临床呼吸生理与床旁呼吸力学监测：朝阳
呼吸力学
床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用首都医科大学附属北京朝阳医院詹庆元第一节呼吸力学发展简史呼吸力学（respiratory mechanics 或lung mechanics）是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。
呼吸力学发展大致经过了以下阶段：一．早期阶段（19世纪～20世纪初）1817，James Carson，发现动物肺具有弹性，被认为是现代呼吸力学的开始。
1853，Frans Cornelius Donders，用水银压力计测定肺弹性所产生的压力约为7mmHg。
1847，Ludwig，用充水球囊测定胸内压。
1844，John Hutchison，用肺量计（spirometer）测定肺活量和肺容积上述研究并没有将压力和容积联系起来对呼吸运动现象进行描述。
之后50年内无重大进展。
二．基础阶段（20世纪初～20世纪50年代）1915～1925，Fritz Rohrer，首先将复杂的呼吸运动简单化地以物理学的压力－容积的关系进行描述，开创了呼吸力学研究的新纪元。
但未引起重视。
1941，Arthur Otis等，再次发现了压力－容积的关系，并于战后公开发表。
上述两项研究为呼吸力学提供了最基本的科学理论和研究方法。
1925，Alfried Fleisch，PTG（pneumotachorgraph）。
1943，Louis Statham，发明strain-gauge manometer。
1949，Buytendijk，以食道－气囊导管间接测定胸内压。
上述三项技术为呼吸力学研究提供了硬件基础。
1958，Moran Campbell，以食道压替代跨肺压重新评价压力－容积曲线的价值，提出了著名的Campbell 图（Campbell diagram）。
使呼吸力学的理论进一步完善：将吸气肌和呼气肌做功分开，将克服弹性阻力和粘滞阻力做功分开，加深了对动态肺充气的认识。
三．发展和应用阶段（20世纪50年代～至今）随着微处理技术和高灵敏传感器的应用，呼吸力学从实验室走向临床，呼吸力学监测仪商品化。
呼吸力学监测
（二）压力监测方法
1.气道压（Pao或Paw）的监测 自主呼吸时，Pao的测定是通过接口器连接了压力传感器来测定。机械通气时，压力传感器的理想位置是位于呼吸机的Y型管近患者端。
1. PEEPI 呼气末持续存在呼气的流量，提示存在PEEPI。
2. 呼气流量受限 呼气相流量曲线表现为典型的衰减形，提示呼气流量受限的存在。
3. 判断对治疗的反应 经过适当的药物治疗或呼吸参数调节后，观察流量-容量曲线的变化，有利于观察对治疗的反应。
4．特殊的曲线形态的意义 例如流量-容量曲线出现锯齿样改变，提示存在气道分泌物；容量环不闭合，提示存在漏气等。
由于没有足够的时间让呼吸系统内的压力达到平衡，其结果不仅与呼吸系统的弹性有关，而且受气道阻力的影响，使Cdyn < Cstat。
当气道阻塞严重（肺排空的时间常数延长）或呼吸频率增快（呼气时间缩短）时，这种影响尤为明显。
（1）呼吸运动过程中，这些压力不是固定的，而是动态变化的，随着肺容量和呼吸流量的改变而变化。引起肺膨胀的动力（Pinf）来源于呼吸机的外加（Pext）和/或
患者肌肉收缩产生的压力（Pmus）。这些压力间的关系为：Pinf=Prs=Pmus+Pext
（2）当患者完全放松时（Pmus=0），Prs=Pext，即呼吸机克服全部的经呼吸系统压力。相反，完全自主呼吸时，Prs=Pmus，即呼吸肌肉克服全部的经呼吸系统压力。
不同类型呼吸机压力的传感器位置不同。例如：Hamilton将压力传感器放置在送气通道、PB7200a和鸟牌6400ST放置在排气通道、熊牌5放置在气道的近端。
呼吸力学的监测
汇报人：可编辑
2024-01-11
CONTENTS 目录
• 呼吸力学概述 • 呼吸力学监测的方法 • 呼吸力学监测的应用 • 呼吸力学监测的挑战与解决方案 • 未来展望
CHAPTER 01
呼吸力学概述
呼吸力学的定义
呼吸力学是一门研究呼吸过程中气体 流动和呼吸系统力学特性的科学。它 涉及到呼吸系统的气体交换、气流动 力学、呼吸肌肉力学等多个方面。
