2020年呼吸力學(課件)

Dr.Feng2020年呼吸力學（課件）2020-11-291Dr.Feng2020年呼吸力學（課件）2020-11-29呼吸力學的概念

一門學科——研究對象：呼吸運動——研究方法：物理力學從力學的角度來描述和解釋呼吸運動現(xiàn)象呼吸力學三要素：壓力，流速，容積2020-11-292呼吸力學的概念

一門學科2020-11-292肺的解剖結(jié)構(gòu)2020-11-293肺的解剖結(jié)構(gòu)2020-11-293力物體之間的相互作用使物體獲得加速度和發(fā)生變形功力使物體沿力的方向通過一段距離動力導致作功的力阻力阻礙物體運動的力與呼吸相關(guān)的力學概念2020-11-294力與呼吸相關(guān)的力學概念2020-11-294力、功的關(guān)系功=力×距離壓力=力/面積力=壓力×面積功=壓力×面積×距離呼吸功=壓力×容積正常呼吸做功為2.5-3J/min；最高可達10-15J/min,超過該界限，則需要進行機械通氣。2020-11-295力、功的關(guān)系功=力×距離2020-11-295呼吸運動的機械動力膈肌、肋間內(nèi)外肌胸鎖乳突肌、斜角肌、腹壁肌肉、胸背部肌肉等2020-11-296呼吸運動的機械動力膈肌、肋間內(nèi)外肌2020-11-296胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓1.胸內(nèi)負壓

平均大約為-6.7cmH2O,隨呼吸周期變化。安靜吸氣時-10.6cmH2O，安靜呼氣末-2.7cmH2O.

臨床上用食管內(nèi)壓力代表胸內(nèi)壓。胸內(nèi)負壓來源：肺組織的彈性回縮力和肺泡壁表面張力。胸內(nèi)負壓也作用于胸腔內(nèi)的心臟和大靜脈，降低中心靜脈壓，有助于靜脈回流和右心充盈。2020-11-297胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓1.胸內(nèi)負壓2020-11-297胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓：即肺泡內(nèi)壓，正常人在呼吸暫停，聲帶開放，氣道通暢時，肺內(nèi)壓與大氣壓相等。吸氣時肺內(nèi)壓低于大氣壓，呼氣時高于大氣壓。肺內(nèi)壓正0負吸氣吸氣吸氣呼氣呼氣呼氣2020-11-298胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓：肺內(nèi)壓正0負吸氣正常人呼吸器官的壓力、容量關(guān)系1.肺容量在功能殘氣量（FRC）時（占肺總量40%），肺內(nèi)壓為0。2.肺容量大約等于肺總量的67%時，胸廓在天然位置，不表現(xiàn)彈性力量。3.肺容量超過67%以上時，胸廓與肺的彈性回縮力方向相同，共同構(gòu)成擴張阻力。4.功能殘氣量時，用力呼氣，則呼吸肌的收縮力完全用于克服胸廓向外張開的彈性力量。2020-11-299正常人呼吸器官的壓力、容量關(guān)系1.肺容量在功能殘氣量（FRC呼吸系統(tǒng)的壓力梯度胸膜腔內(nèi)壓肺泡內(nèi)壓氣道內(nèi)壓經(jīng)胸壓經(jīng)肺壓經(jīng)胸壁壓經(jīng)氣道壓2020-11-2910呼吸系統(tǒng)的壓力梯度胸膜腔內(nèi)壓2020-11-2910呼吸系統(tǒng)的壓力梯度1.胸膜腔內(nèi)壓正常時功能殘氣位的胸膜腔內(nèi)壓為-5cmH2O2.肺泡內(nèi)壓其大小決定于胸膜腔內(nèi)壓與肺向內(nèi)收縮的壓力之差機械通氣時，肺泡內(nèi)壓直接受吸氣壓力影響，故要注意避免通氣壓力過高而造成的肺損傷及對循環(huán)功能的影響。2020-11-2911呼吸系統(tǒng)的壓力梯度1.胸膜腔內(nèi)壓2020-11-2911呼吸系統(tǒng)的壓力梯度3.氣道內(nèi)壓吸氣或呼氣末，氣流停止時，從肺泡到口鼻，氣道內(nèi)各處壓力相等，吸氣時，從口鼻到肺泡的壓力遞減，呼氣時則遞增。呼吸運動中，氣道內(nèi)任意二點間的壓力差，決定于其間氣道阻力的大小和氣流的速度。4.經(jīng)胸壓相當于肺泡內(nèi)壓與胸廓外大氣壓之差，是擴張或壓縮胸廓、肺臟的總壓力。2020-11-2912呼吸系統(tǒng)的壓力梯度3.氣道內(nèi)壓2020-11-2912呼吸系統(tǒng)的壓力梯度5.經(jīng)肺壓相當于肺泡內(nèi)壓與胸膜腔內(nèi)壓之差，是擴張或收縮肺的壓力。6.經(jīng)胸壁壓相當于胸膜腔內(nèi)壓與胸廓外大氣壓之差，是擴張或收縮胸壁的壓力。7.經(jīng)氣道壓相當于氣道內(nèi)外壓力之差，胸腔內(nèi)氣道的經(jīng)氣道壓，也是胸膜腔內(nèi)壓與氣道內(nèi)壓之差。2020-11-2913呼吸系統(tǒng)的壓力梯度5.經(jīng)肺壓2020-11-2913肺順應性概念物理概念，指單位壓力改變時，所引起的肺容積的變化。是彈性物體的共同特性。肺的彈性E和壓力P、體積V的關(guān)系：E=ΔP?ΔV以“順應性（C）”表示C=1/EC==潮氣量（L)/壓力差（kPa)反映呼吸系統(tǒng)的“軟”、“硬”彈性阻力正常時占總阻力的70%主要影響因素肺膠原纖維肺泡表面活性物質(zhì)肺容量（P-V曲線）2020-11-2914肺順應性概念主要影響因素2020-11-2914肺順應性呼吸器官總順應性

