呼吸衰竭机械通气相关生理

急性呼吸衰竭和有关呼吸生理第1页解剖以喉为界分为上呼吸道和下呼吸道气管长度10~13cm，口径18~25mm小气道<2mm肺泡：是呼吸气体进行交换场所呼吸肌肉第2页呼吸道呼吸道主要功能气体通道加温加湿清洁过滤防御性反射其他：发声、嗅觉等第3页呼吸肌肉主要吸气肌膈肌肋间外肌主要呼气肌肋间内肌腹肌辅助呼吸肌第4页肺内压和胸腔内压肺内压肺泡内压力胸腔内压胸膜腔内压力《生理学》第七版第5页胸腔内负压作用保持肺处于扩张状态使肺跟随胸廓运动而张缩促进血液及淋巴液回流第6页肺通气吸气呼吸肌积极收缩

胸廓扩张

胸内负压增加

肺扩张

肺容积增加

肺内压下降

与大气压产生压力梯度

气体进入肺泡呼气膈肌、肋间肌松弛

胸廓弹性回缩

胸内负压减少

肺回缩

肺容量减小

肺内压升高

与大气压产生压力梯度

气体排出第7页阻力顺应性气道阻力弹性阻力+PEEPi第8页气道阻力层流阻力起源于气体之间互相摩擦Raw＝8ηl/(πr4)湍流阻力起源于气体之间以及气体与气道壁之间互相摩擦Raw＝vl*摩擦因子/4π2r5层流示意图湍流示意图气体分子之间、气体分子与气道壁之间摩擦力第9页弹性阻力弹性弹性物质在外力作用下变形时，反抗变形和弹性回位倾向安静呼吸时，约占总阻力2/3吸气时阻力，呼气时动力第10页弹性阻力影响原因1、肺泡表面张力II型肺泡上皮细胞肺泡表面活性物质2、肺弹性回缩力

肺弹性成份主要存在于肺间质rPT第11页第12页顺应性物体易扩张性，指单位压力变化所引发容积变化计算公式

C＝ΔV/ΔP弹性阻力倒数静态顺应性：气流阻断后所测得顺应性动态顺应性：未阻断气流所测得顺应性第13页影响顺应性原因弹性阻力增加（顺应性减少）肺水肿，实变，纤维化，肺不张气胸、胸腔积液脊柱侧弯或其他胸壁畸形肥胖、腹胀动态肺充气第14页（一）什么是急性呼吸衰竭？呼吸衰竭定义：是指多种原因引发肺通气和（或）肺换气功能严重障碍，以致在静息状态下亦不能维持足够气体交换，造成低氧血症，伴或不伴高碳酸血症，进而引发一系列病理生理变化和对应临床体现综合征。急性呼吸衰竭（acuterespriatoryfailure）是在呼吸系统功能失常，引发气体交换异常也许危及生命时发生。第15页急性呼吸衰竭病因第16页低氧和高碳酸临床体现第17页低氧血症发生机制1、吸入气中氧分压下降2、呼吸不足3、氧耗增加4、V/Q失调5、分流6、弥散功能障碍第18页氧耗量（ml/min）第19页VA/Q第20页分流第21页V/Q不匹配及分流增加常见原因

------上述疾病是造成难治性低氧最主要原因肺实质与肺间质疾患：肺炎，间质性肺疾病（ILD），ARDS，…肺血管疾患：肺栓塞，血管炎，肿瘤，畸形，…心脏疾病：大面积心梗，心源性肺水肿（CPE