通过持续监测呼吸力学参数，可以评 估治疗措施的疗效，及时调整治疗方 案。
指导治疗
根据呼吸衰竭的类型和严重程度，呼 吸力学监测可以指导治疗措施的选择 ，如机械通气、药物治疗等。
机械通气的调节
设定通气模式
根据患者的病情和呼吸力学监测 结果，选择合适的通气模式，如
控制通气、辅助通气等。
调整参数
根据患者的生理需求和呼吸力学监 测结果，调整机械通气的参数，如 潮气量、呼吸频率、吸氧浓度等。
对呼吸力学监测数据进行动态监测和趋势分析，以便及时发现异 常变化并采取相应措施。
监测过程中的患者舒适度
设备舒适度
选择舒适度高、易于使用的呼吸力学监测设备，减少对患者造成的 不适感。
操作简便性
简化呼吸力学监测设备的操作步骤，方便医护人员快速、准确地完 成监测过程。
患者教育
对患者进行教育，告知他们如何配合呼吸力学监测，减少因操作不当 导致的不适感。
预防并发症
通过呼吸力学监测，可以及时发现 机械通气相关的并发症，如过度通 气、通气不足、气压伤等，采取相 应措施进行预防和治疗。
呼吸肌疲劳的评估
评估呼吸肌疲劳程度
通过监测呼吸力学参数，可以评估呼吸肌疲劳的程度，如肌肉收 缩力下降、肌肉疲劳等。
呼吸功能监测-图文
呼吸功能监测-图文第一节呼吸功能监测在ICU中的应用黄思贤王首红危重病医学的发展，机械通气已普遍应用于临床，呼吸机使用不当不仅起不到抢救作用，反而贻误患者的治疗。
熟悉呼吸生理学，床边肺功能，运用呼吸力学等监测手段指导治疗以及呼吸机的使用尤显重要。
呼吸功能监测的基本测定包括：(l）呼吸运动、压力、流速、容积、阻力、顺应性及呼吸功等。
(2）容积一时间波，压力一时间波，流速一时间波（见图3-1-l）。
(3）压力一容积环，流速一容积环（见后）。
此外尚有气体交换参数等。
图3－1－1容积－时间波，压力－时间波，流速－时间波一、基本测定（一）呼吸运动1．呼吸频率敏感但非特异性指标，减慢表明中枢抑制，增快可能是由多种肺内或肺外疾病引起，>30次／min常是呼吸肌失代偿先兆。
2．呼吸方式呼吸衰竭者，频率加快，胸腹部运动不同步，潮气量下降。
胸腹运动不协调和矛盾常提示呼吸肌疲劳，不管有否呼吸肌疲劳均可增加呼吸肌负荷。
浅快呼吸指数（RSBI）＝f（次／min）/VT(L)，机械通气患者若f/VT＜80提示易于撤机；80～105谨慎撤机；＞105难于撤机。
（例f＞30,VT＜0.31)（二）压力1．最大吸气压力（MIP）和最大呼气压力（MEP）这是反映呼吸肌力量的指标。
正常值男性MIP＞－75cmH2O，女性＞-50cmH2O男性MEP＞100cmH2O，女性＞80cmH2OMIP低于预计值30%，可能出现高碳酸血症。
临床上机械通气时，MIP能产生－30cmH2O吸气压，脱机常易成功。
不足－2OcmH2O负压提示呼吸肌疲劳，不能够继续产生和维持肺泡内压，以保证代谢所需的通气量；是判断CO2潴留的水平。
呼吸肌疲劳是呼吸衰竭的重要原因之一，也是脱机失败的重要原因。
2、呼吸驱动力有的呼吸机带有P0.1测定功能，气道闭塞压力P0.1，即气道阻塞后吸气开始第100毫秒所测定的吸气压力。
是反映呼吸中枢兴奋性，呼吸驱动力的指标。
呼吸功能监测
监测内容
临床监测 呼吸功能监测 血气监测 呼吸功能监测 呼吸形式监测
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临床监测
呼吸频率
呼吸节律 呼吸窘迫 气道通畅程度
咳嗽力度
紫绀 神志 胸部叩听诊、胸片
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肺功能监测-通气功能监测
肺通气是指呼吸运动将氧气吸入肺中，同 时排出二氧化碳的过程，反映肺呼吸生理 的动态变化。
Ⅰ型呼吸衰竭：海平面 平静呼 吸 吸空气条件下PaO2<60mmHg
Ⅱ型呼吸衰竭： PaO2<60mmHg+PaCO2>50mmg
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PaO2测定的意义
2、指导围手术期管理
手术中、手术后PaO2降低，其原因可能 为通气不足或吸入气氧浓度(FiO2)过低； 呼吸机及管路故障；镇静麻醉抑制呼吸, 死腔增加、功能残气量减少V/Q比值失调； 术中、术后发生肺不张、肺水肿、小气 道闭合和肺泡萎陷，使肺内分流增加； 以及创口疼痛限制呼吸等
