機械通氣基礎(chǔ)知識

關(guān)于機械通氣基礎(chǔ)知識主要內(nèi)容機械通氣相關(guān)基本概念呼吸機基本原理流速時間曲線壓力時間曲線容積-時間曲線

壓力-容積環(huán)(P-Vloop)

流速-容積曲線(F-Vcurve)

壓力-流速環(huán)(P-F環(huán))

第2頁,共40頁，2024年2月25日，星期天1.機械通氣的基本問題

氣道壓力氣道阻力壓力、容量、阻力和流速之間的關(guān)系呼吸力學肺順應性呼吸功內(nèi)源性PEEP

食管內(nèi)壓力的測定氣體分布和交換第3頁,共40頁，2024年2月25日，星期天呼吸力學呼吸力學是機械通氣理論的重要組成部分之一，正常人胸腔內(nèi)不同位置的力學特征存在著一定的差異，這種不均一性在損傷不均勻的肺部病變中表現(xiàn)更為突出。動態(tài)呼吸力學研究壓力與流速的相互關(guān)系靜態(tài)呼吸力學研究壓力與容積的相互關(guān)系第4頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道壓力氣道峰壓（PIP）=氣道阻力壓+平臺壓是克服氣道阻力（非彈性阻力）和彈性阻力產(chǎn)生潮氣量所需的壓力。當潮氣量固定時，PIP增高提示氣道阻力和（或）肺、胸廓的彈性回縮力增加。平臺壓（Ppla)=平均肺泡內(nèi)壓（Palv）=Paw+（RE-RI）*（VE/60）是在無氣流時維持肺臟充氣所需的壓力。平均氣道壓（Paw）=[（PIP-PEEP）*Ti/TOT]+PEEP（恒壓通氣）,

平均氣道壓（Paw）=[0.5*（PIP-PEEP）*Ti/TOT]+PEEP（恒流通氣）胸膜腔內(nèi)壓（Ppl）≈食管內(nèi)壓力（Pes)

第5頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道峰壓的影響因素吸氣流速氣道阻力潮氣量胸肺順應性呼氣末正壓（PEEP）內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）第6頁,共40頁，2024年2月25日，星期天平臺壓的影響因素潮氣量胸肺順應性PEEP內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）第7頁,共40頁，2024年2月25日，星期天平均氣道壓(Paw)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)第8頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道壓力Paw對血流動力學、氣體交換的影響更為明顯，并與氣壓傷的發(fā)生密切相關(guān)。PIP<40cmH2OPpla<35cmH2OPaw↓：調(diào)整吸氣時間（當VT和R固定時，調(diào)節(jié)吸氣流速）、減少PEEP水平、降低呼吸阻力和通氣水平來實現(xiàn)。床旁監(jiān)測PIP、Ppla對判斷呼吸功能惡化的原因和指導治療具有重要臨床意義。第9頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道壓力容量控制通氣時的氣道壓力組成PIP跨氣道壓力開始吸氣開始呼氣平臺壓第10頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道壓力當PIP↑而Ppla無改變時，提示R↑：應檢查氣管插管阻塞、支氣管痙攣

PIP、Ppla↑，提示肺和胸壁擴張受限，應注意有無腹脹、肺不張、氣胸、肺水腫、ARDS及嚴重的肺炎、PEEPi、人機抵抗等

PIP↓：有無管路漏氣、過度通氣時胸內(nèi)負壓過高第11頁,共40頁，2024年2月25日，星期天肺通氣阻力彈性(elastic)：彈性阻力（elastance）（70%）粘性(resistive)：粘滯阻力（resistance）慣性(inertial)：慣性阻力氣道阻力（30%）第12頁,共40頁，2024年2月25日，星期天肺通氣阻力：彈性阻力彈性阻力（R）：物體對抗外力作用引起變形的力稱為R。R大者不易變形，R小者易變形。一般用順應性（C）來度量R，C與R成反比關(guān)系，即C越大則R越小，C越小則R越大。肺彈性阻力的來源：來自肺組織本身的彈性回縮力（1/3）和肺泡內(nèi)面的液體層和氣體之間的表面張力所產(chǎn)生的回縮力（2/3），兩者均使肺具有回縮傾向，構(gòu)成了肺擴張的彈性阻力。肺表面活性物質(zhì)的作用是降低肺泡液-氣界面的表面張力而使肺泡的回縮力減小。第13頁,共40頁，2024年2月25日，星期天肺通氣阻力：非彈性阻力慣性阻力：是氣流在發(fā)動、變速、換向時因氣流和組織的慣性所產(chǎn)生的阻止肺通氣的力。平靜呼吸時，頻率低、氣流速度慢，慣性阻力小可忽略不計。粘滯阻力：來自呼吸時組織相對位移所發(fā)生的摩擦，也較小。氣道阻力：來自氣體流經(jīng)呼吸道時氣體分子間和氣體分子與氣道壁之間的摩擦，是非彈性阻力的主要成分，約占80-90%。非彈性阻力是在氣體流動時產(chǎn)生的，并隨流速加快而增加，故為動態(tài)阻力。第14頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道阻力氣道阻力是氣體在氣道中受到的阻塞程度，氣體在氣道內(nèi)流動所產(chǎn)生的磨擦力，可分為吸氣阻力和呼氣阻力。Raw＝8ηl/(πr4)吸氣阻力RI=（PIP-Ppla）/吸氣末流速呼氣阻力RE=（Ppla-PEEP）/最大呼氣流速氣管插管產(chǎn)生的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，其次流速和氣管插管長度也對阻力有影響。第15頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道阻力氣道阻力大，要保證有效的氣體交換就必須提高壓力和流速。COPD和哮喘患者：高壓力和高流速通氣時，肺泡內(nèi)壓不會有很大的升高，原因是增高的壓力主要消耗在痙攣或狹窄的氣道上，即PIP高，Ppla可能不會太高。正常人氣道阻力：1cmH2O/(L.s)，小氣道以層流為主，占總阻力的20%。大氣道以湍流為主，占總阻力的80%。第16頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣道阻力清醒未插管的肺氣腫和哮喘患者阻力一般在13-18cmH2O/(L.s)。7號氣管插管的阻力：8cmH2O/(L.s)8號氣管插管的阻力：5cmH2O/(L.s)氣管插管時氣道阻力相當于中度哮喘發(fā)作第17頁,共40頁，2024年2月25日，星期天壓力、容量、阻力和流速之間的關(guān)系

