呼吸力学临床应用课件

呼吸力学临床应用呼吸力学临床应用呼吸力学临床应用呼吸力学临床应用与呼吸相关的力学概念力物体之间的相互作用使物体获得加速度和发生变形功力使物体沿力的方向通过一段距离动力导致物体运动的力阻力阻碍物体运动的力与呼吸相关的力学概念力与呼吸相关的力学概念力基础基础:运动方程示意图运动方程示意图M:有一定质量物体.F:使M向前移动的力.K:牵拉M的弹簧,因弹性回缩力而产生的阻力称弹性阻力.R:M移动时与表面摩擦而产生的摩擦阻力称粘性阻力.物体移动和加速时尚有惯性阻力(在呼吸阻力中可忽略不计).F=F弹+F摩+F惯呼吸系统:F相当于吸气用力.M+K=胸廓-肺,它的位移距离是肺容它的位移距离是肺容积变化积变化(V).位移速度即气体流量(V),弹性阻力K以顺应性倒数表示(1/C).气体流经气道的摩擦力是气道阻力(R),呼吸运动方程:气体流动靠压力差推动.P=P摩+P弹,Paw=RV+1/CV.基础基础:运动方程示意图运动方程示意图M:有一定质量物体有一定质量物体.F:使使M向前移动的向前移动的正常呼吸时的力吸气相动力吸气肌收缩阻力弹性回缩力（R弹）气体与气体、气体与气道摩擦（R气道）呼气相动力弹性回缩力阻力R气道正常呼吸时的力吸气相呼气相正常呼吸时的力吸气相呼气相呼吸力学监测监测指标气道压力(Pressure)吸气峰压(PIP)平台压(Pplat)呼气末正压(PEEP)气流流速(Flow)吸气流速呼气流速气体容积(Volume)反映指标顺应性(Compliance)呼吸系统顺应性肺顺应性胸廓顺应性气道阻力(Resistance)吸气阻力呼气阻力呼吸功(WOB)呼吸力学监测监测指标反映指标呼吸力学监测监测指标反映指标机械通气时的呼吸力学监测监测阻力监测动力监测功机械通气时的呼吸力学监测监测阻力机械通气时的呼吸力学监测监测阻力肺通气的阻力肺通气的阻力肺通气阻力肺通气阻力弹性阻力弹性阻力静态阻力，静态阻力，2/32/3非弹性阻力非弹性阻力动态阻力，动态阻力，1/31/3肺弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力黏性阻力黏性阻力惯性阻力惯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惯性阻力肺惯性阻力气道惯性阻力气道惯性阻力胸廓惯性阻力胸廓惯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+气道阻力气道阻力肺通气的阻力肺通气阻力弹性阻力非弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻肺通气的阻力肺通气阻力弹性阻力非弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻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，对抗变形和弹性回缩的倾向弹性物质在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回缩的倾向约占总阻力的约占总阻力的70%70%，是平静呼吸时主要阻力，是平静呼吸时主要阻力吸气时的阻力，呼气时的动力吸气时的阻力，呼气时的动力弹性阻力弹性阻力(R)可用顺应性可用顺应性(C)的倒数来表示：通常的倒数来表示：通常以单位压力变化引起的容积变化来表示以单位压力变化引起的容积变化来表示 弹性阻力弹性弹性阻力弹性非弹性阻力非弹性阻力黏性阻力与惯性阻力黏性阻力与惯性阻力以气道黏性阻力为主（以气道黏性阻力为主（80%90%80%90%）平静呼吸时，约占总阻力的平静呼吸时，约占总阻力的30%30%非弹性阻力黏性阻力与惯性阻力非弹性阻力黏性阻力与惯性阻力非弹性阻力非弹性阻力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及呼吸时组织发生相对位移时的摩擦阻力摩擦阻力气道阻力气道阻力、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产生的阻止运动的因素既是吸气阻力，又是呼气阻力。