床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用-詹 庆 元.ppt
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1、床旁呼吸力学监测及其在床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用机械通气中的应用首首都都医医科科大大学学附附属属北北京京朝朝阳阳医医院院北北 京京 呼呼 吸吸 疾疾 病病 研研 究究 所所詹詹 庆庆 元元 呼吸力学的概念呼吸力学的概念(respiratory mechanics(respiratory mechanics或或lung mechanics)lung mechanics)以物理力学的观点和方法对呼吸运动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进行研究的一门学科 以以压力压力、容积容积和和流速流速的相互关系解释的相互关系解释呼吸运动现象呼吸运动现象动态呼吸力学动态呼吸力学 研究
2、研究压力压力与与流速流速的相互关的相互关系系静态呼吸力学静态呼吸力学 研究研究压力压力与与容积容积的相互关的相互关系系学习呼吸力学的意义学习呼吸力学的意义呼吸生理是机械通气的灵魂呼吸生理是机械通气的灵魂呼吸力学是呼吸生理的灵魂呼吸力学是呼吸生理的灵魂1 1 加深对呼吸生理和病理生理的认识加深对呼吸生理和病理生理的认识2 2合理运用机械通气的基础合理运用机械通气的基础3 3研究新型通气模式的需要研究新型通气模式的需要4.4.研制呼吸监护仪和治疗仪的需要研制呼吸监护仪和治疗仪的需要 呼吸力学的学习方法呼吸力学的学习方法认识到呼吸力学的重要性认识到呼吸力学的重要性不要有畏难情绪不要有畏难情绪注重基本
3、概念和理论注重基本概念和理论注重在机械通气实践中应用和提高注重在机械通气实践中应用和提高呼吸系统的力学特性呼吸系统的力学特性弹性弹性(elastic)(elastic):弹性阻力(:弹性阻力(elastanceelastance)粘性粘性(resistive)(resistive):粘性阻力(:粘性阻力(resistanceresistance)惯性惯性(inertial)(inertial):惯性阻力:惯性阻力阻力可存在于呼吸系统的各个部位:阻力可存在于呼吸系统的各个部位:气道阻力,肺组织阻力,胸廓阻力气道阻力,肺组织阻力,胸廓阻力 气道阻力(气道阻力(R Rawaw)概念:概念:气体在气道
4、内流动所产生的磨擦力气体在气道内流动所产生的磨擦力 R Rawaw8l/(r8l/(r4 4)具有容积和流速依赖性具有容积和流速依赖性吸气阻力和呼气阻力吸气阻力和呼气阻力弹性阻力与顺应性弹性阻力与顺应性 顺应性:顺应性:C CV/PV/P 除与呼吸系弹性有关外,还与肺容积有关除与呼吸系弹性有关外,还与肺容积有关静态顺应性(静态顺应性(CstCst)与呼吸系弹性有关与呼吸系弹性有关动态顺应性(动态顺应性(CdynCdyn)与呼吸系弹性和气道阻力及呼吸频率有关与呼吸系弹性和气道阻力及呼吸频率有关气管插管对阻力的影响气管插管对阻力的影响肺过度充气肺过度充气 (pulmonary hyperinfla
5、tion)(pulmonary hyperinflation)静息平衡位(静息平衡位(resting equilibrium positionresting equilibrium position)功能残气量(功能残气量(functional residual capacityfunctional residual capacity,FRCFRC)肺过度充气:呼气末肺容积(肺过度充气:呼气末肺容积(EELVEELV)超过)超过FRCFRC分类:分类:静态肺过度充气:恒定外力作用,如静态肺过度充气:恒定外力作用,如PEEPPEEP(static pulmonary hyperinflation
