呼吸力学与呼吸功能监测

呼吸力学与呼吸功效监测

呼吸力学与呼吸功能监测第1页

呼吸力学是以物理学观点和方法对呼吸运动进行研究一门学科。在呼吸病学与危重病学中，呼吸力学和呼吸功效监测已广泛应用于疾病辅助诊疗和治疗。尤其是接收机械通气患者，监测呼吸力学和呼吸功有利于临床医生了解疾病病理生理过程，判断疾病严重性、治疗反应，以及能否安全脱机等，方便更合理地进行机械通气。

一、呼吸系统力学特征呼吸力学与呼吸功能监测第2页呼吸力学内容包含呼吸压力、呼吸阻力、顺应性和时间常数，以下简单介绍呼吸系统力学特征。呼吸力学与呼吸功能监测第3页（一）、呼吸压力：呼吸肌收缩和舒张产生呼吸运动，造成肺通气，从物理学角度，乃是一系列压力改变结果。呼吸力学与呼吸功能监测第4页气管压近气道压胸膜压肺泡压呼吸力学与呼吸功能监测第5页1、胸内压：指胸腔内压力。平静呼吸时胸内压一直低于大气压，有利于周围静脉向心脏回流。临床上常以食道内压预计胸内压。呼吸力学与呼吸功能监测第6页呼吸力学与呼吸功能监测第7页2、肺泡压：指肺泡内压力。吸气时胸内负压增加，超出肺组织弹力，使肺泡压成为负压，空气进入肺泡；呼气时胸内压逐步降低，当低于肺组织弹力时，肺泡压转为正压，高于大气压，肺内气体排出体外。呼吸力学与呼吸功能监测第8页呼吸力学与呼吸功能监测第9页3、气道内压（Paw）气道内压是指气道内压力。吸气时，肺泡压为负压，气道内压由呼吸道开口向肺泡递减，呼气时则相反，在平静呼气末，气道内压与大气压相等。呼吸力学与呼吸功能监测第10页4、跨肺压肺泡与胸内压之差，是使肺扩张和收缩力量。呼吸力学与呼吸功能监测第11页5、跨胸壁压胸内压与大气压之差，是扩张和压缩胸壁力量。呼吸力学与呼吸功能监测第12页6、跨胸廓压肺泡压与大气压之差，是扩张和压缩胸壁于肺总压力。呼吸力学与呼吸功能监测第13页（二）、呼吸阻力呼吸运动要克服阻力。按物理特征，阻力可分为黏性阻力、弹性阻力和惯性阻力。按阻力存在部位可分为气道阻力、肺组织阻力和胸廓阻力。呼吸力学与呼吸功能监测第14页1、黏性阻力气体分子之间、气体分子与气道壁之间摩擦力以及呼吸时组织发生相对位移时摩擦阻力。来自气道和肺组织，绝大部分来自气道，即通常所说气道阻力。呼吸力学与呼吸功能监测第15页2、弹性阻力弹性物质在外力作用下变形时，反抗变形和弹性回位倾向。主要分布于肺组织和可扩张细支气管，它是顺应性倒数，弹性阻力越大，顺应性就越小。平静呼吸时，约占总阻力2/3。吸气时阻力，呼气时动力。呼吸力学与呼吸功能监测第16页3、惯性阻力气流在发动、变速、换向时因为气流与组织惯性所产生阻止运动原因。主要分布于大气道和胸廓。呼吸力学与呼吸功能监测第17页气道阻力：临床上阻力测定主要是为了反应气道阻力。气道阻力是指气体分子之间、气体分子与气道壁之间摩擦力。为单位流量所需压力差，即：气道阻力=气道两端压力差/流速。正常值为：1-3cmHO2.s/L,呼气时阻力2-5cmHO2.s/L.呼吸力学与呼吸功能监测第18页“管道特征”R=

DPDF气道阻力压力差=流速x管道阻力呼吸力学与呼吸功能监测第19页压力差=流速x阻力dP=QxRR=8L(visc.)pr4气道阻力呼吸力学与呼吸功能监测第20页影响气道阻力原因：呼吸管道长度、半径：气道阻力主要来自大气道和中等气道。肺容积：肺实质降低时（如肺气肿），气道阻力增加。气体密度和黏滞度。支气管管壁受外压。支气管管壁收缩和舒张（如病理原因、药品及交感、副交感神经兴奋等）。气管、支气管腔内阻塞。慢性阻塞性疾病。呼吸力学与呼吸功能监测第21页（三）、顺应性由胸廓和肺组织弹性形成，是表示胸廓和肺扩张程度一个指标。指单位压力改变时所引发容积改变。机械通气时，监测顺应性对于明确急性呼吸衰竭病因和指导机械通气有主要意义。顺应性=容积改变（△V）/压力改变（△P），单位是L/kPa或L/cmHO2。呼吸力学与呼吸功能监测第22页VolumePressureDVDPC=

