機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)基礎(chǔ)知識

1、機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)基礎(chǔ)知識呼吸力學(xué)應(yīng)用進(jìn)展呼吸力學(xué)監(jiān)護(hù)已成為呼吸監(jiān)護(hù)的重要內(nèi)容壓力、阻力、順應(yīng)性、 auto-PEEP呼吸力學(xué)曲線監(jiān)測應(yīng)用日趨廣泛提倡呼吸力學(xué)指導(dǎo)下的個體化通氣治療肺保護(hù)通氣策略的實(shí)施需要呼吸力學(xué)指導(dǎo)Volume 改變 Gas FlowPressure 梯度 自 主 呼 吸Volume ChangeTimeGas FlowPressure Difference 機(jī) 械 通 氣重要的呼吸力學(xué)指標(biāo)壓力 阻力 容量 峰壓力 PIP 吸氣阻力Ri 吸氣潮氣量VTi平臺壓力 Ppla 呼氣阻力Re 呼氣潮氣量VTe PEEP 彈性阻力C 死腔潮氣量VDautoPEEP重要的呼吸力學(xué)指標(biāo)順

2、應(yīng)性靜態(tài)順應(yīng)性動態(tài)順應(yīng)性呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性肺順應(yīng)性（C=V/ P，正常肺）胸壁順應(yīng)性（C= V/ Ppl，正常0.2 L/cmH2O）流速呼吸功 P-V曲線呼吸力學(xué)三要素壓力（P）、阻力（R）、流速（V）P= RV壓力和流速為可控因素流速對時間積分得到容量控制壓力時阻力改變可導(dǎo)致容量改變控制流速時阻力增大可導(dǎo)致壓力增高timePressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure difference (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres) 壓 力 組 成ExpirationTime

3、 (sec) Paw (cm H2O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalPIPPPlatHigh RawPIPPPlat氣道阻力增高 峰壓力增高而平臺壓無改變 氣道阻力增高（分泌物堵塞、氣管痙攣）順應(yīng)性降低Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PPlat(Decreased Compliance)

4、峰壓力與平臺壓同時增高 提示肺或胸壁擴(kuò)張受限 明顯腹脹肺不張氣胸肺水腫、ARDS、肺炎autoPEEP人-機(jī)對抗肺（氣道）阻力與順應(yīng)性的改變都可導(dǎo)致氣道壓力的改變通過氣道壓力的改變可以推測病變的性質(zhì)和部位床旁監(jiān)測氣道壓力的意義 氣 道 阻 力湍流的氣道阻力，遠(yuǎn)大于層流流速太快和氣道不規(guī)則，容易發(fā)生湍流氣體分子間及與氣道壁間的摩擦阻力為主，也稱氣道阻力主要因素有： 氣流的形態(tài)，是氣道阻力的重要因素 氣道管徑，是氣道阻力的重要因素 氣流速度，是影響氣流形態(tài)的重要因素 氣體的密度，如氦氣取代空氣，氣體密度顯著下降，可有效避免和減弱湍流的強(qiáng)度，降低氣流阻力，可用于嚴(yán)重哮喘的通氣治療氣管插管阻力在總的呼

5、吸阻力中占很大比例與管腔內(nèi)徑關(guān)系最大流速和氣管插管長度8號氣管插管阻力為5 cmH2O/L/S7號氣管插管阻力為8 cmH2O/L/S 氣管插管時氣道阻力相當(dāng)于中度哮喘發(fā)作氣道阻力的意義氣道阻力的計算公式RI=（PIPPpla）/吸氣末流速RE=（PplaPEEP）/最大呼氣流速 PressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure difference (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres)氣道阻力的計算方法Resistance =Plateau Pressure 15 cm

