呼吸力学
呼吸力学医学课件
吸入氧气
二氧化碳是人体代谢的废物，需要通过呼吸系统排出。
排出二氧化碳
呼吸系统可以通过控制吸入空气的温度和湿度，维持人体的正常生理功能。
调节温度和湿度
呼吸系统中的鼻腔、喉和气管具有过滤和排除空气中的有害物质的功能。
过滤空气中的有害物质
氧气交换
在肺泡中，氧气与血红蛋白结合，通过血液输送至全身各个组织和器官。同时，二氧化碳从组织和器官通过血液传送到肺泡，随后被呼出体外。
02
呼吸系统的基本结构
包括鼻前庭、鼻腔和鼻后腔，主要作用是过滤、加湿和调温吸入的空气，以及嗅觉。
鼻腔
喉
气管和支气管
肺
连接鼻腔和气管，具有保护声带、调节呼吸和吞咽的功能。
主要负责将吸入的空气输送到肺部，同时排除二氧化碳。
是呼吸系统的主要部分，具有气体交换的功能。
呼吸系统的功能
呼吸系统的首要功能，保证人体组阻力而消耗的能量，等于肺通气时呼吸肌收缩或舒张所做的机械功。呼吸功是反映呼吸机能的指标之一。
氧耗量
指每分钟吸入肺泡的新鲜空气中所含的氧气量，是衡量机体耗氧量的指标之一。正常情况下，氧耗量与通气量呈线性关系。
呼吸功与氧耗量
呼吸力学的测量与评估方法
04
1
呼吸监测的仪器与设备
呼吸力学的历史与发展
呼吸力学在临床医学中具有广泛的应用价值，如肺部疾病的诊断与治疗、机械通气辅助治疗、氧合器设计等。
此外，呼吸力学在生物工程、航空航天、环境科学等领域也有着广泛的应用，如生物工程中的肺模型研究、航空航天中的气压调节和环境科学中的空气污染研究等。
呼吸力学的应用领域
呼吸系统的结构与功能
在急性呼吸衰竭或慢性呼吸衰竭加重时，可采用机械通气辅助呼吸。
呼吸力学的各个参数△p
呼吸力学的各个参数△p
呼吸力学是指通过测量压力和流速来表达肺功能的一门学科。
以下是与呼吸力学的参数△p相关的内容：
在物理学中，阻力=压力梯度/流速。
将这一公式运用到呼吸系统中，吸气阻力Rrs=气道开口和肺泡之间的压差/吸气流速Vi。
因此， Pres=Rrs×Vi。
顺应性是压力变化引起的容积变化。
在呼吸过程中，呼吸系统的静态弹性（Ers）为静态（无气流速）条件下从吸气到呼吸末的肺泡压力变化（驱动压，△p）和潮气量（Vt）比值。
因此，Pel=Ers×Vt。
静态顺应性Crs是静态弹性（E）的倒数，Pel=Vt/Crs。
呼吸力学的参数△p是衡量呼吸系统功能的重要指标，它对于评估肺部疾病的严重程度和治疗效果具有重要意义。
在临床实践中，医生可以根据患者的具体情况，结合多种参数进行综合评估，以制定最佳的治疗方案。
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。
呼吸力学和呼吸机波形和其临床意义
总动态顺应性是在主动吸气时测出。 它们反应容量—压力关系旳两项指标，根据流速-时间曲线、压力-时间曲线和压力-容量环也能够评估病人旳顺应性。
“管道特征”
R =
D P
D F
气道阻力
压力差 = 流速 x 管道阻力
压力差 = 流速 x 阻力
dP = Q x R
R =
8 L (visc.)
容量控制通气（PCV）
Guaranteed tidal volume, not affected by the changes in pulmonary mechanics
What is measured?
压力Pressure 时间Time 流速Flow (dV /dt ) 容量Volume (calculated)
三向弹簧
胸腔内压
气管压
近气道压
胸膜压
肺泡压
自主吸气
容量变化
气流
压力变化
机械通气
压力变化
容量变化
气流
吸气
机械通气
自主呼吸
Pressure
Time
肺泡内压力变化
术语: Flow and Volume
分钟通气量 = 潮气量 x 送气频率
Pressure
Flow
Time
潮气量
Volume
Expir.
