機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)

1、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科重癥醫(yī)學(xué)科 王洪亮王洪亮機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)佛問一沙門：人命在幾間？對(duì)曰：數(shù)日佛問一沙門：人命在幾間？對(duì)曰：數(shù)日間。佛言：子未聞道。間。佛言：子未聞道。 復(fù)問一沙門：人命在幾間？對(duì)曰：飯食復(fù)問一沙門：人命在幾間？對(duì)曰：飯食間。佛言：子未聞道。間。佛言：子未聞道。復(fù)問一沙門：復(fù)問一沙門：人命在幾間？對(duì)曰：呼吸人命在幾間？對(duì)曰：呼吸間間。佛言：。佛言：善哉，子知道矣善哉，子知道矣！四十二章經(jīng)四十二章經(jīng)的啟示的啟示生命在于：呼吸之道生命在于：呼吸之道 呼吸的本質(zhì)呼吸的本質(zhì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)相動(dòng)力阻力順應(yīng)性壓力流量容積做功呼吸力學(xué)基

2、礎(chǔ):運(yùn)動(dòng)方程示意圖 力學(xué)基本原理正常呼吸時(shí)的力正常呼吸時(shí)的力動(dòng)力：吸氣肌收縮阻力：彈性回縮力 氣道阻力動(dòng)力：彈性回縮力阻力：氣道阻力（肺、腹、膈）（肺、腹、膈）組織阻力組織阻力（20%20%）氣道阻力（80%）非彈性阻力非彈性阻力30%30%彈性阻力彈性阻力( (順應(yīng)性順應(yīng)性) 70%) 70%正常吸氣的阻力正常吸氣的阻力肺與胸壁的肺與胸壁的彈性組織彈性組織（1/31/3）表面張力表面張力（2/32/3）粘滯粘滯阻力阻力慣性慣性阻力阻力 8 lR= r4 VflR= 2r5容量控制 方波送氣 機(jī)械通氣機(jī)械通氣tVtPplat PEEPPVtPIP PEEPPV 肺與胸壁的伸縮性能、膨脹肺與胸壁

3、的伸縮性能、膨脹性能、變形能力性能、變形能力以單位壓力以單位壓力(cmH(cmH2 2O)O)引起的容引起的容積積(L)(L)變化表示變化表示Compliance = Compliance = （ L/cmH L/cmH2 2O O）運(yùn)送指定流速的氣體所需的運(yùn)送指定流速的氣體所需的壓力壓力只有系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)以及氣體流動(dòng)只有系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)以及氣體流動(dòng)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生時(shí)才會(huì)產(chǎn)生airway Resistance =airway Resistance =cm Hcm H2 2O/(LO/(Ls s-1-1) ) Pressure differenceRate of flow阻力和順應(yīng)性阻力和順應(yīng)性 V P 氣道阻力氣

4、道阻力 Raw=(Raw=(PIPPIP- - P Pplat)/)/ FLOWFLOW PinPoutRflowR = V / I 氣道阻力氣道阻力 氣道阻力氣道阻力氣道阻力增加：氣道阻力增加： 與人工氣道有關(guān)與人工氣道有關(guān) 與解剖氣道有關(guān)與解剖氣道有關(guān)鼻、咽、喉、氣管、支氣管、終鼻、咽、喉、氣管、支氣管、終末細(xì)支氣管為氣體進(jìn)出肺的通道末細(xì)支氣管為氣體進(jìn)出肺的通道吸入氣凈化、加溫、濕化等作用，吸入氣凈化、加溫、濕化等作用，但對(duì)氣體交換無效但對(duì)氣體交換無效解剖死腔的大小與身高相關(guān)，成解剖死腔的大小與身高相關(guān)，成人約為人約為2.2 ml/kg2.2 ml/kg，70 kg70 kg體重的體重的成

5、人解剖死腔約為成人解剖死腔約為150 ml150 ml 氣道阻力氣道阻力 氣道阻力氣道阻力泊肅葉定律泊肅葉定律: : 8 l R= r4 氣道阻力氣道阻力層流阻力低，湍流產(chǎn)生漩渦而阻力高.阻力尚決定于流速大小呈正相關(guān). 氣道阻力氣道阻力B、C：正常：正常A：功能性動(dòng)：功能性動(dòng)-靜脈短路靜脈短路D、E：死腔通氣：死腔通氣病理情況下，一部分肺泡雖有病理情況下，一部分肺泡雖有通氣但無血供或血供嚴(yán)重不足，通氣但無血供或血供嚴(yán)重不足，并不能進(jìn)行氣體交換，在功能并不能進(jìn)行氣體交換，在功能上類似死腔上類似死腔 肺泡死腔肺泡死腔 呼氣阻力呼氣阻力 = (Pplat-PEEP)/最大呼氣流速最大呼氣流速吸氣阻力