正常人體總順應性約：0.1L/cmH2O1————肺和胸廓總順應性=1——肺順應性+1——胸廓順應性2020-11-2915肺順應性呼吸器官總順應性1————肺和胸廓總順應性=1——肺肺順應性臨床上，總順應性有三種不同表示方法：①靜態(tài)順應性—反映肺與胸廓的彈性②動態(tài)順應性—反映肺與胸廓的彈性外，還包括克服阻力成分③比順應性—順應性（C）/功能殘氣量（FRC）（此值在不同性別和年齡之間大致相同）2020-11-2916肺順應性臨床上，總順應性有三種不同表示方法：2020-11-影響肺順應性的主要因素生理因素：肺容積、性別、年齡、身高、體位、運動。病理因素：①肺彈性阻力減低時順應性增加：如肺氣腫②肺彈性阻力增加時順應性減?。喝绶嗡[、炎癥、肺不張，肺間質(zhì)纖維化。③肺外疾患：胸膜疾病、胸壁肌肉疾病、膈肌抬高、肥胖等。④心臟疾患：如二尖瓣狹窄、間隔缺損等。2020-11-2917影響肺順應性的主要因素生理因素：肺容積、性別、年齡、身高、體順應性下降對病人的影響增加呼吸功造成通氣血流比失調(diào)，引起低氧血癥病人的呼吸表現(xiàn)為淺而快2020-11-2918順應性下降對病人的影響增加呼吸功2020-11-2918順應性增加對病人的影響病人在潮氣量呼吸時所需的跨肺壓較小，呼吸功也較小。但同時也可使小氣道狹窄閉鎖，增加氣道阻力導致肺內(nèi)氣體分布不均，嚴重限制呼氣流速。2020-11-2919順應性增加對病人的影響病人在潮氣量呼吸時所需的跨肺壓較小，呼氣道阻力(Raw)呼吸道阻力通常以每秒內(nèi)1升通氣量所產(chǎn)生的壓力來表示R氣道=壓力差為口腔與肺泡的壓差正常時占總阻力的近30%鼻和聲門占R氣道的75%小氣道占R氣道的10%機械通氣時R氣道=峰壓力-平臺壓————氣體流量2020-11-2920氣道阻力(Raw)呼吸道阻力通常以每秒內(nèi)1升通氣量所產(chǎn)生的壓氣道阻力(Raw)Hagen-Poiseuille(哈根-泊肅葉定律）

Raw=

（η為流體黏度；r為管的半徑；l為管道長度）氣道直徑是影響阻力的重要因素。呼吸道阻力的正常值在成人：1-3cmH2O/L/S.發(fā)生于直徑2mm的細支氣管以上部位。

8ηl——πr42020-11-2921氣道阻力(Raw)Hagen-Poiseuille(哈根-泊影響氣道阻力升高的因素1.氣道分泌物增多、積聚。2.氣道粘膜的腫脹。3.支氣管痙攣。4.肺氣腫。5.異物。6.腫瘤性狹窄。2020-11-2922影響氣道阻力升高的因素1.氣道分泌物增多、積聚。2020-1等壓點理論2020-11-2923等壓點理論2020-11-2923等壓點理論等壓點的位置對于正常人，等壓點的位置主要取決于肺容積。80-70%的肺活量的肺容積水平時，等壓點處于肺葉支氣管；＜40%肺活量的肺容積水平后等壓點迅速向上游氣道移動。25%肺活量水平時，等壓點位于細支氣管水平。2020-11-2924等壓點理論等壓點的位置2020-11-2924時間常數(shù)（τ）任一呼吸系統(tǒng)，其容積變化(ΔV)與壓力變化(ΔP)呈指數(shù)函數(shù)的關(guān)系，其函數(shù)特征可以用時間常數(shù)來表示：τ＝RC——即容積變化(ΔV)與壓力變化(ΔP)的相互關(guān)系取決于阻力和順應性2020-11-2925時間常數(shù)（τ）2020-11-2925時間常數(shù)（τ）正常肺的時間常數(shù)為0.2秒。時間常數(shù)決定氣體在肺內(nèi)的充盈和排空速度。假定潮氣量為1000ml,則在呼氣的0.2秒末，有630ml氣體呼出；在0.4秒末，共有865ml氣體呼出；0.6秒末，共有950ml氣體呼出，幾乎完成了呼氣相。順應性和阻力發(fā)生變化，勢必影響到τ。100%37%正常COPDVTτ=0.2τ=0.9正常肺和COPD患者呼氣相2020-11-2926時間常數(shù)（τ）正常肺的時間常數(shù)為0.2秒。100%37%正常時間常數(shù)（τ）由于肺部病變的影響，使不同肺區(qū)的充盈和排空速度有所不同。快肺區(qū)---充盈和排空速度較快的區(qū)域慢肺區(qū)—充盈和排空速度較慢的區(qū)域2020-11-2927時間常數(shù)（τ）由于肺部病變的影響，使不同肺區(qū)的充盈和排空速度2020-11-29282020-11-2928機械通氣時的呼吸力學監(jiān)測監(jiān)測動力監(jiān)測阻力監(jiān)測功2020-11-2929機械通氣時的呼吸力學監(jiān)測監(jiān)測動力2020-11-2929對動力的監(jiān)測呼吸機所提供的正壓既要保證正壓通氣的療效，又要防止其負面影響2020-11-2930對動力的監(jiān)測呼吸機所提供的正壓2020-11-2930對阻力的監(jiān)測C=R彈==平臺壓可以更好地反映肺泡內(nèi)壓R氣道=ttPF氣道峰壓氣道平臺壓吸氣相呼氣相用以克服氣道阻力（P1）用以克服彈性阻力（P2）2020-11-2931對阻力的監(jiān)測C=ttPF氣道峰壓氣道平臺壓吸氣相呼氣相用以克對功的監(jiān)測W吸氣=P·△V壓力容量壓力容量壓力容量正常R氣道↑C↓2020-11-2932對功的監(jiān)測W吸氣=P·△V壓力容量壓力容量壓力容量正常R氣道機械通氣時呼吸力學指標的監(jiān)測及臨床應用呼吸力學監(jiān)測的三要素①壓力（pressure，Ｐ）氣道開口壓，食道壓，隆突壓②流速（flow，Ｆ）③容積（volume）計算流量對時間的積分050100-50-100Flow(L/min)Time2020-11-2933機械通氣時呼吸力學指標的監(jiān)測及臨床應用呼吸力學監(jiān)測的三要素0常用壓力指標氣道峰壓（PD）氣道平臺壓（Ps）氣道平均壓（Pmean)

