呼吸生理与机械通气原理课件

1、德德 昌昌 科科 技技 有有 限限 公公 司司TOPCHANCE TECH. LTD.产品专员产品专员 韦振金韦振金 呼吸系统的解剖生理呼吸系统的解剖生理肺通气：气体的吸入与呼出肺通气：气体的吸入与呼出胸膜腔负压胸膜腔负压肺通气的阻力肺通气的阻力肺换气肺换气上呼吸道：上呼吸道：F鼻和鼻腔鼻和鼻腔F咽咽F喉喉过滤过滤湿化、加温湿化、加温粘液腺粘液腺 湿润湿润 加温加温 除尘除尘自然呼吸自然呼吸机械通气机械通气过滤、湿化、加温过滤、湿化、加温F鼻腔：温度30-34，相对湿度80%-90% ；F隆突：温度37，相对湿度达95%以上；F肺泡：温度37，相对湿度100%；F在正常情况下，吸入气体在进入肺

2、泡的时候就已经达到核心体温(37 )和100%的相对湿度，这是气体交换和气道纤毛清理功能的最佳条件。F无论何种湿化方式，都要求近端气道内的气体温度达到37，相对湿度100%，以维持气道黏膜完整，纤毛正常运动及气道分泌物排出，以降低VAP/HAP的发生。中华医学会重症医学分会（2006年）F保持气道湿润，保障纤毛的正常运保持气道湿润，保障纤毛的正常运动动F稀释痰液，使痰液及时排除并保持稀释痰液，使痰液及时排除并保持呼吸道通畅呼吸道通畅F消炎抗菌，预防肺部感染消炎抗菌，预防肺部感染下呼吸道（传导）：下呼吸道（传导）：F气管气管F支气管支气管F各级分支各级分支F终末细支气管（终末细支气管（1616级

3、）级）下呼吸道（呼吸区）：下呼吸道（呼吸区）：F肺单位：肺单位：400个肺泡管和肺泡囊个肺泡管和肺泡囊呼吸性细支气管呼吸性细支气管肺泡管肺泡管肺泡囊肺泡囊F分泌粘液：由粘膜腺分泌分泌粘液：由粘膜腺分泌减少水分丢失减少水分丢失形成一道物理屏障形成一道物理屏障组成粘液毯，通过纤毛摆动将颗粒物质组成粘液毯，通过纤毛摆动将颗粒物质排除体外排除体外通过抗体或免疫因子起到抗感染作用通过抗体或免疫因子起到抗感染作用F纤毛运动：下呼吸道纤毛运动向上，纤毛运动：下呼吸道纤毛运动向上，鼻粘膜纤毛运动向后。鼻粘膜纤毛运动向后。作用：能将纤毛顶部大约作用：能将纤毛顶部大约5m厚的粘液连厚的粘液连同附着在粘液中的小颗粒

4、异物朝着一个方同附着在粘液中的小颗粒异物朝着一个方向推送，都朝向咽部，或被吞下，或被吐向推送，都朝向咽部，或被吞下，或被吐出。出。F驱动：呼吸中枢驱动：呼吸中枢F原动力：呼吸运动（吸气与呼气）原动力：呼吸运动（吸气与呼气）F直接动力：肺泡气与大气之间的压力差直接动力：肺泡气与大气之间的压力差隔肌和肋间肌收缩隔肌和肋间肌收缩胸内容积增大胸内容积增大胸膜内负压变大胸膜内负压变大肺扩张肺扩张肺内压变负肺内压变负外界空气流外界空气流( (压压) )入肺中入肺中胸膜内压胸膜内压肺内压肺内压肺内气量肺内气量F胸膜是薄而光滑的浆膜，覆盖胸膜是薄而光滑的浆膜，覆盖于胸壁内面，膈上面，纵膈侧于胸壁内面，膈上面，

5、纵膈侧面和肺表面，胸膜分面和肺表面，胸膜分脏层胸膜脏层胸膜和和壁层胸膜壁层胸膜两层。胸膜腔是由两层。胸膜腔是由紧贴于肺表面的脏层胸膜和紧紧贴于肺表面的脏层胸膜和紧贴于胸廓内壁的壁层胸膜形成贴于胸廓内壁的壁层胸膜形成的一密闭的潜在腔隙。的一密闭的潜在腔隙。F胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure）是指胸膜腔内的压）是指胸膜腔内的压力力,简称胸内压简称胸内压 。胸膜腔内压。胸膜腔内压都低于大气压，以大气压为零都低于大气压，以大气压为零则胸膜腔内压为负压，故简称则胸膜腔内压为负压，故简称为为胸内负压。胸内负压。F正常人胸膜腔内压在平静呼气正常人胸膜腔内压在平静呼气末约为末约