DVDP顺应性呼吸力学与呼吸功能监测第23页C=

DVDPR=

DPDF顺应性和阻力呼吸力学与呼吸功能监测第24页呼吸系统顺应性包含：肺顺应性胸壁顺应性总顺应性呼吸力学与呼吸功能监测第25页呼吸系统顺应性公式：肺顺应性（CL）=肺容积改变（△V）/跨肺压胸壁顺应性（CCW）=肺容积改（△V）

/跨胸壁压总顺应性（CRS）=肺容积改（△V）

/跨胸廓压三者关系：1/总顺应性=1/肺顺应性+1/胸壁顺应性

呼吸力学与呼吸功能监测第26页静态顺应性：气流阻断后所测得顺应性，与呼吸系统弹性相关。动态顺应性：吸气末气流未阻断所测得顺应性，与呼吸系统弹性、气道阻力及呼吸频率相关。呼吸力学与呼吸功能监测第27页

肺顺应性

肺顺应性代表肺扩张性,它是肺容量改变随肺泡压力改变而改变.CL=△V/△PCL与压力呈负相关,与容量呈正相关.静态CL反应肺组织弹性阻力.动态CL反应肺弹性阻力外另受气道阻力影响.高顺应性低顺应性呼吸力学与呼吸功能监测第28页影响顺应性原因：肺实质改变ARDS,(支气管)肺炎,肺水肿,纤维化表面活性物质功效障碍ARDS,肺泡肺水肿,肺不张,误吸肺容量降低气胸,膈肌抬高呼吸力学与呼吸功能监测第29页（四）、时间常数

时间常数是气体在肺泡内充盈与排空时间，为呼吸阻力与顺应性乘积，正常值为0.4s。在一个时间常数内，肺泡可充气至最大容积63%，2倍时间常数可充盈至95%，3倍可充盈至100%。时间常数反应了肺泡充满和排空气体所需要时间，是主要肺力学参数。呼吸力学与呼吸功能监测第30页肺是由大小不等肺泡组成，各部分肺泡顺应性和阻力不尽相同，所以各部分肺时间常数也不一致，这是肺泡通气不均匀原因之一，也是动态和静态肺顺应性不一样基础。因为肺局部病变影响，不一样肺区充盈和排空速度有所不一样，充盈和排空速度较快区域称为快肺区，较慢区域称为慢肺区。呼吸力学与呼吸功能监测第31页二、机械通气时呼吸力学监测当前一些监测功效较强呼吸机，能及时反应许多主要呼吸力学参数改变，不但能够帮助医生随时了解呼吸功效改变，而且能够指导机械通气，防止通气引发肺损伤。呼吸力学与呼吸功能监测第32页（一）、肺容量监测

1．潮气量（tidalvolume，VT）2．补吸气量（inspiratoryreservevolume，IRV）3．补呼气量（expiratoryreservevolume，ERV）4．残气量（residualvolume，RV）5．深吸气量（inspiratorycapacity，IC）6．功效残气量(functionalresidualcapacity,FRC)7.肺活量（vitalcapacity，VC）8．肺总量（total1ungcapaciiy，TLC）9、分钟通气量（minuteventilation，VE，MV）呼吸力学与呼吸功能监测第33页肺容量监测静态肺容量——呼吸功效监测基本项目呼吸力学与呼吸功能监测第34页1、潮气量指平静呼吸时，每次吸入或呼出气量，正常人为10ml/Kg，气管插管和气管切开后可降低约150ml。急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、肺水肿、肥胖和腹水患者因呼吸浅快而潮气量降低；药品引发呼吸中枢抑制、肺实质病变、重症肌无力和阻塞性肺疾病造成通气不足时，潮气量显著降低；代谢性酸中毒、高通气综合征时，潮气量增加。呼吸力学与呼吸功能监测第35页2、肺活量指最大吸气后呼出最大气量。正常人为65-75ml/Kg，当低于10-15ml/Kg时，多不能维持自主呼吸，需进行机械通气。呼吸力学与呼吸功能监测第36页

