呼吸机生理及应用

1、呼吸生理呼吸生理 呼吸系统解剖及基本功能 呼吸的调控 呼吸动力学基本概念 需要机械通气的常见疾病主要内容主要内容: 呼吸系统解剖及基本功能 呼吸的调控 呼吸动力学基本概念 需要机械通气的常见疾病主要内容主要内容:呼吸系统解剖呼吸系统解剖呼吸道结构呼吸道结构 上呼吸道包括鼻和咽 下呼吸道包括喉、气管、支气管和肺上呼吸道与下呼吸道上呼吸道与下呼吸道: 是唯一进行气体交换的场所 成人肺泡总面积可达到60100m2肺泡肺泡: 鼻腔可对吸入气进行过滤、加温、加湿 喉部（软腭、会厌）可保持呼吸及吞咽动作的协调性上呼吸道功能上呼吸道功能: 喉部和气管对吸入气体进一步加温加湿 气管表面的纤毛和粘液阻隔几乎所有

2、杂质 终末细支气管和肺泡是真正气体交换的场所下呼吸道功能下呼吸道功能:吸入气体的湿化吸入气体的湿化 相对湿度40% 绝对湿度8毫克/升 温度22环境空气环境空气: 相对湿度100% 绝对湿度44毫克/升 温度37 肺泡气肺泡气: 外界空气 寒冷，干燥 杂质多 吸入过程中 经过鼻、咽、喉、气管层层过滤加湿 肺内空气 温暖，潮湿 清洁正常呼吸时吸入气体湿化过程正常呼吸时吸入气体湿化过程机械通气时吸入气体的湿化机械通气时吸入气体的湿化湿化器湿化器通气单位：肺泡通气单位：肺泡 类似于气球 肺泡内充气，外部分布有血管 正常情况下应该处于开放状态肺泡结构肺泡结构: 完成气体交换 吸入氧气，排出二氧化碳肺泡

3、功能肺泡功能: 胸膜分为壁胸膜和脏胸膜两层 正常情况下胸膜腔内没有气体，呈负压 各种胸膜腔内病变：气胸，胸水，液气胸，血胸，脓胸胸膜腔胸膜腔:正常吸气过程正常吸气过程吸气肌肉收缩肺内压力下降气体顺压力梯度进入肺内正常呼气过程正常呼气过程吸气肌肉松弛肺内压力升高气体顺压力梯度排出肺内 肺因其弹性有向内收缩的趋势 正常吸气是主动耗能的过程，而呼气是被动不耗能的过程 正常呼吸为负压通气 整个呼吸过程中消耗的能量称为呼吸功（Work Of Breathing WOB）正常呼吸正常呼吸:机械通气时的吸气过程机械通气时的吸气过程呼吸机端压力增加呼吸机端压力肺内压力气体顺压力梯度进入肺内机械通气时的呼气过程

4、机械通气时的呼气过程呼吸机端压力降低呼吸机端压力肺内压力气体顺压力梯度排出肺内 机械通气为正压通气，违反正常呼吸生理 尽可能在机械通气时保留自主呼吸能力 机械通气过程中的不良反应多数与正压通气的基础有关正常呼吸与机械通气正常呼吸与机械通气:肺容积的相关概念肺容积的相关概念: 呼吸系统解剖及基本功能 呼吸的调控 呼吸动力学基本概念 需要机械通气的常见疾病主要内容主要内容:22呼吸的调控呼吸的调控Nature 1999Airway pressure, flow and volume 呼吸中枢位于脑干 通过中枢和外周感受器反馈调控呼吸中枢活动，H+是主要监测信号 肺部存在机械牵张感受器，维持正常呼吸

5、（黑-伯反射）呼吸的调控呼吸的调控: 血液正常PH值：7.357.45 血液内的酸性物质来源于机体代谢的产物以及溶于血液中的CO2 任何一种来源的酸性物质产生失去平衡，都将造成血液酸碱平衡紊乱 肺（呼吸性）和肾脏（代谢性）是调节酸碱平衡最重要的器官血液正常酸碱平衡血液正常酸碱平衡: CO2过多，造成呼吸性酸中毒 CO2排出过多，造成呼吸性碱中毒 由肺通气量进行调控呼吸性酸碱平衡失调呼吸性酸碱平衡失调: 代谢废物积聚过多，造成代谢性酸中毒 酸性物质消耗过多，造成代谢性碱中毒 肺部可通过呼吸调节即刻缓冲代谢性酸碱平衡失调，但效果有限 肾脏是调节代谢性酸碱平衡失调最重要的器官，但发挥作用较慢代谢性酸