6、为-3-5mmHg，平静吸气，平静吸气末约为末约为-5-10mmHg。F胸膜内层的压力有两个：其一是肺内压，使肺泡扩张，其胸膜内层的压力有两个：其一是肺内压，使肺泡扩张，其二是肺的回缩力，使肺泡缩小。因此胸膜腔内的压力实际二是肺的回缩力，使肺泡缩小。因此胸膜腔内的压力实际上是这两种方向相反的力的代数和，即：上是这两种方向相反的力的代数和，即： 胸内压胸内压= =肺内压肺内压- -肺回缩力肺回缩力F在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压 。若以大气压力。若以大气压力为零位标准：为零位标准： 胸内压胸内压= -= -肺回缩力肺回缩力F可见，胸内负压是由肺的回缩力造成的

7、可见，胸内负压是由肺的回缩力造成的 人胸廓的生长发育比人胸廓的生长发育比肺快，决定了肺的自然容肺快，决定了肺的自然容积总是小于胸廓，因而使积总是小于胸廓，因而使肺处于被动扩张的状态。肺处于被动扩张的状态。F肺扩张肺扩张F抑制胸廓过度扩张抑制胸廓过度扩张F减低气道阻力减低气道阻力F有利于静脉血、淋巴向心脏回流有利于静脉血、淋巴向心脏回流气胸正常潮气量潮气量( (TV)TV)补气量补气量( (IRV)IRV)补呼气量补呼气量( (ERV)ERV)肺残气量肺残气量( (RC)RC)功能残气量功能残气量( (FRC)FRC)肺活量肺活量( (VC)VC)肺总容量肺总容量( (TLC)TLC)吸气量吸气

8、量( (IC)IC)潮气量潮气量( (TV)TV)补气量补气量( (IRV)IRV)补呼气量补呼气量( (ERV)ERV)肺残气量肺残气量( (RC)RC)功能残气量功能残气量( (FRC)FRC)肺活量肺活量( (VC)VC)肺总容量肺总容量( (TLC)TLC)吸气量吸气量( (IC)IC)功能残气量功能残气量( (FRC)FRC)：平静呼气后肺内残留的气量平静呼气后肺内残留的气量 FRC=RC+ERV FRC=RC+ERVF功能残气量功能残气量( (FRC)FRC)的临床意义：的临床意义：n如果没有如果没有FRCFRC，呼气末期肺泡将完全塌陷，产生静呼气末期肺泡将完全塌陷，产生静- -动

9、脉血分流动脉血分流nFRCFRC增加提示肺泡扩张，增加提示肺泡扩张，FRCFRC减少说明肺泡缩小或减少说明肺泡缩小或塌陷塌陷F机械通气：机械通气：PEEP PEEP 增加功能残气量增加功能残气量( (FRC)FRC)F弹性阻力弹性阻力(静态阻力静态阻力)n肺和胸廓的弹性阻力，占肺和胸廓的弹性阻力，占2/3F非弹性阻力非弹性阻力(动态阻力动态阻力)n粘性阻力和惯性阻力，占粘性阻力和惯性阻力，占1/3，以气道粘性阻力，以气道粘性阻力为主。为主。肺通气的阻力肺通气的阻力 弹性阻力F弹性阻力：肺泡和胸廓存在弹性阻力：肺泡和胸廓存在自然回缩的力，构成弹性阻自然回缩的力，构成弹性阻力，也就是肺的力，也就是

10、肺的顺应性顺应性(C)F顺应性代表弹性物体的扩张顺应性代表弹性物体的扩张性性,定义为容量改变与压力改定义为容量改变与压力改变的比值。变的比值。 C=V/PFC的倒数（的倒数（1/C）则为弹性阻）则为弹性阻力力。高顺应性高顺应性低顺应性低顺应性高顺应性高顺应性/ /低弹性阻力低弹性阻力低顺应性低顺应性/ /高弹性阻力高弹性阻力相同的压强相同的压强F静态（静态（Cst）：每次吸气或呼气后，屏）：每次吸气或呼气后，屏气，测定肺容积和跨肺压变化，即可气，测定肺容积和跨肺压变化，即可测得。测得。F动态（动态（Cdyn）：不阻断气流时测得。）：不阻断气流时测得。F动态顺应性 Crs, dyn =F静态顺应

11、性 Crs, st = PEEPPpeakVtPEEPPplatVtPB840可通过吸气暂停键测得静态顺应性F新生儿新生儿 3-5ml/cmH2OF婴儿婴儿10-20ml/cmH2OF儿童儿童20-40ml/cmH2OF成人成人70-100ml/cmH2OF无肺部疾病的气管插管患者无肺部疾病的气管插管患者n50-70 ml/cmH2OF生理因素：生理因素：肺容积肺容积性别性别年龄年龄身高身高体位体位F病理因素：病理因素：弥漫性肺间质纤维化：顺应性降低弥漫性肺间质纤维化：顺应性降低心脏疾病：肺水肿，顺应性降低心脏疾病：肺水肿，顺应性降低ARDSARDS：肺水肿、肺泡塌陷，顺应性降低：肺水肿、肺泡