△P=R×V（流量）流量對時間的積分就可以得到容量當壓力固定后，阻力與流速成反比氣道阻力增加意味著呼吸功增加第18頁,共40頁，2024年2月25日，星期天肺順應性肺順應性：每單位壓力變化導致肺容量的變化，即C=△V/△PCs（靜態(tài)）:反映肺和胸壁的彈性特征（彈性阻力），在測量時于吸氣末阻斷氣流，排除氣道阻力成分=校正的VT/平臺壓-PEEPCd（動態(tài)）：反映氣道阻力（非彈性阻力）和呼吸系統(tǒng)彈性（彈性阻力）特征，測量時有氣流存在=校正的VT/PIP-PEEP正常值Cs：50-80ml/cmH2OCd：30-40ml/cmH2O插管后降低，測定時需要充分的鎮(zhèn)靜或肌松，容控，方波第19頁,共40頁，2024年2月25日，星期天肺順應性臨床意義降低：意味著肺變硬，單位壓力引起的肺容積變化小，呼吸功增加。即FRC↓、限制性通氣功能障礙、低肺容積和低MV、R↑：→頑固性低氧血癥。Cs↓：肺不張、ARDS、張力性氣胸、肥胖、肺纖維化、胸廓畸形、肺水腫。

Cd：支氣管痙攣、氣管插管扭曲、氣道阻塞。增高：由于肺彈性回縮力的降低往往導致呼氣不完全、FRC顯著增加、阻塞性通氣功能障礙及氣體交換障礙。一般情況下，導致Cs變化的各種疾病多同時影響Cd產(chǎn)生同樣的變化。如肺不張時二者可同時降低，肺不張消除后可同時恢復。而僅有氣道阻力增高時（如支氣管痙攣）可出現(xiàn)只有Cd↓而Cs保持不變。單純測一次順應性的變化無多少意義，連續(xù)觀察順應性變化趨勢更有意義。

第20頁,共40頁，2024年2月25日，星期天區(qū)分肺、胸壁順應性臨床意義CL(肺）=△V/△PLCW(胸壁）=△V/△Ppl(胸膜腔內(nèi)壓）CRS（總）=△V/△Palv(肺泡內(nèi)壓）CW影響因素：腹脹、胸水、肌張力、術(shù)后、體位、軟組織損傷，有助于尋找病因評價PEEP對血流動力學的影響：依據(jù)CL、CW在CRS中所占的比例不同，PEEP向胸膜腔所傳遞的壓力大小不同。第21頁,共40頁，2024年2月25日，星期天胸膜腔壓力對血流動力學指標影響△VL（肺容積的變化）=CL(△[PEEP-Ppl])△VW（胸腔容積的變化）=CW(△Ppl）△VL=△VWCL△PEEP/（CL+CW

）=△Ppl正常人CL≈CW△Ppl≈1/2△PEEP正常人約一半的胸腔內(nèi)壓（PEEP）傳遞到胸膜腔，引起胸內(nèi)壓增高。當肺實變肺順應性減小時，這種傳遞比例減小；故ARDS患者加PEEP在15cmH2O以下，可不必考慮對PCWP的影響。而肺順應性大（肺氣腫）或胸壁順應性小時氣道內(nèi)向胸膜腔傳遞增加，較低水平的PEEP就可能干擾PCWP的判讀。第22頁,共40頁，2024年2月25日，星期天呼吸功（WOB）WOB=[(PIP-(0.5*Pla)/100]*VT（容控）完全控制通氣時患者的呼吸功由呼吸機完全替代部分支持通氣始終存在呼吸功增加的可能，因為呼吸機的切換過程和患者的吸氣努力存在一定的時間差，自主觸發(fā)通氣的過程往往是由患者和呼吸機共同完成的。調(diào)節(jié)影響呼吸功的參數(shù)：觸發(fā)靈敏度、最大吸氣流速、VT、PEEP,PEEPi是導致呼吸功增加的重要因素之一。第23頁,共40頁，2024年2月25日，星期天內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）概念