Insp.
Expir.
压力-时间曲线
波形各段意义
A/ 触发: 病人 (assisted) 呼吸机 (controlled) B/ 限制: 流速 压力 C/ 切换: 容量 时间
A
B
C
切换与限制
Cycled
Pressure
Time
呼吸力学的运动方程解读
呼吸力学的运动方程解读呼吸力学的运动方程主要描述了呼吸过程中气道压力、气流速率、肺容量和肺顺应性之间的关系。
恒定流速（方波或称矩形波），设置吸气末暂停的容控的压力时间曲线能够让我们理解这些力学概念。
这对于优化机械通气参数、改善患者肺功能以及防止通气相关的损伤至关重要。
一、呼吸力学的基础概念呼吸是通过产生压力差来驱动气流的过程。
在自然呼吸时，膈肌和肋间肌的收缩和松弛导致胸腔容积的变化，从而引发肺内外压力的变化，进而产生气流。
在机械通气过程中，呼吸机通过外部压力推动气体进入肺部，形成呼吸周期。
呼吸力学的运动方程反映了在吸气和呼气期间，气道压力、气流、潮气量以及与气道阻力和肺顺应性的关系。
基本的呼吸力学方程如下：Paw = (R×V) +(VT/C)+ PEEP该方程虽然是包含了几个呼吸力学量，但主要是用P-t图中进行解释说明。
图中各点解释：A点：这是呼吸周期的起始点。
此时，气道压力为基础的PEEP值，气道中没有气流，肺内没有气体积累。
PEEP的作用是防止肺泡完全塌陷，从而保持一定的肺容积。
B点：在吸气的开始，随着气体进入肺部，气道内的压力逐渐上升，气流开始增加。
这一阶段称为“流动相”或“流量相”。
此时，气道压力主要由气流通过气道阻力（R）引起的压力梯度决定。
C点：这是气道内压力的最高点，称为峰值压力（Peak Pressure）。
在机械通气时，这个点代表气体最大流速时气道内的压力峰值。
峰值压力由气道阻力（R）和肺顺应性共同决定。
D点：设定吸气暂停后，气流减慢直至停止，气道压力开始下降，进入“平台相”。
平台压力（Plateau Pressure）是反映肺顺应性的一个重要指标，不受气道阻力的影响。
E点：平台压力的结束点，气流完全停止，气道内的压力处于相对平稳状态，此时可以准确反映肺顺应性。
压力的计算可以通过容积/肺顺应性来估算，即VT/C。
F点：呼气相结束，气道压力回到PEEP水平，准备下一次呼吸周期的开始。
呼吸力学
呼吸力学及监测与呼吸相关的力学概念•力–物体之间的相互作用–使物体获得加速度和发生变形•功–力使物体沿力的方向通过一段距离•动力–导致作功的力•阻力–阻碍物体运动的力基础:运动方程示意图M:有一定质量物体. F:使M向前移动的力.K:牵拉M的弹簧,因弹性回缩力而产生的阻力称弹性阻力. R:M移动时与表面摩擦而产生的摩擦阻力称粘性阻力. 物体移动和加速时尚有惯性阻力(在呼吸阻力中可忽略不计). F=F弹+F摩+F惯呼吸系统: F相当于吸气用力. M+K=胸廓-肺,它的位移距离是肺容积变化(ΔV).位移速度即气体流量(V’),弹性阻力K以顺应性倒数表示(1/C). 气体流经气道的摩擦力是气道阻力(R), 呼吸运动方程:气体流动靠压力差推动. P=P摩+P弹, Paw=R×V’ + 1/C×ΔV.正常呼吸时的力•吸气相–动力•吸气肌收缩–阻力•弹性回缩力（R弹）•气体与气体、气体与气道摩擦（R气道）•呼气相–动力•弹性回缩力–阻力•R气道被忽略的阻力：惯性阻力、粘滞阻力呼吸系统:气道和肺泡的阻力气道粘性阻力（Rrs)肺泡弹性阻力(Ers)肺通气的阻力肺通气的动力是气体流速流经气道和进入肺泡所需要克服粘性阻力和弹性阻力所产生的压力.非弹性阻力，包括气道阻力，惯性阻力和组织的粘性阻力，占总阻力的30%.弹性阻力（肺和胸廓的弹性阻力），占总阻力的70%,是平静呼吸时主要阻力.1.弹性阻力和顺应性: 弹性组织在外力作用而变形时，有对抗变形和弹性回缩的倾向，为弹性阻力. 以顺应性（compliance）来测量弹性阻力。
