機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

1、機(jī)械通氣的呼吸力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)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(cè)應(yīng)用日趨廣泛提倡呼吸力學(xué)指導(dǎo)下的個(gè)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(tái)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(dòng)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(duì)時(shí)間積分得到容量控制壓力時(shí)阻力改變可導(dǎo)致容量改變控制流速時(shí)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(tái)壓無(wú)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(tái)壓同時(shí)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(duì)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(guò)氣道壓力的改變可以推測(cè)病變的性質(zhì)和部位床旁監(jiān)測(cè)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(zhǎng)度8號(hào)氣管插管阻力為5 cmH2O/L/S7號(hào)氣管插管阻力為8 cmH2O/L/S 氣管插管時(shí)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(jì)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(jì)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(dòng)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(dòng)態(tài)flow and resistance C=Vt/PIP-PEEP肺順應(yīng)性監(jiān)測(cè)

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(dòng)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(cè)定要求測(cè)量順應(yīng)性和阻力的標(biāo)準(zhǔn)方式是在吸氣時(shí)給予恒速流速和適當(dāng)?shù)钠脚_(tái)時(shí)間。40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE靜態(tài)順應(yīng)性計(jì)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(guò)度通氣 - 壓力傷 - 容量傷 UIP 肺泡反復(fù)打開(kāi)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(tái)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(cè)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(cè)定注意事項(xiàng)鎮(zhèn)靜、肌松壓力和流速監(jiān)測(cè)注意干擾因素（如明顯腹脹）大注射

9、器法從FRC開(kāi)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(cè)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(kāi)呼吸機(jī)幾秒鐘，以利肺完全排空注射器連到氣管套管，開(kāi)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(gè)過(guò)程60 。缺點(diǎn)1、需斷開(kāi)呼吸機(jī)2、由于注射器中氧含量的消耗致膨肺過(guò)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(guò)程中不同VT時(shí)測(cè)PplatVC模式，方波，每次測(cè)量間只持續(xù)3，故氧耗造成的容量喪失可忽略不計(jì)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(cè)量之間可以正常通氣VT的獲得是通過(guò)延長(zhǎng)或縮短吸氣時(shí)間來(lái)獲得，而Flow不變每次測(cè)定之前測(cè)PEEPi，以保證肺容量和呼氣末壓穩(wěn)定優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需斷開(kāi)呼吸機(jī)；允許任何水平PEEP存在缺點(diǎn)：整個(gè)過(guò)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(kāi)呼吸機(jī)最簡(jiǎn)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(guò)高的阻力，使LIP和UIP過(guò)高流速過(guò)慢，膨肺過(guò)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(cè)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(wú)需斷開(kāi)呼吸機(jī)手動(dòng)之前不會(huì)改變肺容積呼吸機(jī)屏幕上構(gòu)建P-V曲線只需10整個(gè)過(guò)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(jiǎn)便易行，可床過(guò)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(shí)不能反映真實(shí)的肺泡壓力，用平臺(tái)壓更準(zhǔn)確吸氣末肺容積（VEI）食道內(nèi)壓測(cè)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(shí)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(wèn)題解剖死腔正常人100-150ml機(jī)械通氣時(shí)可明顯增大（延長(zhǎng)管、濕化器）肺泡死腔肺栓塞時(shí)VD/VT可顯著增大（0.6）COPD、哮喘時(shí)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(cè)定的質(zhì)量控制沒(méi)有嚴(yán)重的泄漏存在順應(yīng)性測(cè)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(jì)算時(shí)，要避免錯(cuò)誤測(cè)量平臺(tái)壓和峰壓時(shí)，患者必須是鎮(zhèn)靜的提高平臺(tái)壓不會(huì)影響呼氣和autoPEEP平臺(tái)時(shí)間不能設(shè)置時(shí)間太長(zhǎng)或太短呼吸力學(xué)測(cè)定的精準(zhǔn)性要求臨床中的呼吸力學(xué)表現(xiàn)平臺(tái)期的患者吸氣努力PTDiaphragm EffortsPlateau Pressure = ?平臺(tái)時(shí)間過(guò)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(tái)時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 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(guò)低表現(xiàn)流速充足Time (sec)Paw (cm H2O)流速過(guò)低Flow (L/min)Time (sec)Normal主動(dòng)吸氣或非同步性吸氣流速過(guò)低表現(xiàn)Patients effortAbnormal常見(jiàn)的流速波形ACCELERATINGDECELERATINGSINESQUARELung Compliance Changes and the P-V LoopVolume (mL)Preset PIPVT levelsPaw (cm H2O)COMPLIANCENormalPressure Targeted VentilationIncre