在肺的彈性回縮下導致呼氣末肺泡內(nèi)呈正壓，稱為PEEPi。PEEPi的存在說明呼氣末肺容積未能回到正常FRC狀態(tài)，即存在動態(tài)肺過度充氣（DPH）,主要見于COPD及重癥哮喘患者。第24頁,共40頁，2024年2月25日，星期天PEEPi產(chǎn)生的機制—等壓點學說第25頁,共40頁，2024年2月25日，星期天PEEPi的影響因素呼氣阻力增加：呼出氣流受阻呼吸系統(tǒng)順應性增高通氣量過大：尤其是有嚴重氣流受阻時呼吸頻率過快導致呼氣時間不足呼氣氣流受限COPD患者存在彈性纖維的破壞，呼氣時小氣道關(guān)閉第26頁,共40頁，2024年2月25日，星期天PEEPi對機體產(chǎn)生的影響增加呼吸功：患者在觸發(fā)機械通氣時必須先克服PEEPi后才能產(chǎn)生負壓吸氣。胸內(nèi)壓增加，靜脈回心血量降低，造成低血壓和肺氣壓傷。對肺通氣的影響：導致呼吸肌疲勞，肺泡通氣量降低對氣體交換的影響：通氣的不均衡分布對臨床所測呼吸系統(tǒng)順應性的影響

第27頁,共40頁，2024年2月25日，星期天PEEPi的臨床跡象不能解釋的心動過速、低血壓患者觸發(fā)每次呼吸都非常費力患者的吸氣努力并非每次都能觸發(fā)呼吸機下一次吸氣開始時呼氣仍在進行壓力流速圖示呼氣曲線不能回到零位第28頁,共40頁，2024年2月25日，星期天

PEEPi的臨床處理

降低PEEPi：COPD，哮喘延長呼氣時間：絕對延長，采用高流速通氣、支氣管擴張劑、氣管插管內(nèi)經(jīng)、加用小于PEEPi的外源性PEEP（小于85%）；減少R。降低氣道阻力減少分鐘通氣量增加PEEPi：ARDS，肺間質(zhì)纖維化第29頁,共40頁，2024年2月25日，星期天PEEPi的檢查方法呼氣末阻斷氣流法：按呼氣末暫停從呼吸曲線上讀FRC以上得到肺動態(tài)過度充氣：測定吸氣末容積食管內(nèi)壓：難以常規(guī)開展第30頁,共40頁，2024年2月25日，星期天食管內(nèi)壓力的測定（Pes)Pes：主要反映自主呼吸時肺的力學特征，臨床主要用在平靜呼吸時計算肺順應性、氣道阻力和PEEPi，能將肺和胸壁在整個呼吸系統(tǒng)阻抗中所起的作用區(qū)分開來。Pes近似等于胸膜腔內(nèi)壓Pes測定方法：采用食道囊管法檢測食道中下三分之一交界處附近的壓力，先將囊管送至胃內(nèi)，然后囑受試者稍用力吸鼻。囊管在胃內(nèi)時，示波器顯示為正壓。逐漸將囊管拉出，當吸鼻時，囊管的壓力變?yōu)樨搲?，提示囊管已進入食道噴門附近，再將囊管外拉10cm左右，即為常規(guī)的定位點。第31頁,共40頁，2024年2月25日，星期天呼氣末正壓（PEEP）PEEP與CPAP的概念PEEP的生理學效應COPD：減少呼吸功ARDS：使萎陷肺泡復張，減少分流，改善順應性和V/Q比值支氣管哮喘：有爭議第32頁,共40頁，2024年2月25日，星期天氣體的分布和交換機械通氣時氣體在肺內(nèi)分布特點：自主呼吸：肺的下垂區(qū)域和肺周邊胸膜下部位機械通氣：肺非下垂部位和大氣道內(nèi)時間常數(shù)=阻力*順應性：氣體克服阻力進入肺泡及排空的速度。反應肺組織對壓力變化的反應速度。氣體的分布和交換影響因素

疾病病變分布的不均勻性：ARDS

正壓通氣時的吸氣方式第33頁,共40頁，2024年2月25日，星期天死腔通氣問題死腔通氣：無效通氣或通氣超過血流灌注解剖死腔：不參與氣體交換，約占30%肺泡死腔：通氣的肺泡不能得到灌注無法進行氣體交換，心衰、肺栓塞機械通氣中增加死腔的情況：加溫濕化器、Y型管前端的呼吸延長管、氣管插管。第34頁,共40頁，2024年2月25日，星期天肺通氣的原理

直接動力：肺泡與外界環(huán)境的壓力差動力

原動力：呼吸肌的節(jié)律性運動呼吸運動：過程、形式肺內(nèi)壓：肺泡內(nèi)的壓力胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮壓

第35頁,共40頁，2024年2月25日，星期天呼吸機的工作原理第36頁,共40頁，2024年2月25日，星期天