6、static pulmonary hyperinflation,SPHSPH)动态肺过度充气动态肺过度充气:呼气不完全:呼气不完全(dynamic pulmonary hyperinflationdynamic pulmonary hyperinflation,DPHDPH)呼吸系统容积与呼吸系统压力变化呼吸系统容积与呼吸系统压力变化FRCPalv=0PEEPPEEPiVdynVstTotal PEEP时间常数(时间常数()对对任任一一呼呼吸吸系系统统,其其容容积积变变化化(V)V)与与压压力力变变化化(P)P)呈呈指指数数函函数数的的关关系系,其其函函数数特特征征可可以以用用时时间常数间常数
7、来表示:来表示:RCRC或或V VT T/F/F正常为正常为0.40.4秒秒决定气体在肺内的分布和排空速度决定气体在肺内的分布和排空速度遵循指数函数规律的变化过程:遵循指数函数规律的变化过程:肌松状态下压力控制通气(肌松状态下压力控制通气(PCVPCV)时的吸)时的吸气压力变化气压力变化肌松状态下任何模式下的呼气压力的变肌松状态下任何模式下的呼气压力的变化化自主呼吸状态下被动呼气时的压力变化自主呼吸状态下被动呼气时的压力变化肺区的概念肺区的概念快肺区:气道阻力小,肺弹性差快肺区:气道阻力小,肺弹性差气体分布和排空快气体分布和排空快慢肺区:气道阻力大,肺弹性好慢肺区:气道阻力大,肺弹性好气体分布
8、和排空慢气体分布和排空慢基本参数的测量基础基本参数的测量基础原始参数原始参数计算公式计算公式计算模型计算模型呼吸力学监测的三要素呼吸力学监测的三要素压力(压力(pressurepressure,),)气体,液体,电机械压力传感器气体,液体,电机械压力传感器流速(流速(flowflow,),)压力式流速仪:伯努利方程压力式流速仪:伯努利方程F FPP/R R(PrPr4 4)/(8l)/(8l)非压力式流速仪:热金属丝(非压力式流速仪:热金属丝(hot wirehot wire)型)型Fleisch 流量传感器流量传感器容积(容积(volumevolume)肺量计肺量计计算流量对时间的积分计算流
9、量对时间的积分呼吸电抗体描法(呼吸电抗体描法(RIPRIP)单向阀单向阀强迫振荡法(强迫振荡法(FOTFOT)气体稀释法气体稀释法运动方程(运动方程(equation of equation of motionmotion)P FR+VT/Crs IdV/dt+PEEPi P为为驱驱动动压压力力,PEEPi为为内内源源性性呼呼气气末末正正压压,VT为为潮潮气气量量,Crs为为呼呼吸吸顺顺应应性性,R为为粘粘滞滞阻阻力力,F为为流流速速,I为惯性阻力,为惯性阻力,dV/dt为加速度为加速度运动方程是整个呼吸力学监测的基础!运动方程是整个呼吸力学监测的基础!呼吸力学研究的机械模型(呼吸力学研究的机
10、械模型(lung lung modelmodel)1.1.线性单室模型线性单室模型 反映了整个呼吸系统反映了整个呼吸系统“平均平均”的呼吸力学状况的呼吸力学状况适合于健康人和限制性肺疾病适合于健康人和限制性肺疾病不适合严重的不适合严重的COPDCOPD、ARDSARDS和主支气管狭窄和主支气管狭窄 2.2.线性双室模型线性双室模型 适用于适用于COPDCOPD、ARDSARDS、单侧肺和主支气管狭窄等、单侧肺和主支气管狭窄等 3.3.非线性单室模型非线性单室模型 适用于适用于ARDSARDS和肺纤维化和肺纤维化 容容积积控控制制通通气气的的呼呼吸吸力力学学曲曲线线不不同同部部位位压压力力波波形
11、形气道峰压(气道峰压(PD)的影响因素)的影响因素吸气流速吸气流速气道阻力气道阻力潮气量潮气量胸肺顺应性胸肺顺应性呼气末正压(呼气末正压(PEEP)内源性呼气末正压(内源性呼气末正压(PEEPiPEEPi)平台压(平台压(PS)的影响因素的影响因素潮气量潮气量胸肺顺应性胸肺顺应性PEEPPEEP内源性呼气末正压(内源性呼气末正压(PEEPiPEEPi)流速或气道阻力流速或气道阻力对气道对气道 峰压产生峰压产生影响,但对平台影响,但对平台压无影响压无影响顺应性的变化对顺应性的变化对气道峰压和平台气道峰压和平台压都产生相同影压都产生相同影响响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