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第一节 血气监测指标
一、动脉血气测定
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1. pH
概念: 溶液中H+浓度的负对数。取决于： HCO3-/ H2CO3之比
正常值:动脉血pH 7.35～7.45 极值：<6.8、 >7.8
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2.动脉血氧分压
(PaO2) partial pressure of oxygen; Arterial oxygen tension
7
呼吸全过程示意图
8
概念回顾
通气-血流比例（V / Q）失调：肺内通气和血流分布 不均匀可造成通气-血流比例（V / Q）失调，严重影 响气体交换。正常人在静息状态下，肺泡通气量约为 4L/ min，肺血流量约5L/ min，V/Q比值为0.8。 ①V/Q比值降低------肺泡通气明显减少而血流无相 应下降甚至还增多，使V/Q比值< 0.8。静脉血流经通 气不足的肺泡时，未经充分氧合便进入动脉血。这种 情况类似肺内动-静脉分流，称为功能性分流。正常时 由于肺内通气分布不均形成的功能分流占肺血流量的 3%。在肺炎、肺水肿、通气不足，使V/Q比值降低， 达15%以上，出现低氧血症。
呼吸力学监测及临床应用
与人工气道有关：管腔狭小、扭曲、痰痂形成 与气道有关：气道痉挛、分泌物增加 观察支气管舒张剂疗效 合理选 择机械通气方式 ，改善肺内气体分布
顺应性监测
指单位压力改变时所引起 的肺容积的改变
顺应性
静态顺应性 动态顺应性
反应肺组织的弹性
受肺组织弹性和气 道阻力的双重影响
• 总静态顺应性= 潮气量/（平台压-PEEP-内源性PEEP)
气道阻力=（气道峰压-平台压）/流速
那么我们如何从呼吸 波形观察气道阻力变 化？
流速-时间波形（容量控制通气）
呼气时波形回到基线的快慢反映了气道阻塞情况，阻力 增加，呼气时间延长，呼气末流速不能到零，提示存在 内源性PEEP
流速-时间波形（压力控制通气）
吸气阻力增加时：吸气过程变慢，达到基线前停止 呼气阻力增加时：呼气波形呈直线回到基线
呼吸力学监测及临床应用
南昌大学三三四医院ICU
王雄
呼吸力学监测
气道压力监测 肺容量监测 气道阻力监测 顺应性监测
气道压力监测
气道峰压：呼吸机送气过程中的最高压力
机械通气时 应保持气道 峰压 <40cmH2O, 过高会增加 气压伤风险
平台压：吸气末屏气时气道的压力
机械通气时平 台压>3035cmH2O气压 伤可能性增加
氧化碳潴留
功能残气量：平静呼气后肺内存留的气量
• 作用：稳定肺泡气体分压， 减少了通气间 歇时对肺泡内气体交换的影响
• 正常值： 40ml/kg 。 • 急性呼吸衰竭时，功能残气量减少，机械
通气时可使用PEEP增加功能残气量
气道阻力监测
气道阻力
气管导管
呼吸机管道
机械通气时 气道阻力
正常值：1-3cmH2O/L/S
呼吸力学及临床意义
Bronchodilator use
PEEP与PEEPi
肺泡
上游段
下游段
肺泡内压 (PEEPi)
临界压
气道压
肺泡内压 (PEEPi)
临界压
PEEP
PEEPi测定
PEEPi测定
谢 谢！
0 +10 +20 +20 +30
+35 +20
0 +5 +10
等压点上移
+20 +20 +25
+20
正常人用力呼气
肺气肿者用力呼气
等压点上移时用力呼气引起气道压缩而闭合
等压点学说
PEEPi
Pulmonary Hyperinflation in COPD
Sutherland ER, Cherniack RM. Management of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. N Engl J Med 2004; 350: 2689-97
如何描记P-V曲线
大注射器法 呼吸机法 低流速法 智能呼吸机描记
P-V Loops vs CL
P-V Loops vs R
High Resistance
容量控制通气时，容量 恒定，压力依据阻力和 顺应性而变化
