1、床旁呼吸力学监测及其在床旁呼吸力学监测及其在 机械通气中的应用机械通气中的应用 首都医科大学附属北京朝阳医院首都医科大学附属北京朝阳医院 北 京 呼 吸 疾 病 研 究 所北 京 呼 吸 疾 病 研 究 所 詹詹 庆庆 元元 呼吸力学的概念呼吸力学的概念(respiratory mechanics(respiratory mechanics或或lung mechanics)lung mechanics)以物理力学的观点和方法对呼吸运动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进行研究的一门学科 以以压力压力、容积容积和和流速流速的相互关系解释的相互关系解释呼吸运动现象呼吸运动现象 动态
2、呼吸力学动态呼吸力学 研究研究压力压力与与流速流速的相互关的相互关系系 静态呼吸力学静态呼吸力学 研究研究压力压力与与容积容积的相互关的相互关系系 学习呼吸力学的意义学习呼吸力学的意义 呼吸生理是机械通气的灵魂呼吸生理是机械通气的灵魂 呼吸力学是呼吸生理的灵魂呼吸力学是呼吸生理的灵魂 1 1 加深对呼吸生理和病理生理的认识加深对呼吸生理和病理生理的认识 2 2合理运用机械通气的基础合理运用机械通气的基础 3 3研究新型通气模式的需要研究新型通气模式的需要 4 4.研制呼吸监护仪和治疗仪的需要研制呼吸监护仪和治疗仪的需要 呼吸力学的学习方法呼吸力学的学习方法 认识到呼吸力学的重要性认识到呼吸力学
3、的重要性 不要有畏难情绪不要有畏难情绪 注重基本概念和理论注重基本概念和理论 注重在机械通气实践中应用和提高注重在机械通气实践中应用和提高 呼吸系统的力学特性呼吸系统的力学特性 弹性弹性(elastic)(elastic)：弹性阻力：弹性阻力（elastanceelastance）粘性粘性(resistive)(resistive)：粘性阻力：粘性阻力（resistanceresistance）惯性惯性(inertial)(inertial)：惯性阻力：惯性阻力 阻力可存在于呼吸系统的各个部位：阻力可存在于呼吸系统的各个部位：气道阻力气道阻力，肺组织阻力肺组织阻力，胸廓阻力胸廓阻力 气道阻力（
4、气道阻力（R Rawaw）概念：概念：气体在气道内流动所产生的磨擦力气体在气道内流动所产生的磨擦力 R Rawaw8 8l/(rl/(r4 4)具有容积和流速依赖性具有容积和流速依赖性 吸气阻力和呼气阻力吸气阻力和呼气阻力 弹性阻力与顺应性弹性阻力与顺应性 顺应性：顺应性：C CV/PV/P 除与呼吸系弹性有关外除与呼吸系弹性有关外，还与肺容积有关还与肺容积有关 静态顺应性静态顺应性（CstCst）与呼吸系弹性有关与呼吸系弹性有关 动态顺应性动态顺应性（CdynCdyn）与呼吸系弹性和气道阻力及呼吸频率有关与呼吸系弹性和气道阻力及呼吸频率有关 气管插管对阻力的影响气管插管对阻力的影响 肺过度充
5、气肺过度充气 (pulmonary hyperinflation)(pulmonary hyperinflation)静息平衡位（静息平衡位（resting equilibrium positionresting equilibrium position）功能残气量（功能残气量（functional residual capacityfunctional residual capacity，FRCFRC）肺过度充气：呼气末肺容积（肺过度充气：呼气末肺容积（EELVEELV）超过）超过FRCFRC 分类：分类：静态肺过度充气：恒定外力作用，如静态肺过度充气：恒定外力作用，如PEEPPEEP （s
6、tatic pulmonary hyperinflationstatic pulmonary hyperinflation，SPHSPH）动态肺过度充气动态肺过度充气：呼气不完全：呼气不完全 （dynamic pulmonary hyperinflationdynamic pulmonary hyperinflation，DPHDPH）呼吸系统容积与呼吸系统压力变化呼吸系统容积与呼吸系统压力变化 FRC Palv=0 PEEP PEEPi Vdyn Vst Total PEEP 时间常数（时间常数（）对任一呼吸系统对任一呼吸系统，其容积变化其容积变化(V)V)与压力变化与压力变化(P)P)呈指