顺应性是指在外力作用下弹性组织的可扩张性.2. 弹性阻力(R)可用顺应性(C)的倒数来表示：通常以单位压力变化引起的容积变化来表示气道阻力阻力•R = P / flowPin PoutflowR吸气阻力PIPPplat层流和湍流气道对气体流速(量)所存在的阻力,(cmH 2O/L/S)呼吸机输送气体到肺泡所须的压力,以克服此阻力.阻力决定于气道的长度、内径、分叉和内壁情况,及气体流速的形态.形态呈层流即阻力低. 湍流产生漩涡而阻力高.阻力尚决定于流速大小呈正相关.层流↑湍流↑•Hagen-Poiseuille定律∆P = flow x 8μl/πr4层流•Venturi定律∆P = flow2x Kρl/πr2湍流层流R = ∆P / flow = 8μl/πr4•新生儿30 -50 mmHg/L/sec •婴儿20 -30 mmHg/L/sec •儿童20 mmHg/L/sec •成人 2 - 4 mmHg/L/sec非弹性阻力气道阻力:气体流经呼吸道时气体分子间和气体与气道壁之间的摩擦力。
呼吸力学医学课件
2023-11-12
目 录
• 呼吸力学概述 • 呼吸系统解剖与生理 • 呼吸力学的基本原理 • 呼吸障碍与疾病 • 呼吸力学诊断与治疗 • 呼吸力学研究的前沿与展望
01
呼吸力学概述
呼吸力学的定义
呼吸力学是研究呼吸系统力学特性的科学，主要涉及呼吸运动的力学机制、气体交 换的过程以及呼吸系统各部分之间的相互作用。
观察肺部结构和病变情况，提供病因诊断的线索。
血气分析
测定血液中氧气和二氧化碳的含量，评估通气和氧合功能。
呼吸治疗的方法
药物治疗
根据病因选择相应的药物，如 抗生素、支气管扩张剂、糖皮
质激素等。
物理治疗
包括体位引流、胸部叩击、雾化吸 入等，以改善通气和促进排痰。
氧疗
对于低氧血症患者，采用不同方式 进行吸氧，如鼻导管、面罩等。
调节呼吸频率和深度
通过控制呼吸频率和深度来维持身体内环境稳定。
清除呼吸道中的异物
通过咳嗽和黏液纤毛运送等方式清除呼吸道中的异物，保持呼吸道 通畅。
呼吸系统的神经调节
自主神经系统
包括交感神经和副交感神经，负责调节呼吸频率、深度和潮 气量等。
躯体神经系统
负责感知和调节呼吸道和肺部的物理和化学刺激，以及参与 咳嗽、打喷嚏等反射活动。
呼吸力学研究的挑战
呼吸力学研究仍存在一些挑战， 如肺部疾病的复杂性和个体差异 性，以及实验数据的获取和分析
等。
肺部疾病的复杂性和个体差异性 增加了呼吸力学研究的难度，需
要更加深入的研究和探索。
实验数据的获取和分析是呼吸力 学研究的重要环节，但实验数据 的误差和不确定性也给研究带来
了挑战。
呼吸力学研究的未来发展方向
呼吸力学PPT课件
• 对临床所测呼吸系统顺应性的影响
PEEPi的监测方法:间接观察
•
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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
压力控制通气时潮气量或每分通气量下降
容量控制通气时气道压力升高
胸片显示局部肺过度充气
PEEPi的监测方法:直接测量
•
•
2.肺泡内压
其大小决定于胸膜腔内压与肺向内收缩的压力之
差
机械通气时，肺泡内压直接受吸气压力影响，故
要注意避免通气压力过高而造成的肺损伤及对循
环功能的影响。
呼吸系统的压力梯度
3.气道内压
吸气或呼气末，气流停止时，从肺泡到口鼻，
气道内各处压力相等，吸气时，从口鼻到肺泡的
压力递减，呼气时则递增。呼吸运动中，气道内
–
鼻和声门占R气道的75%
–
小气道占R气道的10%
峰压力-平台压
机械通气时
————
气体流量
R气道=
气道阻力(Raw)
•
Hagen-Poiseuille(哈根-泊肃叶定律）
8ηl
Raw=——
πr4