6、碱平衡失调代谢性酸碱平衡失调:对呼吸的反馈调节机制对呼吸的反馈调节机制: 一定程度的缺氧可以刺激外周感受器，使呼吸加深加快 缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制呼吸 缺氧严重到一定程度以后，将明显抑制呼吸缺氧对呼吸的影响缺氧对呼吸的影响: 正常浓度的CO2是维持正常呼吸兴奋性的重要因素 轻度的CO2升高可以强烈刺激呼吸 过度通气造成CO2过度排出，可抑制呼吸 过高的CO2将抑制呼吸，造成CO2麻醉二氧化碳对呼吸的影响二氧化碳对呼吸的影响: 气体被吸入和呼出的过程 吸入的气体并非100%参与气体交换，未参与气体交换的部分称为死腔（Dead space） 根据原因不同，死腔分为解剖死腔和生理死腔 由于死

7、腔的存在，浅快的呼吸方式效率降低，消耗增加 吸入肺泡的气体必须与肺泡局部的血流相匹配才能达到最佳通气效果（通气-血流比）肺通气肺通气:假设总的死腔量为100ml潮气量400ml，呼吸频率20次/分，分钟通气量8L有效通气量=（400-100）*20=6L潮气量200ml，呼吸频率40次/分，分钟通气量同样为8L有效通气量=（200-100）*40=4L 在肺泡内完成气体交换的过程 氧分压（氧分压（PO2）：）：溶解于血液中氧的压力 二氧化碳分压（PCO2)：溶解于血液中二氧化碳的压力 顺浓度梯度方向，氧气从肺泡内进入血液，二氧化碳由血液进入肺泡内肺换气肺换气: 左心室气体在全身的运输气体在全身

8、的运输: 动脉血，氧含量高，CO2含量低 全身各器官 摄取氧气，排出CO2 右心室静脉血，氧含量低，CO2含量低高 肺 在肺泡处进行气体交换 肺泡 氧气进入血液 CO2排出体外 肺静脉 呼吸系统解剖及基本功能 呼吸的调控 呼吸动力学基本概念 需要机械通气的常见疾病主要内容主要内容: 顺应性,弹性 阻力 呼吸功Servo呼吸机丰富的呼吸动力学监测呼吸机丰富的呼吸动力学监测功能功能 反映胸廓与肺的弹性 正常的顺应性是维持正常呼吸状态的前提 顺应性与弹性（Elasticity）成倒数关系 分为静态顺应性（Cstat）与动态顺应性（Cdyn）顺应性（顺应性（Compliance）:顺应性的计算静态顺应

9、性（静态顺应性（Cstat）=V/PplatPEEPtotal动态顺应性（动态顺应性（Cdyn）= V/PpeakPEEP Cstat正常值60-100ml/cmH2O，Cdyn由于将克服气道阻力的压力也由于将克服气道阻力的压力也计算在内，因此数值上低于计算在内，因此数值上低于Cstat，约，约50-80ml/cmH2O，监测值受潮气量大小影响。弹性（E）与顺应性互为倒数关系 与气道内径、气道长度、气流形态、流速等因素有关 正常呼吸时90%以上的阻力来自于气道 机械通气时气道阻力主要由气管插管内径气管插管内径粗细决定 气道阻力气道阻力增加是气道压力升气道压力升高的主要原因阻力（阻力（Resis

10、tance）:气道阻力的计算吸气阻力（吸气阻力（RI）=（PIP-Ppla）/吸气末流速吸气末流速 呼气阻力（呼气阻力（RE）=（Ppla-PEEP）/最大呼气流速不同的插管内径插管内径、不同的吸气流速吸气流速均可导致不同的气道阻力气道阻力，正常情况下呼气阻力可稍高于吸气阻力 呼吸过程中所做的功 在Servo呼吸机上可分别监测病人做功（WOBp）和呼吸机做功（WOBv） 呼吸机做功与实际潮气量有关 病人做功与吸气触发灵敏度有关 Edi监测可提供最准确的呼吸功信息呼吸功（呼吸功（Work of Breathing WOB）:触发做功（触发做功（WOBp）:Bildzuschrift Euismo

11、d tincidunt ut laoreet dolore 呼吸系统解剖及基本功能 呼吸的调控 呼吸动力学基本概念 需要机械通气的常见疾病主要内容主要内容: 心肺复苏 COPD合并II型呼衰 ARDS 心功能不全机械通气面临的主要疾病机械通气面临的主要疾病: 疾病特点：心跳呼吸停止，所有循环及气体交换功能完全停止 常见科室：急诊，外科ICU，麻醉科 对机器要求：低 Servo对应特点：手动呼吸，波形监测，FAVC心肺复苏心肺复苏: 疾病特点：气道阻力增高，自主呼吸能力存在，脱机困难 常见科室：综合ICU，RICU 对机器要求：高 Servo对应特点：流量触发，肺功能监测，AutomodeCOPD合并合并II型呼衰型呼衰: 疾病特点：肺顺应性下降，难以纠正的低氧血症，大量