7、数函数的关系呈指数函数的关系，其函数特征可以用时其函数特征可以用时间常数间常数来表示：来表示：RCRC或或V VT T/F/F 正常为正常为0 0.4 4秒秒 决定气体在肺内的分布和排空速度决定气体在肺内的分布和排空速度 遵循指数函数规律的变化过程：遵循指数函数规律的变化过程：肌松状态下压力控制通气（肌松状态下压力控制通气（PCVPCV）时的吸）时的吸气压力变化气压力变化 肌松状态下任何模式下的呼气压力的变肌松状态下任何模式下的呼气压力的变化化 自主呼吸状态下被动呼气时的压力变化自主呼吸状态下被动呼气时的压力变化 肺区的概念肺区的概念 快肺区：气道阻力小，肺弹性差快肺区：气道阻力小，肺弹性差
8、气体分布和排空快气体分布和排空快 慢肺区：气道阻力大，肺弹性好慢肺区：气道阻力大，肺弹性好 气体分布和排空慢气体分布和排空慢 基本参数的测量基础基本参数的测量基础 原始参数原始参数 计算公式计算公式 计算模型计算模型 呼吸力学监测的三要素呼吸力学监测的三要素 压力（压力（pressurepressure，），）气体，液体，电机械压力传感器气体，液体，电机械压力传感器 流速（流速（flowflow，），）压力式流速仪：伯努利方程压力式流速仪：伯努利方程 F FPP/R R（PrPr4 4）/(8l)/(8l)非压力式流速仪：热金属丝（非压力式流速仪：热金属丝（hot wirehot wire）型
9、）型 Fleisch 流量传感器流量传感器 容积（容积（volumevolume）肺量计肺量计 计算流量对时间的积分计算流量对时间的积分 呼吸电抗体描法呼吸电抗体描法（RIPRIP）单向阀单向阀 强迫振荡法强迫振荡法（FOTFOT）气体稀释法气体稀释法 运动方程（运动方程（equation of equation of motionmotion）P FR+VT/Crs IdV/dt+PEEPi P为驱动压力为驱动压力，PEEPi为内源性呼气末正压为内源性呼气末正压，VT为潮气量为潮气量，Crs为呼吸顺应性为呼吸顺应性，R为粘滞阻力为粘滞阻力，F为流速为流速，I为惯性阻力为惯性阻力，dV/dt为
10、加速度为加速度 运动方程是整个呼吸力学监测的基础！运动方程是整个呼吸力学监测的基础！呼吸力学研究的机械模型（呼吸力学研究的机械模型（lung lung modelmodel）1 1.线性单室模型线性单室模型 反映了整个呼吸系统反映了整个呼吸系统“平均平均”的呼吸力学状况的呼吸力学状况 适合于健康人和限制性肺疾病适合于健康人和限制性肺疾病 不适合严重的不适合严重的COPDCOPD、ARDSARDS和主支气管狭窄和主支气管狭窄 2 2.线性双室模型线性双室模型 适用于适用于COPDCOPD、ARDSARDS、单侧肺和主支气管狭窄等单侧肺和主支气管狭窄等 3 3.非线性单室模型非线性单室模型 适用于
11、适用于ARDSARDS和肺纤维化和肺纤维化 容积控制通气的呼吸力学曲线容积控制通气的呼吸力学曲线 不同部位压力波形不同部位压力波形 气道峰压（气道峰压（PD）的影响因素）的影响因素 吸气流速吸气流速 气道阻力气道阻力 潮气量潮气量 胸肺顺应性胸肺顺应性 呼气末正压（呼气末正压（PEEP）内源性呼气末正压（内源性呼气末正压（PEEPiPEEPi）平台压（平台压（PS）的影响因素的影响因素 潮气量潮气量 胸肺顺应性胸肺顺应性 PEEPPEEP 内源性呼气末正压（内源性呼气末正压（PEEPiPEEPi）流速或气道阻力流速或气道阻力对气道对气道 峰压产生峰压产生影响，但对平台影响，但对平台压无影响压无