內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）呼氣末正壓（PEEP）tP氣道峰壓氣道平臺壓用以克服氣道阻力（P1）用以克服彈性阻力（P2）呼氣末正壓2020-11-2934常用壓力指標氣道峰壓（PD）tP氣道峰壓氣道平臺壓用以克服用氣道峰壓（PIP）作用：用于克服胸肺粘滯阻力和彈性阻力氣道峰壓（PIP）的影響因素順應性潮氣量PEEP氣道和氣管內(nèi)導管阻力吸氣流速2020-11-2935氣道峰壓（PIP）作用：用于克服胸肺粘滯阻力和彈性阻力202氣道峰壓的臨床意義氣道峰壓是設(shè)置壓力報警限的根據(jù)設(shè)置值約實際氣道峰壓之上5-10cmH2O以不高于45cmH2O為宜氣道峰壓與氣壓傷的關(guān)系2020-11-2936氣道峰壓的臨床意義2020-11-2936氣道峰壓增加的臨床意義

不伴有平臺壓的增加氣道問題伴有平臺壓的增加肺實質(zhì)或間質(zhì)問題或肺含氣狀態(tài)變化2020-11-2937氣道峰壓增加的臨床意義

不伴有平臺壓的增加2020-1平臺壓（PS）作用:用于克服胸肺彈性阻力。平臺壓（PS）的影響因素順應性PEEP潮氣量2020-11-2938平臺壓（PS）作用:用于克服胸肺彈性阻力。2020-11-22020-11-29392020-11-29392020-11-29402020-11-2940平臺壓的臨床意義

計算靜態(tài)順應性可近似代表肺泡壓的大小肺損傷的關(guān)系較氣道峰壓更為密切臨床嚴格限制平臺壓不超過35cmH2O2020-11-2941平臺壓的臨床意義

計算靜態(tài)順應性2020-11-294平均氣道壓(Pmean)

數(shù)個周期中氣道壓的平均值與影響PIP的因素及吸氣時間長短有關(guān)近似于平均肺泡壓其大小與對心血管系統(tǒng)的影響直接相關(guān)2020-11-2942平均氣道壓(Pmean)

數(shù)個周期中氣道壓的平均值20內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）在肺的彈性回縮下導致呼氣末肺泡內(nèi)呈正壓，稱為PEEPi。PEEPi的存在說明存在動態(tài)肺過度充氣（DPH）。2020-11-2943內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）2020-11-2943PEEPi的影響因素

◆氣道阻力增加◆呼吸系統(tǒng)彈性下降◆氣道動態(tài)塌陷◆通氣量過大◆呼氣時間不足◆呼氣肌的作用2020-11-2944PEEPi的影響因素

◆氣道阻力增加2020-11-294PEEPi的類型

伴有氣流受限的PEEPi不伴有氣流受限的PEEPi2020-11-2945PEEPi的類型

伴有氣流受限的PEEPi2020-1PEEPi的直接生理學作用

肺泡內(nèi)正壓增加肺容積2020-11-2946PEEPi的直接生理學作用

肺泡內(nèi)正壓2020-11-PEEPi的臨床意義增加呼吸功,導致呼吸肌疲勞，肺泡通氣量降低對循環(huán)系統(tǒng)的影響增加肺損傷的危險性對臨床所測呼吸系統(tǒng)順應性的影響2020-11-2947PEEPi的臨床意義2020-11-2947PEEPi的監(jiān)測方法:間接觀察

胸圍增大患者呼吸費力心血管功能惡化呼氣末有持續(xù)呼氣氣流壓力控制通氣時潮氣量或每分通氣量下降容量控制通氣時氣道壓力升高胸片顯示局部肺過度充氣2020-11-2948PEEPi的監(jiān)測方法:間接觀察

胸圍增大2020-11PEEPi的監(jiān)測方法:直接測量

呼氣末氣道阻斷法同步記錄食道壓力與流速法2020-11-2949PEEPi的監(jiān)測方法:直接測量

呼氣末氣道阻斷法202PEEPi的臨床應用

降低PEEPi：COPD，哮喘降低氣道阻力減少分鐘通氣量延長呼氣時間消除呼氣肌的作用增加PEEPi：ARDS，間質(zhì)性肺病延長吸氣時間2020-11-2950PEEPi的臨床應用

降低PEEPi：COPD，哮喘2020呼氣末正壓（PEEP）PEEP與CPAP的概念在呼氣末期將氣道壓力維持在高于大氣壓的水平，稱為呼氣末正壓（positiveendexpiratorypressure,PEEP)

