呼吸生理與機械通氣原理

呼吸生理

與

機械通氣原理德昌科技有限公司TOPCHANCETECH.LTD.產(chǎn)品專員韋振金

呼吸生理呼吸系統(tǒng)的解剖生理肺通氣：氣體的吸入與呼出胸膜腔負壓肺通氣的阻力肺換氣呼吸系統(tǒng)解剖生理——上呼吸道結(jié)構上呼吸道：鼻和鼻腔咽喉過濾濕化、加溫粘液腺

－濕潤毛細血管

－加溫纖毛

－除塵自然呼吸機械通氣呼吸系統(tǒng)解剖生理——上呼吸道功能過濾、濕化、加溫濕化的基本原理鼻腔：溫度30-34℃，相對濕度80%-90%；隆突：溫度37℃，相對濕度達95%以上；肺泡：溫度37℃，相對濕度100%；在正常情況下，吸入氣體在進入肺泡的時候就已經(jīng)達到核心體溫(37℃)和100%的相對濕度，這是氣體交換和氣道纖毛清理功能的最佳條件。無論何種濕化方式，都要求近端氣道內(nèi)的氣體溫度達到37℃，相對濕度100%，以維持氣道黏膜完整，纖毛正常運動及氣道分泌物排出，以降低VAP/HAP的發(fā)生?！腥A醫(yī)學會重癥醫(yī)學分會（2006年）氣道濕化的作用保持氣道濕潤，保障纖毛的正常運動稀釋痰液，使痰液及時排除并保持呼吸道通暢消炎抗菌，預防肺部感染下呼吸道（傳導）：氣管支氣管各級分支終末細支氣管（16級）呼吸系統(tǒng)解剖生理——下呼吸道結(jié)構呼吸系統(tǒng)解剖生理——下呼吸道結(jié)構下呼吸道（呼吸區(qū)）：肺單位：400個肺泡管和肺泡囊呼吸性細支氣管肺泡管肺泡囊呼吸道的生理功能分泌粘液：由粘膜腺分泌減少水分丟失形成一道物理屏障組成粘液毯，通過纖毛擺動將顆粒物質(zhì)排除體外通過抗體或免疫因子起到抗感染作用呼吸道的生理功能纖毛運動：下呼吸道纖毛運動向上，鼻粘膜纖毛運動向后。作用：能將纖毛頂部大約5μm厚的粘液連同附著在粘液中的小顆粒異物朝著一個方向推送，都朝向咽部，或被吞下，或被吐出。肺的通氣—氣體的吸入與呼出驅(qū)動：呼吸中樞原動力：呼吸運動（吸氣與呼氣）直接動力：肺泡氣與大氣之間的壓力差主動吸氣被動呼氣自主呼吸——呼吸相與呼吸做功隔肌和肋間肌收縮胸內(nèi)容積增大胸膜內(nèi)負壓變大肺擴張肺內(nèi)壓變負外界空氣流(壓)入肺中胸膜內(nèi)壓肺內(nèi)壓肺內(nèi)氣量

自主吸氣—主動吸氣胸膜和胸膜腔胸膜是薄而光滑的漿膜，覆蓋于胸壁內(nèi)面，膈上面，縱膈側(cè)面和肺表面，胸膜分臟層胸膜和壁層胸膜兩層。胸膜腔是由緊貼于肺表面的臟層胸膜和緊貼于胸廓內(nèi)壁的壁層胸膜形成的一密閉的潛在腔隙。胸內(nèi)壓的概念胸膜腔內(nèi)壓(intrapleuralpressure）是指胸膜腔內(nèi)的壓力,簡稱胸內(nèi)壓。胸膜腔內(nèi)壓都低于大氣壓，以大氣壓為零則胸膜腔內(nèi)壓為負壓，故簡稱為胸內(nèi)負壓。正常人胸膜腔內(nèi)壓在平靜呼氣末約為-3~-5mmHg，平靜吸氣末約為-5~-10mmHg。胸內(nèi)負壓的形成原理胸膜內(nèi)層的壓力有兩個：其一是肺內(nèi)壓，使肺泡擴張，其二是肺的回縮力，使肺泡縮小。因此胸膜腔內(nèi)的壓力實際上是這兩種方向相反的力的代數(shù)和，即：

