呼吸力学的监测
呼吸力学监测
气流速度 气流形式 管径大小 流速，容积依赖性
流速（L / s）
R气道＝8η l/(π r4)
测定R气道，C的临床意义
气道阻力增加 与人工气道有关 管腔狭小，扭曲，痰 痂形成 与气道有关 气道痉挛。分泌物增 加 弹性阻力增加（顺应性降低） 肺水肿，实变，纤维化， 肺不张 气胸，胸腔积液 脊柱侧弯或其他胸壁畸 形 肥胖，腹胀 动态肺充气
呼吸力学
ICU 郭小燕
呼吸系统的力学
呼吸
肺通气：吸气，呼气
动力，阻力
吸气肌--膈肌，肋间外肌
通气原理
正常呼吸时的力学
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）
惯性阻力和组织的粘滞阻力（可忽略不计）
正常呼吸时的力学
Fpeak
t
呼气相
吸气相
气道峰压，平台压意义
R气道，C（顺应性）计算
Pplat , PEEP测量
吸气末阻断举例ຫໍສະໝຸດ 举例：计算R气道 和 C ？
举例：R气道计算
举例：肺顺应性
对功的监测（1）
容量
W吸气=P· △V
R气道↑
容量
容量
压力
正常 压力
C↓ 压力
机械通气时的呼吸力学监测
监测阻力
监测动力 监测功
呼吸机工作原理：运动方程
对阻力的监测
P
气道峰压 气道平台压 用以克服 气道阻力（P1） 用以克服 弹性阻力（P2）
C= 1 R弹= C=
肺容积变化（ V） 跨肺压变化（ P）
P2 Vt
PEE P
t F
平台压可以更好 地反映肺泡内压 R气道= P1
ICU机械通气、呼吸力学监测
ICU机械通气、呼吸力学监测【设备要求】1呼吸机：现场急救、转运途中及急诊抢救选用便携式呼吸机。
临床应用宜选用功能较齐全、性能良好的呼吸机。
通气时间超过24h者，应配湿化器。
2.简易呼吸球囊：每间ICU病房应备1〜2个。
3.气道护理盘：粗细适宜的吸痰管数根，纱布数块，气道湿化用无菌生理盐水1瓶，注射器2个（分别用于注射湿化水和气管内导管气囊充气、放气），无菌镶2个和盛有冷开水的治疗杯2套（分别用于气道内吸引和口腔内吸引）。
4.人工气道（气管插管或气管切开套管）。
5.吸引器。
【监测方法及意义】1机械通气监测及意义（1）人工气道的监测1）口腔卫生情况，防止误吸及吸入性肺炎。
2）导管的固定牢固，防止脱落。
3）气管切开创面清洁，防止感染。
4）气囊的充足情况，防止通气不足。
（2）气道湿化监测1）呼吸机加温湿化，防止气道干燥。
2)雾化吸入，湿化痰液，促进排痰。
(3)分泌物吸引监测1)吸引部位如口腔、鼻咽腔、气道情况，利于病情判断。
2)吸引方法的合理性，防止继发性损害。
(4)呼吸机管路监测1)压缩泵空气过滤网。
2)连接管道：24~36h更换清洁、消毒，84消毒液浸泡30min,清水洗冲。
3)加温湿化器：塑料部分清洗消毒同管道。
有与管路连接的金属部分可用碘尔康棉球擦拭后清水冲洗，晾干备用。
2.呼吸力学监测及意义(1)气道阻力监测：由于正常气道阻力大部分来自于大气道，而吸入80%氨和20%氧的氮氧混合气可降低气道阻力，临床上可用于上呼吸道阻塞患者。
(2)胸和肺顺应性监测：顺应性与压力和容量之间的关系可以用公式表示：顺应性(C)=容量改变(△▽)/压力改变(4P)°肺、胸廓顺应性也可按以下公式表示：肺顺应性(C1)二肺容量改变(AV)/经肺压，胸廓顺应性(CT)二肺容量改变(△,，)/经胸壁压。
又可分为静态顺应性和动态顺应性两种。
静态顺应性系指在呼吸周期中，气流暂时阻断测得的顺应性；动态顺应性指在呼吸周期中，气流未阻断时测得的肺顺应性。
呼吸力学监测
峰压（Ppeak） 平台压（Pplat）
6
气道峰压（PIP）的影响因素
PIP= Flow x Resistance + Volume/compliance + PEEP
顺应性 气道和气管内导管阻力
Ppeak
潮气量
PEEP
吸气流速
7
R=5，20
8
F=50，35
9
气道峰压对肺组织的影响
呼吸系统力学模型
呼吸气体
气道阻力
弹性阻力
4
呼吸机工作原理：运动方程（equation of motion）
PawP3=PEEP