当阻力增加时， PIP 上 升（A-B）， PV loops 变宽。该种PV loop，称 为滞后（Hysteresis）
（2）
2、Decreased Compliance —— 顺应性降低
表现：峰压和平台压均升高 原因：顺应性降低（ARDS）
呼吸力学的监测
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压力-容积曲线(P-V曲线)
反映顺应性
①完全抑止自主呼吸，选 择方波
②以FRC为基点，肺泡压 力变化为横坐标，肺容 量变化为纵坐标的关系 曲线，二个平段，二个 拐点
③确定低位拐点(LIP)和高 位拐点(UIP)
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◆ LIP反映陷闭肺泡扩张，是选择PEEP的 参考，一般为8-12 cmH2O ，在LIP以下， 肺循环阻力显著增加，一旦达到LIP后肺
究可以用上述三个参数来描述，因为流量参数中包
含了时间的概念，所以描述呼吸机送气、气体在呼
吸管路中的运动、病人气道和肺组织对送入气体的
反应涉及上述四个参数既压力（P）、容量（V）、
流量（F）和时间（t）。
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正压通气
压力差
气流增加
时间
容量变化
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肺泡内压力变化
Pressure
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气道阻力
新生儿 婴儿 儿童 成人
30 - 50 mmHg/L/sec 20 - 30 mmHg/L/sec
20 mmHg/L/sec 2 - 4 mmHg/L/sec
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气道阻力
导致气道阻力增加的原因 分泌物过多 — 分泌物潴留 粘膜水肿(哮喘, 气管炎, 肺水肿) 肺气肿(气道压迫) 异物 肿瘤所致狭窄
Pplat – PEEP
V
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t
Vt
t
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气道阻力
• R = P / flow
Pin
Pout
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呼吸力学监测及临床意义
呼吸力学监测及临床应用一、呼吸力学的临床意义：1、指导机械通气参数设置2、评估机械通气的安全性3、评估临床治疗的有效性4、指导呼吸机撤离5、探索新的机械通气模式二、监测波形及环的意义：1、从静态的，有限的数字监测变为动态的，实时的智能的波环监测，分析所设置的通气模式参数是否合理，为进一步调整相关参数提供客观依据2、动态了解病人肺功能的状态，观察患者自主呼吸做功的程度通过对波形的冻结，测量，存储，趋势，回顾，打印，等现代技术，手段对相关参数进行定量分析。
3、评价某些药物的治疗效果三、呼吸波形与环的用途1、评估设定的通气模式是否合理2、评估呼吸机与病人在通气吸气过程中做工情况，评估触发做功3、观察人机对抗情况4、了解气道阻塞情况5、了解呼吸回路有无漏气6、观察肺顺应性变化，评估通气的效果7、评估支气管扩张剂的疗效8、呼气流速不回零9、设置合理的PEEP10、防止过度通气呼气末肺充气状态：PEEPi的影响因素：1、气道阻力增加2、呼吸系统弹性下降3、气道动态塌陷4、通气量过大5、呼气时间不足6、呼气肌的作用PEEPi的临床意义：1、增加肺损伤的危险性2、对循环系统产生不良影响3、增加呼吸功，导致呼吸肌疲劳平台压的影响因素：平台压（Pplat) 的影响因素Pplat=Volume/Compliance+PEEP顺应性PEEP潮气量平台压的临床意义：可代表肺泡压的大小口与肺损伤的关系密切口限制平台压不超过30-35 cmH2 0气道峰压（PIP) 的影响因素：PIP=Flow X Resistance＋Volume/compliance+PEEP顺应性潮气量PEEP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5-10cmH, 0以不高于45cmH20为宜。
