呼吸力学测定
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
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。
呼吸功能不全的实验原理
呼吸功能不全的实验原理
呼吸功能不全是指肺或其他呼吸系统结构或功能的异常引起的一系列呼吸功能障碍。
呼吸功能不全的实验原理是通过一系列实验手段来评估呼吸系统的功能状态，包括呼吸力学、气体交换和肺容积等指标的测量。
下面将详细介绍呼吸功能不全实验的原理。
一、呼吸力学的实验原理
1. 肺顺应性：肺的顺应性是指肺组织对压力的变化的变形程度或肺的膨胀性。
通过呼吸力学实验，可以测量肺的顺应性，常用的方法是使用压力与容积的关系曲线，称为压力容积（P-V）曲线。
2. 阻力：呼吸阻力是指肺和呼吸道对气流的阻碍程度。
通过呼吸力学实验，可以测量呼吸道的阻力，并分析其对呼吸系统的影响。
二、气体交换的实验原理
1. 气体分压梯度：通过测量呼吸气中的氧气和二氧化碳的分压差，可以评估肺的气体交换功能。
正常情况下，氧气分压梯度较小，二氧化碳分压梯度较大。
2. 血氧饱和度：通过非侵入性或侵入性的方法测量血液中的氧气饱和度，可以评估血氧水平。
常用的方法有脉搏血氧饱和度测量和动脉血气分析。
三、肺容积的实验原理
1. 肺活量：肺活量是指在不同的呼吸状态下，呼吸系统能至少进行的气体交换量。
通过肺活量的测量，可以评估呼吸系统的潜力和功能状态。
2. 呼吸配合量：呼吸配合量是指在一次正常呼吸周期中的肺容量改变。
通过呼吸配合量的测量，可以评估呼吸系统的正常协调程度和功能状态。
综上所述，呼吸功能不全的实验原理主要包括呼吸力学、气体交换和肺容积等指标的测量。
通过这些实验手段，可以对呼吸系统进行全面评估，从而了解呼吸功能的异常状况，进行适当的干预和治疗。
呼吸机呼吸力学测定
呼吸机呼吸力学测定呼吸系统的阻力分为非弹性阻力和弹性阻力。
非弹性阻力包括气道阻力（RAW）、惯性阻力、重力和肺组织与胸廓的变形阻力，气道阻力是非弹性阻力最主要的组成部分。
弹性阻力指的是肺和胸壁可扩张性，以顺应性（C）来表示。
临床对于呼吸力学的监测主要包括顺应性（C）和气道阻力（RAW）以及克服上述阻力要做的呼吸功。
（一）气道阻力气道阻力是指气流通过气道进出肺泡所受到的阻力，即气流通过气道进入肺泡过程中，气道会对气流产生阻力，阻力的大小和气流的快慢是成正比的，即气流越快，所受的阻力越大，所以用单位流量所需的压力差来表示。
支气管痉挛、黏膜水肿、局部气道阻塞（如分泌物堵塞、异物、肿瘤等）等气道内径的下降会增加气道阻力，因此RAW的监测可用于发现气道的病变。
计算气道阻力时需要测定的参数主要为气道开口处压力、肺泡压及流量。
气道开口处压力及流量相对容易获得，计算气道阻力的关键在于肺泡压的获取。
气道阻力测定的方法可大致分为体积描记法、脉冲振荡法、气道阻断法、食道压测量法、气道压力检测法和吸气末暂停法。
吸气末暂停法是机械通气时运用最多，也是最为简单的方法（见图8-15）。
该方法下应先排除自主呼吸对测量准确性的影响，选择容量控制通气并使用方形流量波，通过设置足够长的平台时间或使用吸气末暂停功能键用于确保吸气末气流最终降为0，此时气道压力也从气道峰压力同步降低至平台压力（即肺泡压），降低的压力值为克服气道阻力所需的压力。
吸气阻力可通过下列公式计算：吸气阻力（RI）＝（气道峰压－平台压）/吸气流量由于呼气过程是胸肺弹性势能的释放过程，气流速度并不恒定，而是呈现先快后慢的特点，呼吸机描记的流量时间曲线通常呈指数递减样变化，因此，在机械通气过程中，通常是结合气道阻断法计算呼气开始瞬间的气道阻力，此时肺泡内压力为平台压，气道开口处压力为PEEP，气体流量为呼气相峰流量：呼气阻力（RE）＝（平台压－PEEP）/呼气峰流量但目前临床上多数呼吸机流量传感器位于呼吸机回路远端，呼气开始时流量受回路顺应性及阻力影响较大，因此测定的呼气阻力准确性较低，仅具参考意义。
呼吸力学测定PPT课件
平台压（Pplat）的影响因素
Pplat=Volume/Compliance+PEEP
顺应性 PEEP 潮气量
22 .