機械通氣時的呼氣末正壓稱為PEEP自主呼吸時應用呼氣末正壓稱為CPAP2020-11-2951呼氣末正壓（PEEP）2020-11-2951呼氣末正壓（PEEP）PEEP的生理學效應1.COPD：減少呼吸功，防止氣道動態(tài)塌陷2.哮喘：有爭議3.ARDS：使萎陷肺泡復張/防止肺泡再萎陷,減少分流，改善V/Q比值和順應性2020-11-2952呼氣末正壓（PEEP）PEEP的生理學效應2020-11-2呼氣末正壓（PEEP）PEEP=0PEEP=122020-11-2953呼氣末正壓（PEEP）PEEP=0PEEP=122020-1低位拐點、高位拐點PEEP高于低位拐點2-3cmH2OPIP不超過高位拐點傳統(tǒng)通氣保護性通氣2020-11-2954低位拐點、高位拐點PEEP高于低位拐點2-3cmH2O傳統(tǒng)通胸內(nèi)壓（Ppl）/食道壓（Pes）胸內(nèi)壓與食道壓的關(guān)系食道內(nèi)壓能較好地反映胸內(nèi)壓絕對值有一定的差別兩者的變化幅度和趨勢一致測量方法：食道球囊法2020-11-2955胸內(nèi)壓（Ppl）/食道壓（Pes）2020-11-2955食道壓測定的臨床應用反映胸內(nèi)壓反映自主呼吸努力計算跨膈壓2020-11-2956食道壓測定的臨床應用2020-11-2956阻力和順應性的測定方法：阻斷法吸氣末阻斷法呼氣末阻斷法2020-11-2957阻力和順應性的測定方法：阻斷法2020-11-2957氣道阻力計算公式

Raw=(PIP-Ps)/F2020-11-2958氣道阻力計算公式

Raw=(PIP-Ps)/F2020-11氣道阻力增加的原因與氣管內(nèi)導管有關(guān)管腔狹小，扭曲，牙齒咬合，痰痂形成與氣道有關(guān)氣道痙攣，分泌物增加2020-11-2959氣道阻力增加的原因2020-11-2959順應性計算公式總靜態(tài)順應性（Cst）=VT/(Ps-PEEP-PEEPi)總動態(tài)順應性（Cdyn)=VT/(PD-PEEP-PEEPi)肺靜態(tài)順應性（Clst）=VT/(Ps-Ppl-PEEP-PEEPi)胸壁順應性＝總順應性－肺順應性2020-11-2960順應性計算公式2020-11-2960順應性改變原因

肺僵硬：肺水腫，實變，纖維化，肺不張胸壁僵硬：脊柱側(cè)彎或其他胸壁畸形，肥胖，腹水或腹脹肺受壓：氣胸、胸腔積液動態(tài)肺充氣2020-11-2961順應性改變原因

肺僵硬：肺水腫，實變，纖維化，肺不張2020呼吸力學曲線（環(huán)）推算指標：順應性、呼吸功氣流受限和肺過度充氣的判斷確定潮氣量和最佳PEEP判斷觸發(fā)靈敏度是否合適人－機協(xié)調(diào)的監(jiān)測氣道分泌物過多的判斷支擴藥物效果的判斷呼吸機管道系統(tǒng)密閉性的判斷2020-11-2962呼吸力學曲線（環(huán)）2020-11-2962壓力－容積環(huán)（P-V環(huán)）靜態(tài)P－V環(huán)壓力導致的容積變化只與彈性阻力有關(guān)動態(tài)P－V環(huán)壓力導致的容積變化與彈性及氣道阻力有關(guān)2020-11-2963壓力－容積環(huán)（P-V環(huán)）2020-11-2963臨床應用調(diào)節(jié)PEEP：LIP+2～3cmH2O計算呼吸系統(tǒng)順應性（Crs）調(diào)節(jié)潮氣量：使氣道壓低于UIP判斷肺泡復張的潛在可能性測定肺泡復張容積2020-11-2964臨床應用2020-11-2964呼吸功能不全或衰竭的病理生理改變呼吸力學改變模式參數(shù)通氣策略有創(chuàng)通氣無創(chuàng)通氣以呼吸力學為核心的機械通氣2020-11-2965呼吸功能不全或衰竭的模式參數(shù)通氣策略有創(chuàng)通氣無2020-11-29662020-11-2966以呼吸力學為核心的機械通氣