（η为流体黏度；r为管的半径；l为管道长度）
气道直径是影响阻力的重要因素。
呼吸道阻力的正常值在成人：1-3cmH2O/L/S.发生于直
R气道↑
压力
容量
容量
正常
压力
C↓
压力
机械通气时呼吸力学指标的监测
及临床应用
•
呼吸力学监测的三
Flow(L/min)
呼吸力学ppt课件
.
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
肺黏性阻力
气
肺通气阻总阻力=肺弹性阻力+黏胸性廓阻力弹性阻气道力黏性+阻气力 道阻力
力
胸廓黏性阻力
非弹性阻力
.
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
•顺应性的变化对 气道峰压和平台 压都产生相同影 响台压的增加
–Ppeak- Pplat = Flow x Resistance –用于克服气道阻力
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
• 静态顺应性（Cst）：指在压力和容量改变静止瞬间
气道阻力
弹性阻力+PEEPi
.
机械通气的灵魂---运动方程
• 机械通气的主要目的是通过提供一定的驱动压以 克服呼吸系统的阻力和呼吸机管路的阻力，把一 定潮气量的气源按一定频率送入患者肺内。
• 这种压力和容积变化的关系可表达为运动方程 P=PEEPi+VT/Crs+F×R+I×dV/dt
(医学课件)呼吸力学测定
详细描述
潮气量与呼吸频率共同决定了肺通气量，是判断肺功能的基本指标之一。潮气量的大小受到多种因素的影响，如 年龄、性别、身高、体重等。一般来说，成年人的潮气量为500-600毫升，儿童和老年人的潮气量会相对较小。
肺活量
总结词
肺活量是指尽力吸气后缓慢而又完全呼 出的最大气量，是呼吸力学测定中的基 本参数之一。
VS
详细描述
肺活量是反映肺部健康状况的重要指标之 一，可以反映肺部通气功能和胸廓的完整 性。正常成年人的肺活量为3000-4000毫 升，肺活量的大小受到多种因素的影响， 如年龄、性别、身高、体重等。
最大呼气量
总结词
最大呼气量是指尽力呼气时所能呼出的最大 气体量，是呼吸力学测定中的重要参数之一 。
05
呼吸力学测定的优势与局限性
优势
定量评估呼吸功能
呼吸力学测定可以提供关于呼吸功能的 定量数据，有助于准确评估患者的呼吸
状态。
监测病情变化
呼吸力学测定可以动态监测患者病情 的变化，有助于及时发现并处理潜在
的问题。
指导治疗
通过呼吸力学测定，医生可以了解患 者的呼吸力学特征，从而制定更为精 准的治疗方案。
疗效评估
治疗一段时间后，再次进行呼吸力学测定可以评估治疗效果，判断治疗 是否有效。
监测机械通气患者的呼吸功能
机械通气
对于一些严重肺部疾病或呼吸衰竭的患者，可能需要 使用机械通气来辅助呼吸。通过呼吸力学测定可以监 测患者的呼吸功能，判断机械通气是否有效。
调整机械通气参数
根据呼吸力学测定结果，可以调整机械通气的参数， 如潮气量、呼吸频率、吸氧浓度等，以更好地满足患 者的需求。
《呼吸力学》课件
根据患者病情和通气需求，选择合适 的机械通气模式和参数，确保患者安 全和舒适。
睡眠呼吸暂停综合征的诊断与治疗
诊断
通过睡眠监测和相关症状，判断是否存在睡眠呼吸暂停综合征。
治疗
根据患者病情，采取不同的治疗措施，如改变睡姿、减肥、口腔矫治器等，严重者需进行手术治疗。
05
呼吸力学的研究进展与展望
呼吸力学的研究进展
1 2
呼吸力学的起源
呼吸力学作为一门学科，起源于20世纪初，随着 医学和生理学的发展，人们开始对呼吸过程进行 深入研究。
早期研究
在早期，研究者主要关注呼吸的生理机制和肺部 的气流动力学，为后来的研究奠定了基础。
3
近年来的突破
近年来，随着技术的进步，呼吸力学的研究取得 了重大突破，如无创通气技术、肺功能检测等。
