床旁呼吸力学监测
呼吸力学
床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用首都医科大学附属北京朝阳医院詹庆元第一节呼吸力学发展简史呼吸力学（respiratory mechanics 或lung mechanics）是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。
呼吸力学发展大致经过了以下阶段：一．早期阶段（19世纪～20世纪初）1817，James Carson，发现动物肺具有弹性，被认为是现代呼吸力学的开始。
1853，Frans Cornelius Donders，用水银压力计测定肺弹性所产生的压力约为7mmHg。
1847，Ludwig，用充水球囊测定胸内压。
1844，John Hutchison，用肺量计（spirometer）测定肺活量和肺容积上述研究并没有将压力和容积联系起来对呼吸运动现象进行描述。
之后50年内无重大进展。
二．基础阶段（20世纪初～20世纪50年代）1915～1925，Fritz Rohrer，首先将复杂的呼吸运动简单化地以物理学的压力－容积的关系进行描述，开创了呼吸力学研究的新纪元。
但未引起重视。
1941，Arthur Otis等，再次发现了压力－容积的关系，并于战后公开发表。
上述两项研究为呼吸力学提供了最基本的科学理论和研究方法。
1925，Alfried Fleisch，PTG（pneumotachorgraph）。
1943，Louis Statham，发明strain-gauge manometer。
1949，Buytendijk，以食道－气囊导管间接测定胸内压。
上述三项技术为呼吸力学研究提供了硬件基础。
1958，Moran Campbell，以食道压替代跨肺压重新评价压力－容积曲线的价值，提出了著名的Campbell 图（Campbell diagram）。
使呼吸力学的理论进一步完善：将吸气肌和呼气肌做功分开，将克服弹性阻力和粘滞阻力做功分开，加深了对动态肺充气的认识。
三．发展和应用阶段（20世纪50年代～至今）随着微处理技术和高灵敏传感器的应用，呼吸力学从实验室走向临床，呼吸力学监测仪商品化。
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。
呼吸功能监测-图文
呼吸功能监测-图文第一节呼吸功能监测在ICU中的应用黄思贤王首红危重病医学的发展，机械通气已普遍应用于临床，呼吸机使用不当不仅起不到抢救作用，反而贻误患者的治疗。
熟悉呼吸生理学，床边肺功能，运用呼吸力学等监测手段指导治疗以及呼吸机的使用尤显重要。
呼吸功能监测的基本测定包括：(l）呼吸运动、压力、流速、容积、阻力、顺应性及呼吸功等。
(2）容积一时间波，压力一时间波，流速一时间波（见图3-1-l）。
(3）压力一容积环，流速一容积环（见后）。
此外尚有气体交换参数等。
图3－1－1容积－时间波，压力－时间波，流速－时间波一、基本测定（一）呼吸运动1．呼吸频率敏感但非特异性指标，减慢表明中枢抑制，增快可能是由多种肺内或肺外疾病引起，>30次／min常是呼吸肌失代偿先兆。
2．呼吸方式呼吸衰竭者，频率加快，胸腹部运动不同步，潮气量下降。
胸腹运动不协调和矛盾常提示呼吸肌疲劳，不管有否呼吸肌疲劳均可增加呼吸肌负荷。
浅快呼吸指数（RSBI）＝f（次／min）/VT(L)，机械通气患者若f/VT＜80提示易于撤机；80～105谨慎撤机；＞105难于撤机。
（例f＞30,VT＜0.31)（二）压力1．最大吸气压力（MIP）和最大呼气压力（MEP）这是反映呼吸肌力量的指标。
正常值男性MIP＞－75cmH2O，女性＞-50cmH2O男性MEP＞100cmH2O，女性＞80cmH2OMIP低于预计值30%，可能出现高碳酸血症。
临床上机械通气时，MIP能产生－30cmH2O吸气压，脱机常易成功。
不足－2OcmH2O负压提示呼吸肌疲劳，不能够继续产生和维持肺泡内压，以保证代谢所需的通气量；是判断CO2潴留的水平。
呼吸肌疲劳是呼吸衰竭的重要原因之一，也是脱机失败的重要原因。
2、呼吸驱动力有的呼吸机带有P0.1测定功能，气道闭塞压力P0.1，即气道阻塞后吸气开始第100毫秒所测定的吸气压力。
是反映呼吸中枢兴奋性，呼吸驱动力的指标。
多导睡眠呼吸功能监测病人健康教育
多导睡眠呼吸功能监测病人健康教育
睡眠呼吸监测是利用睡眠呼吸监测系统对睡眠及睡眠时的呼吸状态进行监测，以诊断呼吸障碍疾病，并为选择治疗手段提供重要的依据。
【健康教育要点】
1.检测前指导