P总 = 气道阻力×气体流速 + 潮气量/顺应性 + PEEPtot
P呼吸机+P呼吸肌 克服气道阻力
克服弹性阻力 PEEPe + PEEPi
11
12
应用阻断法的注意事项
消除自主呼吸的影响 采用定容控制通气 流速恒定，并固定潮气量 阻断时间足够长 所测值为平均值
13
平台压（Pplat）的影响因素
Pplat=Volume/Compliance+PEEP 顺应性 PEEP 潮气量
14
C= 50，25
15
PEEP=0，5
监测呼吸功的大小
监测内源性PEEP
24
25
跨肺压不等于气道压力
5 cmH2O
Pplat 30 cm H2O, PCV
10 cmH2O
Pplat 30 cm H2O, PCV
-1 cmH2O
Pplat 30 cm H2O, PCV
跨肺压= 25 cmH2O
20 cmH2O
主动吸气
呼吸力学监测
（二）压力监测方法
1.气道压（Pao或Paw）的监测 自主呼吸时，Pao的测定是通过接口器连接了压力传感器来测定。机械通气时，压力传感器的理想位置是位于呼吸机的Y型管近患者端。
1. PEEPI 呼气末持续存在呼气的流量，提示存在PEEPI。
2. 呼气流量受限 呼气相流量曲线表现为典型的衰减形，提示呼气流量受限的存在。
3. 判断对治疗的反应 经过适当的药物治疗或呼吸参数调节后，观察流量-容量曲线的变化，有利于观察对治疗的反应。
4．特殊的曲线形态的意义 例如流量-容量曲线出现锯齿样改变，提示存在气道分泌物；容量环不闭合，提示存在漏气等。
由于没有足够的时间让呼吸系统内的压力达到平衡，其结果不仅与呼吸系统的弹性有关，而且受气道阻力的影响，使Cdyn < Cstat。
当气道阻塞严重（肺排空的时间常数延长）或呼吸频率增快（呼气时间缩短）时，这种影响尤为明显。
（1）呼吸运动过程中，这些压力不是固定的，而是动态变化的，随着肺容量和呼吸流量的改变而变化。引起肺膨胀的动力（Pinf）来源于呼吸机的外加（Pext）和/或
患者肌肉收缩产生的压力（Pmus）。这些压力间的关系为：Pinf=Prs=Pmus+Pext
（2）当患者完全放松时（Pmus=0），Prs=Pext，即呼吸机克服全部的经呼吸系统压力。相反，完全自主呼吸时，Prs=Pmus，即呼吸肌肉克服全部的经呼吸系统压力。
不同类型呼吸机压力的传感器位置不同。例如：Hamilton将压力传感器放置在送气通道、PB7200a和鸟牌6400ST放置在排气通道、熊牌5放置在气道的近端。
呼吸力学的监测
汇报人：可编辑
2024-01-11
CONTENTS 目录
• 呼吸力学概述 • 呼吸力学监测的方法 • 呼吸力学监测的应用 • 呼吸力学监测的挑战与解决方案 • 未来展望
CHAPTER 01
呼吸力学概述
呼吸力学的定义
呼吸力学是一门研究呼吸过程中气体 流动和呼吸系统力学特性的科学。它 涉及到呼吸系统的气体交换、气流动 力学、呼吸肌肉力学等多个方面。
通过持续监测呼吸力学参数，可以评 估治疗措施的疗效，及时调整治疗方 案。
指导治疗
根据呼吸衰竭的类型和严重程度，呼 吸力学监测可以指导治疗措施的选择 ，如机械通气、药物治疗等。
机械通气的调节
设定通气模式
根据患者的病情和呼吸力学监测 结果，选择合适的通气模式，如
控制通气、辅助通气等。
调整参数
根据患者的生理需求和呼吸力学监 测结果，调整机械通气的参数，如 潮气量、呼吸频率、吸氧浓度等。
对呼吸力学监测数据进行动态监测和趋势分析，以便及时发现异 常变化并采取相应措施。
监测过程中的患者舒适度
设备舒适度
选择舒适度高、易于使用的呼吸力学监测设备，减少对患者造成的 不适感。
操作简便性
简化呼吸力学监测设备的操作步骤，方便医护人员快速、准确地完 成监测过程。
患者教育
对患者进行教育，告知他们如何配合呼吸力学监测，减少因操作不当 导致的不适感。
预防并发症
通过呼吸力学监测，可以及时发现 机械通气相关的并发症，如过度通 气、通气不足、气压伤等，采取相 应措施进行预防和治疗。
呼吸肌疲劳的评估
评估呼吸肌疲劳程度
通过监测呼吸力学参数，可以评估呼吸肌疲劳的程度，如肌肉收 缩力下降、肌肉疲劳等。