详细描述
呼吸力学主要研究呼吸系统的气体流动、压力变化、气体交换等机制，涉及到生理学、流体力学、生物力学等多 个学科领域。它以理论分析为基础，通过数学模型和实验手段深入探究呼吸过程的内在机制，为医学研究和临床 治疗提供重要的理论支持和实践指导。
呼吸力学在医学中的重要性
总结词
呼吸力学在医学中具有重要的应用价值，对于呼吸系统疾病的诊断、治疗和预防具有重 要意义。
《呼吸力学》PPT课 件
• 呼吸力学概述 • 呼吸系统的组成与功能 • 呼吸力学的基本原理 • 呼吸力学在临床中的应用 • 呼吸力学的研究进展与展望
目录
01
呼吸力学概述
呼吸力学的定义与特点
总结词
呼吸力学是一门研究呼吸过程中气体流动和压力变化的学科，具有涉及领域广泛、理论性强、实践应用价值高等 特点。
并将二氧化碳排出体外。
呼吸系统的功能
(医学课件)呼吸力学测定
THANKS
谢谢您的观看
05
呼吸力学测定的未来展望
呼吸力学测定的研究热点和发展趋势
新型传感器与检测技术
随着科技的不断发展，新型传感器和检测技术将不断应用于呼吸力学测定领 域。例如，纳米技术和生物传感器等高灵敏度、低成本、易于携带的技术将 逐渐受到关注。
呼吸康复与训练
未来，呼吸力学测定不仅需要监测患者的呼吸状态，还将需要为患者提供个 性化的呼吸康复和训练方案。这需要对呼吸生理和病理机制有更深入的理解 ，并开发出针对性的评估和治疗方案。
呼吸力学测定的学科交叉与融合
生物医学工程
呼吸力学测定与生物医学工程紧密相关。 该领域的技术发展将为呼吸力学测定提供 新的工具和方法。例如，生物材料、纳米 技术、人工智能等领域的最新研究成果将 为呼吸力学测定提供新的思路和解决方案 。
VS
生理学和医学
呼吸力学测定需要深入理解和应用生理学 和医学的基本原理和方法。同时，这些原 理和方法也将为呼吸力学测定提供理论支 持和技术指导。例如，生理学中的气体交 换原理、医学中的影像学检查技术等将对 呼吸力学测定产生重要影响。
热敏式传感器法
热敏式传感器法是一种常用的呼吸力学测定技术，其原理是利用热敏传感器测量气体的温度变化，从而推算出气体流量。 该方法具有测量精度高、稳定性好、响应速度快等优点。
声波法
声波法是一种新型的呼吸力学测定技术，其原理是利用声波在气体中传播的特性，测量声波传播时间和气体流量之间的关 系，从而推算出气体流量。该方法具有测量精度高、稳定性好、操作简单等优点。
经验和技能。
操作安全性
呼吸力学测定过程中，需要保 证操作的安全性，避免因操作 不当导致的意外事故或危险情
况。
操作便捷性
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
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。
呼吸力学测定
关系需要更加深入的研究。
未来需要加强多学科协作，推动呼吸力学测定与其他领域的交
03
叉融合，为临床医疗提供更多创新性的解决方案。
对未来的建议
建议加强对于呼吸力学测定技术的培训和普及 ，提高临床医生和技术人员的使用水平。
建议在未来的研究中注重研究多因素对呼吸力 学的影响，包括年龄、性别、体位、情绪等。
03
呼吸力学测定的技术和仪器
呼吸力学测定的技术
直接测定法
通过直接测量气体压力、流量、容积等参数，计算呼吸力学指标，如闭合容积、 最大通气量等。
间接测定法
通过测量人体呼出气体中的某些成分，如二氧化碳分压、氧气分压等，推算出呼 吸力学指标，如肺泡通气量、弥散功能等。
呼吸力学测定的仪器
肺量计
01
用于测量肺活量、潮气量等指标，一般由传感器和记录仪组成
2
呼吸力学测定可以评估呼吸肌的力学性质、呼 吸系统顺应性和气道阻力等，从而为临床诊断 提供依据。
3
呼吸力学测定还可以用于评估机械通气效果和 呼吸机设置的合理性。
研究展望
01