既是吸气阻力，又是呼气阻力。非弹性阻力黏性阻力非弹性阻力黏性阻力吸气阻力PIPPplat吸气阻力吸气阻力PIPPplat层流和湍流层流和湍流气道对气体流速气道对气体流速(量量)所存所存在的阻力在的阻力,(cmH2O/L/S)呼呼吸机输送气体到肺泡所须吸机输送气体到肺泡所须的压力的压力,以克服此阻力以克服此阻力.阻力决定于气道的长度、阻力决定于气道的长度、内径内径、分叉和、分叉和内壁情况内壁情况,及气体流速的形态及气体流速的形态.形态呈形态呈层流层流即阻力低即阻力低.湍湍流流产生漩涡而阻力高产生漩涡而阻力高.阻力尚决定于流速大小呈阻力尚决定于流速大小呈正相关正相关.层流层流湍流湍流层流和湍流气道对气体流速层流和湍流气道对气体流速(量量)所存在的阻力所存在的阻力,(cmH2O/L吸气阻力Hagen-Poiseuille定律P=flow x 8l/r4层流Venturi定律P=flow2 x Kl/r2湍流层流层流R=P/flow=8 l/r4吸气阻力吸气阻力Hagen-Poiseuille定律层流定律层流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不同气流形态下压力与流速关系层流湍流层流：压力与流速呈线性关不同气流形态下压力与流速关系层流湍流层流：压力与流速呈线性关气道阻力新生儿30-50 mmHg/L/sec婴儿20-30 mmHg/L/sec儿童 20 mmHg/L/sec成人 2-4 mmHg/L/sec气道阻力新生儿气道阻力新生儿30-50 mmHg/L/sec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影响气道阻力的因素气流形态气道阻力与肺容积的关系影响气道阻力的因素气流形态气道阻力与肺容积的关系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MV时影响气道阻力的因素气道阻力增加时影响气道阻力的因素气道阻力增加呼吸阻力举例呼吸阻力举例分泌物过多分泌物过多痉挛痉挛粘膜水肿粘膜水肿分泌物过多分泌物过多花生米花生米肺气肿肺泡挤压肺气肿肺泡挤压呼吸阻力举例分泌物过多痉挛粘膜水肿分泌物过多花生米呼吸阻力举例分泌物过多痉挛粘膜水肿分泌物过多花生米肺气肿肺肺气肿肺专业术语专业术语阻力名称阻力名称 符号符号存在部位存在部位物理物理持性持性临床意床意义气道阻力气道阻力Raw气道气道粘性粘性直接反映气直接反映气道阻塞情道阻塞情况况肺阻力肺阻力RL气道气道+肺肺组织粘性粘性近似近似Raw呼吸阻力呼吸阻力Rrs气道气道+肺肺组织+胸廓胸廓粘性粘性随随Raw变化化而而变化化呼吸呼吸总阻抗阻抗 Zrs气道气道+肺肺组织+胸廓胸廓粘性粘性+弹性性+惯性性巳逐巳逐渐彼彼Rrs所替所替代代肺肺弹性阻力性阻力Ers,EL肺肺组织弹性性(1/C)同肺同肺顺应性性专业术语阻力名称专业术语阻力名称 符号存在部位物理临床意义气道阻力符号存在部位物理临床意义气道阻力Raw顺应性C=V/PPVttVtPplat PEEPPIP PEEP顺应性顺应性C=V/PPVttVtPplat PE呼吸系统顺应性动态顺应性Crs,dyn=静态顺应性Crs,st =呼吸系统顺应性动态顺应性呼吸系统顺应性动态顺应性呼吸系统顺应性新生儿 3-5 ml/mmHg/kg BWt婴儿10-20 ml/mmHg/kg BW儿童20-40 ml/mmHg/kg BWt成人70-100 ml/mmHg/kg BWt呼吸系统顺应性新生儿呼吸系统顺应性新生儿 3-5 ml/mmH呼吸系统顺应性导致顺应性下降的原因肺实质改变ARDS,(支气管)肺炎,肺水肿,纤维化表面活性物质功能障碍ARDS,肺泡肺水肿,肺不张,误吸肺容量减少气胸,膈肌抬高呼吸系统顺应性导致顺应性下降的原因呼吸系统顺应性导致顺应性下降的原因肺肺 顺顺 应应 性性 肺顺应性代表肺的扩张肺顺应性代表肺的扩张性性,它是肺容量改变随肺它是肺容量改变随肺泡压力改变而变化泡压力改变而变化.CL=V/PV/PCL与压力呈负相关与压力呈负相关,与容与容量呈正相关量呈正相关.