呼吸力学监测
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
呼吸力学的监测
2021/10/10
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
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)
2021/10/10
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
究可以用上述三个参数来描述，因为流量参数中包
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）和时间（t）。
2021/10/10
3
正压通气
压力差
气流增加
时间
容量变化
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4
肺泡内压力变化
Pressure
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16
气道阻力
新生儿 婴儿 儿童 成人
30 - 50 mmHg/L/sec 20 - 30 mmHg/L/sec
20 mmHg/L/sec 2 - 4 mmHg/L/sec
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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
Pplat – PEEP
V
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t
Vt
t
14
气道阻力
• R = P / flow
Pin
Pout
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麻醉学围术期呼吸功能监测技术
麻醉学围术期呼吸功能监测技术呼吸功能监测对麻醉安全和围术期重危患者处理至关重要，应充分理解各呼吸监测指标的临床意义，指导气道管理、呼吸治疗和机械通气。
一、通气量监测通气量监测包括潮气量、通气量、补吸气量、补呼气量、余气量、肺活量、功能余气量、肺总量等的监测。
临床上在用仪器测的同时应观察患者胸、腹式呼吸运动，包括呼吸频率、呼吸幅度及有否呼吸困难等，并结合监测指标进行判断。
（一）潮气量（VT）与分钟通气量（VE）潮气量为平静呼吸时，一次吸入或呼出的气量。
正常成年人为6~8m1∕kgo潮气量与呼吸频率的乘积为分钟通气量，正常成年人为5~71∕min o临床意义：酸中毒可通过兴奋呼吸中枢而使潮气量增加,呼吸肌无力、C02气腹、支气管痉挛、胸腰段硬膜外阻滞（麻醉平面超过T8）等情况可使潮气量降低。
可在机械通气时通过调整VT与呼吸频率，维持正常VE。
监测吸入和呼出气的VT,如两者相差25%以上，提示回路漏气。
（二）无效腔与潮气量之比1解剖无效腔上呼吸道至呼吸性细支气管以上的呼吸道内不参与气体交换的气体量，也称为解剖无效腔。
正常成人约150m1,占潮气量的1/3。
随着年龄的增长，解剖无效腔也有所增加。
支气管扩张也会使解剖无效腔增加。
2.肺泡无效腔由于肺泡内血流分布不均，进入肺泡内的部分气体不能与血液进行气体交换，这一部分肺泡容量为肺泡无效腔。
肺泡内肺内通气/血流(V/Q)值增大使肺泡无效腔增加。
3.生理无效腔解剖无效腔和肺泡无效腔合称为生理无效腔。
健康人平卧时生理无效腔等于或接近于解剖无效腔。
4.机械无效腔面罩、气管导管、麻醉机、呼吸机的接头和回路等均可使机械无效腔增加。
小儿通气量小，机械无效腔对其影响较大。
机械通气时VT过大、气道压力过高也影响肺内血流灌注。
临床意义：无效腔气量/潮气量(VD/VT)值反映通气功能。
其正常值为0.3,增大则说明无效腔通气增加，实际通气功能下降。
计算公式如下：生理无效腔率：(PaCo2-PEC02)/PaC02解剖无效腔率：(PETC02-PEC02)/PETC02其中PaC02为动脉血C02分压，PEC02为呼出气体平均C02分压,PETCO,为呼气末C02分压。
呼吸力学指标监测：肺过度充气与PEEPi
Inspiration
Normal Patient
}
Auto-PEEP
Expiration
Time (sec)
实用文档
