醫(yī)藥衛(wèi)生呼吸力學監(jiān)測在重癥監(jiān)護中的應用

1、呼吸力學監(jiān)測的重要性 1疾病嚴重程度的評價 2病變的定位 3病理生理學機制的探討 4判斷治療后的反應 5臨床監(jiān)測：ICU和麻醉（指導呼吸機應用） 6. 新的通氣模式的研發(fā) 機械通氣中呼吸力學監(jiān)測的基本參數(shù) 基本參數(shù)：壓力、流量、容量、肌電活動等 計算指標：順應性、阻力、做功、中樞驅(qū)動、 中樞通氣耦聯(lián)等 機械通氣：模式和參數(shù)的選擇、人機同步、 呼吸努力評估等 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 基本參數(shù)測定方法回顧 機械通氣中的呼吸力學監(jiān)測 呼吸動力學指導機械通氣策略和新的通氣 模式的研究 呼吸肌功能測定方法回顧呼吸肌功能測定方法回顧 l最大吸氣壓最大吸氣壓, 呼氣壓。呼氣壓。 l膈肌收縮功能膈肌收縮功能 跨膈壓

2、 附加吸氣阻力(跨膈壓, 膈肌耐受時間) 運動膈肌功能 膈肌肌電圖(EMG)頻譜分析 膈神經(jīng)電刺激法 l胸鎖乳突肌胸鎖乳突肌, 肋間肌功能測定。肋間肌功能測定。 避免主觀努力， 更加適用于機械通氣 或麻醉的病人， 更加客觀準確 膈神經(jīng)刺激法：非用力依賴的測定 臨床上最客觀準確的，可行的膈肌功能評價方法 電刺激膈神經(jīng) 磁波刺激膈神經(jīng) 表面電極和膈肌動作電位 9 24 -20 0 20 pga pes pdi Pressure Time 10 1 0 5 10 15 20 25 30 reduction rate:56.8 20.5% the change of Pdi(t) before and

3、 after the administration of muscle relaxant 22.9 7.6 8.7 3.1 21.4 5.0 recover after Pdi(t) (cmH2O) before 磁波刺激膈神經(jīng)誘發(fā)的跨膈壓監(jiān)控肌松劑 的作用和恢復 膈肌力量的無創(chuàng)測定 傳統(tǒng)的檢測：食道、胃囊管 （昏迷和無法配合的病人放置有困難） 無創(chuàng)測定：膈神經(jīng)刺激誘發(fā)的口腔/氣道壓 肌音圖 （方便臨床應用） 跨膈壓胃內(nèi)壓食道壓 食道壓變化口腔壓的變化 （氣道阻斷狀態(tài)） 12 Watson AC et al, Crit Care Med 2001; 29:13251331 磁波刺激膈神經(jīng)誘發(fā)氣

4、道內(nèi)壓與跨膈壓的關(guān)系 R=0.93 R=0.78 051015202530354045 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Pdi(t)mag與 Ptra(t)mag的 回 歸曲 線 Pdi(t)mag=1.423+0.886*Ptra(t)mag r=0.802 (cmH2O) (cmH2O) Pdi(t)mag Ptra(t)mag 磁波刺激誘發(fā)氣道內(nèi)壓 磁 波 刺 激 誘 發(fā) 的 跨 膈 壓 膈神經(jīng)刺激誘發(fā)氣道/口腔壓測定 簡單易用，無需病人的努力 總體來說，有一定的相關(guān)性，但存在 個體間的變異 在ICU平臥病人中的影響因素有待進 一步探討 高高級級中中樞樞呼呼吸吸中

5、中樞樞O2CO2 外外周周神神經(jīng)經(jīng)肌肌腱腱及及肌肌梭梭 張張力力變變化化 神神經(jīng)經(jīng)肌肌肉肉接接頭頭 呼呼吸吸肌肌細細胞胞膜膜 通通過過血血氣氣變變化化 肌肌纖纖維維間間接接反反饋饋 收收縮縮 維維持持恒恒定定張張力力呼呼吸吸運運動動 胸胸膜膜腔腔壓壓力力變變化化 肺肺容容積積變變化化 呼呼吸吸肌肌肉肉功功能能在在呼呼吸吸環(huán)環(huán)鏈鏈中中的的地地位位 呼吸中樞調(diào)節(jié)和呼吸動力學在呼吸過程中的地位 常規(guī)肺功能 呼吸調(diào)節(jié) 呼吸動力學 評價呼吸中樞驅(qū)動的方法評價呼吸中樞驅(qū)動的方法 n間接指標： 通氣量和呼吸方式 n壓力和流量指標： 氣道閉合壓 平均吸氣流速 n高層面的指標 膈肌肌電圖 神經(jīng)放電（人體內(nèi)無法