3、分钟通气量

■指在静息状态下每分钟吸入或呼出气体总量。

VE＝VT×RR正常值：男性约6.6L，女性约5.0L

>10L/min提醒通气过分<4L/min则通气不足■VE过小：缺氧和二氧化碳蓄积■

VE过大：二氧化碳排除过多、呼吸性碱中毒呼吸力学与呼吸功能监测第37页4、功效残气量指平静呼气后肺内存留气量。正常人约40ml/Kg。急性呼吸衰竭时功效残气量降低。机械通气时可使用呼气末正压（PEEP）或连续气道正压（CPAP）增加功效残气量。呼吸力学与呼吸功能监测第38页（二）、气道压力监测

(airwaypressure，Paw)气道压力在每一呼吸周期内不停改变，监测气道压力在于：①更加好地使用机械通气;②评定胸肺弹性回缩力;③预计呼吸肌力度和患者自主呼吸能力;④评定心、血管承受压力。呼吸力学与呼吸功能监测第39页1、气道峰压指机械通气时，患者吸气相最大气道压力。正常值0.90～1.60kpa(9.20～16.30cmH2O)

反应气体进入肺内所克服阻力。气道阻力增加或胸肺弹性回缩力增加可致峰压增高。当气道峰压>3.92kpa(40cmH2O)时会造成气压损伤。呼吸力学与呼吸功能监测第40页2、平台压指吸气末屏气时气道压力，用于克服肺和胸廓弹性阻力，可代表肺泡压。正常值0.49～1.27kpa(5～13cmH2O)维持一定吸气末正压，有利肺泡内氧向肺毛细血管内弥散。但吸气末正压过高，将增加肺内血液循环负荷，增加发生气胸危险。机械通气时，平台压高于30-35cmHO2，发生气压伤可能性增加。呼吸力学与呼吸功能监测第41页3、呼气末正压(PEEP)：指呼气末在呼吸道保持一定正压。防止肺泡早期闭合，使一部分因渗出、肺不张等原因失去通气功效肺泡复张，增加功效残气量，以提升血氧水平。但PEEP过高可使心输出量降低。呼吸力学与呼吸功能监测第42页4、平均气道压单个呼吸周期中气道压平均值。与影响气道峰压原因及吸气时间长短相关。近似于平均肺泡压。其大小与对心血管系统影响直接相关。呼吸力学与呼吸功能监测第43页5、内源性PEEP（PEEPi）指呼气末气体陷闭在肺泡内而产生正压。主要与呼气阻力增加、呼吸系统顺应性增高、呼气时间不足、呼气气流受限和通气参数设置不妥等原因相关。PEEPi可引发气压伤、增加呼吸功、使患者发生人机反抗，影响血流动力学。呼吸力学与呼吸功能监测第44页A至B点反应了吸气开始时所克服系统内全部阻力.B至C点(气道峰压=PIP)是气体流量打开肺泡时压力,在C点时呼吸机完成输送潮气量。C至D点压差由气管插管内径所决定,内径越小压差越大D至E点即平台压是肺泡扩张压力小于30cmH2OE点是呼气开始,呼气结束气道压力回复到基线压力水平呼吸力学与呼吸功能监测第45页

(三)、气道阻力监测

(airwayresistance，Raw)呼吸时气流在气道内流动时所产生非弹性阻力。机械通气时气道阻力为患者气道阻力和气管插管、呼吸机管路阻力之和。当呼吸机内附有流量仪时，即可测得气流流量，从而计算出Raw。正常Raw为0.2～0.3kpa(2～3cmH20)呼吸力学与呼吸功能监测第46页气道和肺泡阻力气道黏性阻力肺泡弹性阻力呼吸力学与呼吸功能监测第47页

层流和湍流阻力决定于气道长度、内径、分叉和内壁情况,及气体流速形态.形态呈层流即阻力低.湍流产生漩涡而阻力高.层流↑湍流↑呼吸力学与呼吸功能监测第48页

呼吸阻力举例分泌物过多痉挛粘膜水肿分泌物过多花生米→肺气肿肺泡挤压呼吸力学与呼吸功能监测第49页气道阻力测定意义当气道内分泌物增加、气道痉挛、上呼吸道梗阻(气管导管阻塞等)，以及支气管哮喘发作时Raw异常增高。气道阻力峰值突然增高可能是气胸、气道阻塞一个有价值早期指标。呼吸力学与呼吸功能监测第50页在机械通气状态下，假如气道阻力升高，而顺应性下降，说明病变范围