—COPD急性加重合并呼吸衰竭2020-11-2967以呼吸力學為核心的機械通氣

—COPD急性加重合并呼吸衰竭2COPD的病理改變（1）內(nèi)徑＞2mm的中央氣道內(nèi)徑＜2mm的外周氣道氣道纖維化和膠原沉積氣道狹窄、氣流受限肺實質(zhì)（呼吸性細支氣管、肺泡和毛細血管）結(jié)構(gòu)破壞、含氣量↑肺氣腫、肺彈性回縮力↓肺血管2020-11-2968COPD的病理改變（1）內(nèi)徑＞2mm的中央氣道2020-11COPD的病理改變（2）2020-11-2969COPD的病理改變（2）2020-11-2969COPD的病理生理改變氣道分泌物↑，纖毛功能↓氣流受限，肺過度充盈（hyperinflation）內(nèi)徑＜2mm的外周氣道狹窄肺實質(zhì)改變氣體交換障礙V/Q失調(diào)肺動脈高壓導致肺心病全身影響2020-11-2970COPD的病理生理改變氣道分泌物↑，纖毛功能↓肺動脈高壓20COPD病理生理改變的臨床表現(xiàn)2020-11-2971COPD病理生理改變的臨床表現(xiàn)2020-11-2971幾個相關(guān)概念肺過度充盈（pulmonaryhyperinflation）FRC較預計值升高松弛容量（Vr，relaxationvolume）呼氣末，肺的彈性回縮力與胸廓的彈性牽拉力相等時的肺容量有時，規(guī)定FRC=Vr肺動態(tài)過度充盈（pulmonarydynamichyperinflation）呼氣末肺容量高于Vr“動態(tài)過度充盈”與“過度充盈”的關(guān)系2020-11-2972幾個相關(guān)概念肺過度充盈（pulmonaryhyperinf從呼吸力學角度認識COPD所致呼吸衰竭呼吸系統(tǒng)阻力↑氣道阻力↑彈性阻力？過度充盈的作用過度充盈的影響因素肺彈性回縮力氣道阻力呼氣時間動態(tài)過度充盈的作用PEEPi吸氣功增加其他不利影響PVPEEPi2020-11-2973從呼吸力學角度認識COPD所致呼吸衰竭呼吸系統(tǒng)阻力↑PVPE呼氣相氣道動態(tài)萎陷呼氣相氣道動態(tài)萎陷使動態(tài)過度充盈及PEEPi加重1086420P氣道外=5cmH2O31-1-3P跨氣道=2020-11-2974呼氣相氣道動態(tài)萎陷呼氣相氣道動態(tài)萎陷使10COPD患者呼吸系統(tǒng)阻力↑在出現(xiàn)呼吸衰竭時主要表現(xiàn)為吸氣負荷↑動態(tài)過度充盈及PEEPi在其中起重要作用呼吸肌疲勞，無力導致通氣↓，出現(xiàn)呼吸衰竭2020-11-2975COPD患者呼吸系統(tǒng)阻力↑2020-11-2975COPD呼吸衰竭時的機械通氣策略改善動態(tài)過度充盈保證呼氣相時間控制性低通氣降低吸氣功耗PEEPTrigger恰當?shù)奈鼩饬魉僮⒅厝?機協(xié)調(diào)呼吸機跟隨病人2020-11-2976COPD呼吸衰竭時的機械通氣策略改善動態(tài)過度充盈2020-1能夠達到上述通氣策略的

模式、參數(shù)均可使用2020-11-2977能夠達到上述通氣策略的

模式、參數(shù)均可使用2020-11-2應用同樣的分析方法

可指導對不同類型呼吸衰竭

的機械通氣治療2020-11-2978應用同樣的分析方法

可指導對不同類型呼吸衰竭

的機械通氣治療呼吸力學是

機械通氣的核心2020-11-2979呼吸力學是

機械通氣的核心2020-11-2979Dr.Feng2020-11-2980Dr.Feng2020-11-2980感謝您的下載觀看

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Dr.Feng2020年呼吸力學（課件）2020-11-2982Dr.Feng2020年呼吸力學（課件）2020-11-29呼吸力學的概念

一門學科——研究對象：呼吸運動——研究方法：物理力學從力學的角度來描述和解釋呼吸運動現(xiàn)象呼吸力學三要素：壓力，流速，容積2020-11-2983呼吸力學的概念

一門學科2020-11-292肺的解剖結(jié)構(gòu)2020-11-2984肺的解剖結(jié)構(gòu)2020-11-293力物體之間的相互作用使物體獲得加速度和發(fā)生變形功力使物體沿力的方向通過一段距離動力導致作功的力阻力阻礙物體運動的力與呼吸相關(guān)的力學概念2020-11-2985力與呼吸相關(guān)的力學概念2020-11-294力、功的關(guān)系功=力×距離壓力=力/面積力=壓力×面積功=壓力×面積×距離呼吸功=壓力×容積正常呼吸做功為2.5-3J/min；最高可達10-15J/min,超過該界限，則需要進行機械通氣。2020-11-2986力、功的關(guān)系功=力×距離2020-11-295呼吸運動的機械動力膈肌、肋間內(nèi)外肌胸鎖乳突肌、斜角肌、腹壁肌肉、胸背部肌肉等2020-11-2987呼吸運動的機械動力膈肌、肋間內(nèi)外肌2020-11-296胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓1.胸內(nèi)負壓

平均大約為-6.7cmH2O,隨呼吸周期變化。安靜吸氣時-10.6cmH2O，安靜呼氣末-2.7cmH2O.