呼吸力学指标监测：肺过度充气与PEEPi
Inspiration
Normal Patient
}
Auto-PEEP
Expiration
Time (sec)
实用文档
PEEPi的监测——流速-容积环
Flow (L/min)
Does not return to baseline
Inspiration
Volume (ml)
Expiration
实用文档
气道开口处压力和流 速同步记录法 最小“动态”PEEPi；
食管气囊法。
实用文档
呼气末阻断法测定PEEPi
患者镇静、肌松，机械通气； 一般将外源性PEEP调节为0； 按“呼气末暂停”键，监测开始； 全肺平均PEEPi。
实用文档
呼气末阻断法测定 PEEPi
实用文档
实用文档
对PEEPi的处理
由气流阻力增加、呼气气流受限、呼气时间 缩短等因素导致。
实用文档
呼气末肺容积与呼吸系统压力变化
ΔVdyn ΔVst
FRC
PEEPi
PEEP
Total PEEP
Palv=0
实用文档
PEEPi的类型
PEEPi伴DPH和 PEEPi伴DPH无 PEEPi不伴DPH
气流受限
气流受限
COPD/哮喘 气道临界关闭 分泌物过多 气道狭窄
Normal Abnormal
PEEPi的监测——间接观察法
◆ 胸围增大； ◆ 患者呼吸费力，通气效果下降； ◆ 休克、心血管功能恶化； ◆ 压力控制通气时潮气量下降； ◆ 容量控制通气时气道压力升高； ◆ 不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高。
实用文档
PEEPi的测定
呼气末气道闭合法 呼吸系统静态的 PEEPi；
呼吸功能监测
ETCO2监测的
影响因素
❖ CO2生成
临床应用
➢↑ ➢↓
➢ 发热；恶性高热；输入HCO 3-;
➢ 气管导管位置最可靠的鉴别方法！
❖ 运送↓
❖ 心脏功能（心肺复苏效果）；反映肺血流
❖ 通气量 ➢↓
➢↑
❖ 估计PaCO2； ➢ 监测死腔通气;气管导管阻塞、扭曲；气管拔
管参考
➢ 调节机械呼吸参数；
肺功能监测 — 二、换气功能监测
肺功能监测 -- 通气功能监测
（四）死腔率（dead space fraction, VD / VT）
VD / VT = ( PaCO2 – PECO2 ) / PaCO2 正常值： 0.2~0.35
意义： 反映通气效率 （五）动脉血二氧化碳分压（ PaCO2 ）
（参见血气分析）
肺功（能六监）测呼-气- 末通二气氧功能化监碳测
气换气功能 胸腹式呼吸活动观察
胸腹式呼吸 同步？ 肋间肌麻痹 胸式呼吸 对称？/强度 一侧气胸、肺不张、血胸、 管
➢ 意义 反映肺容积和整个呼吸周期气道的状态 有助于发现喉和气管病变，可区别固定 阻塞和上气道可变阻塞。
肺功能监测 --通气功能监测 （三）小气道功能监测
１、闭合容积 （ closing volume , CV ）
从肺总量位一次呼气过程中肺低垂部位小气 道闭合时能继续呼出的气量
闭合容量 （ closing capacity , CC ）
３、肺活量( Vital capacity, VC)= VT+IRV +ERV 正常值：男：3.5L女：2.4L
4、肺总量(Total lung capacity, TLC) ＝ IRV + VT +ERV ＋ RV 正常值：男：５.０L女：３.５L
呼吸力学测定
在其他领域的应用
呼吸力学测定在医学领域的应用如呼吸衰竭、慢性阻塞性肺疾病等疾病的诊断和治疗。
呼吸力学测定在运动科学领域的应用如运动员呼吸训练、运动强度监测等。
呼吸力学测定在航空航天领域的应用如飞行器座舱压力调节、飞行员呼吸训练等。
呼吸力学测定在环境科学领域的应用如环境空气质量监测、工业废气排放检测等。
呼吸力学测定是评估呼吸系统功能的重要手段
测定目的和意义
了解呼吸系统的功能和机制
评估呼吸系统的健康状况
诊断呼吸系统疾病
监测呼吸系统治疗的效果
测定方法简介
呼吸力学测定方法：通过测量呼吸气体流量、压力和阻力的变化评估呼吸系统的功能状态。
测定仪器：包括呼吸气体分析仪、呼吸机、阻抗仪等。
