呼吸力学监测
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
顺应性的基本概念
• 在呼吸生理中表达肺的弹性 (E) 和压力 (P)、 体积 (V) 的关系时，则肺的弹性可用下列方程 式来表示： • E=ΔP／ΔV
• 呼吸器官的弹性阻力在呼吸功能测定中以顺应 性 (C) 表示，顺应性为弹性阻力的倒数，二者 的关系是： • C=1／E
顺应性的基本概念
• 顺应性通常以单位压力改变所产生的体 积改变来表示： • 肺顺应性 (CL)= 潮气量 (L)／压力 差kPa(cmH2O)
胸膜腔内压(Ppl)
• 胸膜腔内压直接受呼吸肌活动的影响， • 正常时功能残气位的胸膜腔内压为 0．49kPa 肋(5cmH20)，吸气时负压增加，呼气时减少。 • 胸膜腔负压作用于胸腔内大静脉，有利于静脉 血液回流。
• 因重力的作用，直立位时胸膜腔负压从肺尖部 到肺底部逐渐减少。
肺泡内压(PA)
50
ΔP
25 RV 10 0.98 20 1.96 30 2.94
FRC
40 3.92 cmH2O kPa
经肺压
肺顺应性与肺容积关系
顺应性的影响因素
• (1)生理因素： • ①肺容积：肺顺应性与肺容积相关。 • ②性别：肺顺应性的测定显示男性比女性 高40％，但男性的肺总量、功能残气量等也较 女性高30％—40％。因此，实质上不同性别之 间肺组织的弹性无内在的差异。 • ③年龄：自儿童至成人期，肺顺应性逐渐 增加，这与肺弹性纤维网的增加有关；另外， 胸廓与肺脏生长不平行，胸廓增长较肺脏快， 因此对肺组织的牵拉作用也增加。 •
经胸壁压(Pw)
• 相当于胸膜腔内压与胸廓外大气压之差 (Ppl—Pbs)，
• 是扩张或压缩胸壁的压力，
• 其大小决定于胸壁的顺应性。
经气道压
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。
呼吸力学与呼吸功能监测
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6
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7
2、肺泡压：
指肺泡内的压力。吸气时胸内负压增加， 超过肺组织的弹力，使肺泡压成为负压， 空气进入肺泡；呼气时胸内压逐渐减少， 当低于肺组织弹力时，肺泡压转为正压， 高于大气压，肺内气体排出体外。
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40
2、平台压
指吸气末屏气时的气道压力，用于克 服肺和胸廓的弹性阻力，可代表肺泡 压。
正常值0.49～1.27kpa(5～ 13cmH2O)
维持一定的吸气末正压，有利肺泡内 氧向肺毛细血管内弥散。但吸气末正 压过高，将增加肺内血液循环负荷， 增加发生气胸的危险。
机械通气时，平台压高于30-
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二、机械通气时呼吸力学 监测
目前一些监测功能较强的呼吸机， 能及时反映许多重要呼吸力学参 数的变化，不仅可以帮助医生随 时了解呼吸功能的变化，而且可 以指导机械通气，避免通气引起 的肺损伤。
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（一）、肺容量的监 测
1．潮气量（tidal volume，VT） 2．补吸气量（inspiratory reserve volume，
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（四）、时间常数
时间常数是气体在肺泡内充盈与排空的时间，为 呼吸阻力与顺应性的乘积，正常值为0.4s。
在一个时间常数内，肺泡可充气至最大容积的 63%，2倍时间常数可充盈至95%，3倍可充盈 至100%。
时间常数反映了肺泡充满和排空气体所需要的时 间，是重要的肺力学参数。
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2
呼吸力学的内容包括呼吸压 力、呼吸阻力、顺应性和时 间常数，以下简单介绍呼吸 系统的力学特征。
呼吸力学的监测
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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
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◆ 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）。
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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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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
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气道阻力
• R = P / flow
Pin
Pout
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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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Air Leak
Time (sec)
Air Leak 漏气
Volume (ml)
Air Leak
Pressure (cm H2O)
Air Leak 漏气
Flow (L/min)
吸气
Volume (ml)
漏气量 mL
正常 异常
呼气
肺过度膨胀（P-V曲线）
VT无或极小变化 正常 异常
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
呼吸系统顺应性
顺应性增加
自然衰老 肺气肿.
