機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)基礎(chǔ)

1、機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)基礎(chǔ)第1頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四呼吸力學(xué)應(yīng)用進(jìn)展呼吸力學(xué)監(jiān)護(hù)已成為呼吸監(jiān)護(hù)的重要內(nèi)容壓力、阻力、順應(yīng)性、 auto-PEEP呼吸力學(xué)曲線監(jiān)測(cè)應(yīng)用日趨廣泛提倡呼吸力學(xué)指導(dǎo)下的個(gè)體化通氣治療肺保護(hù)通氣策略的實(shí)施需要呼吸力學(xué)指導(dǎo)第2頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Volume 改變 Gas FlowPressure 梯度 自 主 呼 吸第3頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Volume ChangeTimeGas FlowPressure Difference 機(jī) 械 通 氣第4頁，共53頁，2022年，

2、5月20日，3點(diǎn)33分，星期四重要的呼吸力學(xué)指標(biāo)壓力 阻力 容量 峰壓力 PIP 吸氣阻力Ri 吸氣潮氣量VTi平臺(tái)壓力 Ppla 呼氣阻力Re 呼氣潮氣量VTe PEEP 彈性阻力C 死腔潮氣量VDautoPEEP第5頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四重要的呼吸力學(xué)指標(biāo)順應(yīng)性靜態(tài)順應(yīng)性動(dòng)態(tài)順應(yīng)性呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性肺順應(yīng)性（C=V/ P，正常肺）胸壁順應(yīng)性（C= V/ Ppl，正常0.2 L/cmH2O）流速呼吸功 P-V曲線第6頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四呼吸力學(xué)三要素壓力（P）、阻力（R）、流速（V）P= RV壓力和流速為可控因素流速對(duì)時(shí)間積分

3、得到容量控制壓力時(shí)阻力改變可導(dǎo)致容量改變控制流速時(shí)阻力增大可導(dǎo)致壓力增高第7頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四timePressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure difference (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres) 壓 力 組 成ExpirationTime (sec)第8頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四 Paw (cm H2O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increa

4、sed PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalPIPPPlatHigh RawPIPPPlat氣道阻力增高 峰壓力增高而平臺(tái)壓無改變 氣道阻力增高（分泌物堵塞、氣管痙攣）第9頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四順應(yīng)性降低Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PPlat(Decreased Compliance)峰壓力與平臺(tái)壓同時(shí)增高 提示肺或胸壁擴(kuò)張受限 明顯腹脹肺不張氣胸

5、肺水腫、ARDS、肺炎autoPEEP人-機(jī)對(duì)抗第10頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四肺（氣道）阻力與順應(yīng)性的改變都可導(dǎo)致氣道壓力的改變通過氣道壓力的改變可以推測(cè)病變的性質(zhì)和部位床旁監(jiān)測(cè)氣道壓力的意義第11頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四 氣 道 阻 力湍流的氣道阻力，遠(yuǎn)大于層流流速太快和氣道不規(guī)則，容易發(fā)生湍流氣體分子間及與氣道壁間的摩擦阻力為主，也稱氣道阻力主要因素有： 氣流的形態(tài)，是氣道阻力的重要因素 氣道管徑，是氣道阻力的重要因素 氣流速度，是影響氣流形態(tài)的重要因素 氣體的密度，如氦氣取代空氣，氣體密度顯著下降，可有效避免和減弱湍流的強(qiáng)度

6、，降低氣流阻力，可用于嚴(yán)重哮喘的通氣治療第12頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四氣管插管阻力在總的呼吸阻力中占很大比例與管腔內(nèi)徑關(guān)系最大流速和氣管插管長(zhǎng)度8號(hào)氣管插管阻力為5 cmH2O/L/S7號(hào)氣管插管阻力為8 cmH2O/L/S 氣管插管時(shí)氣道阻力相當(dāng)于中度哮喘發(fā)作氣道阻力的意義第13頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四氣道阻力的計(jì)算公式RI=（PIPPpla）/吸氣末流速RE=（PplaPEEP）/最大呼氣流速 PressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure differenc

7、e (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres)第14頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四氣道阻力的計(jì)算方法Resistance =Plateau Pressure 15 cmPIP 20 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/min?PIP Plateau Peak FlowResistance = 20 - 151 L / sec= 5 cmH20 / L / sec第15頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Volume Change = Pressure Difference x

