四静态顺应性计算Compliance = = ？VtePlateau - PEEPPlateau Pressure 15 cmPEEP 5 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/min 500

10、 15-5= 50 ml/cmH20第20页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四压力-容积曲线第21页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四压力水平(cmH2O) 过度通气 - 压力伤 - 容量伤 UIP 肺泡反复打开和塌陷 表面活性物质缺失 - 剪切伤 LIP呼吸机所致肺损伤Ventilator-Induced Lung InjuryArthur S Slutsky第22页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四PV曲线的应用设置合适的PEEP，减低剪切伤控制平台压和峰压，避免压力伤和容量伤利用陡直区通气陡直段斜率下降提示肺泡通气的丧失第23页

11、，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四P-V曲线的测定方法大注射器法吸气阻断法持续气流法 准静态顺应性专用工具（OLT）测定注意事项镇静、肌松压力和流速监测注意干扰因素（如明显腹胀）第24页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四大注射器法从FRC开始，每次50-100ml，直到1500-3000ml膨肺，注入气体量由活塞控制镇静肌松，测量之前不设PEEP，吸纯氧15，注射器预先充满湿化的氧气断开呼吸机几秒钟，以利肺完全排空注射器连到气管套管，开始手法膨肺为了保证Pplat稳定，两次膨肺间应有3呼气同样，每次放气50-100ml。整个过程60 。第25页，共53页

12、，2022年，5月20日，3点33分，星期四缺点1、需断开呼吸机2、由于注射器中氧含量的消耗致膨肺过程 中肺容量的丧失3、注入气体的湿度和温度可影响P-V4、不能给PEEP大注射器法第26页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四吸气阻断法连续吸气末阻断过程中不同VT时测PplatVC模式，方波，每次测量间只持续3，故氧耗造成的容量丧失可忽略不计需一呼吸机，且有吸气末暂停键及呼气末暂停键不同VT可随机顺序进行，两次测量之间可以正常通气VT的获得是通过延长或缩短吸气时间来获得，而Flow不变每次测定之前测PEEPi，以保证肺容量和呼气末压稳定第27页，共53页，2022年，5月20

13、日，3点33分，星期四优点：无需断开呼吸机；允许任何水平PEEP存在缺点：整个过程需15，临床实践繁琐吸气阻断法第28页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四类静态持续低流速法危重病人获P-V曲线且不需断开呼吸机最简单方法呼吸机需要提供低流速，即10L/min如果F为20-60L/min，因高流速产生过高的阻力，使LIP和UIP过高流速过慢，膨肺过程中可有部分肺组织的塌陷15年后Servillo比较了15L/min与吸气阻断法，二者陡直段相似，但LIP与HIP均Mankikian比较了大注射器法与持续低流速法（F=1.7ml/min)，结果相同第29页，共53页，2022年，5

14、月20日，3点33分，星期四类静态法中避免阻力影响的方法从测得的总压力中减去连接管与气道的阻力降低流速第30页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四优点无需断开呼吸机手动之前不会改变肺容积呼吸机屏幕上构建P-V曲线只需10整个过程包括曲线分析只需2由于氧耗所造成的肺容积丧失可忽略简便易行，可床过操作类静态持续低流速法第31页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Auto-PEEP and P-V LoopVolume (mL)VTPIPPaw (cm H2O)PEEPi 第32页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Auto-PEEP检查方法呼气

15、末阻断气流法当存在严重气道狭窄及气体陷闭时不能反映真实的肺泡压力，用平台压更准确吸气末肺容积（VEI）食道内压测定PTEnd Exp Hold第33页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Auto-PEEP气流波形InspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)气体残留Auto-PEEP第34页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Auto PEEP的处理改变呼吸机参数增加呼气时间，减少通气频率，减少潮气量降低病人的通气需要减少碳水化合物的摄取，减少死腔通气，治疗焦虑、寒战、疼痛、发热减低呼吸道阻力

16、（用大口径的气管插管，经常吸痰避免分泌物潴留，应用支气管扩张剂）加用适当的外源性PEEP，一般为Auto-PEEP的75%左右第35页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四死腔通气问题解剖死腔正常人100-150ml机械通气时可明显增大（延长管、湿化器）肺泡死腔肺栓塞时VD/VT可显著增大（0.6）COPD、哮喘时V/Q比例失衡， VD/VT增大VD/VT增大将导致分钟通气量显著增大第36页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四呼吸力学测定的质量控制没有严重的泄漏存在顺应性测定应排除管路顺应性，尤其是在小儿患者应用中手工计算时，要避免错误第37页，共53页，20

17、22年，5月20日，3点33分，星期四测量平台压和峰压时，患者必须是镇静的提高平台压不会影响呼气和autoPEEP平台时间不能设置时间太长或太短呼吸力学测定的精准性要求第38页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四临床中的呼吸力学表现第39页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四平台期的患者吸气努力PTDiaphragm EffortsPlateau Pressure = ?第40页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四平台时间过短 500 20-5= 33 ml / cmH20 500 15 - 5= 50 ml / cmH20Results

18、in falsely low compliance values !显示的 Plateau Pressure 20 cmPEEP 5 cm真实的 Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPT第41页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四泄漏或平台时间过长 500 15-5= 50 ml / cmH20 500 10 - 5= 100 ml / cmH20Results in falsely high compliance values !显示的 Plateau Pressure 10 cmPEEP 5 cm真实的Plateau Pressure 15

19、cm VTE 500 ccPT第42页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四气道泄漏Volume (ml)Time (sec)Air Leak第43页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四泄漏在PV曲线中的表现Volume (ml)Pressure (cm H2O)Air Leak第44页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四应用支气管扩张剂的表现BeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRLong TEAfterShorter TEHigher PEFR第45页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四吸气流速过低表现流速充足Time (sec)Paw (cm H2O)流速过低第46页，共53页，2022年，5月20日，3点33分，星期四Flow (L/min)Time (sec)Normal主动吸气或非同步性吸气流速过低表现Patients