臨床上用食管內(nèi)壓力代表胸內(nèi)壓。胸內(nèi)負壓來源：肺組織的彈性回縮力和肺泡壁表面張力。胸內(nèi)負壓也作用于胸腔內(nèi)的心臟和大靜脈，降低中心靜脈壓，有助于靜脈回流和右心充盈。2020-11-2988胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓1.胸內(nèi)負壓2020-11-297胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓：即肺泡內(nèi)壓，正常人在呼吸暫停，聲帶開放，氣道通暢時，肺內(nèi)壓與大氣壓相等。吸氣時肺內(nèi)壓低于大氣壓，呼氣時高于大氣壓。肺內(nèi)壓正0負吸氣吸氣吸氣呼氣呼氣呼氣2020-11-2989胸內(nèi)壓、肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓：肺內(nèi)壓正0負吸氣正常人呼吸器官的壓力、容量關(guān)系1.肺容量在功能殘氣量（FRC）時（占肺總量40%），肺內(nèi)壓為0。2.肺容量大約等于肺總量的67%時，胸廓在天然位置，不表現(xiàn)彈性力量。3.肺容量超過67%以上時，胸廓與肺的彈性回縮力方向相同，共同構(gòu)成擴張阻力。4.功能殘氣量時，用力呼氣，則呼吸肌的收縮力完全用于克服胸廓向外張開的彈性力量。2020-11-2990正常人呼吸器官的壓力、容量關(guān)系1.肺容量在功能殘氣量（FRC呼吸系統(tǒng)的壓力梯度胸膜腔內(nèi)壓肺泡內(nèi)壓氣道內(nèi)壓經(jīng)胸壓經(jīng)肺壓經(jīng)胸壁壓經(jīng)氣道壓2020-11-2991呼吸系統(tǒng)的壓力梯度胸膜腔內(nèi)壓2020-11-2910呼吸系統(tǒng)的壓力梯度1.胸膜腔內(nèi)壓正常時功能殘氣位的胸膜腔內(nèi)壓為-5cmH2O2.肺泡內(nèi)壓其大小決定于胸膜腔內(nèi)壓與肺向內(nèi)收縮的壓力之差機械通氣時，肺泡內(nèi)壓直接受吸氣壓力影響，故要注意避免通氣壓力過高而造成的肺損傷及對循環(huán)功能的影響。2020-11-2992呼吸系統(tǒng)的壓力梯度1.胸膜腔內(nèi)壓2020-11-2911呼吸系統(tǒng)的壓力梯度3.氣道內(nèi)壓吸氣或呼氣末，氣流停止時，從肺泡到口鼻，氣道內(nèi)各處壓力相等，吸氣時，從口鼻到肺泡的壓力遞減，呼氣時則遞增。呼吸運動中，氣道內(nèi)任意二點間的壓力差，決定于其間氣道阻力的大小和氣流的速度。4.經(jīng)胸壓相當于肺泡內(nèi)壓與胸廓外大氣壓之差，是擴張或壓縮胸廓、肺臟的總壓力。2020-11-2993呼吸系統(tǒng)的壓力梯度3.氣道內(nèi)壓2020-11-2912呼吸系統(tǒng)的壓力梯度5.經(jīng)肺壓相當于肺泡內(nèi)壓與胸膜腔內(nèi)壓之差，是擴張或收縮肺的壓力。6.經(jīng)胸壁壓相當于胸膜腔內(nèi)壓與胸廓外大氣壓之差，是擴張或收縮胸壁的壓力。7.經(jīng)氣道壓相當于氣道內(nèi)外壓力之差，胸腔內(nèi)氣道的經(jīng)氣道壓，也是胸膜腔內(nèi)壓與氣道內(nèi)壓之差。2020-11-2994呼吸系統(tǒng)的壓力梯度5.經(jīng)肺壓2020-11-2913肺順應性概念物理概念，指單位壓力改變時，所引起的肺容積的變化。是彈性物體的共同特性。肺的彈性E和壓力P、體積V的關(guān)系：E=ΔP?ΔV以“順應性（C）”表示C=1/EC==潮氣量（L)/壓力差（kPa)反映呼吸系統(tǒng)的“軟”、“硬”彈性阻力正常時占總阻力的70%主要影響因素肺膠原纖維肺泡表面活性物質(zhì)肺容量（P-V曲線）2020-11-2995肺順應性概念主要影響因素2020-11-2914肺順應性呼吸器官總順應性

正常人體總順應性約：0.1L/cmH2O1————肺和胸廓總順應性=1——肺順應性+1——胸廓順應性2020-11-2996肺順應性呼吸器官總順應性1————肺和胸廓總順應性=1——肺肺順應性臨床上，總順應性有三種不同表示方法：①靜態(tài)順應性—反映肺與胸廓的彈性②動態(tài)順應性—反映肺與胸廓的彈性外，還包括克服阻力成分③比順應性—順應性（C）/功能殘氣量（FRC）（此值在不同性別和年齡之間大致相同）2020-11-2997肺順應性臨床上，總順應性有三種不同表示方法：2020-11-影響肺順應性的主要因素生理因素：肺容積、性別、年齡、身高、體位、運動。病理因素：①肺彈性阻力減低時順應性增加：如肺氣腫②肺彈性阻力增加時順應性減?。喝绶嗡[、炎癥、肺不張，肺間質(zhì)纖維化。③肺外疾患：胸膜疾病、胸壁肌肉疾病、膈肌抬高、肥胖等。④心臟疾患：如二尖瓣狹窄、間隔缺損等。2020-11-2998影響肺順應性的主要因素生理因素：肺容積、性別、年齡、身高、體順應性下降對病人的影響增加呼吸功造成通氣血流比失調(diào)，引起低氧血癥病人的呼吸表現(xiàn)為淺而快2020-11-2999順應性下降對病人的影響增加呼吸功2020-11-2918順應性增加對病人的影響病人在潮氣量呼吸時所需的跨肺壓較小，呼吸功也較小。但同時也可使小氣道狹窄閉鎖，增加氣道阻力導致肺內(nèi)氣體分布不均，嚴重限制呼氣流速。2020-11-29100順應性增加對病人的影響病人在潮氣量呼吸時所需的跨肺壓較小，呼氣道阻力(Raw)呼吸道阻力通常以每秒內(nèi)1升通氣量所產(chǎn)生的壓力來表示R氣道=壓力差為口腔與肺泡的壓差正常時占總阻力的近30%鼻和聲門占R氣道的75%小氣道占R氣道的10%機械通氣時R氣道=峰壓力-平臺壓————氣體流量2020-11-29101氣道阻力(Raw)呼吸道阻力通常以每秒內(nèi)1升通氣量所產(chǎn)生的壓氣道阻力(Raw)Hagen-Poiseuille(哈根-泊肅葉定律）

Raw=

（η為流體黏度；r為管的半徑；l為管道長度）氣道直徑是影響阻力的重要因素。呼吸道阻力的正常值在成人：1-3cmH2O/L/S.發(fā)生于直徑2mm的細支氣管以上部位。

