机械通气的呼吸力学讲解

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1、哈尔滨医科大学附属第二医院 重症医学科 王洪亮 icuwanghongliang 机械通气的呼吸力学 佛问一沙门：人命在几间？对曰：数日 间。佛言：子未闻道。 复问一沙门：人命在几间？对曰：饭食 间。佛言：子未闻道。 复问一沙门：人命在几间？对曰：呼吸 间。佛言：善哉，子知道矣！ 四十二章经的启示 生命在于：呼吸之道 呼吸的本质运动 时相 动力 阻力 顺应性 压力 流量 容积 做功 呼 吸 力 学 基础:运动方程示意图 力学基本原理 正常呼吸时的力 动力：吸气肌收缩 阻力：弹性回缩力 气道阻力 动力：弹性回缩力 阻力：气道阻力 （肺、腹、膈） 组织阻力 （20%） 气道阻力（ 80%） 非弹性

2、阻力30% 弹性阻力(顺应性) 70% 正常吸气的阻力 肺与胸壁的 弹性组织（ 1/3） 表面张力 （2/3） 粘滞 阻力 惯性 阻力 8l R= r4 Vfl R= 2r5 容量控制 方波送气 机械通气 t Vt Pplat PEEP P V t PIP PEEP P V 肺与胸壁的伸缩性能、膨胀 性能、变形能力 以单位压力(cmH2O)引起的容 积(L)变化表示 Compliance = （ L/cmH2O） 运送指定流速的气体所需的 压力 只有系统运动以及气体流动 时才会产生 airway Resistance = cm H2O/(Ls-1) Pressure difference Ra

3、te of flow 阻力和顺应性 V P 气道阻力 Raw=(PIP- Pplat)/ FLOW PinPout R flow R = V / I 气道阻力 气道阻力 气道阻力增加： 与人工气道有关 与解剖气道有关 鼻、咽、喉、气管、支气管、终 末细支气管为气体进出肺的通道 吸入气净化、加温、湿化等作用 ，但对气体交换无效 解剖死腔的大小与身高相关，成 人约为2.2 ml/kg，70 kg体重的 成人解剖死腔约为150 ml 气道阻力 气道阻力 泊肃叶定律: 8l R= r4 气道阻力 层流阻力低，湍流 产生漩涡而阻力高. 阻力尚决定于流速 大小呈正相关. 气道阻力 B、C：正常A：功能性动

4、-静脉短路 D、E：死腔通气 病理情况下，一部分肺泡虽有 通气但无血供或血供严重不足 ，并不能进行气体交换，在功 能上类似死腔 肺泡死腔 呼气阻力 = (Pplat-PEEP)/最大呼气流速 吸气阻力= (PIP-Pplat)/吸气末流速 气道阻力 顺应性 肺顺应性代表肺的扩张性, 它是肺容量改变随肺泡压力 改变而化.CL=V/P 静态CL反映肺组织弹性阻力 . 动态CL反映肺弹性阻力外另 受气道阻力影响. 高顺应性 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，肺内的含气 量即FRC。随PEEP增加, FRC亦增加. 顺应性

5、 Cdyn = dV / (PIP-PEEP) 50 100 mL/cm H2O (intubated patients) 顺应性 肺顺应性 肺实质改变 表面活性物质功能障碍 肺容量减少 肺顺应性 肺气肿 顺应性 Paw=气道阻力+肺内压力 =（Flow * Rinsp）+（Vt1/C+PEEP） 意义：认识可变因素 理解呼吸模式 优化参数设置 呼吸机工作原理 运动方程 呼吸机工作原理 运动方程 气道阻力的测量方法 气道阻断法 食道测压法 体积描记法 强迫振荡法 机械通气测定法 气道阻力与顺应性 气道阻力的测量方法 气道阻断法 食道测压法 体积描记法 强迫振荡法 机械通气测定法：吸气末停顿法、

6、P-V曲线法 气道通畅性评价 缺点 需要患者主动配合， 重症患者不适用。 气道阻力与顺应性 机械通气测定法： 吸气末阻断法 正压机械通气时，消除自主呼吸，采用恒 定流量和定容控制呼吸的条件下，在吸气末阻 断气道，由于气流立即降为零，气道峰值压力 下降并出现压力的平台。气道峰压与平台压的 差值反应气道阻力所消耗的压力。 呼气末阻断法 气道通畅性评价气道阻力与顺应性 A/C VT：400ml RR:15次/分 FLOW：30L/min PEEP：5cmH2O 监测： PIP:30cmH2O Pplat：20cmH2O PEEP：10cmH2O 实际应用 Raw=(PIP- Pplat)/ FLOW

7、 =（30-20）/0.5 =20cmH2O/L/S 如何计算气道阻力 如何计算顺应性 =400/20-10 = 40ml/cmH2O 实际应用 测定第一拐点(LIP)、二拐点(UIP) A 在物理学中，把力与在力的方向上移动 的距离的成绩叫做功。W=F*S 呼吸功 呼吸功(WOB) = 压力 Vol.呼吸机压力和呼 吸肌肉产生的压力混合所致. 呼吸功=呼吸机所作的功和病人所作的功 呼吸功 WOB是病人或呼吸机克服粘性阻力 所作的功 在CMV,恒流速通气的P-V环吸气曲 线呈“弓”形改变, 其所占面积 (AXB绿色)即是WOB a)阻力正常 b)气流阻塞, 吸气阻力增加, 呼 气因气道陷闭尚增

8、加了呼气阻 力,吸气肢呈弓形绿色面积增加 c)限制性疾病:阻力正常 a) b) c ) 呼吸功 常规潮气量 小潮气量 跨肺压 限制平台压 应力/应变 呼吸力学带来的理念改变 Stress transpulmonary pressure Pl = Paw Ppl Strain Deformation VT/FRC System elastin / collagen alveolar cells capillary Petites voies ariennes 应力/应变 VILI 肺组织应变大于1.5-2.0会引起VILI 呼吸力学是理解机械通气的基础 表面很枯燥，内容很生动 理论联系实际 小结 预祝大会圆满成功！