胸內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮力在吸氣末和呼氣末，肺內(nèi)壓等于大氣壓。若以大氣壓力為零位標準：胸內(nèi)壓=-肺回縮力可見，胸內(nèi)負壓是由肺的回縮力造成的胸內(nèi)負壓形成的自然因素人胸廓的生長發(fā)育比肺快，決定了肺的自然容積總是小于胸廓，因而使肺處于被動擴張的狀態(tài)。胸內(nèi)負壓的意義肺擴張抑制胸廓過度擴張減低氣道阻力有利于靜脈血、淋巴向心臟回流氣胸正常肺通氣過程中的肺容量潮氣量(TV)補氣量(IRV)補呼氣量(ERV)肺殘氣量(RC)功能殘氣量(FRC)肺活量(VC)肺總?cè)萘?TLC)吸氣量(IC)肺通氣過程中的肺容量潮氣量(TV)補氣量(IRV)補呼氣量(ERV)肺殘氣量(RC)功能殘氣量(FRC)肺活量(VC)肺總?cè)萘?TLC)吸氣量(IC)功能殘氣量(FRC)：平靜呼氣后肺內(nèi)殘留的氣量FRC=RC+ERV肺通氣過程中的肺容量功能殘氣量(FRC)的臨床意義：如果沒有FRC，呼氣末期肺泡將完全塌陷，產(chǎn)生靜-動脈血分流FRC增加提示肺泡擴張，F(xiàn)RC減少說明肺泡縮小或塌陷機械通氣：PEEP增加功能殘氣量(FRC)肺通氣過程中的阻力彈性阻力(靜態(tài)阻力)肺和胸廓的彈性阻力，占2/3非彈性阻力(動態(tài)阻力)粘性阻力和慣性阻力，占1/3，以氣道粘性阻力為主。肺通氣的阻力–彈性阻力彈性阻力：肺泡和胸廓存在自然回縮的力，構成彈性阻力，也就是肺的順應性(C)順應性代表彈性物體的擴張性,定義為容量改變與壓力改變的比值。

C=△V/△PC的倒數(shù)（1/C）則為彈性阻力。高順應性低順應性肺通氣的阻力–肺的順應性高順應性/低彈性阻力低順應性/高彈性阻力相同的壓強肺通氣的阻力–動態(tài)和靜態(tài)順應性靜態(tài)（Cst）：每次吸氣或呼氣后，屏氣，測定肺容積和跨肺壓變化，即可測得。動態(tài)（Cdyn）：不阻斷氣流時測得。肺通氣的阻力–動態(tài)和靜態(tài)順應性動態(tài)順應性

Crs,dyn=靜態(tài)順應性

Crs,st=PB840可通過吸氣暫停鍵測得靜態(tài)順應性肺通氣的阻力–順應性正常值新生兒 3-5 ml/cmH2O嬰兒 10-20 ml/cmH2O兒童 20-40 ml/cmH2O成人 70-100 ml/cmH2O無肺部疾病的氣管插管患者50-70ml/cmH2O肺通氣的阻力–肺的順應性發(fā)生變化肺通氣的阻力–肺的順應性發(fā)生變化順應性的影響因素生理因素：肺容積性別年齡身高體位順應性降低病理因素：彌漫性肺間質(zhì)纖維化：順應性降低心臟疾?。悍嗡[，順應性降低ARDS：肺水腫、肺泡塌陷，順應性降低肺順應性降低的影響順應性下降對病人的影響：為了維持原有的潮氣量，吸氣努力增加，呼吸肌做功增加，嚴重可導致呼吸衰竭V/Q失調(diào)，引起低氧血癥肺水腫時，吸氣使血管周圍組織的壓力變負，致使流體自血管流向外周組織肺泡擴張受限，呼吸表現(xiàn)為淺而快肺通氣的阻力–非彈性阻力主要為氣道阻力，即氣體在氣道中流動時所產(chǎn)生的阻力肺通氣的阻力–非彈性阻力時間常數(shù)——肺充氣、呼氣所需時間

01February2023|Confidential36|時間常數(shù)的定義（體現(xiàn)病人個體差異）：TC＝ＲＣ理論上呼氣時間為

5個TC，氣體方能

排出，臨床實踐中

呼氣時間為3-5個時

間常數(shù)即可時間常數(shù)肺換氣—氣體交換彌散膜氧合高原缺氧環(huán)境CO2的排出PaCO2與通氣量相關PaCO2=0.86VCO2/[VE(1-VD/VT)]VCO2為二氧化碳產(chǎn)量，VD為死腔量，VE為分鐘通氣量死腔呼吸時從鼻到肺泡以上的氣道對氣體交換來說是無用的空間，稱為死腔。成人一般為150ml。肺泡通氣量