6、實現(xiàn)） 17 A B C D E 近來新電極早期 食道電極記錄膈肌肌電技術(shù)的進步 Luo et al, Eur. Respir. J.1999, 13: 385-390. Luo et al, Thorax; 1999; 54: 765-770. Luo et al , Am J Respir Crit Care Med 1999. 160; 1629-1634 EMG(uV) 分鐘通氣量 (L / Min) 0 20 40 60 80 100 120 0204060 R=0.97 Luo et al. J Appl Physiol. 2001;90:1691-1699 正常人CO 2 重呼吸

7、時膈肌肌電與分鐘通氣量的關(guān)系 U基本參數(shù)測定方法回顧 U機械通氣中的呼吸力學監(jiān)測 U呼吸動力學指導機械通氣策略和新的通氣 模式的研究 機械通氣過程中的機械通氣過程中的呼吸力學呼吸力學監(jiān)測監(jiān)測 通氣參數(shù)：潮氣量、流量、通氣參數(shù)：潮氣量、流量、 流量容積曲線等流量容積曲線等 氣道壓：峰壓、吸氣末壓力、呼氣末壓氣道壓：峰壓、吸氣末壓力、呼氣末壓 平均氣道內(nèi)壓平均氣道內(nèi)壓 氣道阻力氣道阻力 壓力容積曲線和順應性壓力容積曲線和順應性 肺動態(tài)過渡充氣和內(nèi)源性肺動態(tài)過渡充氣和內(nèi)源性PEEP(PEEPi) 病人的呼吸努力和呼吸做功與肌肉功能儲備病人的呼吸努力和呼吸做功與肌肉功能儲備 中樞驅(qū)動和中樞通氣耦聯(lián)中樞

8、驅(qū)動和中樞通氣耦聯(lián) 呼吸流量容積曲線 （Flow -Volume Curve） 流量容積曲線的監(jiān)測 了解肺功能的情況 判斷肺功能損害的性質(zhì) 判斷呼氣流量受限 判斷治療的效果 24 呼氣相氣道內(nèi)負壓技術(shù)判斷呼氣流量受限 完全肌肉松弛：經(jīng)呼吸系統(tǒng)壓力完全肌肉松弛：經(jīng)呼吸系統(tǒng)壓力 容量控制模式：反映氣道阻容量控制模式：反映氣道阻 力和呼吸系統(tǒng)順應性，與氣壓力和呼吸系統(tǒng)順應性，與氣壓 傷相關(guān)傷相關(guān) 受影響因素：受影響因素：通氣模式，參數(shù)調(diào)通氣模式，參數(shù)調(diào) 節(jié)、人機同步、自主呼吸努力節(jié)、人機同步、自主呼吸努力 等等 峰壓 平臺壓 時間 氣道壓 容量控制通氣 時間 時間 流量 氣道壓力 氣道壓力監(jiān)測 壓力

9、容積曲線的監(jiān)測壓力容積曲線的監(jiān)測 完全鎮(zhèn)靜狀態(tài)下：反映順應性完全鎮(zhèn)靜狀態(tài)下：反映順應性 曲線的形狀：反映曲線的形狀：反映/指導參數(shù)設(shè)定指導參數(shù)設(shè)定 患者吸氣努力、不同的通氣模式對患者吸氣努力、不同的通氣模式對P-V曲曲 線有顯著的影響線有顯著的影響 呼氣末呼吸系統(tǒng)壓力與設(shè)定的呼氣末呼吸系統(tǒng)壓力與設(shè)定的PEEP的差值的差值 肺動態(tài)過渡充氣（肺動態(tài)過渡充氣（DHI)的表現(xiàn)的表現(xiàn) 多種因素影響多種因素影響PEEPi ：呼氣時間常數(shù)、呼氣時間、呼氣時間常數(shù)、呼氣時間、 潮氣量、潮氣量、PEEP等等 30 PEEPi的測定方法 呼氣末氣道阻斷法：氣流中斷5秒以上 食道囊管法測定 Campbell 圖 箭

