临床呼吸生理与床旁呼吸力学监测课件
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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
呼吸力学的基本特性
P=P +P 摩擦阻力 弹性阻力
Paw
Flow
Resistance
Volume Compliance
PEEPi
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
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
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
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
非弹性阻力
胸廓黏性阻力
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
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
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
临床呼吸生理 与床旁呼吸力学监测
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
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=Leabharlann Baiduv
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
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
• 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
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
胸廓弹性阻力
通
气
肺黏性阻力
肺通气阻力总阻力=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
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
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
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
床旁呼吸力学监测
呼吸力学的概念
——以物理力学的观点和方法对呼吸
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
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
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
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
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
呼吸力学的基本特性
气道阻力
弹性阻力+PEEPi
呼吸力学的基本特性
P=P +P 摩擦阻力 弹性阻力
Paw
Flow
Resistance
Volume Compliance
PEEPi
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
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
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
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
非弹性阻力
胸廓黏性阻力
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
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
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
临床呼吸生理 与床旁呼吸力学监测
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
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=Leabharlann Baiduv
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
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
• 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
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
胸廓弹性阻力
通
气
肺黏性阻力
肺通气阻力总阻力=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
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
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
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
床旁呼吸力学监测
呼吸力学的概念
——以物理力学的观点和方法对呼吸
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
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
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
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
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