机械通气的呼吸力学基础精选文档.ppt

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1、机械通气的呼吸力学基础本讲稿第一页，共五十三页呼吸力学应用进展呼吸力学应用进展呼吸力学监护已成为呼吸监护的重要内容压力、阻力、顺应性、auto-PEEP呼吸力学曲线监测应用日趋广泛提倡呼吸力学指导下的个体化通气治疗肺保护通气策略的实施需要呼吸力学指导本讲稿第二页，共五十三页Volume 改变改变 Gas FlowPressure 梯度梯度 自 主 呼 吸本讲稿第三页，共五十三页Volume ChangeVolume ChangeT Ti imme eGas FlowGas FlowPressure DifferencePressure Difference 机 械 通 气本讲稿第四页，共五十三

2、页重要的呼吸力学指标重要的呼吸力学指标压力 阻力 容量 峰压力 PIP 吸气阻力Ri 吸气潮气量VTi平台压力 Ppla 呼气阻力Re 呼气潮气量VTe PEEP 弹性阻力C 死腔潮气量VDautoPEEP本讲稿第五页，共五十三页重要的呼吸力学指标顺应性静态顺应性动态顺应性呼吸系统顺应性肺顺应性（C=V/P，正常肺0.2-0.3L/cmH2O）胸壁顺应性（C=V/Ppl，正常0.2 L/cmH2O）流速呼吸功 P-V曲线本讲稿第六页，共五十三页呼吸力学三要素呼吸力学三要素压力（P）、阻力（R）、流速（V）P=R RV压力和流速为可控因素流速对时间积分得到容量控制压力时阻力改变可导致容量改变控制

3、流速时阻力增大可导致压力增高本讲稿第七页，共五十三页timePressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending(recoil)Pressure difference(Pdis)Flow-Resistive Pressure difference(Pres)压压 力力 组组 成成ExpirationTime(sec)本讲稿第八页，共五十三页 Paw (cm HPaw (cm H2 2O)O)NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistanc

4、e)NormalNormalPIPPIPP PPlatPlatHigh RHigh RawawPIPPIPP PPlatPlat气道阻力增高气道阻力增高 峰压力增高而平台压无改变 气道阻力增高（分泌物堵塞、气管痉挛）本讲稿第九页，共五十三页顺应性降低顺应性降低Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PPlat(Decreased Compliance)峰压力与平台压同时增高 提示肺或胸壁扩张受限 明显腹胀肺不张气胸肺水肿、ARDS、肺炎autoP

5、EEP人-机对抗本讲稿第十页，共五十三页肺（气道）阻力与顺应性的改变都可导致气道压力的改变通过气道压力的改变可以推测病变的性质和部位床旁监测气道压力的意义床旁监测气道压力的意义本讲稿第十一页，共五十三页 气气 道道 阻阻 力力湍流的气道阻力，远大于层流湍流的气道阻力，远大于层流流速太快和气道不规则，容易发生湍流流速太快和气道不规则，容易发生湍流气体分子间及与气道壁间的摩擦阻力为主，也称气道阻力主要因素有：气流的形态，是气道阻力的重要因素 气道管径，是气道阻力的重要因素 气流速度，是影响气流形态的重要因素 气体的密度，如氦气取代空气，气体密度显著下降，可有效避免和减弱湍流的强度，降低气流阻力，可

6、用于严重哮喘的通气治疗本讲稿第十二页，共五十三页l气管插管阻力在总的呼吸阻力中占很大比例气管插管阻力在总的呼吸阻力中占很大比例l与管腔内径关系最大与管腔内径关系最大l流速和气管插管长度流速和气管插管长度8号气管插管阻力为5 cmH2O/L/S7号气管插管阻力为8 cmH2O/L/S 气管插管时气道阻力相当于中度哮喘发作气道阻力的意义气道阻力的意义本讲稿第十三页，共五十三页气道阻力的计算公式气道阻力的计算公式lRI=（PIPPpla）/吸气末流速吸气末流速lRE=（PplaPEEP）/最大呼气流速最大呼气流速 PressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending(rec

7、oil)Pressure difference(Pdis)Flow-Resistive Pressure difference(Pres)本讲稿第十四页，共五十三页气道阻力的计算方法气道阻力的计算方法Resistance =Plateau Pressure 15 cmPIP 20 cmVTE 500 ccPeak Flow=60 L/min?PIP Plateau Peak FlowResistance =20-151 L/sec=5 cmH20/L/sec本讲稿第十五页，共五十三页Volume Change=Pressure Difference x Compliance of the Ba

8、lloonVolumePressureD D VD D PC=D D VD D P 顺应性顺应性本讲稿第十六页，共五十三页静态顺应性与动态顺应性静态顺应性与动态顺应性顺应性肺的“硬度”或弹性变性能力静态 No flow C=Vt/Pplat-PEEP动态flow and resistance C=Vt/PIP-PEEP本讲稿第十七页，共五十三页肺顺应性监测的意义肺顺应性监测的意义l静静态态顺顺应应性性（Cs）反反映映肺肺和和胸胸壁壁的的弹弹性性（弹性阻力）特征（弹性阻力）特征,排除了气道阻力成分排除了气道阻力成分l动动态态顺顺应应性性（Cd）反反映映气气道道的的阻阻力力（非非弹弹性性阻阻力力）

