临床呼吸生理及呼吸力学监测

非弹性阻力
黏性阻力
气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力以 及呼吸时组织发生相对位移时的摩擦阻力
气道阻力、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力
惯性阻力
气流在发动、变速、换向时由于气流与组织的惯性 所产生的阻止运动的因素
气道阻力
气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力
层流
阻力来源于气体之间的相互 摩擦
Pplat
计算公式
Raw=(Ppeak-Pplat)/F Cst=VT/(Pplat-PEEP-PEEPi)
注意事项
消除自主呼吸的影响 足够的平衡时间 流速与容积依赖性 PEEP PEEPi
举例：
设置： VT 350ml，PEEPe 5cmH2O，Flow 30L/min(方波) 监测： Ppeak 34cmH2O，Pplat 27cmH2O，PEEPi 5cmH2O 请计算
运动进行研究的一门学科 ——以压力、容积和流速的相互关系 解释呼吸运动现象
呼吸力学的内容
动态呼吸力学 研究压力与流速的相互关系
静态呼吸力学 研究压力与容积的相互关系
呼吸力学的基本特性
气道阻力
弹性阻力+PEEPi
Paw = Flow × Resistance + Volume + PEEP Compliance
弹性阻力的倒数 具有容积依赖性，比顺应性 静态顺应性：气流阻断后所测得的顺应性 动态顺应性：未阻断气流所测得的顺应性
影响顺应性的因素
弹性阻力增加（顺应性降低） 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
非弹性阻力
黏性阻力与惯性阻力 以气道黏性阻力为主（80%~90%） 平静呼吸时，约占总阻力的1/3
影响因素：
顺应性 潮气量 PEEP PEEPi 气道和气管内导管阻力 吸气流速
气道峰压的临床意义
气道峰压是设置压力报警限的根据
实际气道峰压之上5-10cmH2O 以不高于45cmH2O为宜
气道峰压与肺损伤的关系
平台压（Pplat）的影响因素
定容通气，方波 Pplat=Volume/Compliance+PEEP 用于克服弹性阻力和PEEP
Pcrit
PEEPe 8cmH2O
呼气末正压（PEEP）
PEEP的生理学效应
COPD：减少呼吸功，防止气道动态塌陷 哮喘：有争议 ARDS：使萎陷肺泡复张/防止肺泡再萎
陷，减少分流，改善V/Q比值和顺应性
流速
吸气峰流速（PIFR） 呼气峰流速（PEFR） 平均吸气流速（VT/TI）
•顺应性的变化对 气道峰压和平台 压都产生相同影 响
气道峰压增加的临床意义
不伴有平台压的增加 Ppeak- Pplat = Flow x Resistance 用于克服气道阻力
反应气道问题 伴有平台压的增加
Ppeak
肺实质或间质问题
肺含气状态变化
Pplat
气道阻力对峰压的影响
Normal
PPlat
Low Compliance
PIP PPlat
Paw (cm H2O)
PIP
Normal
Increased PPlat (Decreased Compliance)
Normal PPlat (Normal Compliance)
Time (sec)
平均气道压(Pmean)
虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压
平均气道压(Pmean)
数个周期中气道压的平均值 与影响PIP的因素及吸气时间长短有关 近似于平均肺泡压 其大小与对心血管系统的影响直接相关
内源性呼气末正压（PEEPi）
在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压，称 为PEEPi
只要呼气时间小于肺排空的实际时间就会产生 PEEPi
PEEPi的存在说明存在动态肺过度充气（DPH）
气流速度
气道管径
气气道道长阻度 力具有流速与容积依赖性
气体的粘性与密度
肺容积
身材与年龄
气道阻力与肺容积的关系
MV时影响气道阻力的因素
气道阻力增加
与人工气道有关
管腔狭小，扭曲，贴壁，痰痂形成
与气道有关
气道痉挛，分泌物增加
气道陷闭
呼吸力学监测
呼吸力学的概念
——以物理力学的观点和方法对呼吸
PEEP
Palv=0
PEEPi的监测方法:间接观察
◆ 胸围增大； ◆ 患者呼吸费力； ◆ 心血管功能恶化； ◆ 呼气末有持续呼气气流，呼气的最后部分突然被吸气中断； ◆ 压力控制通气时潮气量或每分通气量下降； ◆ 不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高； ◆ 容量控制通气时气道压力升高。
监测有无PEEPi
非弹性阻力
胸廓黏性源自文库力
动态阻力，1/3
肺惯性阻力
惯性阻力
气道惯性阻力 胸廓惯性阻力
弹性阻力
弹性
弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性 回位的倾向
平静呼吸时，约占总阻力的2/3 吸气时的阻力，呼气时的动力
顺应性