12、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 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)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P PD D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（PEEPi）概念概念 在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内在肺的弹性回缩下导致呼气末肺
13、泡内呈正压，称为呈正压，称为PEEPiPEEPi。PEEPiPEEPi的存在说明呼气的存在说明呼气末肺容积未能回到正常末肺容积未能回到正常FRCFRC状态，即存在动态状态，即存在动态肺过度充气（肺过度充气（DPHDPH）。）。PEEPi产生的机制产生的机制等压点学说等压点学说 PEEPi的影响因素的影响因素 呼气阻力增加呼气阻力增加 呼吸系统顺应性增高呼吸系统顺应性增高 通气量过大通气量过大 呼气时间不足呼气时间不足 呼气气流受限呼气气流受限 呼气肌的作用呼气肌的作用 PEEPi的类型的类型 不伴有肺过度充气的不伴有肺过度充气的PEEPiPEEPi 伴有肺过度充气但无气流受限的伴有肺过度充气但
14、无气流受限的PEEPiPEEPi 伴有肺过度充气和气流受限的伴有肺过度充气和气流受限的PEEPiPEEPi PEEPi的临床意义的临床意义 增加呼吸功增加呼吸功 增加肺损伤的危险性增加肺损伤的危险性 对循环系统的影响对循环系统的影响 对肺通气的影响：导致呼吸肌疲劳对肺通气的影响：导致呼吸肌疲劳，肺泡通气肺泡通气量降低量降低 对气体交换的影响对气体交换的影响 ：通气的不均衡分布：通气的不均衡分布 对临床所测呼吸系统顺应性的影响对临床所测呼吸系统顺应性的影响 PEEPi的监测方法的监测方法:间接观察间接观察 胸围增大；胸围增大；患者呼吸费力；患者呼吸费力；心血管功能恶化；心血管功能恶化；呼气末有持
15、续呼气气流呼气末有持续呼气气流，呼气的最后部分突然被呼气的最后部分突然被吸气中断；吸气中断；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；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；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。PEEPi对气道压的影响对气道压的影响 PEEPi的监测方法的监测方法:直接测量直接测量 呼气末气道阻断法呼气末气道阻断法 同步记录气道口压力与流速法同步记录气道口压力与流速法 食道球囊法食道球囊法 间断气道阻断法间断气道阻断法 MuellerMueller动作法动作法 呼气末阻断法测定呼气末
16、阻断法测定PEEPiPEEPi PEEPi 阻断阻断 食道球囊法测定食道球囊法测定PEEPiPEEPi Flow Vol Paw Pes PEEPi的临床应用的临床应用 降低降低PEEPiPEEPi：COPDCOPD，哮喘，哮喘 延长呼气时间延长呼气时间 降低气道阻力降低气道阻力 减少分钟通气量减少分钟通气量 消除呼气肌的作用消除呼气肌的作用 增加增加PEEPiPEEPi：ARDSARDS，肺间质纤维化，肺间质纤维化 呼气末正压呼气末正压（PEEP）PEEPPEEP与与CPAPCPAP的概念的概念 PEEPPEEP的生理学效应的生理学效应 COPDCOPD：减少呼吸功：减少呼吸功 ARDSARDS：使萎陷肺泡复张：使萎陷肺泡复张，减少分流减少分流，改善顺应性和改善顺应性和V/QV/Q比值比值 支气管哮喘：有争议支气管哮喘：有争议 胸内压胸内压（Ppl）/食道压食道压（Pes）胸内压与食道压的关系胸内压与食道压的关系 食道内压能较好地反映胸内压食道内压能较好地反映胸内压 绝对值有一定的差别绝对值有一定的差别 两者的变化幅度和趋势一致两者的变化幅度和趋势一致 测量方法：食道球囊法测量方法：