测定原理：基于流体力学原理通过测量呼吸气体流量和压力的变化推算呼吸系统的力学特性。
数据分析：根据呼吸力学测定数据分析呼吸力学参数如呼吸阻力、肺顺应性等。
结果解读：结合呼吸力学理论知识解读测定结果为临床诊断和治疗提供依据。
报告撰写：将测定结果和分析写成报告便于医生参考和使用。
05
呼吸力学测定应用
在临床医学中的应用
呼吸力学测定用于评估呼吸系统疾病患者的呼吸功能
呼吸力学测定可用于指导机械通气治疗优化呼吸机参数
测定步骤：包括设置仪器、记录呼吸气体流量和压力等参数、分析数据并得出结论。
03
呼吸力学测定原理
呼吸力学基本原理
添加标题
添加标题
添加标题
呼吸力学测定原理：通过测量呼吸气体流量、压力和阻力的变化推导出呼吸力学参数以评估呼吸功能和通气效率。
呼吸力学测定方法：包括静态呼吸力学测定和动态呼吸力学测定前者主要测量呼吸阻力和顺应性后者则评估呼吸功和呼吸肌肉效率。
呼吸力学监测
呼吸力学监测呼吸运动引起胸压的变化，胸压的变化引起肺压的变化，肺压变化引起肺泡的通气。
因此肺通气是通过呼吸道压力的变化过程产生的。
从物理力学观点研究呼吸的运动过程，不但能更全面地了解呼吸生理，而且也为呼吸器官疾患病理生理的探索提供了新的途径。
吸气时，吸气肌肉收缩的力量用于克制两种阻力以使肺的容量扩大：第一是胸廓壁和肺组织的弹性阻力，第二是以呼吸道气流摩擦阻力为主的非弹性阻力。
如阻力增大，那么实现一定的肺泡通气量所需要的肌肉收缩力量相应加大。
相反，如阻力减少，那么所需要的收缩力量亦可减少。
呼吸系统疾病往往导致弹性或非弹性阻力增加，加重呼吸肌肉的工作量，成为呼吸困难原因之一。
平静呼气之末，呼吸肌肉完全静息时，肺并不完全萎缩，仍存有大约相当于肺总量40％的功能残气量。
此时肺组织的向弹性力量与胸廓壁的向外弹性力量相等，两种力量造成胸膜腔负压，保持肺的一定容量。
在此根底上要吸人空气，就必须用吸气肌肉的收缩力量扩胸廓，在胸膜腔造成更大的负压。
这是负压吸气式的呼吸。
在呼吸肌麻痹时那么用口对口人工呼吸方法或人工通气机将空气压人肺，使肺扩，吸入空气。
吸气后除去压力，借胸廓和肺脏弹性力量又使肺空气流出体外，造成呼气。
这是间歇性正压吸气式呼吸。
正压吸气与负压吸气的原理是一致的，都是增加肺外的压力差：正压吸气时是肺压高于肺外(胸廓外)大气压，负压吸气时是肺外(胸膜腔)压低于肺压。
(一)呼吸器官的压力—容量曲线肺压力(应当称为跨肺压，指肺压高于肺外压的压力差)的变化与肺的容量变化之间有依从关系，压力越高，肺容量越大。
代表两者之间的数量关系的曲线称为压力—容量曲线从呼吸器官(肺+胸廓)的压力—容量曲线可以看到，在肺容量为功能残气量(大约等于肺总量的40％)时，肺压为“零〞，即肺压与大气压相等。
这时，肺脏向缩回的弹性力量数值与胸廓向外开的弹性力量数值相等，方向相反，互相抵消(同时也造成此时的胸膜腔负压)。
在肺容量大约等于肺总量的67％时，胸廓是在它的天然位置上，不表现弹性力量(此时的胸负压仅反映肺脏的回缩力)在肺容量超过肺总量的67％以上时，胸廓与肺脏的弹性回缩力都向，方向一样，共同构成肺扩的阻力。
呼吸系统功能监测及参数意义
内呼吸
组织内毛细血管血液与组织细胞之间的气 体交换过程，
亦称组织呼吸。内呼吸过程中，氧由毛细 血管血液进入组织液，
二氧化碳则由组织液进入毛细血管血液
呼吸监测的目的
1、评价病人呼吸功能状态 2、诊断呼吸功能障碍的类型和承担 3、掌握高危病人呼吸功能的动态变化，以
估计病情和调整治疗方案 4、对呼吸治疗有效性做出合理评价
更多参数
每分钟通气量：由潮气量与呼吸频率的乘积获得， 正常成人男性为6.6l，女性为5l，当其值大于10l时 示通气过度，小于3l时为通气不足。
每分钟肺泡通气量：为有效通气量，等于潮气量 减去无效腔量后再乘呼吸频率。肺泡通气量不足 可致缺氧及二氧化碳潴留、呼吸性酸中毒，通气 量大多致呼吸性碱中毒。解剖或生理死腔的增大， 皆可致肺泡通气减低。
更多参数
弥散功能试验：采用一氧化碳弥散功能测 定法。正常值为29.5ml/（mmHg 分钟）， 弥散功能减低主要造成缺氧。凡影响肺泡 功能呼吸面积和肺毛细血管面积的各种疾 病，皆可致弥散功能障碍。
气体分布试验：常采用一次呼气测验肺泡 氧浓度差（750至1250ml）。正常成人不应 超过1.5%，老年人不应超过4.5%.