8ηl——πr42020-11-29102氣道阻力(Raw)Hagen-Poiseuille(哈根-泊影響氣道阻力升高的因素1.氣道分泌物增多、積聚。2.氣道粘膜的腫脹。3.支氣管痙攣。4.肺氣腫。5.異物。6.腫瘤性狹窄。2020-11-29103影響氣道阻力升高的因素1.氣道分泌物增多、積聚。2020-1等壓點理論2020-11-29104等壓點理論2020-11-2923等壓點理論等壓點的位置對于正常人，等壓點的位置主要取決于肺容積。80-70%的肺活量的肺容積水平時，等壓點處于肺葉支氣管；＜40%肺活量的肺容積水平后等壓點迅速向上游氣道移動。25%肺活量水平時，等壓點位于細支氣管水平。2020-11-29105等壓點理論等壓點的位置2020-11-2924時間常數(shù)（τ）任一呼吸系統(tǒng)，其容積變化(ΔV)與壓力變化(ΔP)呈指數(shù)函數(shù)的關(guān)系，其函數(shù)特征可以用時間常數(shù)來表示：τ＝RC——即容積變化(ΔV)與壓力變化(ΔP)的相互關(guān)系取決于阻力和順應性2020-11-29106時間常數(shù)（τ）2020-11-2925時間常數(shù)（τ）正常肺的時間常數(shù)為0.2秒。時間常數(shù)決定氣體在肺內(nèi)的充盈和排空速度。假定潮氣量為1000ml,則在呼氣的0.2秒末，有630ml氣體呼出；在0.4秒末，共有865ml氣體呼出；0.6秒末，共有950ml氣體呼出，幾乎完成了呼氣相。順應性和阻力發(fā)生變化，勢必影響到τ。100%37%正常COPDVTτ=0.2τ=0.9正常肺和COPD患者呼氣相2020-11-29107時間常數(shù)（τ）正常肺的時間常數(shù)為0.2秒。100%37%正常時間常數(shù)（τ）由于肺部病變的影響，使不同肺區(qū)的充盈和排空速度有所不同。快肺區(qū)---充盈和排空速度較快的區(qū)域慢肺區(qū)—充盈和排空速度較慢的區(qū)域2020-11-29108時間常數(shù)（τ）由于肺部病變的影響，使不同肺區(qū)的充盈和排空速度2020-11-291092020-11-2928機械通氣時的呼吸力學監(jiān)測監(jiān)測動力監(jiān)測阻力監(jiān)測功2020-11-29110機械通氣時的呼吸力學監(jiān)測監(jiān)測動力2020-11-2929對動力的監(jiān)測呼吸機所提供的正壓既要保證正壓通氣的療效，又要防止其負面影響2020-11-29111對動力的監(jiān)測呼吸機所提供的正壓2020-11-2930對阻力的監(jiān)測C=R彈==平臺壓可以更好地反映肺泡內(nèi)壓R氣道=ttPF氣道峰壓氣道平臺壓吸氣相呼氣相用以克服氣道阻力（P1）用以克服彈性阻力（P2）2020-11-29112對阻力的監(jiān)測C=ttPF氣道峰壓氣道平臺壓吸氣相呼氣相用以克對功的監(jiān)測W吸氣=P·△V壓力容量壓力容量壓力容量正常R氣道↑C↓2020-11-29113對功的監(jiān)測W吸氣=P·△V壓力容量壓力容量壓力容量正常R氣道機械通氣時呼吸力學指標的監(jiān)測及臨床應用呼吸力學監(jiān)測的三要素①壓力（pressure，Ｐ）氣道開口壓，食道壓，隆突壓②流速（flow，Ｆ）③容積（volume）計算流量對時間的積分050100-50-100Flow(L/min)Time2020-11-29114機械通氣時呼吸力學指標的監(jiān)測及臨床應用呼吸力學監(jiān)測的三要素0常用壓力指標氣道峰壓（PD）氣道平臺壓（Ps）氣道平均壓（Pmean)

內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）呼氣末正壓（PEEP）tP氣道峰壓氣道平臺壓用以克服氣道阻力（P1）用以克服彈性阻力（P2）呼氣末正壓2020-11-29115常用壓力指標氣道峰壓（PD）tP氣道峰壓氣道平臺壓用以克服用氣道峰壓（PIP）作用：用于克服胸肺粘滯阻力和彈性阻力氣道峰壓（PIP）的影響因素順應性潮氣量PEEP氣道和氣管內(nèi)導管阻力吸氣流速2020-11-29116氣道峰壓（PIP）作用：用于克服胸肺粘滯阻力和彈性阻力202氣道峰壓的臨床意義氣道峰壓是設(shè)置壓力報警限的根據(jù)設(shè)置值約實際氣道峰壓之上5-10cmH2O以不高于45cmH2O為宜氣道峰壓與氣壓傷的關(guān)系2020-11-29117氣道峰壓的臨床意義2020-11-2936氣道峰壓增加的臨床意義

不伴有平臺壓的增加氣道問題伴有平臺壓的增加肺實質(zhì)或間質(zhì)問題或肺含氣狀態(tài)變化2020-11-29118氣道峰壓增加的臨床意義

不伴有平臺壓的增加2020-1平臺壓（PS）作用:用于克服胸肺彈性阻力。平臺壓（PS）的影響因素順應性PEEP潮氣量2020-11-29119平臺壓（PS）作用:用于克服胸肺彈性阻力。2020-11-22020-11-291202020-11-29392020-11-291212020-11-2940平臺壓的臨床意義

計算靜態(tài)順應性可近似代表肺泡壓的大小肺損傷的關(guān)系較氣道峰壓更為密切臨床嚴格限制平臺壓不超過35cmH2O2020-11-29122平臺壓的臨床意義

計算靜態(tài)順應性2020-11-294平均氣道壓(Pmean)

數(shù)個周期中氣道壓的平均值與影響PIP的因素及吸氣時間長短有關(guān)近似于平均肺泡壓其大小與對心血管系統(tǒng)的影響直接相關(guān)2020-11-29123平均氣道壓(Pmean)