10、頭所示為氣道開始阻斷，阻斷時間維持箭頭所示為氣道開始阻斷，阻斷時間維持5s以上，以上，Paw 顯示一壓力平臺，該平臺壓即顯示一壓力平臺，該平臺壓即PEEPi,stat 01 02 03 0 -1 0 -5 0 5 P e s Pressure(cmH2O) Flow(L/s) P E E P i,s ta t= 1 0 .1 2 c m H 2 O Pressure(cmH2O) T im e (s ) -2 -1 0 1 2 F lo w 0 1 0 2 0 3 0 P a w 面積面積ABCDFA代表代表PTP-PEEPi；面積面積FDEF代表代表 PTP-VT；面積面積ABFA代表代表P

11、TPtrig。 PEEPi,dyn 、 Ti-lag 、PTP 計算方法計算方法 WPEEPi 網(wǎng) 格 長 方 形 面 積 -30-20-1001020 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 Ccw CL Volume Peso 34 機械通氣中病人吸氣努力的評估 35 病人呼吸努力評估的方法病人呼吸努力評估的方法 l臨床觀察臨床觀察 l呼吸機氣道壓力等參數(shù)呼吸機氣道壓力等參數(shù) l胸膜腔（食道）壓力變化和呼吸做功胸膜腔（食道）壓力變化和呼吸做功 l呼吸肌肉的肌電活動呼吸肌肉的肌電活動 FBY 033 John J. Marini, R. Mi

12、chael Rodriguez, and Virnita Lamb Am Rev Respir Dis 1986: 134: 902-909 Volume Airway Pressure Subject Work Control Assist Machine Work Machine Work InspirationExpiration Control Assist 呼吸努力變化時氣道壓力的變化呼吸努力變化時氣道壓力的變化 024681012 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 Peso(cmH2O) 024681012 0 5 10 15 20 25 P S V

13、20c m H 2O P S V 16C M H 2O S B Pao(cmH2O) 024681012 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 Flow(L/sec) 024681012 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 圖容 量和量P S V 的 壓 力 、流 T im e(second) Volume(L) -202468101214 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 -202468101214 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 PS V 12cm H

14、 2O -202468101214 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 -202468101214 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 -202468101214 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 024681012 0 5 10 15 20 25 024681012 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 024681012 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 024681012 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16

15、024681012 0 5 10 15 20 25 024681012 -1 0 1 2 024681012 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 自主呼吸自主呼吸PSV12cmH2OPSV16cmH2O PSV20cmH2O PaoPesoFlowVolume 食道壓評估吸氣努力 - 1 5- 1 0- 5051 01 5 - 0 . 2 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 功 圖呼吸 做 P S V R E S T P S V 1 2 c mH 2 O P S V 1 6 c mH 2 O P S V 2 0 c mH 2 O Volume(L) P

16、e s o ( c mH 2 O ) - 1 5- 1 0- 5051 01 5 - 0 . 2 0 . 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 . 0 P A V R E S T P A V 4 0 % P A V 5 0 % P A V 6 0 % Pao(t)+PmusPao(t)+Pmus=PE+Ers=PE+ErsV(t)V(t)+Rrs+RrsV V(t) vErsErs：彈性（順應性的倒數(shù)）彈性（順應性的倒數(shù)） vRrsRrs：阻力阻力 vPaoPao：氣道開口壓氣道開口壓 Pmus:Pmus:吸氣肌肉產(chǎn)生的壓力吸氣肌肉產(chǎn)生的壓力 vPEPE： 呼氣末壓力呼氣末壓

17、力 vV V： 容積容積 vV V： 流量流量 充分麻醉鎮(zhèn)靜充分麻醉鎮(zhèn)靜(肌松肌松)時時: Pmus=0 完全自主呼吸時完全自主呼吸時: Pao=0 PSVPSV水平分別為水平分別為5 5和和2020cmH2OcmH2O時的氣道壓力（時的氣道壓力（PawPaw）、）、流量流量 ( (flow)flow)、容積容積( (volume)volume)、食道壓力食道壓力( (Peso)Peso)和和PmusePmuse波形波形 中樞通氣耦聯(lián)的評價 實現(xiàn)單位通氣量所相應的中樞驅(qū)動 通常用：VE/RMS(EMGdi) 43 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 8

