呼吸機基礎(chǔ)知識

呼吸機基礎(chǔ)知識一、呼吸系統(tǒng)的正常解剖和結(jié)構(gòu)1、呼吸道以環(huán)狀軟骨下緣為界分為上下呼吸道。上呼吸道是氣體進(jìn)入肺臟的門戶，為生理性死腔，上呼吸道占一半，呼吸道的阻力約45%來自鼻與喉。下呼吸道包括氣管、支氣管、細(xì)支氣管和終末細(xì)支氣管。氣管切開一般在第2-4軟骨環(huán)進(jìn)行。2、胸廓由12塊胸椎、1塊胸骨、12對肋骨、肋間肌和膈肌等組成。在神經(jīng)的支配下胸廓可隨意而有規(guī)律的進(jìn)行呼吸運動。3、呼吸是機體與外界之間的氣體交換過程，由三個環(huán)節(jié)組成，外呼吸、氣體的運輸、內(nèi)呼吸。外呼吸是肺毛細(xì)血管血液與外界環(huán)境之間的氣體交換過程，包括肺通氣和肺換氣過程。肺通氣是肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。肺換氣是肺泡與肺毛細(xì)血管血液之間的氣體交換過程。影響肺換氣的因素：（1）呼吸膜的厚度，呼吸膜由含肺表面活性物質(zhì)的液體層、肺泡上皮細(xì)胞、上皮基底膜、肺泡間隙和毛細(xì)血管膜之間的間隙、毛細(xì)血管基膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層。（2）呼吸膜的面積，氣體擴散速率與擴散面積成正比，肺擴散總面積大70平方米。（3）通氣/血流比值約為0.84。氣體運輸是由循環(huán)血液O2從肺運輸?shù)浇M織之間的氣體交換。內(nèi)呼吸是組織毛細(xì)血管血液與組織、細(xì)胞之間的氣體交換過程。4、呼吸運動是呼吸肌的收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮小。胸廓擴大稱為吸氣運動，主要吸氣肌是膈肌和肋間外肌，胸廓縮小稱為呼氣運動。吸氣肌是是胸廓擴大而產(chǎn)生吸氣動作的呼吸肌，主要指膈肌和肋間外肌。呼氣肌是指是胸廓縮小的呼吸肌，主要指肋間內(nèi)肌和腹壁肌肉。輔助呼吸肌指斜角肌、胸鎖乳突肌、胸背部肌肉。吸氣過程是主動過程，膈肌下降擴大胸廓上下徑，肋間外肌收縮，增大胸廓前后徑和左右徑，使胸腔容積增大，壓力下降，空氣進(jìn)入肺內(nèi)。呼氣過程是被動過程，肺臟的彈性回縮力和肺泡表面張力構(gòu)成肺的彈性回縮力，膈肌和肋間外肌舒張，胸腔縮小，壓力增大，呼氣。二、胸內(nèi)壓和肺內(nèi)壓變化。1、胸膜腔是臟層胸膜與壁層胸膜之間的腔隙，內(nèi)有少量液體，彼此緊貼，中間漿液起潤滑作用，減少摩擦阻力；漿液分子之間的內(nèi)聚力使兩層胸膜緊貼在一起。2、胸膜腔內(nèi)的壓力稱為胸內(nèi)壓，隨呼吸周期性變化。平靜吸氣末負(fù)壓為-10--5厘米水柱，安靜時呼氣末為-5--3厘米水柱，用力時變化更大。在臨床上即用食道內(nèi)壓力代表胸內(nèi)壓。胸內(nèi)負(fù)壓的生理意義是使肺維持?jǐn)U張狀態(tài)，不致由于回縮力而完全萎縮；促進(jìn)和利于靜脈尤其是腔靜脈回流。胸內(nèi)壓=肺內(nèi)壓+（-肺回縮壓），在呼氣末或吸氣末時胸膜腔內(nèi)壓=大氣壓-(-肺回縮)=-肺回縮壓三、肺通氣的阻力：分為彈性阻力和非彈性阻力。1、彈性阻力包括肺的彈性阻力和胸廓彈性阻力；非彈性阻力包括氣道阻力、慣性阻力、組織的粘滯阻力。彈性阻力是物體對抗外力作用所引起的變形的力，大小可用順應(yīng)性的高度來衡量。順應(yīng)性C是指彈性物體在外力作用下發(fā)生變形的難易程度。C=V/P（L/CMH2O）肺的彈性阻力和順應(yīng)性，測定肺的順應(yīng)性曲線反映不同肺容量下順應(yīng)性或彈性阻力的大?。慌c自身的彈力纖維和膠原纖維等彈性成分有關(guān)；與肺表面活性物質(zhì)引起肺泡氣-液面的表面張力有關(guān)。肺彈性阻力：彈性組織（肺）具有對抗變形并回到初始位置的傾向。慣性阻力是氣流在發(fā)動、變速、切向時因氣流和組織的慣性所產(chǎn)生的阻止肺通氣的力。粘滯阻力是來自呼吸時組織相對位移所產(chǎn)生的摩擦。氣道阻力是來自氣體流經(jīng)呼吸道時氣體分子與氣道壁之間的摩擦。氣道阻力受氣流速度、氣流形式和氣道管徑大小的影響。臨床氣道阻力升高的因素：氣道分泌物增多、積聚；氣道黏膜腫脹；支氣管痙攣；肺氣腫；異物；腫瘤性狹窄。