數(shù)個周期中氣道壓的平均值20內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）在肺的彈性回縮下導致呼氣末肺泡內(nèi)呈正壓，稱為PEEPi。PEEPi的存在說明存在動態(tài)肺過度充氣（DPH）。2020-11-29124內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）2020-11-2943PEEPi的影響因素

◆氣道阻力增加◆呼吸系統(tǒng)彈性下降◆氣道動態(tài)塌陷◆通氣量過大◆呼氣時間不足◆呼氣肌的作用2020-11-29125PEEPi的影響因素

◆氣道阻力增加2020-11-294PEEPi的類型

伴有氣流受限的PEEPi不伴有氣流受限的PEEPi2020-11-29126PEEPi的類型

伴有氣流受限的PEEPi2020-1PEEPi的直接生理學作用

肺泡內(nèi)正壓增加肺容積2020-11-29127PEEPi的直接生理學作用

肺泡內(nèi)正壓2020-11-PEEPi的臨床意義增加呼吸功,導致呼吸肌疲勞，肺泡通氣量降低對循環(huán)系統(tǒng)的影響增加肺損傷的危險性對臨床所測呼吸系統(tǒng)順應性的影響2020-11-29128PEEPi的臨床意義2020-11-2947PEEPi的監(jiān)測方法:間接觀察

胸圍增大患者呼吸費力心血管功能惡化呼氣末有持續(xù)呼氣氣流壓力控制通氣時潮氣量或每分通氣量下降容量控制通氣時氣道壓力升高胸片顯示局部肺過度充氣2020-11-29129PEEPi的監(jiān)測方法:間接觀察

胸圍增大2020-11PEEPi的監(jiān)測方法:直接測量

呼氣末氣道阻斷法同步記錄食道壓力與流速法2020-11-29130PEEPi的監(jiān)測方法:直接測量

呼氣末氣道阻斷法202PEEPi的臨床應用

降低PEEPi：COPD，哮喘降低氣道阻力減少分鐘通氣量延長呼氣時間消除呼氣肌的作用增加PEEPi：ARDS，間質(zhì)性肺病延長吸氣時間2020-11-29131PEEPi的臨床應用

降低PEEPi：COPD，哮喘2020呼氣末正壓（PEEP）PEEP與CPAP的概念在呼氣末期將氣道壓力維持在高于大氣壓的水平，稱為呼氣末正壓（positiveendexpiratorypressure,PEEP)

機械通氣時的呼氣末正壓稱為PEEP自主呼吸時應用呼氣末正壓稱為CPAP2020-11-29132呼氣末正壓（PEEP）2020-11-2951呼氣末正壓（PEEP）PEEP的生理學效應1.COPD：減少呼吸功，防止氣道動態(tài)塌陷2.哮喘：有爭議3.ARDS：使萎陷肺泡復張/防止肺泡再萎陷,減少分流，改善V/Q比值和順應性2020-11-29133呼氣末正壓（PEEP）PEEP的生理學效應2020-11-2呼氣末正壓（PEEP）PEEP=0PEEP=122020-11-29134呼氣末正壓（PEEP）PEEP=0PEEP=122020-1低位拐點、高位拐點PEEP高于低位拐點2-3cmH2OPIP不超過高位拐點傳統(tǒng)通氣保護性通氣2020-11-29135低位拐點、高位拐點PEEP高于低位拐點2-3cmH2O傳統(tǒng)通胸內(nèi)壓（Ppl）/食道壓（Pes）胸內(nèi)壓與食道壓的關(guān)系食道內(nèi)壓能較好地反映胸內(nèi)壓絕對值有一定的差別兩者的變化幅度和趨勢一致測量方法：食道球囊法2020-11-29136胸內(nèi)壓（Ppl）/食道壓（Pes）2020-11-2955食道壓測定的臨床應用反映胸內(nèi)壓反映自主呼吸努力計算跨膈壓2020-11-29137食道壓測定的臨床應用2020-11-2956阻力和順應性的測定方法：阻斷法吸氣末阻斷法呼氣末阻斷法2020-11-29138阻力和順應性的測定方法：阻斷法2020-11-2957氣道阻力計算公式

Raw=(PIP-Ps)/F2020-11-29139氣道阻力計算公式

Raw=(PIP-Ps)/F2020-11氣道阻力增加的原因與氣管內(nèi)導管有關(guān)管腔狹小，扭曲，牙齒咬合，痰痂形成與氣道有關(guān)氣道痙攣，分泌物增加2020-11-29140氣道阻力增加的原因2020-11-2959順應性計算公式總靜態(tài)順應性（Cst）=VT/(Ps-PEEP-PEEPi)總動態(tài)順應性（Cdyn)=VT/(PD-PEEP-PEEPi)肺靜態(tài)順應性（Clst）=VT/(Ps-Ppl-PEEP-PEEPi)胸壁順應性＝總順應性－肺順應性2020-11-29141順應性計算公式2020-11-2960順應性改變原因

肺僵硬：肺水腫，實變，纖維化，肺不張胸壁僵硬：脊柱側(cè)彎或其他胸壁畸形，肥胖，腹水或腹脹肺受壓：氣胸、胸腔積液動態(tài)肺充氣2020-11-29142順應性改變原因

肺僵硬：肺水腫，實變，纖維化，肺不張2020呼吸力學曲線（環(huán)）推算指標：順應性、呼吸功氣流受限和肺過度充氣的判斷確定潮氣量和最佳PEEP判斷觸發(fā)靈敏度是否合適人－機協(xié)調(diào)的監(jiān)測氣道分泌物過多的判斷支擴藥物效果的判斷呼吸機管道系統(tǒng)密閉性的判斷2020-11-29143呼吸力學曲線（環(huán)）2020-11-2962壓力－容積環(huán)（P-V環(huán)）靜態(tài)P－V環(huán)壓力導致的容積變化只與彈性阻力有關(guān)動態(tài)P－