呼吸力学测定技术仍有待进一步发展和完善，ห้องสมุดไป่ตู้其是在测量准 确性和操作简便性方面需要提高。
02
对于呼吸系统疾病患者的病理生理机制和呼吸力学测定之间的
呼吸力学测定在呼吸系统疾病诊断、治疗和基础研究中具有 重要意义，有助于了解呼吸系统的生理和病理状态。
测定目的
了解呼吸系统的生理状态和功能状况。 评估治疗措施的有效性和安全性。
判断呼吸系统疾病的类型、程度和进展。 研究呼吸系统的生物力学和生理学机制。
测定方法
电阻抗成像技术
计算机辅助呼吸监测
利用电流在人体组织中的传导特性，根据不 同电阻抗分布成像，反映呼吸过程中肺部气 体分布和气流特征。
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。
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应用阻断法的注意事项
消除自主呼吸的影响
定容控制通气：流速与潮气量恒定
阻断时间足够长 所测量值为平均值
VT=340，RR=15，FLOW=30，PEEPe=5
气道阻力的计算
PIP - Pplat = Flow x Resistance
R = (PIP-Pplat)/Flow
=(37.2-20.0)/0.5 =34.4cmH2O/L/S
顺应性的计算
Pplat=Volume/Compliance+PEEPtotal
C=VT/(Pplat-PEEPtotal)
=340/(20.0-10.7) =36.6ml/cmH2O
MDI+Spacer雾化吸入万托林400ug
雾化吸入疗效
PEEPe对气道阻力及顺应性的影响
PEEPe影响PEEPi，从而影响肺容积
与人工气道有关
与气道有关
气道痉挛，分泌物增加
肥胖，腹胀 动态肺充气
呼气末肺充气状态
静息平衡位（resting equilibrium position）
功能残气量（functional residual capacity，FRC） 肺泡压=大气压
肺过度充气：呼气末肺容积（EELV）超过FRC
静态肺过度充气：恒定外力作用，如PEEPe （static pulmonary hyperinflation，SPH） 肺泡压=PEEPe
正常值：100 ml / cmH 2O 容积依赖性：比顺应性（specific）
动态顺应性（static）=△V/P1 静态顺应性（dynamic）=△V/P2
P2
P1
监测气道阻力的肺顺应性临床意义
气道阻力增加 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 管腔狭小，扭曲，痰痴形成 脊柱侧弯或其他胸壁畸形
呼吸力学监测：从运动方程开始
Hong Luo,MD,PhD Department of Respiratory Medicine The Second Xiangya Hospital，Central South University Changsha，Hunan,410011,China Tel:+86-731-852956104 Email:luohong1003@
呼吸系统的阻力
气道阻力的影响因素
RAW 8l /(r )
4
流速依赖性
容积依赖性：吸气/呼气相，ARDS
呼吸系统的阻力
弹性阻力（elastic resistance）
弹性纤维与胶原纤维，占1/3 肺泡表面张力，占2/3
顺应性（compliance）
弹性组织在外力作用下的可扩展性：
C V / P(ml / cmH2O)
PIP=Flow x R + VT/C + PEEPtotal
定容通气（流速恒定）：气道压变化
气道阻力、弹性阻力和PEEPtotal
定压通气（流速可变）：潮气量变化
气道阻力、弹性阻力和PEEPtotal
通气模式：PAV,
ASV,
PRVC,.....