），…第22页弥散功能障碍肺换气形式为弥散影响弥散原因：气体分压差氧疗基础呼气末肺泡容积（FRC）、弥散面积和距离通气/血流（V/Q）气体分子量和溶解度第23页通气功能障碍第24页通气效率性死腔（deadspace）通气：未进行气体交换气体总分钟通气量=肺泡通气量+死腔通气量VE=VA+VD...第25页分钟通气量、肺泡通气量和死腔量分钟通气量等于潮气量乘以呼吸频率例：病人f12次/分，VT600ml，VD200ml计算肺泡通气量VAVE=VT×f.VD=VD×f..VA=VE–VD=（600-200）×12=4800（ml/min）...第26页例：在上述通气条件下测得PaCO240mmHg2小时后出现f增加至24次/分，但总分钟通气量无变化复查血气示：PaCO272mmHg？肺泡通气量减小VA=VE–VD=7200-200×24=2400（ml/min）...第27页死腔通气生理死腔量解剖死腔肺泡死腔量第28页反应通气效率指标死腔量与潮气量比值：VD/VT正常值：0.2~0.4第29页肺泡通气有效性—PaCO2肺泡通气公式PaCO2=VCO2VA..（VCO2：CO2产生量）×0.863第30页高碳酸血症发生机制VA=（VT-VD）*RRCO2生成增多肺泡通气量减小死腔量增大第31页（二）机械通气作用一种脏器功能支持伎俩支持对象：通气和/或氧合功能障碍患者支持器械：呼吸机（ventilator）支持目标：恢复有效通气并改善氧合支持目标：是为治疗原发病争取时间第32页机械通气改善氧合减少氧耗：减少呼吸功提升吸氧浓度(FiO2)提升呼气末正压(PEEP)增加吸气压力/VT延长吸气时间(TI)肺泡复张（RM）第33页

心肺交互作用广义上包括三个基本概念。1.自主呼吸是一种运动，也许加重循环负荷。2.吸气在呼气末容积基础上增加了肺容积/胸廓扩张，产生血流动力学效应。3.自主吸气使胸腔内压（ITP）下降。（三）心肺交互作用第34页1·胸内压变化对循环生理影响2·

肺容量变化对循环生理影响3·

病理生理条件下正压通气肺血管效应第35页1.对静脉回流和右心功能影响

右房压力（Rightatriumpressure,PRA）直接收到胸内压影响。腹腔压力直接收到膈肌下降影响外周静脉压受大气压影响第36页1.对静脉回流和右心功能影响吸气相时，PRA下降腹腔内压力则由于膈肌下降而升高外周静脉压在整个呼吸周期中相对恒定第37页1.对静脉回流和右心功能影响体静脉回流依赖于胸腔外静脉和右房压力差前者是驱动力而后者则是阻力，决定了心输出量第38页1.对静脉回流和右心功能影响自然呼吸（或真正意义上负压通气）时，压力差增大，利于静脉回流，右室前负荷和每搏量都增加正压通气时，PRA增高造成静脉回流减少，右室前负荷和心输出量也对应减少第39页1.对静脉回流和右心功能影响PEEP应用使胸内压在呼吸相时也不能恢复至大气压，从而使回心血量在整个呼吸周期均减少，也许使心输出量下降第40页2.对左心系统影响左心室后负荷取决于左心室跨壁压（transmuralpressure，Ptm），即左心室内压力与心室周围压力之差，能够用下述公式体现：

Ptm＝左心室内压力(即外周动脉血压)－心室周围压力(Ppl)第41页第42页2.对左心系统影响在气道狭窄或小气道痉挛时，呼吸肌作功增加，胸内负压增大，左心室后负荷显著增加，易造成左心室功能不全，甚至左心室功能衰竭。机械通气可改善胸内负压增加，减少左心室后负荷，从而改善左心室功能。第43页2.对左心系统影响

正在机械通气左心室功能不全患者，若过早撤机，左心室后负荷增加致左心室功能失代偿，使撤机失败。

第44页1.肺容量变化对右心后负荷影响PVR是右室后负荷决定原因PVR直接收到肺容量影响全肺阻力取决于肺血管两部分平衡：肺泡毛细血管和肺泡外毛细血管第45页1.肺容量变化对右心后负荷影响.当肺容积超出FRC时，由于肺泡膨胀，肺泡毛细血管受压.当肺容量从FRC向残气量减少时，能够发生两种情况：（一）肺泡外毛细血管变得扭曲甚至塌陷（二）肺容量很小时，终末气道塌陷也许造成肺泡缺氧，当肺泡内氧分压低于60mmHg时，将发生低氧造成肺血管收缩，PVR也将增加，这一点也许更主要。第46页1.肺容量变化对右心后负荷影响正常心肺系统，接近FRC通气而PEEP不大于10cmH2O时，一般不会发生具有临床意义右室前负荷变化。在哮喘、肺梗