9、和和呼呼吸吸系系统统弹弹性性（弹弹性性阻阻力力）特征，气道阻力可明显影响特征，气道阻力可明显影响Cd的水平的水平本讲稿第十八页，共五十三页 顺应性测定要求顺应性测定要求测量顺应性和阻力的标准方式是在吸气时给予恒速流速和适当的平台时间。40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE本讲稿第十九页，共五十三页静态顺应性计算Compliance =？VtePlateau-PEEPPlateau Pressure 15 cmPEEP 5 cmVTE 500 ccPeak Flow=

10、60 L/min 500 15-5=50 ml/cmH20本讲稿第二十页，共五十三页压力-容积曲线本讲稿第二十一页，共五十三页压力水平(cmH2O)过度通气 -压力伤 -容量伤 UIP 肺泡反复打开和塌陷 表面活性物质缺失 -剪切伤 LIP呼吸机所致肺损伤呼吸机所致肺损伤Ventilator-Induced Lung InjuryVentilator-Induced Lung InjuryArthur S SlutskyArthur S Slutsky本讲稿第二十二页，共五十三页PV曲线的应用曲线的应用设置合适的设置合适的PEEPPEEP，减低剪切伤，减低剪切伤控制平台压和峰压，避免压力伤和容

11、量伤控制平台压和峰压，避免压力伤和容量伤利用陡直区通气利用陡直区通气陡直段斜率下降提示肺泡通气的丧失陡直段斜率下降提示肺泡通气的丧失本讲稿第二十三页，共五十三页P-V曲线的测定方法曲线的测定方法大注射器法大注射器法吸气阻断法吸气阻断法持续气流法持续气流法 准静态顺应性准静态顺应性专用工具（专用工具（OLTOLT）测定注意事项测定注意事项镇静、肌松镇静、肌松压力和流速监测压力和流速监测注意干扰因素（如明显腹胀）注意干扰因素（如明显腹胀）本讲稿第二十四页，共五十三页大注射器法大注射器法从从FRC开始，每次开始，每次50-100ml，直到，直到1500-3000ml膨肺，膨肺，注入气体量由活塞控制注

12、入气体量由活塞控制镇静肌松，测量之前不设镇静肌松，测量之前不设PEEP，吸纯氧，吸纯氧15，注射器，注射器预先充满湿化的氧气预先充满湿化的氧气断开呼吸机几秒钟，以利肺完全排空断开呼吸机几秒钟，以利肺完全排空注射器连到气管套管，开始手法膨肺注射器连到气管套管，开始手法膨肺为了保证为了保证Pplat稳定，两次膨肺间应有稳定，两次膨肺间应有3呼气同样，每次放气呼气同样，每次放气50-100ml。整个过程整个过程60 。本讲稿第二十五页，共五十三页缺点1、需断开呼吸机2、由于注射器中氧含量的消耗致膨肺过程 中肺容量的丧失3、注入气体的湿度和温度可影响P-V4、不能给PEEP大注射器法大注射器法本讲稿第

13、二十六页，共五十三页吸气阻断法吸气阻断法连续吸气末阻断过程中不同VT时测PplatVC模式，方波，每次测量间只持续3，故氧耗造成的容量丧失可忽略不计需一呼吸机，且有吸气末暂停键及呼气末暂停键不同VT可随机顺序进行，两次测量之间可以正常通气VT的获得是通过延长或缩短吸气时间来获得，而Flow不变每次测定之前测PEEPi，以保证肺容量和呼气末压稳定本讲稿第二十七页，共五十三页优点：无需断开呼吸机；允许任何水平优点：无需断开呼吸机；允许任何水平PEEPPEEP存在存在缺点：整个过程需缺点：整个过程需1515，临床实践繁琐，临床实践繁琐吸气阻断法吸气阻断法本讲稿第二十八页，共五十三页类静态类静态持续低

14、流速法持续低流速法危重病人获P-V曲线且不需断开呼吸机最简单方法呼吸机需要提供低流速，即10L/min如果F为20-60L/min，因高流速产生过高的阻力，使LIP和UIP过高流速过慢，膨肺过程中可有部分肺组织的塌陷15年后Servillo比较了15L/min与吸气阻断法，二者陡直段相似，但LIP与HIP均Mankikian比较了大注射器法与持续低流速法（F=1.7ml/min)，结果相同本讲稿第二十九页，共五十三页类静态法中避免阻力影响的方法类静态法中避免阻力影响的方法从测得的总压力中减去连接管与气道的从测得的总压力中减去连接管与气道的阻力阻力降低流速降低流速本讲稿第三十页，共五十三页优点无

