2015与机械通气有关的呼吸生理及病理生理

等压点(EPP)形成后


等压点上端靠近肺泡侧，为上游段(upstream segment，US)， 等压点下端，靠近口腔侧为下游段(downstream segment，DS)。
上游段气道内压(Pin)＞Pout，气道不会被压迫而变窄； 下游段，驱动压(Pal)衰减，Pin＜Pout，气道不同程度受压缩； 气道被动态压缩，气道阻力继续增加，呼气流速进一步减慢。 继续用力，只能增加气道外压 (Ppl = Pin) ，使内外压力差更大， 气道受压更加明显，流速受限亦愈明显，由此即形成了正常人在 75%VC以下水平的流速受限。
（2）高容量和可扩张性： （3）肺循环压力低：仅为体循环的1/10。


பைடு நூலகம்
2、肺循环压力




血管内绝对压（为血管内任何一点的实际压力与 大气压的对比。肺动脉收缩压超过 30mmHg 或平均 压超过20mmHg时，即为肺动脉高压。） 经壁压（血管内和血管周围组织压力差；正压时， 血流通过肺动脉。） 驱动压（血管内某一点与其下游的压差） 肺动脉压（肺动脉压增高形成肺水肿和右心肥大）



用力呼气流速受限机制

等压点(equal pressure point，EPP)学说
等压点(EPP)学说


趋使气体呼出的驱动压 (driving pressure) 为肺泡压 (alveolar pressure，Pal) Pal=Ppl（胸内压）+Pel（肺泡弹性回缩力）；
用力呼气时： Ppl 正压（ 20cmH2O ）， Pel （ 10cmH2O ）， Pal= Ppl+Pel=30cmH2O。 气道外压力为Ppl； 呼气后,气流速度增加,气道阻力增加，Ppl不断被衰减； 当衰减至某一点,此点气道内、外压力相等时就被称为 等压点(EPP)；
用于克服弹性阻力和PEEP
• PIP- Pplat = Flow x Resistance
Raw与呼气流速成反比： Raw愈高，呼气流速愈慢。

正常人呼气流速受限

在深吸气末用力呼气，以 VC 水平为横轴，呼气流速为 纵轴，记录流速-容量(F-V)曲线； 25%VC以上：用力依赖(effort dependent)； 75%VC以下：非用力依赖(effort independent)； 有肺和胸部疾患时，这种流速受限会更加明显。
机械通气技术临床应用学习班授课内容
机械通气与 呼吸生理和病理生理
上海交通大学附属新华医院崇明分院急危重症医学科
郑运江
2
了解肺机 械参数 曲线 波形 环 Aotopeep R C
3
主要内容提纲

呼吸生理 病理生理：氧、二氧化碳运输 组织呼吸 缺氧与二氧化碳潴留病理生理
一、呼吸生理
均可使肺血管阻力增高，减少肺血流。
5、肺循环功能

呼吸功能与非呼吸功能 呼吸功能：气体交换； 非呼吸功能： 滤过、代谢、左心贮藏库（肺循环压力低、阻 力小，肺毛细血管床可膨胀性大）、细胞、体 液免疫和肺的防御机制。
（四）肺的换气功能

1、通气／血流(VA/Q)
2、弥散

1、通气／血流(VA/Q)





影响呼气流速的三个因素



呼气肌的力量(muscular pressure，Pmus)； 肺的弹性回缩力(elastic recoil pressure，Pel)； 气道阻力(Airway Resistance，Raw)。
用力与呼气流速



一般情况下： Pmus（呼吸肌的力量）与Pel（肺的弹性回缩力）与呼 气流速成正比： 呼气用力愈大，弹性回缩力愈大，呼气流速 愈快；



（二）肺的通气


通气量 气体分布 通气功能评价
1、通气量

分钟通气量：静息、最大分钟通气量；
肺泡通气量：有效通气量； 死腔通气量：解剖与肺泡死腔通气量。 VD/VT 增加，肺泡通气 / 血流比率失调，无效通 气量增加。 有效肺泡通气量=(VT-VD)*RR



2、气体分布

(1)限制性通气功能障碍



肺间质性疾患：间质性肺炎、肺纤维化、尘肺、 肺水肿； 肺占位性病变：肺肿瘤和肺囊肿； 胸膜疾患：气胸、血胸、胸腔积液、纤维胸； 胸壁疾患：外伤、脊柱后侧突、脊椎炎、神经 肌肉疾患； 胸腔外疾患：腹膜炎、腹水、妊娠等。
(2)阻塞性通气功能障碍

上呼吸道阻塞疾患：如咽和喉部的肿瘤、水肿与 感染，异物阻塞； 气管和周围气道阻塞疾患：气管肿瘤、萎缩和狭 窄，支气管炎，支气管扩张、支气管哮喘，阻塞 性肺气肿。
2、动态肺容量


