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临床呼吸生理临床呼吸生理与床旁呼吸力学监测与床旁呼吸力学监测呼吸力学的概念呼吸力学的概念 以物理力学的观点和方法对呼吸运动进行研究的一以物理力学的观点和方法对呼吸运动进行研究的一门学科门学科 以以压力压力、容积容积和和流速流速的相互关系解释呼吸运动现象的相互关系解释呼吸运动现象自主呼吸自主呼吸容量容量变化化 气流气流压力改力改变机械通气机械通气压力变化气流气流 容量容量改改变肺通气的动力肺通气的动力动力：驱动压力动力：驱动压力中枢驱动力中枢驱动力外周驱动力外周驱动力/机械驱动力机械驱动力与之相关的压力：与之相关的压力：胸内压胸内压肺泡内压肺泡内压气道压气道压跨肺压：跨肺压：肺收缩肺收缩/扩张的直接动力扩张的直接动力跨胸壁压跨胸壁压跨胸压：跨胸压：机械通气时的总驱动压机械通气时的总驱动压跨气道压跨气道压肺通气的阻力肺通气的阻力肺肺通通气气阻阻力力弹性阻力性阻力静静态阻力，阻力，2/32/3非非弹性阻力性阻力动态阻力，阻力，1/31/3肺肺弹性阻力性阻力胸廓胸廓弹性阻力性阻力黏性阻力黏性阻力惯性阻力性阻力肺黏性阻力肺黏性阻力气道黏性阻力气道黏性阻力胸廓黏性阻力胸廓黏性阻力肺肺惯性阻力性阻力气道气道惯性阻力性阻力胸廓胸廓惯性阻力性阻力肺通气总阻力肺通气总阻力=肺弹性阻力肺弹性阻力+胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力+气道阻力气道阻力弹性阻力弹性阻力弹性弹性弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回位的倾向回位的倾向平静呼吸时，约占总阻力的平静呼吸时，约占总阻力的2/32/3吸气时的阻力，呼气时的动力吸气时的阻力，呼气时的动力顺应性顺应性物体的易扩张性，指单位压力改变所引起的容积改变物体的易扩张性，指单位压力改变所引起的容积改变计算公式计算公式 C CV/PV/P静态顺应性（静态顺应性（CstCst）：指在压力和容量改变静止瞬间：指在压力和容量改变静止瞬间所测得的两者之间的关系，所测得的两者之间的关系，完全反应了肺与胸廓的弹完全反应了肺与胸廓的弹性回缩特征。性回缩特征。Cst=VCst=VT T/(Pplat-PEEP-PEEPi)/(Pplat-PEEP-PEEPi)动态顺应性（动态顺应性（CdynCdyn）：指在呼吸周期中连续、动态地：指在呼吸周期中连续、动态地测量压力与容量变化之间关系所得的结果，除了反映测量压力与容量变化之间关系所得的结果，除了反映胸廓和肺的弹性回缩特征外，受其他因素影响，如气胸廓和肺的弹性回缩特征外，受其他因素影响，如气流产生的阻力等。流产生的阻力等。Cdyn=VCdyn=VT T/(Ppeak-PEEP-PEEPi)/(Ppeak-PEEP-PEEPi)正常肺的静态顺应性和动态顺应性几乎相同，但有正常肺的静态顺应性和动态顺应性几乎相同，但有肺疾患者，气道阻力增加或肺顺应性下降时，如阻塞性肺疾患者，气道阻力增加或肺顺应性下降时，如阻塞性肺病者，其动态顺应性较静态顺应性为低。肺病者，其动态顺应性较静态顺应性为低。