15、需断开呼吸机手动之前不会改变肺容积呼吸机屏幕上构建P-V曲线只需10整个过程包括曲线分析只需2由于氧耗所造成的肺容积丧失可忽略简便易行，可床过操作类静态类静态持续低流速法持续低流速法本讲稿第三十一页，共五十三页Auto-PEEP and P-V LoopVolume(mL)VTPIPPIPPaw(cm H2O)PEEPi PEEPi 本讲稿第三十二页，共五十三页Auto-PEEP检查方法检查方法呼气末阻断气流法当存在严重气道狭窄及气体陷闭时不能反映真实的肺泡压力，用平台压更准确吸气末肺容积（VEI）食道内压测定PTEnd Exp Hold本讲稿第三十三页，共五十三页Auto-PEEPAuto-

16、PEEP气流波形气流波形气流波形气流波形InspirationExpirationNormalPatientTime(sec)Flow(L/min)气体残留气体残留Auto-PEEP本讲稿第三十四页，共五十三页Auto PEEP的处理改变呼吸机参数增加呼气时间，减少通气频率，减少潮气量降低病人的通气需要减少碳水化合物的摄取，减少死腔通气，治疗焦虑、寒战、疼痛、发热减低呼吸道阻力（用大口径的气管插管，经常吸痰避免分泌物潴留，应用支气管扩张剂）加用适当的外源性PEEP，一般为Auto-PEEP的75%左右本讲稿第三十五页，共五十三页死腔通气问题死腔通气问题解剖死腔正常人100-150ml机械通气时

17、可明显增大（延长管、湿化器）肺泡死腔肺栓塞时VD/VT可显著增大（0.6）COPD、哮喘哮喘时V/Q比例失衡，VD/VT增大VD/VT增大将导致分钟通气量显著增大本讲稿第三十六页，共五十三页呼吸力学测定的质量控制呼吸力学测定的质量控制没有严重的泄漏存在顺应性测定应排除管路顺应性，尤其是在小儿患者应用中手工计算时，要避免错误本讲稿第三十七页，共五十三页测量平台压和峰压时，患者必须是镇静的提高平台压不会影响呼气和autoPEEP平台时间不能设置时间太长或太短呼吸力学测定的精准性要求呼吸力学测定的精准性要求本讲稿第三十八页，共五十三页临床中的呼吸力学表现本讲稿第三十九页，共五十三页平台期的患者吸气努

18、力PTDiaphragm EffortsPlateau Pressure=?本讲稿第四十页，共五十三页平台时间过短平台时间过短 500 20-5=33 ml/cmH20 500 15-5=50 ml/cmH20Results in falsely low compliance values!显示的 Plateau Pressure 20 cmPEEP 5 cm真实的 Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPT本讲稿第四十一页，共五十三页泄漏或平台时间过长泄漏或平台时间过长 500 15-5=50 ml/cmH20 500 10-5=100 ml/cmH20Resul

19、ts in falsely high compliance values!显示的 Plateau Pressure 10 cmPEEP 5 cm真实的Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPT本讲稿第四十二页，共五十三页气道泄漏气道泄漏Volume(ml)Volume(ml)Time(sec)Time(sec)Air LeakAir Leak本讲稿第四十三页，共五十三页泄漏在泄漏在PV曲线中的表现曲线中的表现Volume(ml)Pressure(cm HPressure(cm H2 2O)O)Air Leak本讲稿第四十四页，共五十三页应用支气管扩张剂的表现应用支气

20、管扩张剂的表现BeforeTime(sec)Flow(L/min)PEFRLong TEAfterShorter TEHigher PEFR本讲稿第四十五页，共五十三页吸气流速过低表现吸气流速过低表现流速充足流速充足Time(sec)Paw (cm H2O)流速过低流速过低本讲稿第四十六页，共五十三页Flow(L/min)Time(sec)Normal主动吸气或非同步性主动吸气或非同步性主动吸气或非同步性主动吸气或非同步性吸气流速过低表现吸气流速过低表现Patients effortAbnormal本讲稿第四十七页，共五十三页常见的流速波形常见的流速波形ACCELERATINGACCELERA

21、TINGDECELERATINGDECELERATINGSINESINESQUARESQUARE本讲稿第四十八页，共五十三页Lung Compliance Changes and Lung Compliance Changes and the P-V Loopthe P-V LoopVolume(mL)Volume(mL)Preset PIPVT levelsP Pawaw(cm H(cm H2 2O)O)COMPLIANCENormalPressure Targeted VentilationIncreasedDecreased本讲稿第四十九页，共五十三页呼气阻力增加呼气流速时间延长，意味着呼气阻碍。可能是大气道阻塞和（或）支气管痉挛TimeFlow本讲稿第五十页，共五十三页不充足的呼气时间在下一次通气前，前一次的呼气流量还没有回到基线位置呼气流量没有回到基线位置，可能是气道堵塞、过度通气或autoPEEP产生TimeFlowEnd-Expiratory Flow本讲稿第五十一页，共五十三页FVVF吸痰后吸痰前气道阻塞本讲稿第五十二页，共五十三页总结呼吸力学是机械通气理论的重要内容压力、阻力、顺应性是呼吸力学最基本内容呼吸力学指标的测定需要标准化呼吸力学曲线形态的异常对临床有指导意义本讲稿第五十三页，共五十三页