呼气流速（主要反映一次用力呼气过程中，不同肺容量水平呼气的流速变化。3个影响因素。） 动态肺容量（最大限度用力情况下，一次呼气过程中肺的容量变化）
时间肺活量(time vital capacity)、用力肺活量(forced vital capacity， FVC)； 200~1200mlVC 水平的最大呼气流速 (maximal expiratory flow rate， MEFR200~1200)； 最 大 呼 气 中 段 流 速 (maximal mid-expiratory flow rate ， MMEF25~75%、MMEF50~75%)； 流量-容积(flow-volume，F-V)曲线； 最大吸气流速(maximal inspiratory flow rate，MIFR)； 呼吸肌力量(Pmus)或强度； 最大吸气压力(maximal inspiratory pressure，MIP)和最大呼气压 力(maximal expiratory pressure，MEP)；



呼气用力与等压点(EPP)

一旦气道动态压缩形成，呼气愈用力， 气道压缩愈明显： Pout ＞ Pin

COPD与等压点(EPP)

气道阻力增加患者：习惯于慢呼气； 减慢呼气，能减慢气流速度，有助于EPP向口腔方向移 动，使气道动态压缩减少，呼气流速受限可减轻 。 肺气肿病人： 肺泡弹性回缩力下降， Pal （肺泡压）下降， EPP 更靠 近肺泡侧，气道动态压缩同样增加。 COPD 习惯噘嘴样呼气，原因在于通过口腔增加阻力， 限制呼气流速，减少气道动态压缩，气体容易呼出。
Volume (mL)
VT levels
Paw (cm H2O)
Preset PIP
48
影响胸和肺顺应性因素

肺容量（ TLC 时顺应性最低； FRV 时，顺应性最 高）；


呼、吸气相（呼气相肺容量改变较大）；
肺泡表面张力与表面活性物质（成反比、 T与P成 正比）； 肺组织弹性。

肺泡表面张力与表面活性物质

1、静态肺容量


肺活量 (vital capacity，VC) 残气量 (Residual Volume，RV) 肺总量 (total lung capacity，TLC)
TLC＝VC＋RV。 4个容量 (volume)：补吸气量(IRV) 潮气量（VT） 补呼气量(ERV) 残气量(RV) 4个总量(capacity)：深吸气量(IC)、 VC、FRC、TLC

通气功能评价


限制性：肺扩张受限致使肺活量、深吸气量和肺 总量减少， 残气量可正常或由于肺纤维性收缩而减少； RV/TLC可以正常、增加或减少； 呼吸频率常增加。

阻塞性：用力呼气量、最大通气量减低； RV、FRC和TLC增加； VC早期变化不明显。
通气功能评价


肺功能测定：肺容量、通气功能、弥散、力学； 轻、中、重度通气功能障碍；

(1)正常VA/Q：VA/Q ≈0.8 体位与重力引起差异； （2）VA/Q失调： 静脉血掺杂，VA/Q＜0.8 无效通气， VA/Q＞0.8

2、弥散

氧和二氧化碳在肺泡内通过呼吸膜进行气体交换 的过程。 靠呼吸膜两侧气体分压差造成，是生理条件下的 物理现象。

影响弥散的因素


生理性气体分布不均：重力与体位；
病理性气体分布不均：肺不张； 肺水肿； 支气管阻塞或痉挛



时间常数（TC）
时间常数(TC) T=气道阻力(R)×顺应性(C)



肺泡的气体分布主要决定于肺泡弹性和气 道阻力 任何能增加气道阻力的因素均能使肺充气 所需要的时间延长。
3、通气功能评价

(1)限制性通气功能障碍； (2)阻塞性通气功能障碍；


注意：深吸气量（IC）=补吸气量（IRV）+VT （潮气量） 功能残气量（FRC）=残气量（RV）+补呼气量 （ERV） 但是，深呼气量（EC）≠补呼气量（ERV）+VT EC+ERV=VC RV和FRC是反应肺泡静态膨胀度的主要指标（阻 塞性疾病时增加，限制性疾病减少），也是目前 判断阻塞性肺部疾病最可靠指标。
4、影响肺循环因素






心脏的收缩和舒张 呼吸：正压呼吸时，肺血流量减少；负压呼吸时，肺 血容量增加。 体位 血管扩张药： 其他：运动、发热、甲状腺机能亢进、动静脉瘘等均 可使肺血流量增高。 肺静脉压升高：左心衰竭、二尖瓣狭窄、肺静脉栓塞、低氧血症、高碳酸血症、酸中毒、肺
气肿、肺间质纤维化、肺血管血栓栓塞、血液粘滞性增高以及使肺血管痉挛的物质如组胺、血管紧张素等

影响呼吸动力因素

呼吸中枢；