在大多数限制性通气功能障碍患者，其容量下降主要是深 吸气量的下降。在轻、中度阻塞性通气功能障碍患者，深 吸气量的变化不明显，可有ERV的下降；若出现严 重阻塞， 则深吸气量也将下降，并最终出现肺活量的下降。深吸气 量=肺总量一功能残气量，故可间接反映呼气末肺容积的 变化，且测定简单、方便，近年来常用于 反映COPD患者 的过度充气，判断病情的严重程度和评估治疗效果，与 FEV1、FEV1/FVC结合可较好地反映COPD患者的实际肺 功能状况。
呼吸功能监测
一氧化碳弥散量（DLCO）
概念
指一氧化碳在肺泡毛细血管膜两侧的分压差为1mmHg时，单位时
间(1分钟)内通过肺泡毛细血管膜的量。
监测方法：单次呼吸法 恒定状态法 重复吸入法
正常值： 26.5-32.9ml/（min/mmHg）
临床意义：反映气体通过肺泡毛细血管界面的能力
肺泡动脉氧分压差（A-aDO2）
3.用力肺活量（FVC： Forced Vital Capacity）:深吸气到肺总 量（TLC）位后用最快的速度、最大的用力所能呼出的气量。 又称用力呼气量(FEV--Force Expiratory Volume)
1秒量FEV1.0 2.83L 1秒率 FEV1.0% 83% 2秒量FEV2.0 3.30L 2秒率 FEV2.0% 96% 3秒量FEV3.0 3.41L 3秒率 FEV3.0% 99%
呼吸功能监测
Large airways and chest wall
概念：呼吸（Respiration）是给 全身组织输送氧气并排出 二氧化碳的过程。由呼吸 系统、循环系统及血液系 统配合完成。
呼吸包括三个基本环节： —外呼吸：肺功能测定研究对象 —气体在血液中的运输 —内呼吸：组织细胞呼吸
肺的功能
意义：用来判断较大气道的阻塞性病变
FEV1.0% 意义最大（反映通气障碍的类型和程度 ）
临床意义：正常者一秒用力呼出量＝用力肺活量 阻塞性通气障碍时一秒用力呼出量下降、呼出时间延长 限制性通气障碍时则呼出时间提前
4. 最大呼气中段流量(MMEF：Maximal Midexpiratory Flow或FEF25 % ~75% ) ：将时间肺活量按容量分为四等分，开始四分之一和最后四分之 一正常人与有病变者相差不大，而第二和第三个四分之一(二者合称为中 期)的流量（和流量时间）正常人与有病变者相差较大，采用中段流量来 表示。
呼吸力学监测的常用指标
呼吸力学监测的常用指标呼吸力学监测是一种评估呼吸系统机械性质的方法，常用于机械通气支持的患者。
通过呼吸机监测呼吸系统的机械性质，可以帮助医护人员调整通气参数，改善患者的通气支持效果，降低机械通气相关的并发症。
本文将介绍呼吸力学监测的常用指标。
1. 呼吸频率（RR）呼吸频率是指单位时间内呼吸的次数，以每分钟为单位（次/分）。
呼吸频率与通气量（VT）的乘积等于分钟通气量（MV），即MV = RR × VT。
呼吸频率的监测可帮助医护人员了解患者的呼吸频率是否正常，是否需要进一步调整通气参数。
在康复期或者较轻的呼吸系统疾病患者中，正常的呼吸频率为12-20次/分。
而在重症患者中，呼吸频率可能显著升高，应根据患者的情况来设置合适的通气参数。
2. 潮气量（VT）潮气量是指一次正常呼吸中吸气或呼气的空气量。
在机械通气时，VT通常设置在6-8毫升/千克体重之间。
监测潮气量可帮助医护人员判断患者是否在呼吸系统疾病或机械通气过程中存在通气量不足或过度通气等问题。
潮气量设置不当可能会导致肺泡过度膨胀或萎陷，从而影响有效通气。
3. 呼气末正压（PEEP）呼气末正压是指在呼气过程中肺内的正压。
PEEP的设置有助于防止肺泡塌陷，改善氧合和通气效果。
对于呼吸系统疾病或其他原因导致肺泡塌陷的患者，适当设置PEEP可以改善肺功能并降低机械通气相关的并发症。
PEEP的监测可以确定患者是否在机械通气过程中存在通气不足或过度通气等问题。
一般来说，PEEP的设置应该在2-10cm H2O之间，具体设置应根据患者的情况而定。
4. 呼吸系统顺应性（Crs）呼吸系统顺应性是指单位压力下肺容积的变化。
Crs可以帮助医护人员了解患者的肺部机械性质，包括肺弹性、肺组织阻力、肺气体阻力及胸腔压等因素。
Crs的计算公式为：Crs = VT/(Pplat-PEEP)。
Crs的监测可帮助医护人员判断患者是否存在肺部机械性质异常问题。
如果Crs下降，则说明肺部有肿胀或水肿等问题，此时应检查是否需要进行肺部病变处理并及时调整通气参数。
呼吸力学监测在重症监护中的应用
• 总体来说，有一定的相关性，但存在 个体间的变异
• 在ICU平卧病人中的影响因素有待进 一步探讨
磁刺激
食道压 Pdi 胃内压
跨膈肌压
电电刺激
诱导电位
高级中枢
呼吸中枢
外周神经
肌腱及肌梭
张力变化
神经肌肉接头
O2 CO2 呼吸调节
呼吸肌细胞膜 肌纤维
通过血气变化 间接反馈
维持恒定张力
收缩
呼吸运动
呼吸动力学
面积ABCDFA代表PTP-PEEPi；面积FDEF代表 PTP-VT；面积ABFA代表PTPtrig。
•网 格 长 方 形 面 积
Volume
WPEEPi
1.8 CL
1.6 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 -0.2
-30
-20
-10Peso 0
Ccw
10
20
机械通气中病人吸气努力的评估
0.1
0.0
-0.1
0
2
4
6
8
10
12
PSV12cmH O 26
2 PSV12cmH2O
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
6
4
2
0
-2
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
1.5 1.0
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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
层流示意图
2020/11/14
湍流示意图
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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
2020/11/14
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
2020/11/14
27
气道陷闭
2020/11/14
28
床旁呼吸力学监测
2020/11/14
29
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
2020/11/14
5
Questions-5
V-A/C模式通气时，如预设RR为10次/min，患者自主呼 吸频率为5次/min，则呼吸机的实际工作频率为
A 5次/min B 10次/min C 15/min D 10-15/min E 5-10次/min
2020/11/14
6
Questions-6