18、0 85 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 con copd Vt(L) R M S /R M S m ax 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 con copd VE(L) R M S /R M S m ax 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 con copd

19、Vt/Ti(L/s) R M S /R M S m ax 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 con copd P0.1(mmHg) R M S /R M S m ax RMS/RMSmax與與Vt、VE、P0.1及及Vt/Ti的回歸直線的回歸直線 COPD的中樞驅(qū)動異常增加 VE/RMS 020406080100120140160180200 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 *# VE / RMS-eso ( L/min/ v) Tim

20、e (s) base placebo salbutamol 020406080100 120 140 160 180 200 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.36 0.39 0.42 *# *# Time (s) base placebo ipratropium ipratropium+slabutamol VE / RMS-eso ( L/min/ v) 020406080100 120 140 160 180 200 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 *# *# VE / RMS-eso ( L/min/ v)

21、Time (s) base placebo salbutamol salbutamol+ipratropium 注：注： *與基礎(chǔ)比較，與基礎(chǔ)比較，P0.05； #與吸入安慰劑比較，與吸入安慰劑比較， P0.05； 與吸入單一支氣管舒與吸入單一支氣管舒 張劑比較，張劑比較，P0.05 （三）自動化的動力學檢測 實現(xiàn)生理學檢測指導臨床工作的工具 呼吸機配備的檢測和專用的呼吸監(jiān)護系 統(tǒng)（Bicore, Ventrack等） 方便臨床使用，但在修正肺容量變化、 流量偏移、病人自主努力影響等存在缺 陷 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 基本參數(shù)測定方法回顧 機械通氣中的呼吸力學監(jiān)測 呼吸動力學指導機械通氣策略和新的通

22、氣 模式的研究 47 呼吸力學指導機械通氣 1基礎(chǔ)疾病的生理學異常和嚴重程度監(jiān)測 2通氣的策略(選擇控制通氣vs輔助通氣等) 3指導通氣模式選擇和參數(shù)的設(shè)定 4. 指導撤機 5探索新的通氣模式 COPD輔助機械通氣時輔助機械通氣時PEEP水平水平 對呼氣末肺容量的影響對呼氣末肺容量的影響 秦朝輝秦朝輝 陳榮昌陳榮昌 鐘南山鐘南山 廣州呼研所廣州呼研所 -0.50.00.51.01.52.02.53.03.5 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 B A EELV/IC（%） PEEP / PEEPi,stat SLogistic3 fit of A_eelv D F H ee

23、lv COPD機械通氣時機械通氣時PEEP水平對呼吸動力學參數(shù)的影響水平對呼吸動力學參數(shù)的影響 呼吸力學導向的新的通氣模式 1比例輔助通氣（PAV） 2. 呼吸中樞驅(qū)動匹配的同步通氣和閉環(huán)通氣 53 一種新型人機同步模式 膈肌肌電圖？ 體表壓 控制中樞驅(qū)動水平的閉環(huán)壓力支持通氣 Spahija J, et al, Am J Respir Crit Care Med Vol 171. pp 10091014, 2005 55 呼吸肌電圖（呼吸中樞驅(qū)動）監(jiān)測 可能的應用價值 1呼吸困難的量化評估 2呼吸努力的量化和調(diào)控 3人機同步的信號 4新型呼吸機或通氣策略的研究 56 總結(jié)：呼吸動力學在重癥監(jiān)護中的應用 1檢測方法已經(jīng)建立 2臨床應用研究相對滯后 3合理應用有助于： 基礎(chǔ)疾病的診斷和嚴重程度的評價 指導呼吸機的應用 科學的監(jiān)測和評估 新型呼吸機和通氣策略的研究 膈肌力量的無創(chuàng)測定 傳統(tǒng)的檢測：食道、胃囊管 （昏迷和無法配合的病人放置有困難） 無創(chuàng)測定：膈神經(jīng)刺激誘發(fā)的口腔/氣道壓 肌音圖 （方便臨床應用） 跨膈壓胃內(nèi)壓食道壓 食