12、塌陷，顺应性降低F顺应性下降对病人的影响：顺应性下降对病人的影响：为了维持原有的潮气量，吸气努力增加，为了维持原有的潮气量，吸气努力增加，呼吸呼吸肌做功增加肌做功增加，严重可导致呼吸衰竭，严重可导致呼吸衰竭V/Q失调，引起低氧血症失调，引起低氧血症肺水肿时，吸气使血管周围组织的压力变负，肺水肿时，吸气使血管周围组织的压力变负，致使流体自血管流向外周组织致使流体自血管流向外周组织肺泡扩张受限，呼吸表现为浅而快肺泡扩张受限，呼吸表现为浅而快F主要为气道阻力，即气体在气道中主要为气道阻力，即气体在气道中流动时所产生的阻力流动时所产生的阻力 December 16, 2021 | Confidenti

13、al36 |时间常数的定义（体现病人个体差异）时间常数的定义（体现病人个体差异）：TC理论上呼气时间为 5个TC，气体方能 排出，临床实践中 呼气时间为3-5个时 间常数即可弥弥 散散 膜膜高原缺氧环境FPaCO2与通气量相关nPaCO2=0.86VCO2/VE(1-VD/VT)nVCO2为二氧化碳产量，VD为死腔量，VE为分钟通气量F呼吸时从鼻到肺泡以上的气道对气体交呼吸时从鼻到肺泡以上的气道对气体交换来说是无用的空间，称为死腔。成人换来说是无用的空间，称为死腔。成人一般为一般为150ml。F肺泡通气量肺泡通气量分钟通气量死腔通气量分钟通气量死腔通气量（潮气量（潮气量VT死腔量死腔量VD）R

14、f350ml150ml立位肺各部通气血流比 VA QC VA/QC上肺野 0.6 ：0.2 3.0 中肺野 1.0 ：1.0 1.0下肺野 2.4 ：3.8 0.6全 体 4.0 ：5.0 0.8VA/QCPaO2肺炎、阻塞性肺疾患等F正常肺正常肺通气量和血流量分别为通气量和血流量分别为4L/min和和5Lmin，两者比值为，两者比值为0.8F机体能够有效调节机体能够有效调节V/Q比值，当体位改变比值，当体位改变或者肺部病变时，局部通气量减小，可或者肺部病变时，局部通气量减小，可产生低氧性肺血管收缩，减少局部血流产生低氧性肺血管收缩，减少局部血流量，使其他通气好的部位血流量增加量，使其他通气好

15、的部位血流量增加F当肺部病变超过机体调节范围，就会出当肺部病变超过机体调节范围，就会出现现V/Q比例失调比例失调F减小（减小（0.8）：肺血流量不足，常）：肺血流量不足，常见于肺血管痉挛或栓塞见于肺血管痉挛或栓塞 造成的局部造成的局部灌注减少，此时只有部分静脉血进灌注减少，此时只有部分静脉血进行氧合，动脉血含量减少，亦可造行氧合，动脉血含量减少，亦可造成低氧血症成低氧血症呼吸机的基本概念呼吸机的基本概念呼吸机的基本结构呼吸机的基本结构呼吸机的分类呼吸机的分类机械通气的四个过程机械通气的四个过程什么是呼吸机？什么是呼吸机？呼吸机呼吸机 电子打气筒电子打气筒！开环控制系统开环控制系统( (送气送气

16、, , 无反馈无反馈) )Vs.闭环控制系统闭环控制系统( (监测监测-反馈控制反馈控制) )吸气相控制逻辑：吸气相控制逻辑：吸气阀开放、呼气阀关闭；一定量的混合后气体（高压氧气O2和干压缩空气AIR按所设定的FiO2 混合），经吸入端过滤器、加温湿化器；经由人工气道吸入支路；通过形连接管；经由延长管及气管插管进入病人肺内；呼气相控制逻辑：呼气相控制逻辑：呼气阀开放、吸气阀关闭；病人完成肺换气后的气体（含），经气管插管及延长管；通过形连接管进入人工气道呼出支路；再经过呼出端过滤器排放到大气中。F按使用对象按使用对象n成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机成人型、婴幼儿型、通用型多功能呼吸机F按工作原理按工作原理n气控气动、电控气动、电控电动呼吸机气控气动、电控气动、电控电动呼吸机F按人机接口方式按人机接口方式n有创或无创正压通气呼吸机有创或无创正压通气呼吸机F按机器的功能按机器的功能n急救、治疗、家用、高频振荡急救、治疗、家用、高频振荡1928负压呼吸机负压呼吸机现代现代正压呼吸机正压呼吸机有