静态静态CL反映肺组织弹性反映肺组织弹性阻力阻力.动态动态CL反映肺弹性阻力反映肺弹性阻力外另受气道阻力影响外另受气道阻力影响.高顺应性高顺应性低顺应性低顺应性当肺因弹性回力向内的力量和胸壁向外的力量相平衡时，呼吸当肺因弹性回力向内的力量和胸壁向外的力量相平衡时，呼吸肌完全松弛，胸腔内净压力为肌完全松弛，胸腔内净压力为0，此时即功能残气位，肺内的含，此时即功能残气位，肺内的含气量即气量即FRC。即。即PEEP位位,PEEP增加增加,FRC亦增加亦增加.肺肺 顺顺 应应 性性 肺顺应性代表肺的扩张性肺顺应性代表肺的扩张性,它是肺容量改变它是肺容量改变病理性的肺顺应性肺顺应性病理性的肺顺应性病理性的肺顺应性机械通气时的呼吸力学监测监测阻力监测动力监测功机械通气时的呼吸力学监测监测阻力机械通气时的呼吸力学监测监测阻力对动力的监测呼吸机所提供的正压既要保证正压通气的疗效，又要防止其负面影响对动力的监测呼吸机所提供的正压对动力的监测呼吸机所提供的正压呼吸机气道压力的监测 峰值压力呼吸机送气过程中的最高压力 容量控制通气时取决于肺顺应性、气道阻力、潮气量、峰值流速和气流模式 压力控制通气时，气道峰值压力水平与预设压力水平接近 平台压力 平台压力为吸气末屏气0.5秒（吸气和呼气阀关闭，气流为零）时的气道压力，与肺泡峰值压力较为接近 压力控制通气时，如吸气最后0.5秒的气流流速为零，则预设压力即为平台压力 呼吸机气道压力的监测呼吸机气道压力的监测 峰值压力峰值压力呼吸机气道压力的监测平均压力：整个呼吸周期的平均气道压力，可间接反映平均肺泡压力 呼气末压力呼气即将结束时的压力，等于大气压或呼气末正压 在呼气末，如气道压力低于肺泡内压力，则与内源性呼气末正压有关 当吸气延长、呼气缩短时，呼气末肺泡内压仍为正压，即产生内源性呼气末压力 呼吸机气道压力的监测平均压力：整个呼吸周期的平均气道压力，可呼吸机气道压力的监测平均压力：整个呼吸周期的平均气道压力，可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)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平均气道压平均气道压(Pmean)(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）内源性呼气末正压（内源性呼气末正压（PEEPi）在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡）在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡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PEEPi的影响因素气道阻力增加的影响因素气道阻力增加 PEEPiPEEPi的临床意义的临床意义p增加呼吸功增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳导致呼吸肌疲劳p增加肺损伤的危险性增加肺损伤的危险性p对循环系统产生不良影响对循环系统产生不良影响PEEPi的临床意义的临床意义 PEEPiPEEPi的临床处理的临床处理 降低降低PEEPiPEEPi：COPDCOPD，哮喘，哮喘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增加增加PEEPiPEEPi：ARDSARDS，间质性肺病，间质性肺病延长吸气时间延长吸气时间PEEPePEEPe PEEPi的临床处理的临床处理 降低降低PEEPi：COPD，哮喘，哮喘关于呼吸力学环P-T、F-T、V-T曲线的两两组合形成环P-V环F-V环P-F环压力-容量环（P-V环）应用较为普遍反映呼吸系统顺应性ARDS时指导设定PEEP和PIP关于呼吸力学环关于呼吸力学环P-T、F-T、V-T曲线的两两组合形成环曲线的两两组合形成环ARDS时的P-V环ARDS时的时的P-V环环低位拐点、高位拐点PEEPPEEP高于低位拐点高于低位拐点2-3cmH2-3cmH2 