(1)讲解此项监测的目的、方法及注意事项，告知此项检查是无痛苦、无风险的，通常需要一整夜的时间，以取得受检者的配合。
(2)指导受检者在检测前洗头，男性刮胡须，告知不能使用头油、摩丝、面霜和化妆品，保持头面部清洁，以保证监测电极与身体皮肤接触良好。
(3)告知检查前晚餐要少饮水或少进流食，禁服咖啡等含兴奋作用的食品，禁饮酒，禁服镇静药。
按常规睡眠时间到达检查室开始检查。
2.检测中指导
(1)告知在检查期间不能下床或坐起活动，床边备有小便器，需要时可自行拿取。
(2)详细介绍检查中连接好受检者身体各部位的传感器的意义与目的，指导受检者不要转动身体，以防因身体转动而引起传感器脱落,影响监测指标的完整性。
(3)教会受检者放松呼吸技巧，并告知在检查期间出现心前区疼痛等异
常情况应立即通知医生进行处理。
3.检测后指导对确诊有呼吸睡眠暂停病人，要介绍有关疾病及其并发症的治疗、预防及自我护理和管理的方法，尤其应介绍此病的严重后果以引起检查者高度重视。
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
2021/10/10
4
肺泡内压力变化
Pressure
2021/10/10
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
2021/10/10
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
Pplat – PEEP
V
2021/10/10
t
Vt
t
14
气道阻力
• R = P / flow
Pin
Pout
2021/10/10
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。
危重症病人的呼吸监测
危重症病人呼吸监测呼吸监护的目标是检测肺的氧(O2)和二氧化碳(CO2)交换功能，评价呼吸力学和通气储备是否恰当和有效。
当病情发生显著改变或出现严重迹象时发出报警信号，以便医护人员及时采取有效抢救措施。
通过连续地测定关键性指标以增加对基础病理生理学改变的了解，指导各通气模式，特殊方式和通气策略的正确应用，便于预防和及时发现机械通气的并发症。
连续监测指标的变化趋势也有助于评估治疗的反应和判断预后。
呼吸系统各种并发症也可通过良好的监护来预防。
危重病人呼吸监护的目的对危重病人的呼吸功能进行评价：包括通气泵功能(呼吸中枢的兴奋性和呼吸调节，肋间肌、膈肌等呼吸肌的强度和耐力，呼吸功肪氧耗)、肺摄取氧和排出CO2的能力和有效性、系统性疾病和各重要脏器功能对呼吸功能的影响。
为呼吸衰竭、睡眠呼吸暂停综合征等疾病的诊断和分型提供客观依据。
也为氧疗和其他各种呼吸治疗的疗效观察提供可靠的评价指标。
机械通气时的呼吸监护：开始机械通气时，自主呼吸功能的监测是应用呼吸机的预设通气参数，通气模式的重要参考指标；机械通气过程的呼吸功能监测是检查通气效果，调节呼吸机参数的重要依据；撤机时的呼吸功能监测对预测撤机成功的可能性具有重要价值。
呼吸监护项目本文讨论临床上常用的呼吸监护指标，包括氧合和CO2排出的指标，呼吸力学指标，和反映呼吸系统功能的其他各种指标，同时讨论临床上如何选用这些指标并解释其意义。
无论在重症监护室，手术室或急诊抢救室，对这些监护指标的应用和解释并无差别。
目前临床上应用的呼吸监测项目总结见下表1、危重病患者的一般监测临床观察：需观察患者神志、自主呼吸频率（是反映病情变化的一个敏感指标）、胸廓运动、心率、血压、口唇和甲床紫绀、球结膜水肿以及双肺的呼吸音是否对等。
重病患者尚需每日监测血、尿常规，血生化和电解质，监测便潜血和胃内容物潜血，对了解机体内环境的变化有重要意义，尤其是尿量，可较好反映肾脏的灌注情况，间接反映心输出量的变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
床旁呼吸力学监测
首都医科大学附属北京朝阳医院
北京呼吸疾病研究所
夏金根
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？
…
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 容积 流速 气道阻力 肺顺应
呼吸功
呼吸系统力学模型
呼吸气体
气道阻力弹性阻力
呼吸机工作原理：运动方程（equation of motion）P1= 流速x 阻力P2=潮气量
/顺应性
P3=PEEP
Paw P 总= 气道阻力×气体流速
+ 潮气量/顺应性+ PEEPtot
克服气道阻力克服弹性阻力P 呼吸机+P 呼吸肌
PEEPe + PEEPi
