研究压力与容积的相互关
系
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学习呼吸力学的意义
• 呼吸生理是机械通气的灵魂 • 呼吸力学是呼吸生理的灵魂
1． 加深对呼吸生理和病理生理的认识 2．合理运用机械通气的基础 3．研究新型通气模式的需要 4. 研制呼吸监护仪和治疗仪的需要
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呼吸力学的学习方法
• 认识到呼吸力学的重要性 • 不要有畏难情绪 • 注重基本概念和理论 • 注重在机械通气实践中应用和提高
运动方程是整个呼吸力学监测的基础！
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呼吸力学研究的机械模型（lung model）
1.线性单室模型 反映了整个呼吸系统“ 平均”的呼吸力学状况
➢ 适合于健康人和限制性肺疾病 ➢ 不适合严重的COPD、ARDS和主支气管狭窄
2.线性双模型 适用于COPD、ARDS、单侧肺和主支气管狭窄等
3.非线性单室模型 适用于ARDS和肺纤维化
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容 积 控 制 通 气 的 呼 吸 力 学 曲 线
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不 同 部 位 压 力 波 形
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气道峰压（PD）的影响因素
• 吸气流速 • 气道阻力 • 潮气量 • 胸肺顺应性 • 呼气末正压（PEEP） • 内源性呼气末正压（PEEPi）
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平台压（PS）的影响因素
• 潮气量 • 胸肺顺应性 • PEEP • 内源性呼气末正压（PEEPi）
床旁呼吸力学监测及其在 机械通气中的应用
詹庆元
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呼吸力学的概念
(respiratory mechanics或lung mechanics)
——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 ——以压力、容积和流速的相互关系解释
呼吸运动现象
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• 动态呼吸力学
研究压力与流速的相互关 系
• 静态呼吸力学
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内源性呼气末正压（PEEPi）
• 概念
在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内 呈正压，称为PEEPi。PEEPi的存在说明呼气 末肺容积未能回到正常FRC状态，即存在动态 肺过度充气（DPH）。
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PEEPi产生的机制—等压点学说
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PEEPi的影响因素
◆ 呼气阻力增加 ◆ 呼吸系统顺应性增高 ◆ 通气量过大 ◆ 呼气时间不足 ◆ 呼气气流受限 ◆ 呼气肌的作用
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PEEPi的类型
• 不伴有肺过度充气的PEEPi • 伴有肺过度充气但无气流受限的PEEPi • 伴有肺过度充气和气流受限的PEEPi
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PEEPi的临床意义
◆ 增加呼吸功 ◆ 增加肺损伤的危险性 ◆ 对循环系统的影响 ◆ 对肺通气的影响：导致呼吸肌疲劳，肺泡通气
量降低 ◆ 对气体交换的影响 ：通气的不均衡分布 ◆ 对临床所测呼吸系统顺应性的影响
• 原始参数 • 计算公式 • 计算模型
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呼吸力学监测的三要素
• 压力（pressure，Ｐ）
气体，液体，电－机械压力传感器
• 流速（flow，Ｆ）
压力式流速仪：伯努利方程
F＝ΔP/R＝（ΔPπr4）/( 8ηl)
非压力式流速仪：热金属丝（hot wire）型
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Fleisch 流量传感器
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呼吸系统容积与呼吸系统压力变化
ΔVdyn ΔVst
FRC
PEEPi
PEEP
Total PEEP
Palv=0
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时间常数（τ）
• 对任一呼吸系统，其容积变化(∆V)与压力变化 (∆P)呈指数函数的关系，其函数特征可以用时 间常数τ来表示：
τ＝RC或VT/F
• 正常为0.4秒 • 决定气体在肺内的分布和排空速度
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遵循指数函数规律的变化过程：
–肌松状态下压力控制通气（PCV）时的吸 气压力变化
–肌松状态下任何模式下的呼气压力的变 化
–自主呼吸状态下被动呼气时的压力变化
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肺区的概念
• 快肺区：气道阻力小，肺弹性差
– 气体分布和排空快
• 慢肺区：气道阻力大，肺弹性好
– 气体分布和排空慢
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基本参数的测量基础
• 静息平衡位（resting equilibrium position） • 功能残气量（functional residual capacity，FRC） • 肺过度充气：呼气末肺容积（EELV）超过FRC • 分类：
–静态肺过度充气：恒定外力作用，如PEEP （static pulmonary hyperinflation，SPH） –动态肺过度充气：呼气不完全 （dynamic pulmonary hyperinflation，DPH）
➢具有容积和流速依赖性 ➢吸气阻力和呼气阻力
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弹性阻力与顺应性
顺应性： C＝ΔV/ΔP
除与呼吸系弹性有关外，还与肺容积有关
• 静态顺应性（Cst）
与呼吸系弹性有关
• 动态顺应性（Cdyn）
与呼吸系弹性和气道阻力及呼吸频率有关
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气管插管对阻力的影响
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肺过度充气 (pulmonary hyperinflation)
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PEEPi的监测方法:间接观察
①胸围增大； ②患者呼吸费力； ③心血管功能恶化； ④呼气末有持续呼气气流，呼气的最后部分突然被
吸气中断； ⑤压力控制通气时潮气量或每分通气量下降； ⑥不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高； ⑦容量控制通气时气道压力升高。
容积（volume）
• 肺量计 • 计算流量对时间的积分 • 呼吸电抗体描法（RIP） • 单向阀 • 强迫振荡法（FOT） • 气体稀释法
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运动方程（equation of motion）
P＝ F×R +VT/Crs＋ I×dV/dt + PEEPi
——P为驱动压力，PEEPi为内源性呼气末正压，VT 为潮气量，Crs为呼吸顺应性，R为粘滞阻力，F为流速， I为惯性阻力，dV/dt为加速度
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呼吸系统的力学特性
• 弹性(elastic)：弹性阻力（elastance） • 粘性(resistive)：粘性阻力（resistance） • 惯性(inertial)：惯性阻力
阻力可存在于呼吸系统的各个部位：
气道阻力，肺组织阻力，胸廓阻力
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气道阻力（Raw）
概念：气体在气道内流动所产生的磨擦力 Raw＝8ηl/(πr4)
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•流速或气道阻力 对气道 峰压产生 影响，但对平台 压无影响
•顺应性的变化对 气道峰压和平台 压都产生相同影 响
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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2道8 压
平均气道压(Pmean)
• 数个周期中气道压的平均值 • 与影响PD的因素及吸气时间长短有关 • 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