PEEPi的监测——流速-容积环
Flow (L/min)
Does not return to baseline
Inspiration
Volume (ml)
Expiration
实用文档
气道开口处压力和流 速同步记录法 最小“动态”PEEPi；
食管气囊法。
实用文档
呼气末阻断法测定PEEPi
患者镇静、肌松，机械通气； 一般将外源性PEEP调节为0； 按“呼气末暂停”键，监测开始； 全肺平均PEEPi。
实用文档
呼气末阻断法测定 PEEPi
实用文档
实用文档
对PEEPi的处理
由气流阻力增加、呼气气流受限、呼气时间 缩短等因素导致。
实用文档
呼气末肺容积与呼吸系统压力变化
ΔVdyn ΔVst
FRC
PEEPi
PEEP
Total PEEP
Palv=0
实用文档
PEEPi的类型
PEEPi伴DPH和 PEEPi伴DPH无 PEEPi不伴DPH
气流受限
气流受限
COPD/哮喘 气道临界关闭 分泌物过多 气道狭窄
Normal Abnormal
PEEPi的监测——间接观察法
◆ 胸围增大； ◆ 患者呼吸费力，通气效果下降； ◆ 休克、心血管功能恶化； ◆ 压力控制通气时潮气量下降； ◆ 容量控制通气时气道压力升高； ◆ 不能用呼吸系统顺应性下降解释的平台压升高。
实用文档
PEEPi的测定
呼气末气道闭合法 呼吸系统静态的 PEEPi；
呼吸力学测定
在其他领域的应用
呼吸力学测定在医学领域的应用如呼吸衰竭、慢性阻塞性肺疾病等疾病的诊断和治疗。
呼吸力学测定在运动科学领域的应用如运动员呼吸训练、运动强度监测等。
呼吸力学测定在航空航天领域的应用如飞行器座舱压力调节、飞行员呼吸训练等。
呼吸力学测定在环境科学领域的应用如环境空气质量监测、工业废气排放检测等。
呼吸力学测定是评估呼吸系统功能的重要手段
测定目的和意义
了解呼吸系统的功能和机制
评估呼吸系统的健康状况
诊断呼吸系统疾病
监测呼吸系统治疗的效果
测定方法简介
呼吸力学测定方法：通过测量呼吸气体流量、压力和阻力的变化评估呼吸系统的功能状态。
测定仪器：包括呼吸气体分析仪、呼吸机、阻抗仪等。
测定原理：基于流体力学原理通过测量呼吸气体流量和压力的变化推算呼吸系统的力学特性。
数据分析：根据呼吸力学测定数据分析呼吸力学参数如呼吸阻力、肺顺应性等。
结果解读：结合呼吸力学理论知识解读测定结果为临床诊断和治疗提供依据。
报告撰写：将测定结果和分析写成报告便于医生参考和使用。
05
呼吸力学测定应用
在临床医学中的应用
呼吸力学测定用于评估呼吸系统疾病患者的呼吸功能
呼吸力学测定可用于指导机械通气治疗优化呼吸机参数
测定步骤：包括设置仪器、记录呼吸气体流量和压力等参数、分析数据并得出结论。
03
呼吸力学测定原理
呼吸力学基本原理
添加标题
添加标题
添加标题
呼吸力学测定原理：通过测量呼吸气体流量、压力和阻力的变化推导出呼吸力学参数以评估呼吸功能和通气效率。
呼吸力学测定方法：包括静态呼吸力学测定和动态呼吸力学测定前者主要测量呼吸阻力和顺应性后者则评估呼吸功和呼吸肌肉效率。
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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
31cmH2O
患者无自主呼吸 将PEEP调为0 静态PEEPi
38
内源性PEEP =15 cmH2O
39
肺通气量
40
吸气流速波形
方波
递增波
递减波
正弦波
41
呼吸系统的阻力
气道阻力：人体气道+人工气道
Raw＝8ηl/(πr4)
具有流速和容积依赖性 单位：cmH2O/L/S
42
肺容积对气道阻力的影响
43
气道阻力的计算
R=P / Flow =(Ppeak-Pplat)/Flow
Ppeak Pplat
44
例：气道阻力的计算
Raw=（Ppeak-Pplat）/Flow =（41-24）×60 / 25 = 41 （cmH2O/L/S）
45
呼吸系统的阻力
弹性阻力(elastic resistance)
16
VT= 400，600
17
平台压的临床意义
可代表吸气末肺泡压的大小 与肺损伤的关系密切 限制平台压不超过30-35 cmH2O
18
平台压与病死率
19
Hager DN, et al. Am J Respir Crit Care Med, 2005, 172:1241–1245.