在PCV模式下，若设置支持压力不变，哪些因素可以使潮气
量增加？
A 患者自主呼吸努力增强
B 胸肺顺应性下降
C 气道阻力增加
D PEEPi增加
E PEEP下降
F 呼吸频率增快
2020/11/14
7
临床呼吸生理 与床旁呼吸力学监测
首都医科大学附属北京朝阳医院 北京呼吸疾病研究所
姚秀丽 2011-03-08
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
2020/11/14
16
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 C＝ΔV/ΔP
2020/11/14
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顺应性
弹性阻力的倒数
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
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18
单肺通气，顺应性严重差的肺移植患者通气状况
2020/11/14
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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
2020/11/14
20
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
临床呼吸生理与床旁 呼吸力学监测：朝阳
Questions-1
流量触发灵敏度为3L/min，呼吸机提供基础气流为5L/min， 若呼吸回路存在持续漏气2L/min，请问患者的吸气流速至少 为多少才能触发呼吸机送气？
A 1L/min B 2L/min C 3L/min D 7L/min E 8L/min
2020/11/14
14
肺通气总阻力=肺弹性阻力+胸廓弹性阻力+气道阻力
肺通气的阻力弹性阻力源自肺弹性阻力静态阻力，2/3
胸廓弹性阻力
肺
通
气
肺黏性阻力
阻
力
黏性阻力
气道黏性阻力
非弹性阻力
胸廓黏性阻力
动态阻力，1/3
肺惯性阻力
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惯性阻力
气道惯性阻力
胸廓惯性阻力
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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
✓ 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
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肺回缩 气体排
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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
机械通气的灵魂---运动方程
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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”
湍流：压力随流速呈指数性增长
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气道阻力的分布
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影气响道气阻道力阻具力有的流速因与素容积依赖性
气流形态 气流速度 气道管径 气道长度 气体的粘性与密度 肺容积 身材与年龄
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气道管径与吸呼气相的关系
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气道阻力与肺容积的关系
MV时影响气道阻力的因素
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3
Questions-3
V-A/C模式通气时，哪些因素可影响气道峰压值？
A PEEP B 吸气流速 C VT D 呼吸系统顺应性 E 气道阻力 F PEEPi
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4
Questions-4
V-A/C模式通气时，哪些因素可影响平台压值？
A PEEP B 吸气流速 C VT D 呼吸系统顺应性 E 气道阻力 F PEEPi G 平台时间
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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
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呼吸力学的基本特性
气道阻力
弹性阻力+PEEPi
2020/11/14
32
呼吸力学的基本特性
P=P +P 摩擦阻力 弹性阻力
Paw Flo R wesisC tV aon om c lu e p m P liE a ei EnPce
2020/11/14
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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
2020/11/14
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气道阻力
气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力
2020/11/14
8
与呼吸力学相关的 呼吸生理及流体力学知识
2020/11/14
9
解剖结构
2020/11/14
10
解剖结构
2020/11/14
11
2020/11/14
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肺通气的机制
✓ 吸气 吸气肌主动收缩 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
2020/11/14
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Questions-2
流量触发灵敏度为3L/min，基础气流为5L/min，若此时外接雾化器行持 续雾化吸入治疗，氧气流速为5L/min，请问患者的吸气流速至少为多少 才能触发呼吸机送气？ A 3L/min B 5L/min C 7L/min D 8L/min E 10L/min