＝分鐘通氣量－死腔通氣量

＝（潮氣量VT－死腔量VD）×Rf350ml150mlV/Q比值（通氣血流比失調(diào)）立位肺各部通氣血流比

VAQCVA/QC上肺野0.6：0.23.0中肺野1.0：1.01.0下肺野2.4：3.80.6全體4.0：5.00.8VA/QCPaO2肺炎、阻塞性肺疾患等V/Q比值（肺通氣量與血流量之比）正常肺通氣量和血流量分別為4L/min和5Lmin，兩者比值為0.8機體能夠有效調(diào)節(jié)V/Q比值，當體位改變或者肺部病變時，局部通氣量減小，可產(chǎn)生低氧性肺血管收縮，減少局部血流量，使其他通氣好的部位血流量增加當肺部病變超過機體調(diào)節(jié)范圍，就會出現(xiàn)V/Q比例失調(diào)V/Q比例失調(diào)減?。?lt;0.8）：通氣量不足，常見于氣道阻塞、肺泡萎陷或受壓而發(fā)生不張，此時靜脈血未能進行充分氧合，PO2↓增大（>0.8）：肺血流量不足，常見于肺血管痙攣或栓塞造成的局部灌注減少，此時只有部分靜脈血進行氧合，動脈血含量減少，亦可造成低氧血癥機械通氣基本原理呼吸機的基本概念呼吸機的基本結(jié)構呼吸機的分類機械通氣的四個過程呼吸機的基本概念什么是呼吸機？呼吸機—電子打氣筒！開環(huán)控制系統(tǒng)(送氣,無反饋)Vs.閉環(huán)控制系統(tǒng)(監(jiān)測->反饋控制)=>安全、準確吸氣相控制邏輯：吸氣閥開放、呼氣閥關閉；一定量的混合后氣體（高壓氧氣O2和干壓縮空氣 AIR按所設定的FiO2混合），經(jīng)吸入端過濾器、加溫濕化器；經(jīng)由人工氣道 吸入支路；通過Ｙ形連接管；經(jīng)由延長管及氣管插管進入病人肺內(nèi)；呼氣相控制邏輯：呼氣閥開放、吸氣閥關閉；病人完成肺換氣后的氣體（含ＣＯ２），經(jīng)氣管 插管及延長管；通過Ｙ形連接管進入人工氣道呼出支路；再經(jīng)過呼出端過濾 器排放到大氣中。呼吸機基本概念——系統(tǒng)構成；吸氣相與呼氣相的控制吸氣模塊呼氣模塊控制模塊氣體混合模塊呼吸機基本概念——呼吸機內(nèi)部結(jié)構呼吸機的分類按使用對象成人型、嬰幼兒型、通用型多功能呼吸機按工作原理氣控氣動、電控氣動、電控電動呼吸機按人機接口方式有創(chuàng)或無創(chuàng)正壓通氣呼吸機按機器的功能急救、治療、家用、高頻振蕩呼吸機的分類1928負壓呼吸機現(xiàn)代正壓呼吸機呼吸機的分類有創(chuàng)無創(chuàng)自主呼吸

vs.正壓通氣Pressure壓力Volume容量

IEIE

自主呼吸

正壓通氣機械通氣的四個過程機械通氣的四個過程A觸發(fā)：機器自動觸發(fā)，病人無自主呼吸病人觸發(fā)，病人吸氣引起管路壓力下降或流量發(fā)生變化壓力觸發(fā)流量觸發(fā)（觸發(fā)更靈敏、反應速度更快）機械通氣的四個過程B吸氣過程的完成：根據(jù)公式：其中上述公式中，任何一個參數(shù)變化，皆會引起其它參數(shù)的變化機械通氣的四個過程C吸呼氣轉(zhuǎn)換：容量轉(zhuǎn)換（容控時）時間轉(zhuǎn)換（壓控時，設置吸氣時間）流量轉(zhuǎn)換（PSV時，設置呼氣靈敏度）機械通氣的四個過程D呼氣：在PEEP水平上，維持氣道和肺泡的開發(fā)或擴張狀