8、 Compliance of the BalloonVolumePressureD VD PC = D VD P 順應(yīng)性第16頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四靜態(tài)順應(yīng)性與動(dòng)態(tài)順應(yīng)性順應(yīng)性肺的“硬度”或彈性變性能力靜態(tài) No flow C=Vt/Pplat-PEEP動(dòng)態(tài)flow and resistance C=Vt/PIP-PEEP第17頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四肺順應(yīng)性監(jiān)測(cè)的意義靜態(tài)順應(yīng)性（Cs）反映肺和胸壁的彈性（彈性阻力）特征,排除了氣道阻力成分動(dòng)態(tài)順應(yīng)性（Cd）反映氣道的阻力（非彈性阻力）和呼吸系統(tǒng)彈性（彈性阻力）特征，氣道阻力可明

9、顯影響Cd的水平第18頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四 順應(yīng)性測(cè)定要求測(cè)量順應(yīng)性和阻力的標(biāo)準(zhǔn)方式是在吸氣時(shí)給予恒速流速和適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)時(shí)間。40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE第19頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四靜態(tài)順應(yīng)性計(jì)算Compliance = = ？VtePlateau - PEEPPlateau Pressure 15 cmPEEP 5 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/min 500

10、 15-5= 50 ml/cmH20第20頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四壓力-容積曲線第21頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四壓力水平(cmH2O) 過度通氣 - 壓力傷 - 容量傷 UIP 肺泡反復(fù)打開和塌陷 表面活性物質(zhì)缺失 - 剪切傷 LIP呼吸機(jī)所致肺損傷Ventilator-Induced Lung InjuryArthur S Slutsky第22頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四PV曲線的應(yīng)用設(shè)置合適的PEEP，減低剪切傷控制平臺(tái)壓和峰壓，避免壓力傷和容量傷利用陡直區(qū)通氣陡直段斜率下降提示肺泡通氣的喪失第23頁

11、，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四P-V曲線的測(cè)定方法大注射器法吸氣阻斷法持續(xù)氣流法 準(zhǔn)靜態(tài)順應(yīng)性專用工具（OLT）測(cè)定注意事項(xiàng)鎮(zhèn)靜、肌松壓力和流速監(jiān)測(cè)注意干擾因素（如明顯腹脹）第24頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四大注射器法從FRC開始，每次50-100ml，直到1500-3000ml膨肺，注入氣體量由活塞控制鎮(zhèn)靜肌松，測(cè)量之前不設(shè)PEEP，吸純氧15，注射器預(yù)先充滿濕化的氧氣斷開呼吸機(jī)幾秒鐘，以利肺完全排空注射器連到氣管套管，開始手法膨肺為了保證Pplat穩(wěn)定，兩次膨肺間應(yīng)有3呼氣同樣，每次放氣50-100ml。整個(gè)過程60 。第25頁，共53頁

12、，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四缺點(diǎn)1、需斷開呼吸機(jī)2、由于注射器中氧含量的消耗致膨肺過程 中肺容量的喪失3、注入氣體的濕度和溫度可影響P-V4、不能給PEEP大注射器法第26頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四吸氣阻斷法連續(xù)吸氣末阻斷過程中不同VT時(shí)測(cè)PplatVC模式，方波，每次測(cè)量間只持續(xù)3，故氧耗造成的容量喪失可忽略不計(jì)需一呼吸機(jī)，且有吸氣末暫停鍵及呼氣末暫停鍵不同VT可隨機(jī)順序進(jìn)行，兩次測(cè)量之間可以正常通氣VT的獲得是通過延長(zhǎng)或縮短吸氣時(shí)間來獲得，而Flow不變每次測(cè)定之前測(cè)PEEPi，以保證肺容量和呼氣末壓穩(wěn)定第27頁，共53頁，2022年，5月20

13、日，3點(diǎn)33分，星期四優(yōu)點(diǎn)：無需斷開呼吸機(jī)；允許任何水平PEEP存在缺點(diǎn)：整個(gè)過程需15，臨床實(shí)踐繁瑣吸氣阻斷法第28頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四類靜態(tài)持續(xù)低流速法危重病人獲P-V曲線且不需斷開呼吸機(jī)最簡(jiǎn)單方法呼吸機(jī)需要提供低流速，即10L/min如果F為20-60L/min，因高流速產(chǎn)生過高的阻力，使LIP和UIP過高流速過慢，膨肺過程中可有部分肺組織的塌陷15年后Servillo比較了15L/min與吸氣阻斷法，二者陡直段相似，但LIP與HIP均Mankikian比較了大注射器法與持續(xù)低流速法（F=1.7ml/min)，結(jié)果相同第29頁，共53頁，2022年，5