物体的易扩张性，指单位压力改变所引起的容积改变 计算公式 C＝ΔV/ΔP
呼吸力学的基本特性
P=P +P 摩擦阻力 弹性阻力
Paw = Flow × Resistance + Volume + PEEP Compliance
机械通气的灵魂---运动方程
阻力和顺应性的监测
吸气末阻断法
患者：充分镇静 模式：容量控制 参数：方波、PEEPe “吸气末屏气”
Ppeak
影响因素：
顺应性 PEEP 潮气量
平台压（Pplat）的意义
可近似反应肺泡压 与肺损伤的关系更为密切 限制平台压不超过35cmH2O
平台压（Pplat）的监测
吸气末阻断法
患者：充分镇静 模式：容量控制 参数：方波 “吸气末屏气”
•流速或气道阻力 对气道峰压产生 影响，但对平台 压无影响
PIP
PPlat
PIP High Raw
PPlat
Paw (cm H2O)
}
Normal
Increased PIP
Increased PTA (increased Airway Resistance)
Normal PPlat (Normal Compliance)
肺顺应性对峰压的影响
Normal
PIP
肺通气的动力
动力：驱动压力
中枢驱动力 外周驱动力/机械驱动力
与之相关的压力：
胸内压 肺泡内压 气道压 跨肺压：肺收缩/扩张的直接动力 跨胸壁压 跨胸压：机械通气时的总驱动压 跨气道压
肺通气的阻力
弹性阻力
静态阻力，2/3
肺弹性阻力
肺 通
胸廓弹性阻力
气
阻
肺黏性阻力
肺通气总力 阻力=肺弹性阻力+黏胸性阻廓力弹性阻气道力黏性+阻气力 道阻力
常用压力指标
气道峰压（Ppeak） 气道平台压（Pplat） 气道平均压（Pmean) 内源性呼气末正压（PEEPi） 呼气末正压（PEEP）
气道峰压（Ppeak）的影响因素
定容通气，方波
Ppeak= Flow x Resistance +Volume/compliance+PEEP 用于克服气道阻力、弹性阻力和PEEP
呼气末阻断法测定PEEPi
呼气末阻断法测定PEEPi
患者：充分镇静 模式：？？ 参数：PEEPe 全肺平均PEEPi
PEEPe对PEEPi的影响
cmH2O
*
14
*
12
10
8
6
4
2
0
0% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
PEEPe(PEEPi,st的%)
PEEPi,st PEEPe
流速波形：流速-时间曲线
流速-时间曲线是反映呼吸机送气气流的流速随时间而变化的图形
所有曲线上方图形代表吸气，下方代表呼气
容积
1．VT，VC，FEV1.0 2．分钟通气量（VE） 3．补呼气容积（ERV） 4．功能残气量（FRC） 5．呼气末肺容积（EELV）
呼吸力学曲线（环）
推算指标：顺应性、呼吸功 气流受限和肺过度充气的判断 确定潮气量和最佳PEEP 判断触发灵敏度是否合适 人－机协调的监测 气道分泌物过多的判断 支扩药物效果的判断 呼吸机管道系统密闭性的判断
Raw＝8ηl/(πr4)
湍流
阻力来源于气体之间以及气体 与气道壁之间的相互摩擦
Raw＝vl*摩擦因子/ 4π2r5
层流示意图
湍流示意图
不同气流形态下压力与流速关系
层流
P=kv
湍流
P=kv2
层流：压力与流速呈线性关系
湍流：压力随流速呈指数性增长
气道阻力的分布
影响气道阻力的因素
气流形态
临床呼吸生理 与呼吸力学监测
与呼吸力学相关的 呼吸生理及流体力学知识
肺通气的机制
吸气 呼吸肌主动收缩 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
肺容量减小 肺内压升高
与大气压产生压力梯度
出
肺回缩 气体排
PEEPi的临床处理
降低PEEPi：COPD，哮喘
降低气道阻力 减少分钟通气量 延长呼气时间 消除呼气肌的作用
增加PEEPi：ARDS，间质性肺病
延长吸气时间 PEEPe
PEEPe的作用机制
肺泡
上游气道
下游气道
PEEPi 10CmH2O
Pcrit
0cmH2O
PEEPi 10CmH2O
非MV时的气道阻力 Raw=Pao-Pal/v
MV时的气道阻力 Raw=Ppeak-Pinit/v
呼吸机监测的为总黏性阻力 Raw=Ppeak-Pplat/v
呼吸力学监测的三要素
压力（pressure，Ｐ）
气道开口压，食道压，隆突压
流速（flow，Ｆ） 容积（volume）
计算流量对时间的积分
PEEPi的影响因素
◆ 气道阻力增加 ◆ 呼吸系统弹性下降 ◆ 气道动态塌陷 ◆ 通气量过大 ◆ 呼气时间不足 ◆ 呼气肌的作用
PEEPi的临床意义
增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳 增加肺损伤的危险性 对循环系统产生不良影响
呼气末肺容积与呼吸系统压力变化
ΔVdyn ΔVst
FRC
PEEPi
Total PEEP
R? C?
MV时顺应性计算公式
总静态顺应性（Cst） =VT/(Pplat-PEEP-PEEPi)
总动态顺应性（Cdyn） =VT/(Ppeak-PEEP-PEEPi)
肺静态顺应性（Clst） = VT/(Pplat-Ppl-PEEP-PEEPi)
胸壁顺应性 ＝总顺应性－肺顺应性
气道阻力的计算方法