峰压（Ppeak）
平台压
（Pplat）
气道峰压（PIP）的影响因素
PIP= Flow x Resistance + Volume/compliance + PEEP 顺应性
Ppeak
气道和气管内导管阻力
潮气量
PEEP
吸气流速
R=5，20
F=50，35
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
O
2
以不高于40 cmH
O为宜
2
气道峰压与气压伤的关系
气道峰压对肺组织的影响
正常肺组织峰压45cmH2O，5min峰压45cmH2O，20min
Pplat：吸气末暂停时、密闭气道内的压力
Pplat
吸气末阻断法（inspiration hold）
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
平台压（Pplat）的影响因素
Pplat=Volume/Compliance+PEEP 顺应性
PEEP
潮气量
C= 50，25
PEEP=0，5
VT= 400，600
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 cmH
O
2
平台压与病死率
平均气道压(Pmean)
反应在整个呼吸周期中气道内的平均压力 与影响Ppeak 的因素及吸气时间长短有关
Mean airway pressure
Mean airway pressure Time P r e s s u r e Time
P r e s s u r e
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
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
Palv (Pplat)
Ppl
(Pes)
食道压的测量
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
监测呼吸功的大小
跨肺压不等于气道压力
Pplat 30 cm H 2O,
PCV Pplat 30 cm H 2O,PCV
主动吸气
Pplat 30 cm H 2O,
PCV 5 cmH 2O 10 cmH 2O -1 cmH 2O 跨肺压=25 cmH 2O 20 cmH 2O 31cmH 2O
呼气末正压（PEEP ）
P cm H2O
PEEP
T
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
PEEP在ARDS中的作用
呼气末正压的生理学意义
气道陷闭的肺组织，如COPD 改善吸气触发做功
PEEP 对COPD 患者触发的影响
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）
动态肺过度充气（DPH）
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
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
PEEPi对吸气触发功耗的影响
无内源性PEEP内源性PEEP内源性PEEP+
外源性PEEP
PEEPi的监测
PEEPi的监测
PEEPi的测量
采用呼气末阻断法（Expiratory Hold） 患者无自主呼吸
将PEEP调为0
静态PEEPi
内源性PEEP
=15 cmH
O
2
肺通气量
吸气流速波形
方波递增波递减波正弦波
呼吸系统的阻力
气道阻力：人体气道+人工气道R aw＝8ηl/(πr4)
具有流速和容积依赖性
单位：cmH
O/L/S
2
肺容积对气道阻力的影响
气道阻力的计算
R=P / Flow
=(Ppeak-Pplat)/Flow Ppeak
Pplat
例：气道阻力的计算
Raw=（Ppeak-Pplat）/Flow
=（41-24）×60 / 25
= 41 （cmH
O/L/S）
呼吸系统的阻力
弹性阻力(elastic resistance)
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
O
单位：ml/cmH
2
顺应性的计算 静态顺应性：无气流存在
C
静态= V
T
/（Pplat-PEEP）
动态顺应性：有气流存在
C
动态=V
T
/（Ppeak–PEEP）
压力
时间
峰压
（Ppeak）
平台压
(Pplat)
PEEP
COPD患者
C=ΔV/ΔP
=VT/(Pplat-PEEP)
=350/（24-0）
=22（ml/cmH2O）。