呼吸力学监测
呼吸力学监测1.呼吸系统的作用是什么？呼吸系统涉及到肺通气和肺换气，影响机体氧和二氧化碳水平，是摄取氧、代谢产物排出、酸碱调节的重要器官。
2.呼吸力学监测的指标有哪些？呼吸力学监测包括压力、容量、流量、顺应性、阻力和呼吸做功等。
3.机械通气的主要阻力由什么构成？机械通气的主要阻力有气道阻力和弹性阻力。
气道阻力（RAW）指的是气流通过气道遇到的阻力，其和气道峰压（Ppk）、气道平台压相（Pplat）、吸气流速相关（L/s）相关，公式为：（Ppk-Pplat）/流速。
弹性阻力包括肺与胸壁，其和顺应性成反比。
顺应性（Compliance，C）指的是单位压力下改变的容量。
4.呼吸机有哪些参数？呼吸机设定参数有：潮气量、呼吸频率、吸气流速、气道阻力、呼吸系统顺应性、通气模式、平台压、气道峰压、呼气末压力等指标，参数之间具有相关性，一个参数改变可能会影响其他参数。
举例如下如下（注意单位换算）：5.气道阻力如何计算？气道阻力可通过气道峰压和平台压来计算，也即是两者的差值，这部分压力差值主要用来克服气道阻力。
Raw=（Ppk-Pplat）/气流流速。
计算时候，需要进行相关单位换算。
呼吸机上压力单位为cmH20，而流速单位为L/min，需要换算为L/s。
平静呼吸气道阻力可为1-3cmH20/（L.s），气管插管会增加气道阻力，达到5-10cmH20/（L.s）。
6.顺应性如何计算？顺应性包括静态顺应性和动态顺应性。
静态顺应性指的是单纯克服弹性阻力，其和平台压、呼气末正压之间的差值相关，因此可用两者的差值计算顺应性（Crs）。
Crs=VT/(Pplat-PEEP)。
当呼吸系统顺应性降低的时候，Pplat会增加，Pplat与PEEP的差值增大。
自主呼吸患者顺应性参考范围：50-170ml/cmH2O，插管患者的顺应性参考范围为：男性40-50ml/cmH2O，女性35-45ml/cmH2O。
动态顺应性为气流流动时候的顺应性，和峰压、呼气末正压之间的差值相关，公式为：Crs=VT/（Ppk-PEEP），参考范围40-80ml/cmH2O。
呼吸力学监测及临床应用
与人工气道有关：管腔狭小、扭曲、痰痂形成 与气道有关：气道痉挛、分泌物增加 观察支气管舒张剂疗效 合理选 择机械通气方式 ，改善肺内气体分布
顺应性监测
指单位压力改变时所引起 的肺容积的改变
顺应性
静态顺应性 动态顺应性
反应肺组织的弹性
受肺组织弹性和气 道阻力的双重影响
• 总静态顺应性= 潮气量/（平台压-PEEP-内源性PEEP)
气道阻力=（气道峰压-平台压）/流速
那么我们如何从呼吸 波形观察气道阻力变 化？
流速-时间波形（容量控制通气）
呼气时波形回到基线的快慢反映了气道阻塞情况，阻力 增加，呼气时间延长，呼气末流速不能到零，提示存在 内源性PEEP
流速-时间波形（压力控制通气）
吸气阻力增加时：吸气过程变慢，达到基线前停止 呼气阻力增加时：呼气波形呈直线回到基线
呼吸力学监测及临床应用
南昌大学三三四医院ICU
王雄
呼吸力学监测
气道压力监测 肺容量监测 气道阻力监测 顺应性监测
气道压力监测
气道峰压：呼吸机送气过程中的最高压力
机械通气时 应保持气道 峰压 <40cmH2O, 过高会增加 气压伤风险
平台压：吸气末屏气时气道的压力
机械通气时平 台压>3035cmH2O气压 伤可能性增加
氧化碳潴留
功能残气量：平静呼气后肺内存留的气量
• 作用：稳定肺泡气体分压， 减少了通气间 歇时对肺泡内气体交换的影响
• 正常值： 40ml/kg 。 • 急性呼吸衰竭时，功能残气量减少，机械
通气时可使用PEEP增加功能残气量
气道阻力监测
气道阻力
气管导管
呼吸机管道
机械通气时 气道阻力
正常值：1-3cmH2O/L/S
呼吸力学监测及临床意义
呼吸力学监测及临床应用一、呼吸力学的临床意义：1、指导机械通气参数设置2、评估机械通气的安全性3、评估临床治疗的有效性4、指导呼吸机撤离5、探索新的机械通气模式二、监测波形及环的意义：1、从静态的，有限的数字监测变为动态的，实时的智能的波环监测，分析所设置的通气模式参数是否合理，为进一步调整相关参数提供客观依据2、动态了解病人肺功能的状态，观察患者自主呼吸做功的程度通过对波形的冻结，测量，存储，趋势，回顾，打印，等现代技术，手段对相关参数进行定量分析。