呼吸系统顺应性
• C = V / P
P
PIP – PEEP
Pplat – PEEP
V
Vt
t
t
气道阻力
• R = P / flow
Pin
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。 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↓。
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
Volume (ml) Pressure (cm H2O)
Paw rises
小 结
呼吸力学 可具体表达肺部压力、流速、容量之 间的 动态关系
呼吸力学是机械通气患者的重要监测参数 呼吸力学监测有助于病理生理异常的诊断及 治疗效果监测
Pout
flow
R
气道阻力的分布
• 主要存在于大气道
– 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
气道阻力
新生儿
婴儿
30 - 50 mmHg/L/sec
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)
气道压力的组成
A (PAW) B (PALV)
流量 x 气道阻力
容积/顺应性 +PEEP
Volume Paw Flow Resistance PEEP Compliance
床旁呼吸力学监测
广东省人民医院人民医院 龙怡 2014-07-11
机械通气
机械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。
机械通气的基本原理遵循了流体力学的原则 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）。
影响气道峰压的主要因素：PEEP、容积、流速
气道压力
Pressure
PIP
Pplat
肺泡膨胀 (recoil) 压力差 (Pdis)
PEEP
time
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
吸气 呼气 TI Time (sec)
压力时间曲线
Paw (cm H2O)
吸气峰压 PIP
吸气 TI
PEEP
呼气 TE
}
Time (sec)
流速时间曲线
方波
减速波
加速波
正弦波
压力-容量环
Vol (ml)
E
E
I
控制呼吸
I
I
E
Paw (cm H2O) 自主呼吸
辅助呼吸
I: 吸气期 E: 呼气期
Air Leak 漏气
◆ 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。
◆ 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。
（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
呼吸系统顺应性
静态顺应性 Crs, st =
Vt Pplat PEEP
肺静态顺应性：危重病人测定困难，但常用
扩张程度，是衡量肺弹性程度的静态指标。
定义——肺充气后无气体流动时的单位压力肺
无肺部疾患气管插管者： 50 - 70 ml/mmHg
潮
Pressure Targeted Ventilation
气 量
水
平
Volume (mL)
Paw (cm H2O)
预设 PIP
气道阻力增加
正常
PIP PIP PPlat
高阻力
PPlat
Paw (cm H2O)
}
正常
峰压增加
Increased PTA (增加气道阻力) 正常平台压 (正常顺应性)
压力-时间曲线
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)
◆ 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。 ◆ 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。
20 - 30 mmHg/L/sec
儿童
成人 2-
20 mmHg/L/sec
4 mmHg/L/sec
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
压力-容积曲线(P-V曲线)
反映顺应性
呼吸道
• 管道 + 气囊的模型
• 气道 (管子)
• 肺泡 (气囊)
正压通气
压力差
气流增加
时间 容量变化
肺泡内压力变化
Pressure
机械通气
Time
自主呼吸
吸气
呼吸力学监测
气道压力(Pressure) 顺应性(Compliance)
吸气峰压(PIP) 平台压(Pplat) 呼气末正压(PEEP) 呼吸系统顺应性 肺顺应性 胸廓顺应性
容积-时间波、压力-时间波、流速-时间波
容积-时间波、压力-时间波、流速时间波
压力-时间曲线
正常பைடு நூலகம்
PIP PIP
低顺应性
PPlat
Paw (cm H2O)
PPlat
PIP
增加 PPlat (降低顺应性) 正常PPlat (正常顺应性)
正常
Time (sec)
顺应性减少
肺顺应性变化与P-V环
顺应性 增加 正常 降低
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。
流速---容积曲线
气道阻力增加
吸气相
Flow (L/min) Volume (ml)
“杓状凹陷” 图形
正常曲线 异常曲线
呼气流速峰值下降
呼气相
容量时间曲线
临床意义：
肺内气体陷闭 呼吸回路漏气
吸气潮气量 Volume (ml)