机械通气的呼吸力学基础

机械通气的呼吸力学基础呼吸力学应用进展•呼吸力学监护已成为呼吸监护的重要内容–压力、阻力、顺应性、auto-PEEP•呼吸力学曲线监测应用日趋广泛•提倡呼吸力学指导下的个体化通气治疗•肺保护通气策略的实施需要呼吸力学指导Volume改变GasFlowPressure梯度自主呼吸VolumeChangeTimeGasFlowPressureDifference机械通气重要的呼吸力学指标压力阻力容量峰压力PIP吸气阻力Ri吸气潮气量VTi平台压力Ppla呼气阻力Re呼气潮气量VTePEEP弹性阻力C死腔潮气量VDautoPEEP重要的呼吸力学指标•顺应性—静态顺应性—动态顺应性—呼吸系统顺应性–肺顺应性（C=△V/△P，正常肺0.2-0.3L/cmH2O）–胸壁顺应性（C=△V/△Ppl，正常0.2L/cmH2O）•流速•呼吸功•P-V曲线呼吸力学三要素•压力（P）、阻力（R）、流速（V）•ΔP=R×V•压力和流速为可控因素•流速对时间积分得到容量•控制压力时阻力改变可导致容量改变•控制流速时阻力增大可导致压力增高timePressurePEEPPIPPplatAlveolarDistending(recoil)Pressuredifference(Pdis)Flow-ResistivePressuredifference(Pres)压力组成ExpirationTime(sec)Paw(cmH2O)NormalNormalPPlat(NormalCompliance)IncreasedPIP}IncreasedPTA(increasedAirwayResistance)NormalPIPPPlatHighRawPIPPPlat气道阻力增高峰压力增高而平台压无改变—气道阻力增高（分泌物堵塞、气管痉挛）顺应性降低Paw(cmH2O)LowCompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormalPPlat(NormalCompliance)IncreasedPPlat(DecreasedCompliance)峰压力与平台压同时增高—提示肺或胸壁扩张受限明显腹胀肺不张气胸肺水肿、ARDS、肺炎autoPEEP人-机对抗肺（气道）阻力与顺应性的改变都可导致气道压力的改变通过气道压力的改变可以推测病变的性质和部位床旁监测气道压力的意义气道阻力湍流的气道阻力，远大于层流流速太快和气道不规则，容易发生湍流•气体分子间及与气道壁间的摩擦阻力为主，也称气道阻力•主要因素有：气流的形态，是气道阻力的重要因素气道管径，是气道阻力的重要因素气流速度，是影响气流形态的重要因素气体的密度，如氦气取代空气，气体密度显著下降，可有效避免和减弱湍流的强度，降低气流阻力，可用于严重哮喘的通气治疗气管插管阻力在总的呼吸阻力中占很大比例与管腔内径关系最大流速和气管插管长度•8号气管插管阻力为5cmH2O/L/S•7号气管插管阻力为8cmH2O/L/S气管插管时气道阻力相当于中度哮喘发作气道阻力的意义气道阻力的计算公式RI=（PIP—Ppla）/吸气末流速RE=（Ppla—PEEP）/最大呼气流速PressurePEEPPIPPplatAlveolarDistending(recoil)Pressuredifference(Pdis)Flow-ResistivePressuredifference(Pres)气道阻力的计算方法Resistance=PlateauPressure15cmPIP20cmVTE500ccPeakFlow=60L/min?PIP–PlateauPeakFlowResistance=20-151L/sec=5cmH20/L/secVolumeChange=PressureDifferencexComplianceoftheBalloonVolumePressureDVDPC=DVDP顺应性静态顺应性与动态顺应性•顺应性—肺的“硬度”或弹性变性能力•静态—NoflowC=Vt/Pplat-PEEP•动态—flowandresistanceC=Vt/PIP-PEEP肺顺应性监测的意义静态顺应性（Cs）反映肺和胸壁的弹性（弹性阻力）特征,排除了气道阻力成分动态顺应性（Cd）反映气道的阻力（非弹性阻力）和呼吸系统弹性（弹性阻力）特征，气道阻力可明显影响Cd的水平顺应性测定要求•测量顺应性和阻力的标准方式是在吸气时给予恒速流速和适当的平台时间。40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOTSETUP302010010-2080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZE静态顺应性计算Compliance==？VtePlateau-PEEPPlateauPressure15cmPEEP5cmVTE500ccPeakFlow=60L/min50015-5=50ml/cmH20压力水平(cmH2O)过度通气-压力伤-容量伤UIP•肺泡反复打开和塌陷•表面活性物质缺失--剪切伤LIP呼吸机所致肺损伤Ventilator-InducedLungInjuryArthurSSlutskyPV曲线的应用•设置合适的PEEP，减低剪切伤•控制平台压和峰压，避免压力伤和容量伤•利用陡直区通气•陡直段斜率下降提示肺泡通气的丧失P-V曲线的测定方法•大注射器法•吸气阻断法•持续气流法—准静态顺应性•专用工具（OLT）•测定注意事项–镇静、肌松–压力和流速监测–注意干扰因素（如明显腹胀）大注射器法•从FRC开始，每次50-100ml，直到1500-3000ml膨肺，注入气体量由活塞控制•镇静肌松，测量之前不设PEEP，吸纯氧15’，注射器预先充满湿化的氧气•断开呼吸机几秒钟，以利肺完全排空•注射器连到气管套管，开始手法膨肺•为了保证Pplat稳定，两次膨肺间应有3’•呼气同样，每次放气50-100ml。