3、评价某些药物的治疗效果三、呼吸波形与环的用途1、评估设定的通气模式是否合理2、评估呼吸机与病人在通气吸气过程中做工情况，评估触发做功3、观察人机对抗情况4、了解气道阻塞情况5、了解呼吸回路有无漏气6、观察肺顺应性变化，评估通气的效果7、评估支气管扩张剂的疗效8、呼气流速不回零9、设置合理的PEEP10、防止过度通气呼气末肺充气状态：PEEPi的影响因素：1、气道阻力增加2、呼吸系统弹性下降3、气道动态塌陷4、通气量过大5、呼气时间不足6、呼气肌的作用PEEPi的临床意义：1、增加肺损伤的危险性2、对循环系统产生不良影响3、增加呼吸功，导致呼吸肌疲劳平台压的影响因素：平台压（Pplat) 的影响因素Pplat=Volume/Compliance+PEEP顺应性PEEP潮气量平台压的临床意义：可代表肺泡压的大小口与肺损伤的关系密切口限制平台压不超过30-35 cmH2 0气道峰压（PIP) 的影响因素：PIP=Flow X Resistance＋Volume/compliance+PEEP顺应性潮气量PEEP气道和气管内导管阻力吸气流速气道峰压的临床意义：气道峰压是设置压力报警限的根据实际气道峰压之上5-10cmH, 0以不高于45cmH20为宜。
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②以FRC为基点，肺泡压 力变化为横坐标，肺容 量变化为纵坐标的关系 曲线，二个平段，二个 拐点
③确定低位拐点(LIP)和高 位拐点(UIP)
整理ppt
19
◆ LIP反映陷闭肺泡扩张，是选择PEEP的 参考，一般为8-12 cmH2O ，在LIP以下， 肺循环阻力显著增加，一旦达到LIP后肺
循环阻力下降。
整理ppt
12
呼吸系统顺应性
• 顺应性增加
– 自然衰老 – 肺气肿.
整理ppt
13
呼吸系统顺应性
• C = V / P
P
PIP – PEEP
Pplat – PEEP
V
t
整理ppt
Vt
t
Hale Waihona Puke 14气道阻力• R = P / flow
Pin
Pout
flow
R
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15
气道阻力的分布
• 主要存在于大气道
肺顺应性下降 最主要和始动的原因
是肺含水量↑，表面活性物质↓，并 导致功能残气量↓，潮充量↓。
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11
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
◆ 平台压35 cmH2O为临界点。在应用PEEP 时，特别是开放肺，高PEEP时，其与峰压 之压差不能 在 20 cmH2O以内。
整理ppt
21
容积-时间波、压力-时间波、流速-时间波
容积-时间波、压力-时整间理p波pt 、流速时间波
22
压力-时间曲线
正常
PIP
PPlat
低顺应性
PIP
PPlat
– 尤其 是中等大小的气道（如，叶段支气管）
• 小气道 (直径< 2 mm)
–仅仅占总气道阻力的 20 % –该阻力增加可以预示众多问题的出现 – 用力呼气流速（FEF25-75 ）的推测是敏感的
整理ppt
16
气道阻力
• 新生儿 • 婴儿 • 儿童 • 成人
30 - 50 mmHg/L/sec 20 - 30 mmHg/L/sec
PEEP
time
整理ppt
8
呼吸系统顺应性
• 动态顺应性 Vt
Crs, dyn = Ppeak PEEP
肺动态顺应性： 临床极少应用
定义——正常呼吸呼气终末，声门关闭瞬间
（呼吸机上相当于pause阶段）的潮气量与平台 压（Paw）的比值。
正常值：>75ml/cmH2O
整理ppt
9
呼吸系统顺应性