影响顺应性的因素影响顺应性的因素弹性阻力增加（顺应性降低）弹性阻力增加（顺应性降低）肺水肿，实变，纤维化，肺不张肺水肿，实变，纤维化，肺不张气胸、胸腔积液气胸、胸腔积液脊柱侧弯或其他胸壁畸形脊柱侧弯或其他胸壁畸形肥胖、腹胀肥胖、腹胀动态肺充气动态肺充气非弹性阻力非弹性阻力平静呼吸时，约占总阻力的平静呼吸时，约占总阻力的1/31/3黏性阻力黏性阻力气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力以及呼吸时组织气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力以及呼吸时组织发生相对位移时的发生相对位移时的摩擦阻力摩擦阻力气道阻力气道阻力（80-90%80-90%）、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力）、肺组织黏性阻力、胸廓黏性阻力惯性阻力惯性阻力气流在发动、变速、换向时由于气流与组织的惯性所产生的阻止气流在发动、变速、换向时由于气流与组织的惯性所产生的阻止运动的因素运动的因素气道阻力气道阻力层流层流阻力来源于气体之间的相互摩擦RawRaw8l/(r8l/(r4 4)湍流湍流阻力来源于气体之间以及气体与气道壁之间的相互摩擦RawRawvl*vl*摩擦因子/4/42 2r r5 5层流示意图层流示意图湍流示意图湍流示意图气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力气体分子之间、气体分子与气道壁之间的摩擦力不同气流形态下压力与流速关系不同气流形态下压力与流速关系层流层流 P=kvP=kv湍流湍流 P=kvP=kv2 2层流：压力与流速呈线性关系湍流：压力随流速呈指数性增长气道阻力的分布气道阻力的分布影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素气流形态气流形态气流速度气流速度气道管径气道管径气道长度气道长度气体的粘性与密度气体的粘性与密度肺容积肺容积身材与年龄身材与年龄气道阻力与肺容积的关系气道阻力与肺容积的关系气道阻力具有流速与容积依赖性气道阻力具有流速与容积依赖性MVMV时影响气道阻力的因素时影响气道阻力的因素气道阻力增加气道阻力增加与人工气道有关与人工气道有关管腔狭小，扭曲，贴壁，痰痂形成管腔狭小，扭曲，贴壁，痰痂形成与气道有关与气道有关气道痉挛，分泌物增加气道痉挛，分泌物增加呼吸力学的基本特性呼吸力学的基本特性气道阻力气道阻力弹性阻力性阻力+PEEPiPEEPi机械通气的灵魂机械通气的灵魂-运动方程运动方程机械通气的主要目的是通过提供一定的驱动压以机械通气的主要目的是通过提供一定的驱动压以克服呼吸系统的阻力和呼吸机管路的阻力，把一克服呼吸系统的阻力和呼吸机管路的阻力，把一定潮气量的气源按一定频率送入患者肺内。定潮气量的气源按一定频率送入患者肺内。这种压力和容积变化的关系可表达为运动方程这种压力和容积变化的关系可表达为运动方程 P=PEEPi+VP=PEEPi+VT T/Crs+F/Crs+FR+IR+IdV/dtdV/dtP为驱动压力力PEEPi为内源性呼气末正内源性呼气末正压VT为潮气量潮气量Crs为静静态顺应性性R粘滞阻力粘滞阻力F为流速流速I为惯性阻力性阻力dV/dt为加速度加速度阻力和顺应性的监测阻力和顺应性的监测吸气末阻断法吸气末阻断法患者：充分镇静患者：充分镇静模式：容量控制模式：容量控制参数：方波参数：方波、PEEPePEEPe“吸气末屏气吸气末屏气”Raw=(Ppeak-Pplat)/FRaw=(Ppeak-Pplat)/FCst=VT/(Pplat-PEEP-Cst=VT/(Pplat-PEEP-PEEPiPEEPi)PpeakPplat阻力和顺应性的监测阻力和顺应性的监测监测顺应性的意义在于监测顺应性的意义在于监测病情变化监测病情变化判断肺疾患的严重性判断肺疾患的严重性观察治疗效果观察治疗效果判断是否可以停用呼吸机：判断是否可以停用呼吸机：顺应性顺应性25ml/cmH2O25ml/cmH2O时，不能撤机时，不能撤机阻力和顺应性的监测阻力和顺应性的监测监测气道阻力的意义在于监测气道阻力的意义在于了解各种病理情况下，特别是阻塞性肺病时，气了解各种病理情况下，特别是阻塞性肺病时，气道功能的变化道功能的变化估计人工气道、加热湿化器和细菌滤网对气道阻估计人工气道、加热湿化器和细菌滤网对气道阻力的影响力的影响观察支气管舒张剂的疗效观察支气管舒张剂的疗效选择合理的机械通气方式选择合理的机械通气方式判断患者是否可以脱离呼吸机判断患者是否可以脱离呼吸机常用压力指标常用压力指标气道峰压（气道峰压（PpeakPpeak）气道平台压（气道平台压（P