6、PIP 20 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/min?PIP Plateau Peak FlowResistance = 20 - 151 L / sec= 5 cmH20 / L / secVolume Change = Pressure Difference x Compliance of the BalloonVolumePressureD VD PC = D VD P 順應(yīng)性靜態(tài)順應(yīng)性與動態(tài)順應(yīng)性順應(yīng)性肺的“硬度”或彈性變性能力靜態(tài) No flow C=Vt/Pplat-PEEP動態(tài)flow and resistance C=Vt/PIP-PEEP肺順應(yīng)性監(jiān)測

7、的意義靜態(tài)順應(yīng)性（Cs）反映肺和胸壁的彈性（彈性阻力）特征,排除了氣道阻力成分動態(tài)順應(yīng)性（Cd）反映氣道的阻力（非彈性阻力）和呼吸系統(tǒng)彈性（彈性阻力）特征，氣道阻力可明顯影響Cd的水平 順應(yīng)性測定要求測量順應(yīng)性和阻力的標(biāo)準(zhǔn)方式是在吸氣時給予恒速流速和適當(dāng)?shù)钠脚_時間。40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE靜態(tài)順應(yīng)性計算Compliance = = ？VtePlateau - PEEPPlateau Pressure 15 cmPEEP 5 cmVTE 500 ccPe

8、ak Flow = 60 L/min 500 15-5= 50 ml/cmH20壓力-容積曲線壓力水平(cmH2O) 過度通氣 - 壓力傷 - 容量傷 UIP 肺泡反復(fù)打開和塌陷 表面活性物質(zhì)缺失 - 剪切傷 LIP呼吸機(jī)所致肺損傷Ventilator-Induced Lung InjuryArthur S SlutskyPV曲線的應(yīng)用設(shè)置合適的PEEP，減低剪切傷控制平臺壓和峰壓，避免壓力傷和容量傷利用陡直區(qū)通氣陡直段斜率下降提示肺泡通氣的喪失P-V曲線的測定方法大注射器法吸氣阻斷法持續(xù)氣流法 準(zhǔn)靜態(tài)順應(yīng)性專用工具（OLT）測定注意事項(xiàng)鎮(zhèn)靜、肌松壓力和流速監(jiān)測注意干擾因素（如明顯腹脹）大注射

9、器法從FRC開始，每次50-100ml，直到1500-3000ml膨肺，注入氣體量由活塞控制鎮(zhèn)靜肌松，測量之前不設(shè)PEEP，吸純氧15，注射器預(yù)先充滿濕化的氧氣斷開呼吸機(jī)幾秒鐘，以利肺完全排空注射器連到氣管套管，開始手法膨肺為了保證Pplat穩(wěn)定，兩次膨肺間應(yīng)有3呼氣同樣，每次放氣50-100ml。整個過程60 。缺點(diǎn)1、需斷開呼吸機(jī)2、由于注射器中氧含量的消耗致膨肺過程 中肺容量的喪失3、注入氣體的濕度和溫度可影響P-V4、不能給PEEP大注射器法吸氣阻斷法連續(xù)吸氣末阻斷過程中不同VT時測PplatVC模式，方波，每次測量間只持續(xù)3，故氧耗造成的容量喪失可忽略不計需一呼吸機(jī)，且有吸氣末暫停鍵

10、及呼氣末暫停鍵不同VT可隨機(jī)順序進(jìn)行，兩次測量之間可以正常通氣VT的獲得是通過延長或縮短吸氣時間來獲得，而Flow不變每次測定之前測PEEPi，以保證肺容量和呼氣末壓穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：無需斷開呼吸機(jī)；允許任何水平PEEP存在缺點(diǎn)：整個過程需15，臨床實(shí)踐繁瑣吸氣阻斷法類靜態(tài)持續(xù)低流速法危重病人獲P-V曲線且不需斷開呼吸機(jī)最簡單方法呼吸機(jī)需要提供低流速，即10L/min如果F為20-60L/min，因高流速產(chǎn)生過高的阻力，使LIP和UIP過高流速過慢，膨肺過程中可有部分肺組織的塌陷15年后Servillo比較了15L/min與吸氣阻斷法，二者陡直段相似，但LIP與HIP均Mankikian比較了大注射器