C=50，25
23 .
PEEP=0，5
24 .
VT=400，600
25 .
平台压的临床意义
可代表肺泡压的大小 与肺损伤的关系密切 限制平台压不超过30-35 cmH2O
肺过度充气：呼气末肺容积（EELV）超过FRC 静态肺过度充气：恒定外力作用，如PEEP （static pulmonary hyperinflation，SPH）
肺泡压=PEEP
动态肺过度充气：呼气不完全
（dynamic pulmonary hyperinflation，DPH） 肺泡压=内源性呼气末正压（PEEPi）
34 .
PIP:37.2cmH2O Pplat: 20.0 cmH2O PEEP:10.7cmH2O
Pplat
35 .
气道阻力的计算
PIP-Pplat = Flow x Resistance
R=(PIP-Pplat)/Flow
PIP
=(37.2-20.0)/0.5
=34.4 cmH2O/L/S
.
7 .
8 .
呼气末肺容积与压力变化
ΔVdyn ΔVst
FRC
PEEPi
PEEP
Total PEEP
Palv=0
9 .
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 ◆ 呼气肌的作用
10 .
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 增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳
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
(医学课件)呼吸力学测定
肺活量
正常值
男性约3470ml，女性约2440ml
总结词
肺活量是指尽力吸气后缓慢而又完全 呼出的最大气量。正常成人安静状态 下，肺活量约为男性3470ml、女性 2440ml。肺活量与年龄、性别、生 理状态和肺功能等因素有关。
详细描述
肺活量是指尽力吸气后缓慢而又完全 呼出的最大气量，是衡量肺功能的重 要指标之一。正常值为男性约 3470ml，女性约2440ml，与年龄、 性别、生理状态和肺功能等因素有关 。肺活量可以反映肺部通气能力和通 气功能的状态。
大数据和人工智能的应用
通过大数据和人工智能技术，可以对呼吸力学测定数据进行深度 挖掘和分析，提供更精准的诊断和治疗方案。
在特殊疾病领域的应用前景
肺部疾病
呼吸力学测定在肺部疾病的诊断 和治疗中具有广泛的应用前景， 如肺栓塞、慢阻肺、哮喘等。通 过对呼吸阻力的测量和分析，可 以评估病情严重程度、判断治疗 效果和预测预后。
评估康复效果
通过呼吸力学测定可以评估患者康 复治疗的效果，如肺康复锻炼、氧 疗等，以指导患者进一步的治疗和 康复。
呼吸力学测定的基本原理
通过测量呼吸过程中的压力、流量、容积等参数，结合物理学原理和方法，可以 计算出呼吸系统的各项指标和参数。
通过分析这些指标和参数的变化规律，可以了解呼吸系统的功能状态、病理生理 变化以及治疗效果等。
评估肺顺应性
通过呼吸力学测定，可以评估机械通气患者的肺顺应性 ，了解肺部疾病的严重程度和判断预后。
判断撤机指征
根据呼吸力学测定结果，可以判断机械通气患者是否具 备撤机的条件，如肺功能恢复情况、通气功能是否稳定 等。
手术中呼吸功能的监测
01
监测通气功能
在手术过程中，呼吸力学测定可以监 测患者的通气功能，包括潮气量、气 道压力、呼吸频率等指标，以确保手 术过程中的通气效果和患者安全。
- 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)。
C＝ΔV/ΔP
具有容积依赖性 单位：ml/cmH2O
ΔP
ΔV
监测气道阻力和肺顺应性的临床意义
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
=340/(20.0-10.7) =36.6 ml/cmH2O
Pplat
PEEP
MDI+Spacer雾化吸入万托林 400ug 15min后
Ppeak:29.4cmH2O Pplat: 18.0 cmH2O PEEP:8.4cmH2O
雾化吸入疗效
PIP
Pplat
PEEP
Rrs
C
(cmH2O) (cmH2O) (cmH2O) (cmH2O/L/s) (ml/cmH2O)
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
Resistance
Elastance/Compliance
呼吸机工作原理：运动方程（equation of motion）
Paw
P1= Flow x Resistance
P2=Volume/Compliance P3=PEEP
Paw= Flow x Resistance +Volume/Compliance+PEEP
大家好
床旁呼吸力学监测及临床
詹庆元
呼吸系统的力学特性
动力 阻力 肺充气状态
呼吸系统的阻力
粘性阻力(resistive resistance)
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
呼吸系统的阻力
弹性阻力(elastic resistance)
流速-时间曲线
吸气流速曲线（1）
吸气流速曲线（2）
吸气流速曲线（3）
呼气流速曲线（1）