Pplatplat）气道平均压（气道平均压（Pmean)Pmean)内源性呼气末正压内源性呼气末正压（PEEPiPEEPi）呼气末正压（呼气末正压（PEEPPEEP）定容通气，方波定容通气，方波气道峰压（气道峰压（PpeakPpeak）的影响因素）的影响因素Ppeak=FlowxResistance+Volume/compliancePpeak=FlowxResistance+Volume/compliance+PEEP+PEEP用于克服气道阻力、弹性阻力和用于克服气道阻力、弹性阻力和PEEPPEEP顺应性顺应性潮气量潮气量PEEPPEEPPEEPiPEEPi气道和气管内导管阻力气道和气管内导管阻力吸气流速吸气流速气道峰压的临床意义气道峰压的临床意义气道峰压是设置压力报警限的根据气道峰压是设置压力报警限的根据 实际气道峰压之上实际气道峰压之上5-10cmH5-10cmH2 2O O以不高于以不高于45cmH45cmH2 2O O为宜为宜 气道峰压与肺损伤的关系气道峰压与肺损伤的关系 平台压（平台压（PplatPplat）的影响因素）的影响因素Pplat=Volume/Compliance+PEEPPplat=Volume/Compliance+PEEP用于克服弹性阻力和用于克服弹性阻力和PEEPPEEP影响因素：影响因素：顺应性顺应性PEEPPEEP潮气量潮气量平台压（平台压（PplatPplat）的临床意义）的临床意义可近似反应肺泡压可近似反应肺泡压与肺损伤的关系更为密切与肺损伤的关系更为密切限制平台压不超过限制平台压不超过35cmH35cmH2 2O O 平台压（平台压（PplatPplat）的监测）的监测吸气末阻断法吸气末阻断法患者：充分镇静患者：充分镇静模式：容量控制模式：容量控制参数：方波参数：方波“吸气末屏气吸气末屏气”流速或气道阻力流速或气道阻力对气道峰压产生对气道峰压产生影响，但对平台影响，但对平台压无影响压无影响顺应性的变化对顺应性的变化对气道峰压和平台气道峰压和平台压都产生相同影压都产生相同影响响气道峰压增加的临床意义气道峰压增加的临床意义不伴有平台压的增加不伴有平台压的增加Ppeak-Pplat=Flow x ResistancePpeak-Pplat=Flow x Resistance用于克服气道阻力用于克服气道阻力反应气道问题反应气道问题伴有平台压的增加伴有平台压的增加肺实质或间质问题肺实质或间质问题肺含气状态变化肺含气状态变化PpeakPplat虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压虚点面积在特定的时间间隔上所计算的压力相加求其均数即平均气道压平均气道压平均气道压(Pmean)(Pmean)平均气道压平均气道压(Pmean)(Pmean)的临床意义的临床意义数个周期中气道压的平均值数个周期中气道压的平均值与影响与影响PIPPIP的因素及吸气时间长短有关的因素及吸气时间长短有关近似于平均肺泡压近似于平均肺泡压其大小与对心血管系统的影响直接相关其大小与对心血管系统的影响直接相关内源性呼气末正压（内源性呼气末正压（PEEPiPEEPi）在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压，在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压，称为称为PEEPiPEEPi只要呼气时间小于肺排空的实际时间就会产生只要呼气时间小于肺排空的实际时间就会产生PEEPiPEEPiPEEPiPEEPi的存在说明存在动态肺过度充气（的存在说明存在动态肺过度充气（DPHDPH）PEEPiPEEPi的影响因素的影响因素气道阻力增加气道阻力增加 