11、法與持續(xù)低流速法（F=1.7ml/min)，結(jié)果相同類靜態(tài)法中避免阻力影響的方法從測得的總壓力中減去連接管與氣道的阻力降低流速優(yōu)點(diǎn)無需斷開呼吸機(jī)手動之前不會改變肺容積呼吸機(jī)屏幕上構(gòu)建P-V曲線只需10整個過程包括曲線分析只需2由于氧耗所造成的肺容積喪失可忽略簡便易行，可床過操作類靜態(tài)持續(xù)低流速法Auto-PEEP and P-V LoopVolume (mL)VTPIPPaw (cm H2O)PEEPi Auto-PEEP檢查方法呼氣末阻斷氣流法當(dāng)存在嚴(yán)重氣道狹窄及氣體陷閉時不能反映真實(shí)的肺泡壓力，用平臺壓更準(zhǔn)確吸氣末肺容積（VEI）食道內(nèi)壓測定PTEnd Exp HoldAuto-PEEP氣

12、流波形InspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)氣體殘留Auto-PEEPAuto PEEP的處理改變呼吸機(jī)參數(shù)增加呼氣時間，減少通氣頻率，減少潮氣量降低病人的通氣需要減少碳水化合物的攝取，減少死腔通氣，治療焦慮、寒戰(zhàn)、疼痛、發(fā)熱減低呼吸道阻力（用大口徑的氣管插管，經(jīng)常吸痰避免分泌物潴留，應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑）加用適當(dāng)?shù)耐庠葱訮EEP，一般為Auto-PEEP的75%左右死腔通氣問題解剖死腔正常人100-150ml機(jī)械通氣時可明顯增大（延長管、濕化器）肺泡死腔肺栓塞時VD/VT可顯著增大（0.6）COPD、哮喘時V/Q比例失衡，

13、 VD/VT增大VD/VT增大將導(dǎo)致分鐘通氣量顯著增大呼吸力學(xué)測定的質(zhì)量控制沒有嚴(yán)重的泄漏存在順應(yīng)性測定應(yīng)排除管路順應(yīng)性，尤其是在小兒患者應(yīng)用中手工計算時，要避免錯誤測量平臺壓和峰壓時，患者必須是鎮(zhèn)靜的提高平臺壓不會影響呼氣和autoPEEP平臺時間不能設(shè)置時間太長或太短呼吸力學(xué)測定的精準(zhǔn)性要求臨床中的呼吸力學(xué)表現(xiàn)平臺期的患者吸氣努力PTDiaphragm EffortsPlateau Pressure = ?平臺時間過短 500 20-5= 33 ml / cmH20 500 15 - 5= 50 ml / cmH20Results in falsely low compliance val

14、ues !顯示的 Plateau Pressure 20 cmPEEP 5 cm真實(shí)的 Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPT泄漏或平臺時間過長 500 15-5= 50 ml / cmH20 500 10 - 5= 100 ml / cmH20Results in falsely high compliance values !顯示的 Plateau Pressure 10 cmPEEP 5 cm真實(shí)的Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPT氣道泄漏Volume (ml)Time (sec)Air Leak泄漏在PV曲線中的表現(xiàn)V

15、olume (ml)Pressure (cm H2O)Air Leak應(yīng)用支氣管擴(kuò)張劑的表現(xiàn)BeforeTime (sec)Flow (L/min)PEFRLong TEAfterShorter TEHigher PEFR吸氣流速過低表現(xiàn)流速充足Time (sec)Paw (cm H2O)流速過低Flow (L/min)Time (sec)Normal主動吸氣或非同步性吸氣流速過低表現(xiàn)Patients effortAbnormal常見的流速波形ACCELERATINGDECELERATINGSINESQUARELung Compliance Changes and the P-V LoopVolume (mL)Preset PIPVT levelsPaw (cm H2O)COMPLIANCENormalPressure Targeted VentilationIncre