2O OPIPPIP不超过高位拐点不超过高位拐点传统通气传统通气保护性通气保护性通气低位拐点、高位拐点低位拐点、高位拐点PEEP高于低位拐点高于低位拐点2-3cmH2O传统通传统通机械通气时的呼吸力学监测监测阻力监测动力监测功机械通气时的呼吸力学监测监测阻力机械通气时的呼吸力学监测监测阻力呼吸功呼吸功(Joule/L,J/min)呼吸功呼吸功(WOB)=压力压力 Vol.呼吸机压力和呼呼吸机压力和呼吸肌肉产生的压力混合所致吸肌肉产生的压力混合所致.呼吸功呼吸功=通气机所作的功通气机所作的功(Wvent)和病人所作的和病人所作的功功(Wpat)Wvent可由可由Paw和和Vol来评估来评估,Wpat可由可由Pes和和Vol计算而得计算而得.呼吸功呼吸功(Joule/L,J/min)呼吸功呼吸功(WOB)=克服粘性阻力所作的功(WOBresis)WOBresis是病人或呼吸机克服粘是病人或呼吸机克服粘性阻力所作的功性阻力所作的功在在CMV,恒流速通气的恒流速通气的P-V环吸气环吸气曲线呈曲线呈弓弓形改变形改变,其所占面其所占面积积(AXB绿色绿色)即是即是WOBresisa)阻力正常阻力正常b)气流阻塞气流阻塞,吸气阻力增加吸气阻力增加,呼气呼气 因气道陷闭尚增加了呼气因气道陷闭尚增加了呼气阻力阻力,吸气肢呈弓形绿色面吸气肢呈弓形绿色面积增加积增加c)限制性疾病限制性疾病:阻力正常阻力正常WOBtotal=WOBelas+WOBresisa)b)c)克服粘性阻力所作的功克服粘性阻力所作的功(WOBresis)WOBresis是是对功的监测（1）W吸气=PV压力压力容量容量压力压力容量容量压力压力容量容量正常正常R气道气道C对功的监测（对功的监测（1）W吸气吸气=P V压力容量压力容量压力容量正常压力容量压力容量压力容量正常对功的监测（2）区分W患者和W呼吸机患者吸气相用力使胸内压下降食道内压力测定食道内压能较好地反映胸内压 PTP（压力-时间乘积）反映呼吸肌的努力程度与呼吸氧耗的相关性好 与呼吸功耗有关的指标P0.1、RSBI=f/Vt、MIP对功的监测（对功的监测（2）区分）区分W患者和患者和W呼吸机呼吸机最大吸气压最大吸气压(MIP,NIF)(MIP,NIF)*是指在残气位或功能残气位气道阻断时用最大吸气口腔压是指在残气位或功能残气位气道阻断时用最大吸气口腔压*测定测定MIP:Marini氏方法氏方法1的的MIP,在呼气末容积位阻塞气道开口处在呼气末容积位阻塞气道开口处20-25秒或秒或10次用力后次用力后,即可获得即可获得MIP.*MIP结果的重复性不佳结果的重复性不佳,应与其他参数一起来解释应与其他参数一起来解释.*正常值无统一的标准，一般认为正常值无统一的标准，一般认为MIP-30cmH2O考虑撤机考虑撤机*提供吸气肌的强度提供吸气肌的强度,用于评估病人是否需要通气支持或撤机用于评估病人是否需要通气支持或撤机.最大吸气压最大吸气压(MIP,NIF)*是指在残气位或功能残气位气道阻是指在残气位或功能残气位气道阻气道闭合压气道闭合压P0.1P0.1*P0.1是在功能残气位关闭气道并测定吸气启动是在功能残气位关闭气道并测定吸气启动0.1S时的气道时的气道 压力值压力值*反映脑干呼吸中枢的兴奋程度反映脑干呼吸中枢的兴奋程度*P0.1升高和吸气肌疲劳程度有很好的相关性升高和吸气肌疲劳程度有很好的相关性气道闭合压气道闭合压P0.1*P0.1是在功能残气位关闭气道并测定是在功能残气位关闭气道并测定总结呼吸力学是机械通气患者的重要监测参数呼吸力学监测有助于病理生理异常的诊断及治疗效果监测呼吸力学有助于理解新的呼吸模式总总结呼吸力学是机械通气患者的重要监测参数结呼吸力学是机械通气患者的重要监测参数 谢谢 谢！谢！呼吸力学临床应用课件呼吸力学临床应用课件呼吸力学临床应用课件呼吸力学临床应用课件