14、月20日，3點(diǎn)33分，星期四類靜態(tài)法中避免阻力影響的方法從測(cè)得的總壓力中減去連接管與氣道的阻力降低流速第30頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四優(yōu)點(diǎn)無需斷開呼吸機(jī)手動(dòng)之前不會(huì)改變肺容積呼吸機(jī)屏幕上構(gòu)建P-V曲線只需10整個(gè)過程包括曲線分析只需2由于氧耗所造成的肺容積喪失可忽略簡(jiǎn)便易行，可床過操作類靜態(tài)持續(xù)低流速法第31頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Auto-PEEP and P-V LoopVolume (mL)VTPIPPaw (cm H2O)PEEPi 第32頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Auto-PEEP檢查方法呼氣

15、末阻斷氣流法當(dāng)存在嚴(yán)重氣道狹窄及氣體陷閉時(shí)不能反映真實(shí)的肺泡壓力，用平臺(tái)壓更準(zhǔn)確吸氣末肺容積（VEI）食道內(nèi)壓測(cè)定PTEnd Exp Hold第33頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Auto-PEEP氣流波形InspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)氣體殘留Auto-PEEP第34頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Auto PEEP的處理改變呼吸機(jī)參數(shù)增加呼氣時(shí)間，減少通氣頻率，減少潮氣量降低病人的通氣需要減少碳水化合物的攝取，減少死腔通氣，治療焦慮、寒戰(zhàn)、疼痛、發(fā)熱減低呼吸道阻力

16、（用大口徑的氣管插管，經(jīng)常吸痰避免分泌物潴留，應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑）加用適當(dāng)?shù)耐庠葱訮EEP，一般為Auto-PEEP的75%左右第35頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四死腔通氣問題解剖死腔正常人100-150ml機(jī)械通氣時(shí)可明顯增大（延長(zhǎng)管、濕化器）肺泡死腔肺栓塞時(shí)VD/VT可顯著增大（0.6）COPD、哮喘時(shí)V/Q比例失衡， VD/VT增大VD/VT增大將導(dǎo)致分鐘通氣量顯著增大第36頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四呼吸力學(xué)測(cè)定的質(zhì)量控制沒有嚴(yán)重的泄漏存在順應(yīng)性測(cè)定應(yīng)排除管路順應(yīng)性，尤其是在小兒患者應(yīng)用中手工計(jì)算時(shí)，要避免錯(cuò)誤第37頁，共53頁，20

17、22年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四測(cè)量平臺(tái)壓和峰壓時(shí)，患者必須是鎮(zhèn)靜的提高平臺(tái)壓不會(huì)影響呼氣和autoPEEP平臺(tái)時(shí)間不能設(shè)置時(shí)間太長(zhǎng)或太短呼吸力學(xué)測(cè)定的精準(zhǔn)性要求第38頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四臨床中的呼吸力學(xué)表現(xiàn)第39頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四平臺(tái)期的患者吸氣努力PTDiaphragm EffortsPlateau Pressure = ?第40頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四平臺(tái)時(shí)間過短 500 20-5= 33 ml / cmH20 500 15 - 5= 50 ml / cmH20Results

18、in falsely low compliance values !顯示的 Plateau Pressure 20 cmPEEP 5 cm真實(shí)的 Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPT第41頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四泄漏或平臺(tái)時(shí)間過長(zhǎng) 500 15-5= 50 ml / cmH20 500 10 - 5= 100 ml / cmH20Results in falsely high compliance values !顯示的 Plateau Pressure 10 cmPEEP 5 cm真實(shí)的Plateau Pressure 15

19、cm VTE 500 ccPT第42頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四氣道泄漏Volume (ml)Time (sec)Air Leak第43頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四泄漏在PV曲線中的表現(xiàn)Volume (ml)Pressure (cm H2O)Air Leak第44頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑的表現(xiàn)BeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRLong TEAfterShorter TEHigher PEFR第45頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四吸氣流速過低表現(xiàn)流速充足Time (sec)Paw (cm H2O)流速過低第46頁，共53頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)33分，星期四Flow (L/min)Time (sec)Normal主動(dòng)吸氣或非同步性吸氣流速過低表現(xiàn)Patients