呼吸系统弹性下降呼吸系统弹性下降气道动态塌陷气道动态塌陷通气量过大通气量过大呼气时间不足呼气时间不足呼气肌的作用呼气肌的作用PEEPiPEEPi的监测方法的监测方法:间接观察间接观察 l胸围增大；胸围增大；l患者呼吸费力；患者呼吸费力；l心血管功能恶化；心血管功能恶化；l呼呼气气末末有有持持续续呼呼气气气气流流，呼呼气气的的最最后后部部分分突突然然被被吸吸气气中断；中断；l压力控制通气时潮气量或每分通气量下降；压力控制通气时潮气量或每分通气量下降；l不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高；不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高；l容量控制通气时气道压力升高。容量控制通气时气道压力升高。监测有无监测有无PEEPiPEEPi呼气末阻断法测定呼气末阻断法测定PEEPiPEEPi用于充分镇静的控制通气患者用于充分镇静的控制通气患者MuellerMueller动作法测定动作法测定PEEPiPEEPi用于自主呼吸患者用于自主呼吸患者PEEPiPEEPi的测定的测定同时监测气道压和食道压，在呼气末阻断吸气阀，让患者同时监测气道压和食道压，在呼气末阻断吸气阀，让患者用力吸气，阻断至少用力吸气，阻断至少2 2秒后释放秒后释放PEEPi=Pplmax-MIPPEEPi=Pplmax-MIPPplmaxPplmax为阻断过程中胸内压的最大变化为阻断过程中胸内压的最大变化MIPMIP为气道最大吸气压为气道最大吸气压PEEPiPEEPi的临床影响的临床影响增加呼吸功增加呼吸功增加肺损伤的危险增加肺损伤的危险降低肺通气降低肺通气使肺内不同肺区之间的气体分布更加不平衡，影响气体交使肺内不同肺区之间的气体分布更加不平衡，影响气体交换换影响对呼吸系统顺应性的判断影响对呼吸系统顺应性的判断影响循环系统影响循环系统 PEEPiPEEPi的临床处理的临床处理降低气道阻力降低气道阻力 降低通气需求降低通气需求延长呼气时间延长呼气时间 消除呼气肌的作用消除呼气肌的作用合理应用合理应用PEEPePEEPePEEPePEEPe的作用机制的作用机制肺泡肺泡上游气道上游气道下游气道下游气道0cmH2OPEEPe 8cmH2OPcritPEEPi 10CmH2OPEEPi 10CmH2OPcrit呼气末正压（呼气末正压（PEEPPEEP）PEEPPEEP的生理学效应的生理学效应COPDCOPD：减少呼吸功，防止气道动态塌陷：减少呼吸功，防止气道动态塌陷哮喘：有争议哮喘：有争议ARDSARDS：使萎陷肺泡复张：使萎陷肺泡复张/防止肺泡再萎陷，防止肺泡再萎陷，减少分流，改善减少分流，改善V/QV/Q比值和顺应性比值和顺应性呼吸力学曲线（环）呼吸力学曲线（环）推算指标：顺应性、呼吸功推算指标：顺应性、呼吸功气流受限和肺过度充气的判断气流受限和肺过度充气的判断确定潮气量和最佳确定潮气量和最佳PEEPPEEP判断触发灵敏度是否合适判断触发灵敏度是否合适人机协调的监测人机协调的监测气道分泌物过多的判断气道分泌物过多的判断支扩药物效果的判断支扩药物效果的判断呼吸机管道系统密闭性的判断呼吸机管道系统密闭性的判断