平均气道压(Pmean)
床旁呼吸力学监测
2020/7/22
1
呼吸力学的监测 ！
高压报警的原因 ？ 对支气管扩张剂的反应如何？ 对各种呼吸机异常波形的解释？ 呼吸机参数的设置和调节？ 对疾病严重程度的评估 ？ …
2
呼吸力学
研究与呼吸运动相关的力学参数特征的一门学科
压力
气道阻力
容积
肺顺应
流速
呼吸功
3
气道阻力增加
与人工气道有关
气道陷闭的肺组织，如COPD
改善吸气触发做功
30
PEEP对COPD患者触发的影响
PEEP= 2 cmH2O
31
PEEP = 7 cmH2O
内源性呼气末正压（PEEPi）
在呼吸机未设定PEEP情况下呼气末肺泡内压力为正值 PEEPi的存在说明存在动态肺过度充气（DPH）
32
动态肺过度充气（DPH）
反应在整个呼吸周期中气道内的平均压力
Pressure Pressure
Mean airway pressure
Mean airway pressure
Time
Time
与影响Ppeak的因素及吸气时间长短有关
20
平均气道压的意义
反映平均肺泡压水平 反映肺容积的大小 与氧合改善有关 反映机械通气对循环抑制作用的大小
正常肺组织
峰压 45cmH2O，5min 峰压 45cmH2O，20min
10
Dreyfuss,et al. Am J Respir Crit Care Med, 1998, 157:294-323.
Pplat：吸气末暂停时、密闭气道内的压力
Pplat
吸气末阻断法（inspiration hold）
21
胸腔内压（Ppl）/食道压（Pes）
胸内压与食道压的关系
食道内压能较好地反映胸内压 绝对值有一定的差别 两者的变化幅度和趋势一致
测量方法：食道球囊法
Paw
Ppl
(Pes)
Palv
(Pplat)
22
食道压的测量
23
测量胸腔内压的意义
监测跨肺压（Ptp）
Ptp=Palv - Ppl 反映肺容积改变的大小 指导呼吸机参数的设置
26
气道压力相同，但呼吸机相关肺损伤的发生危险性却不同
呼气末正压（PEEP）
P cm H2O
PEEP
0
T
27
呼气末正压的生理学意义
无气道陷闭的肺组织，如ARDS
增加功能残气量，复张肺泡 改善通气血流比 增加肺顺应性 减少呼吸机相关肺损伤
28
PEEP在ARDS中的作用
29
呼气末正压的生理学意义
顺应性（compliance）:单位压力引起的容积变化
C＝ΔV/ΔP
具有容积依赖性 单位：ml/cmH2O
46
顺应性的计算
静态顺应性：无气流存在
压力
C静态= VT /（Pplat-PEEP）
动态顺应性：有气流存在
PEEP
C动态=VT/（Ppeak–PEEP）
峰压 （Ppeak）
平台压 (Pplat)
33
PEEPi的影响因素
气道阻力增加 呼吸系统弹性下降 气道动态塌陷 通气量过大 呼气时间不足
34
PEEPi的临床意义
增加肺损伤的危险性 对循环系统产生不良影响 增加吸气触发功耗,导致呼吸肌疲劳
35
PEEPi的监测
36
PEEPi的监测
37
PEEPi的测量
采用呼气末阻断法（Expiratory Hold）
时间
47
COPD患者
× C=ΔV/ΔP =VT/(Pplat-PEEP) =350/（24-0） =22（ml/cmH2O）
48
正确的计算方法
C=ΔV/ΔP =VT/(Pplat-PEEP-PEEPi) =350/（24-0-15） =39（ml/cmH2O）
49
监测气道阻力和肺顺应性的临床意义