PIP与Pplat的意义
PIP=Flow x R + VT/C + PEEPtota 克服气道阻力、弹性阻力和PEEPtotal Pplat=VT/C + PEEPtotal 克服弹性阻力和PEEPtotal PIP - Pplat = Flow x R
气道阻力具有容积依赖性
顺应性具有容积依赖性
与病种相关：气道阻塞疾病，ARDS
PEEPi与PEEPe：瀑布学说
PEEPe的对PEEPi的影响
PEEPe对COPD呼吸力学的影响
PEEPe对COPD呼吸力学的影响
PEEPe对COPD呼吸力学的影响
低于80%PEEPi的PEEPe：无明显影响 高于80%PEEPi的PEEPe：
PEEPe影响Βιβλιοθήκη EEPi，从而影响肺容积对气道阻力与顺应性产生影响
呼吸力学测量的可比性
前后PEEPe水平相同
将PEEPe统一设置为0
小结：呼吸力学监测
运动方程式基础
阻断法不适用于有自主呼吸的患者
采用定容通气 PEEPe对呼吸力学测量产生显著影响
谢谢
增加肺容积
减少气道阻力
降低静态顺应性
PEEPe对ARDS呼吸力学的影响
PEEPe使部分肺泡复张
增加肺容积：改善顺应性，降低气道阻力 使通气位于P-V曲线不同部位：具有不同顺应性
PEEPe对ARDS呼吸力学的影响
不同患者对PEEPe反应不同 不同肺区对PEEPe的反应不一致
PEEPe对呼吸力学的影响
如何评价患者气道和肺部病变的严重程度？患者 的呼吸动力如何？如何设置潮气量、通气频率、 吸呼比、PEEP ……？如何实施肺复张？多高的 平台压对这个患者是安全的？患者发生气压伤的 风险有多大？发生气胸时如何设置通气参数？是 否需要打掉患者的自主呼吸？气道的高压报警如 何处理？严重CO2潴留如何处理？严重低氧血症 如何处理？人机对抗如何处理？肥胖患者的通气 参数设置有何特殊？如何准确读取血流动指标？
呼吸系统的力学特征
动力：中枢（P0.1），外周（肌力，耐力）
阻力：粘性阻力，弹性阻力，惯性阻力
肺充气状态：DPH/PEEPi
呼吸系统的阻力
粘性阻力（resistive resistance）
气道阻力：人体气道+人工气道
RAW
单位：cmH
2
P V
正常值1~3
O/L/S
cmH 2O / L / S
动态肺过度充气：呼气不完全
（dynamic pulmonary hyperinflation，DPH） 肺泡压=内源性呼气末正压（PEEPi）
呼吸系统力学模型
Resistance
Elastance/Compliance PEEPtotal
PEEPtotal为呼气末肺泡压力，由PEEPi及PEEPe共同决定
气道阻力和顺应性的计算
PIP - Pplat = Flow x R R=(PIP - Pplat)/Flow Pplat = VT/C + PEEPtotal C = VT/(Pplat - PEEPtotal)
Pplat和PEEPtotal的测量
吸气末阻断法（inspiration hold） 呼气末阻断法（expiration hold）
呼吸力学（respiratory mechanics）
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（respiratory mechanics）
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
学习呼吸力学的意义
运动方程（equation of motion）
Paw
p1=Flow x Resistance
P2=Volume/Compliance P3=PEEPtotal
Paw=Flow x Resistance+Volume/Compliance+PEEPtotal
运动方程（equation of motion）