四、肺容量變化在呼吸運動中，吸入和呼出的氣體容積可用肺量計加以定量和描計，稱為肺量圖。直接讀出人體在進(jìn)行各種不同深淺的呼吸運動時肺容量和容積的變化。1、潮氣量(VT)平靜呼吸時每次吸入或呼出的氣體量，一般為500-600毫升。氣管切開或氣管插管后VT減少約150毫升。。2、補吸氣量（IRV）平靜吸氣末，再盡力吸氣所能吸入的氣體量。反映吸氣的儲備量。3、補呼氣量（ERV）平靜呼氣末，再盡力呼氣所能呼出的氣體量，反映呼氣的儲備量。4、余氣量（RV）最大呼氣末尚存留于肺內(nèi)不能氣體量，支氣管哮喘和肺氣腫患者的余氣量增加。5、每分鐘通氣量潮氣量與每分鐘呼吸頻率的乘積，安靜時約6-8升。6、肺活量（VC）是在最大深吸氣后作深呼氣時所能呼出的最大氣體量。7、用力肺活量(FVC)是最大深吸氣后用力做最大速度呼氣，在一定時間內(nèi)所呼出的氣量。代表最大呼吸幅度。8、功能殘氣量（FRC）是在平靜呼氣末尚存留在肺中的氣體量。作用緩沖肺泡氣體分壓變化的作用，防止了每次吸氣時引起肺泡氣體濃度的過大變化。功能殘氣量決定于平靜呼氣基線的水平位置，反映胸廓和肺臟組織的平衡關(guān)系。9、肺通氣量是指每分鐘吸入或呼出的氣體總量。一般6-9L。10、道爾頓定律指混合氣體的總壓強等于各氣體成分的分壓強之和。各氣體分壓強的大小與其在混合氣中的容積百分比成正比。11、Hp氧容量是指在100毫升血液中，HP所能結(jié)合的最大O量。1克HP可結(jié)合的氧氣量為1.34毫升。HP實際結(jié)合的氧氣量稱為HP氧含量。HP氧含量與氧容量的百分比為HP氧飽和度。12、解剖無效腔是指每次吸入的氣體，一部分將留在鼻或口與終末細(xì)支氣管之間的呼吸道內(nèi)，不參與肺泡與血液之間的氣體交換，這部分呼吸道的容積稱為解剖無效腔。與體重有關(guān)，約2.2毫升/公斤體重。解剖死腔約150毫升或相當(dāng)于2毫升每公斤體重。生理死腔/潮氣量正常人在36%以下。VD/VT=(PaCO2-PeCO2)/PaCO2PaCO2為呼出氣的二氧化碳分壓。成人呼吸窘迫大于0.5預(yù)后差。肺泡無效腔是指進(jìn)入肺泡的氣體，因血流在肺內(nèi)分流不均而不能都與血液進(jìn)行氣體交換，未能發(fā)生的這部分肺泡容量稱為肺泡無效腔。肺泡無效腔和解剖無效腔合稱為生理無效腔。肺泡通氣量是指每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量，它等于潮氣量和無效腔之差與呼吸頻率的乘位置；B為隨著呼氣的繼續(xù)，含有二氧化碳的肺泡氣進(jìn)入呼吸道，二氧化碳分壓迅速上升，提示肺泡氣和死腔氣的混合；C為純肺泡氣，波形呈水平略向上傾斜，表現(xiàn)為一平臺，平臺的終點為呼氣末，對應(yīng)數(shù)值為PetCO2；D為吸氣開始，二氧化碳分壓迅速下降到零點。波形的高度代表PetCO2，對PetCO2波形的識別包括基線是否為0；B段是否迅速升高；是否有平臺。常見的波形異常：氣管導(dǎo)管誤入食道波形消失，PetCO2讀數(shù)接近為0二氧化碳重復(fù)吸入基線抬高，PetCO2讀數(shù)增高呼出氣排除不暢B段波形升高緩慢，呼出時間延長指令通氣下降正常波形間突然出現(xiàn)谷和峰機械通氣觸發(fā)失敗二氧化碳曲線平臺期出現(xiàn)波動PetCO2的臨床使用通氣功能監(jiān)測指導(dǎo)呼吸機參數(shù)調(diào)節(jié)、作為撤機和拔管期間的檢測手段。避免通氣不足或通氣過度，減少血氣分析的次數(shù)。作為確定最佳PEEP的依據(jù)PaCO2和PetCO2的差值反映肺內(nèi)通氣/血流比。若PEEP過高導(dǎo)致心輸出量降低，PaCO2降低，一般情況下，Pa-etCO2最小時的PEEP為最佳PEEP。了解死腔和二氧化碳彌散當(dāng)PetCO2波形呈指數(shù)降低時，預(yù)示存在肺灌注不足的危險，如低血壓、循環(huán)衰竭或肺栓塞等。確定氣管導(dǎo)管位置是否正確及時發(fā)現(xiàn)呼吸機漏氣、管道連接問題和活瓣故障出現(xiàn)時，PetCO2明顯下降，但通常不會降至0。影響PetCO2監(jiān)測準(zhǔn)確性的因素：PetCO2可作為估計PaCO2的無創(chuàng)監(jiān)測手段。一般小于PaCO2。心肺功能正常時，二者相關(guān)性良好。當(dāng)存在二氧化碳彌散障礙、肺內(nèi)分流增加、循環(huán)衰竭、心臟右向左分流時，Pa-etCO2增大，Pet