12、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)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P PD D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内源性呼气末正压内源性呼气末正压(PEEPi)概念概念 在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内在肺的弹性回缩下导致呼气末肺泡内呈正压,称为呈正压,称为PEEPiPEEPi。PEEPiPEEPi的存在说明呼气末的存在说明呼气末肺容积未能回到正常肺容积未能回到正常FRCFRC状态,即存在
13、动态肺状态,即存在动态肺过度充气(过度充气(DPHDPH)。)。PEEPi产生的机制产生的机制等压点学说等压点学说PEEPi的影响因素的影响因素呼气阻力增加呼气阻力增加 呼吸系统顺应性增高呼吸系统顺应性增高通气量过大通气量过大呼气时间不足呼气时间不足呼气气流受限呼气气流受限呼气肌的作用呼气肌的作用 PEEPi的类型的类型不伴有肺过度充气的不伴有肺过度充气的PEEPiPEEPi伴有肺过度充气但无气流受限的伴有肺过度充气但无气流受限的PEEPiPEEPi伴有肺过度充气和气流受限的伴有肺过度充气和气流受限的PEEPiPEEPiPEEPi的临床意义的临床意义增加呼吸功增加呼吸功增加肺损伤的危险性增加肺
14、损伤的危险性对循环系统的影响对循环系统的影响对对肺肺通通气气的的影影响响:导导致致呼呼吸吸肌肌疲疲劳劳,肺肺泡泡通通气气量降低量降低对气体交换的影响对气体交换的影响 :通气的不均衡分布:通气的不均衡分布对临床所测呼吸系统顺应性的影响对临床所测呼吸系统顺应性的影响 PEEPi的监测方法的监测方法:间接观察间接观察 胸围增大;胸围增大;患者呼吸费力;患者呼吸费力;心血管功能恶化;心血管功能恶化;呼呼气气末末有有持持续续呼呼气气气气流流,呼呼气气的的最最后后部部分分突突然然被被吸气中断;吸气中断;压力控制通气时潮气量或每分通气量下降;压力控制通气时潮气量或每分通气量下降;不能用呼吸系统顺应性下降解释
15、的平台压升高;不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高;容量控制通气时气道压力升高。容量控制通气时气道压力升高。PEEPi对对气气道道压压的的影影响响PEEPi的监测方法的监测方法:直接测量直接测量呼气末气道阻断法呼气末气道阻断法同步记录气道口压力与流速法同步记录气道口压力与流速法食道球囊法食道球囊法间断气道阻断法间断气道阻断法 MuellerMueller动作法动作法 呼气末阻断法测定呼气末阻断法测定PEEPiPEEPiPEEPi阻断阻断 食道球囊法测定食道球囊法测定PEEPiPEEPi FlowVolPawPes PEEPi的临床应用的临床应用 降低降低PEEPiPEEPi:COPDCOP
16、D,哮喘,哮喘 延长呼气时间延长呼气时间 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 消除呼气肌的作用消除呼气肌的作用增加增加PEEPiPEEPi:ARDSARDS,肺间质肺间质纤维化纤维化呼气末正压呼气末正压(PEEP)PEEPPEEP与与CPAPCPAP的概念的概念PEEPPEEP的生理学效应的生理学效应COPDCOPD:减少呼吸功减少呼吸功ARDSARDS:使使萎萎陷陷肺肺泡泡复复张张,减减少少分分流流,改改善顺应性和善顺应性和V/QV/Q比值比值支气管哮喘:有争议支气管哮喘:有争议胸内压胸内压(Ppl)/食道压食道压(Pes)胸内压与食道压的关系胸内压与食道压的关系食道内压
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- 床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用-詹 呼吸 力学 监测 及其 机械 通气 中的 应用
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