•整个过程60’。•缺点1、需断开呼吸机2、由于注射器中氧含量的消耗致膨肺过程中肺容量的丧失3、注入气体的湿度和温度可影响P-V4、不能给PEEP大注射器法吸气阻断法•连续吸气末阻断过程中不同VT时测Pplat•VC模式，方波，每次测量间只持续3’，故氧耗造成的容量丧失可忽略不计•需一呼吸机，且有吸气末暂停键及呼气末暂停键•不同VT可随机顺序进行，两次测量之间可以正常通气•VT的获得是通过延长或缩短吸气时间来获得，而Flow不变•每次测定之前测PEEPi，以保证肺容量和呼气末压稳定•优点：无需断开呼吸机；允许任何水平PEEP存在•缺点：整个过程需15’，临床实践繁琐吸气阻断法类静态——持续低流速法•危重病人获P-V曲线且不需断开呼吸机最简单方法•呼吸机需要提供低流速，即＜10L/min•如果F为20-60L/min，因高流速产生过高的阻力，使LIP和UIP过高•流速过慢，膨肺过程中可有部分肺组织的塌陷•15年后Servillo比较了15L/min与吸气阻断法，二者陡直段相似，但LIP与HIP均↑Mankikian比较了大注射器法与持续低流速法（F=1.7ml/min)，结果相同类静态法中避免阻力影响的方法•从测得的总压力中减去连接管与气道的阻力•降低流速优点•无需断开呼吸机•手动之前不会改变肺容积•呼吸机屏幕上构建P-V曲线只需10’•整个过程包括曲线分析只需2’•由于氧耗所造成的肺容积丧失可忽略•简便易行，可床过操作类静态——持续低流速法Auto-PEEPandP-VLoopVolume(mL)VTPIPPaw(cmH2O)PEEPiAuto-PEEP检查方法•呼气末阻断气流法–当存在严重气道狭窄及气体陷闭时不能反映真实的肺泡压力，用平台压更准确•吸气末肺容积（VEI）•食道内压测定PTEndExpHoldAuto-PEEP气流波形InspirationExpirationNormalPatientTime(sec)Flow(L/min)气体残留Auto-PEEP}AutoPEEP的处理•改变呼吸机参数–增加呼气时间，–减少通气频率，–减少潮气量•降低病人的通气需要–减少碳水化合物的摄取，减少死腔通气，治疗焦虑、寒战、疼痛、发热•减低呼吸道阻力（用大口径的气管插管，经常吸痰避免分泌物潴留，应用支气管扩张剂）•加用适当的外源性PEEP，一般为Auto-PEEP的75%左右死腔通气问题•解剖死腔–正常人100-150ml–机械通气时可明显增大（延长管、湿化器）•肺泡死腔–肺栓塞时VD/VT可显著增大（0.6）–COPD、哮喘时V/Q比例失衡，VD/VT增大•VD/VT增大将导致分钟通气量显著增大呼吸力学测定的质量控制•没有严重的泄漏存在•顺应性测定应排除管路顺应性，尤其是在小儿患者应用中•手工计算时，要避免错误•测量平台压和峰压时，患者必须是镇静的•提高平台压不会影响呼气和autoPEEP•平台时间不能设置时间太长或太短呼吸力学测定的精准性要求临床中的呼吸力学表现平台期的患者吸气努力PTDiaphragmEffortsPlateauPressure=??平台时间过短50020-5=33ml/cmH2050015-5=50ml/cmH20Resultsinfalselylowcompliancevalues!显示的PlateauPressure20cmPEEP5cm真实的PlateauPressure15cmVTE500ccPT泄漏或平台时间过长50015-5=50ml/cmH2050010-5=100ml/cmH20Resultsinfalselyhighcompliancevalues!显示的PlateauPressure10cmPEEP5cm真实的PlateauPressure15cmVTE500ccPT气道泄漏Volume(ml)Time(sec)AirLeak泄漏在PV曲线中的表现Volume(ml)Pressure(cmH2O)AirLeak应用支气管扩张剂的表现BeforeTime(sec)Flow(L/min)PEFRLongTEAfterShorterTEHigherPEFR吸气流速过低表现流速充足Time(sec)Paw(cmH2O)流速过低Flow(L/min)Time(sec)Normal主动吸气或非同步性吸气流速过低表现Patient’seffortAbnormal常见的流速波形ACCELERATINGDECELERATINGSINESQUARELungComplianceChangesandtheP-VLoopVolume(mL)PresetPIPVTlevelsPaw(cmH2O)COMPLIANCENormalPressureTargetedVentilationIncreasedDecreased呼气阻力增加•呼气流速时间延长，意味着呼气阻碍。可能是大气道阻塞和（或）支气管痉挛TimeFlow不充足的呼气时间•在下一次通气前，前一次的呼气流量还没有回到基线位置•呼气流量没有回到基线位置，可能是气道堵塞、过度通气或autoPEEP产生TimeFlowEnd-ExpiratoryFlowFVVF吸痰后吸痰前气道阻塞总结•呼吸力学是机械通气理论的重要内容•压力、阻力、顺应性是呼吸力学最基本内容•呼吸力学指标的测定需要标准化•呼吸力学曲线形态的异常对临床有指导意义