静态顺应性
Paw (cm H2O)
PIP
正常
增加 PPlat (降低顺应性) 正常PPlat (正常顺应性)
Time (sec)
顺应整理性ppt 减少
23
肺顺应性变化与P-V环
顺应性
潮
增加
气
正常
量
降低
水
平
Volume (mL)
Paw (cm H2O)
预设 PIP
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24
Pressure Targeted Ventilation
◆ UIP则反映胸肺的最大弹性扩张程度， 有助于指导通气参数，机械通气时高压应 低于UIP，如超过，易引起气压伤和抑制
循环功能。
整理ppt
20
◆ UIP相当肺容量占肺总量的85%-90% 和跨 肺压35-50 cmH2O 的位置。机械通气时相当 于35 cmH2O平台压，吸气末肺容积 20 ml/kg的水平。
• 气道压力(Pressure)
– 吸气峰压(PIP) – 平台压(Pplat) – 呼气末正压(PEEP)
• 顺应性(Compliance)
– 呼吸系统顺应性 – 肺顺应性 – 胸廓顺应性
• 气流流速(Flow)
– 吸气流速
– 呼气流速
• 气道阻力(Resistance)
– 吸气阻力
– 呼气阻力
• 气体容积(Volume) • 呼吸功(WOB)
床旁呼吸力学监测
整理ppt
1
呼吸道
• 管道 + 气囊的模型
• 气道 (管子)
• 肺泡 (气囊)
整理ppt
2
机械通气
• 机械通气的基本原理遵循了流体力学的原则。
• 通气支持的过程及目的是改变肺容量，通过一定
的气体流量及压力输送到病人的气道增加肺容量。
• 气体在一个特定环境中运动用流体力学的原则去
研究可以用上述三个参数来描述，因为流量参数
流速---容积曲线
气道阻力增加
Flow (L/min)
吸气相
Volume (ml)
“杓状凹陷” 图形
呼气流速峰值下降
整理p呼pt 气相
正常曲线 异常曲线
27
容量时间曲线
临床意义：
气道阻力增加
正常
PIP
PPlat
PIP 高阻力
PPlat
Paw (cm H2O)
}
正常
整理ppt
压力-时间曲线
峰压增加
Increased PTA (增加气道阻力) 正常平台压 (正常顺应性)
25
流速-容积曲线
反映气道阻力的变化：以FRC为基点，流量变化 为纵坐标，肺容积变化为横坐标。
整理ppt
26
20 mmHg/L/sec 2 - 4 mmHg/L/sec
整理ppt
17
气道阻力
导致气道阻力增加的原因
• 分泌物过多 — 分泌物潴留 • 粘膜水肿(哮喘, 气管炎, 肺水肿) • 肺气肿(气道压迫) • 异物 • 肿瘤所致狭窄
整理ppt
18
压力-容积曲线(P-V曲线)
反映顺应性
①完全抑止自主呼吸，选 择方波
中包含了时间的概念，所以描述呼吸机送气、气
体在呼吸管路中的运动、病人气道和肺组织对送
入气体的反应涉及上述四个参数既压力（P）、容
量（V）、流量（F）和整理时ppt 间（t）。
3
正压通气
压力差
气流增加
时间
容量变化
整理ppt
4
肺泡内压力变化
Pressure
机械通气
Time
自主呼吸
吸气 整理ppt
5
呼吸力学监测
整理ppt
6
气道压力的组成
A (PAW)
B (PALV)
流量 x 气道阻力
容积/顺应性 +PEEP
Paw Flo R wesistV an oc lu e m PEeEP Compliance
影响气道峰压的主要因整理素ppt：PEEP、容积、流速 7
气道压力
Pressure
PIP
Pplat
肺泡膨胀 (recoil) 压力差 (Pdis)
Vt
Crs, st =
Pplat PEEP
肺静态顺应性：危重病人测定困难，但常用
定义——肺充气后无气体流动时的单位压力肺
扩张程度，是衡量肺弹性程度的静态指标。
无肺部疾患气管插管者：
50 - 70 ml/mmHg
整理ppt
10
正常情况下，随Vt 或 PEEP ↑肺 顺应性↑，达一程度后随Vt、PEEP↑ 肺顺应性反而↓，其最高肺顺应性值 反映了肺最适充盈状态。