6、吸氣阻力= (PIP-Pplat)/吸氣末流速吸氣末流速 氣道阻力氣道阻力 順應(yīng)性順應(yīng)性 肺順應(yīng)性代表肺的擴(kuò)張性,它是肺容量改變隨肺泡壓力改變而化.CL=V/P 靜態(tài)CL反映肺組織彈性阻力. 動(dòng)態(tài)CL反映肺彈性阻力外另受氣道阻力影響.高順應(yīng)性高順應(yīng)性低順應(yīng)性低順應(yīng)性當(dāng)肺因彈性回力向內(nèi)的力量和胸壁向外的力量相平衡時(shí)，呼吸肌完全松弛，胸腔內(nèi)凈壓力為0，此時(shí)即功能殘氣位，肺內(nèi)的含氣量即FRC。隨PEEP增加, FRC亦增加. 順應(yīng)性順應(yīng)性Cdyn = dV / (PIP-PEEP)50 100 mL/cm H2O (intubated patients) 順應(yīng)性順應(yīng)性肺順應(yīng)性 肺實(shí)質(zhì)改變 表面活性物

7、質(zhì)功能障礙 肺容量減少肺順應(yīng)性肺順應(yīng)性肺氣腫肺氣腫 順應(yīng)性順應(yīng)性Paw=氣道阻力+肺內(nèi)壓力 =（Flow * Rinsp）+（Vt1/C+PEEP）意義：認(rèn)識(shí)可變因素 理解呼吸模式 優(yōu)化參數(shù)設(shè)置呼吸機(jī)工作原理 運(yùn)動(dòng)方程呼吸機(jī)工作原理呼吸機(jī)工作原理 運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程氣道阻力的測(cè)量方法 氣道阻斷法 食道測(cè)壓法 體積描記法 強(qiáng)迫振蕩法 機(jī)械通氣測(cè)定法氣道阻力與順應(yīng)性氣道阻力與順應(yīng)性氣道阻力的測(cè)量方法 氣道阻斷法 食道測(cè)壓法 體積描記法 強(qiáng)迫振蕩法 機(jī)械通氣測(cè)定法：吸氣末停頓法、P-V曲線法 氣道通暢性評(píng)價(jià)氣道通暢性評(píng)價(jià) 缺點(diǎn)缺點(diǎn) 需要患者主動(dòng)配合，需要患者主動(dòng)配合， 重癥患者不適用。重癥患者不適用。

8、氣道阻力與順應(yīng)性氣道阻力與順應(yīng)性機(jī)械通氣測(cè)定法： 吸氣末阻斷法吸氣末阻斷法 正壓機(jī)械通氣時(shí)，消除自主呼吸，采用恒定流量和定容控制呼吸的條件下，在吸氣末阻斷氣道，由于氣流立即降為零，氣道峰值壓力下降并出現(xiàn)壓力的平臺(tái)。氣道峰壓與平臺(tái)壓的差值反應(yīng)氣道阻力所消耗的壓力。 呼氣末阻斷法呼氣末阻斷法氣道通暢性評(píng)價(jià)氣道通暢性評(píng)價(jià)氣道阻力與順應(yīng)性氣道阻力與順應(yīng)性A/C VT：400ml RR:15次/分 FLOW：30L/min PEEP：5cmH2O監(jiān)測(cè)： PIP:30cmH2O Pplat：20cmH2O PEEP：10cmH2O 實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用 Raw=(PIP- Pplat)/ FLOW =（30-

9、20）/0.5 =20cmH2O/L/S 如何計(jì)算氣道阻力如何計(jì)算氣道阻力 如何計(jì)算順應(yīng)性如何計(jì)算順應(yīng)性=400/20-10= 40ml/cmH2O 實(shí)際應(yīng)用實(shí)際應(yīng)用測(cè)定第一拐點(diǎn)(LIP)、二拐點(diǎn)(UIP) A在物理學(xué)中，把力與在力的方向上移動(dòng)的距離的成績(jī)叫做功。W=F*S 呼吸功呼吸功 呼吸功(WOB) = 壓力 Vol.呼吸機(jī)壓力和呼吸肌肉產(chǎn)生的壓力混合所致. 呼吸功=呼吸機(jī)所作的功和病人所作的功 呼吸功呼吸功WOB是病人或呼吸機(jī)克服粘性阻力所作的功在CMV,恒流速通氣的P-V環(huán)吸氣曲線呈“弓”形改變, 其所占面積(AXB綠色)即是WOBa)阻力正常b)氣流阻塞, 吸氣阻力增加, 呼 氣因氣道陷閉尚增加了呼氣阻 力,吸氣肢呈弓形綠色面積增加c)限制性疾病:阻力正常a)b)c) 呼吸功呼吸功 常規(guī)潮氣量 小潮氣量 跨肺壓 限制平臺(tái)壓 應(yīng)力/應(yīng)變 呼吸力學(xué)帶來的理念改變呼吸力學(xué)帶來的理念改變Stresstranspulmonary pressurePl = Paw Ppl StrainDeformationVT/FRCSystem el