呼气流速曲线（2）
呼气流速曲线（3）
呼气流速曲线（4）
压力-时间曲线（1，VCV）
压力-时间曲线（2，PCV）
压力-时间曲线（3）
压力-时间曲线（4）
压力-时间曲线（5）
压力-时间曲线（6）
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
R=5，20
F=50，35
F=50，26
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5-10cmH2O 以不高于45cmH2O为宜
IPPV基本设PIP置Pplat
PIP与Pplat的影响因素
VCV通气：Volume和Flow已知
ห้องสมุดไป่ตู้
• PIP= Flow x Resistance +Volume/compliance+PEEP
用于克服气道阻力、弹性阻力和PEEP • Pplat=Volume/Compliance+PEEP
PIP Pplat
肺泡压=PEEP
动态肺过度充气：呼气不完全
（dynamic pulmonary hyperinflation，DPH） 肺泡压=内源性呼气末正压（PEEPi）
呼气末肺容积与压力变化
ΔVdyn ΔVst
FRC
PEEPi
PEEP
Total PEEP
Palv=0
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 ◆ 呼气肌的作用
0min 37.2
20.0
10.7
34.4
36.6
15min 29.4
18.0
8.4
22.8
35.4
R改善率为33.7%
平均气道压(Pmean)
数个周期中气道压的平均值 与影响PIP的因素及吸气时间长短有关 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
胸内压（Ppl）/食道压（Pes）
压力-时间曲线（7）
压力-时间曲线（8）
压力-时间曲线（9）
容积-时间曲线（1）
容积-时间曲线（2）
容积-时间曲线（3）
Thank you Thank you
呼吸力学曲线分析步骤
确定通气模式
控制模式：VCV，PCV 自主呼吸模式：PSV，CPAP，自主呼吸 皆而有之：SIMV＋PSV
分别分析自主呼吸和控制通气
每一次通气的流速发生过程 是否协调
分析原因，寻找对策
ACMV中的流速不协调
原因
固定流速 峰流速不够 潮气量不够
对策
上调流速 采用压力限制方式 采用PCV－VAV
用于克服弹性阻力和PEEP
• PIP- Pplat = Flow x Resistance
用于克服气道阻力
关键是测Pplat 及PEEP
Pplat和PEEP的测量
吸气末阻断法（inspiration hold） 呼气末阻断法（expiration hold）
PEEPi
应用阻断法的注意事项
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 增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳
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 增加呼吸功,导致呼吸肌疲劳
内源性PEEP=6 cmH2O
肺
外源性PEEP=0 cmH2O
泡 内
触发灵敏度=2 cmH2O
压
力
呼吸系统力学模型
呼气末肺充气状态
静息平衡位（resting equilibrium position） 功能残气量（functional residual capacity，FRC） 肺泡压=大气压
肺过度充气：呼气末肺容积（EELV）超过FRC 静态肺过度充气：恒定外力作用，如PEEP （static pulmonary hyperinflation，SPH）
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
关于跨肺压
与肺容积变化直接相关 与肺损伤直接相关
特定情况下跨肺压:控制通气与自主呼吸;肥胖/腹内压增高
机械通气波形
曲线
流速-时间曲线 F-T curve 压力-时间曲线 P-T curve 容量-时间曲线 V-T curve
环
压力-容量环 P-V loop 流速-容量环 F-V loop
呼吸力学曲线（环）
➢ 推算指标：顺应性、呼吸功 ➢ 气流受限和肺过度充气的判断 ➢ 确定潮气量和最佳PEEP ➢ 判断触发灵敏度是否合适 ➢ 人－机协调的监测 ➢ 气道分泌物过多的判断 ➢ 支扩药物效果的判断 ➢ 呼吸机管道系统密闭性的判断
Pplat
气道阻力的计算
PIP-Pplat = Flow x Resistance
R=(PIP-Pplat)/Flow =(37.2-20.0)/0.5
PIP Pplat
=34.4 cmH2O/L/S
顺应性的计算
Pplat=Volume/Compliance+PEEP
C=VT/(Pplat-PEEP)
气道峰压与气压伤的关系
气道峰压报警如何处理？？？
• 流速或气道阻力对气道 峰压产生影响，但对平 台压无影响
• 顺应性的变化对气道峰 压和平台压都产生相同 影响
VT=340，RR=15，FLOW=30, PEEP=5
PIP:37.2cmH2O Pplat: 20.0 cmH2O PEEP:10.7cmH2O