机械通气的呼吸力学基础(青岛机械通气)课件

1、机械通气的呼吸力学基础 空军总医院呼吸科 张 波主要内容临床重要的呼吸力学指标呼吸力学指标测定的方法和意义呼吸力学曲线的分析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 Change Gas FlowPressure Difference 自 主 呼 吸Volume ChangeTimeGas FlowPressure Difference 机 械 通 气重要的呼吸力学指标压力 阻力 容量 峰压力 吸气阻力 吸气潮气量平台压力 呼气阻力

2、呼气潮气量 平均气道压力 弹性阻力 可压缩气量胸膜腔内压力 呼气末肺容积 autoPEEP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0.2 L/cmH2O）流速呼吸功 P-V曲线P0.1呼吸力学三要素压力（P）、阻力（R）、流速（V）P= RV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降低控制流速时阻力增大可导致压力增高timePressurePEEPPIPPplatAlveolar Distending (recoil) Pressure differe

3、nce (Pdis)Flow-Resistive Pressure difference (Pres) 压力组成dP = R x Flow + dV / C st压力监测部位流速监测部位床旁监测气道压力的意义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）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-机对抗气道峰压降低（管路漏气、气囊漏气）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 Paw (cm H2O)NormalNormal PPlat(Normal Complia

4、nce)Increased PIPIncreased PTA(increased Airway Resistance)NormalPIPPPlatHigh RawPIPPPlatIncreased Airway Resistance DECREASED COMPLIANCETime (sec)Paw (cm H2O)Low CompliancePIPPPlatNormalPIPPPlatNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PPlat(Decreased Compliance)NormalPIP小结压力升高或降低都应进一步查找原因压力增高肺或胸腔顺应

5、性下降（变硬）气流阻力增高顺应性降低和阻力增高处理原则不同 阻 力气道阻力的计算公式和意义RI=（PIPPpla）/吸气末流速RE=（PplaPEEP）/最大呼气流速 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氦-氧混合气也可减低吸气阻力，减少呼吸功气道阻力大气道以湍流为主，占总阻力的80%小气道以层流为主，占总阻力的20%正常人气道阻力为1cmH2O/L/S哮喘和COPD患者气道阻力为5-10cmH2O/L/S8号气管插管阻力为5 cmH2O/L/S7号气管插管阻力为8 cmH2O/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计算方法Resistan

6、ce =PIP - PlateauPeak FlowResistance = 20 - 151 L / sec= 5 cmH20 / L / secPlateau Pressure 15 cmPIP 20 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/minVolume Change = Pressure Difference x Compliance of the BalloonVolumePressureD VD PC = D VD P 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StaticNo flowdynamicflow and resistance肺顺

7、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的水平顺应性的动态变化趋势更有意义 顺应性测定要求The gold standard for measuring compliance and resistance utilizes a volume breath delivered with a square wave flow and adequate plateau40PCIRCcmH2OINSPLminEXPPLOT SETUP302010 010-2

8、080604020020-804060V.04812s2610UNFREEZECompliance Calculations 500 15-5= 50 ml/cmH20Compliance =VtePlateau - PEEPPlateau Pressure 15 cmPEEP 5 cmVTE 500 ccPeak Flow = 60 L/minVTE 500 cc10 cmH20区分肺顺应性和胸壁顺应性的意义CRS=（CLCW）/（CL+CW）胸壁顺应性相对稳定时，CRS的动态变化可代表肺的顺应性改变评价PEEP对血流动力 学的影响Crs = Vt / dPdist (aw)Ccw = Vt

9、 / dPdist (pl)CL = Vt / Pdist (aw - pl)胸壁顺应性降低对跨肺压的影响机械通气时气体分布机械通气时气体在肺内分布特点自主呼吸时气体主要进入肺的下垂区域和肺周边胸膜下部位机械通气时气体主要分布在肺非下垂区和大气道内ARDS机械通气时气体主要进入非下垂区域COPD和哮喘患者除存在肺内气体分布不匀外，还存在较严重的小气道塌陷气流波形（方波和正弦）对气体的分布无明显影响 机械通气时肺内气体分布提倡应用自主通气模式压力-容积曲线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测定注意事项镇静、肌松近口端压力和流速监测注意干扰因素（如明显腹胀）PEEP对血

10、流动力学的影响Ppl=PEEPCL/（CL+CW）正常人CLCW，故Ppl1/2（PEEP）相当于大约一半的胸腔内压（PEEP 或PEEPi）传递到胸膜腔，引起胸内压增高。当肺实变、肺顺应性减小时，传递比例减少。而胸壁顺应性减小时，气道内压力向胸膜腔内传递增加。ARDSPEEP水平在15cmH2O以下，可不必考虑对PCWP读数的影响。肺顺应性增大（肺气肿）或胸壁顺应性减小时较低水平的PEEP就可能干扰肺毛细血管楔压的判断，测定值高于实际水平。PEEP对血流动力 学的影响Compensation of the PCWP for PEEP:Compliant lungs corrected PCW

11、P = PCWP - PEEP (mm Hg)Noncompliant lungs corrected PCWP = PCWP - 1/4 PEEP (mm Hg)PEEP (cm H2O) /1.36 = PEEP (mm Hg)Low VT vs High VTLow PEEP vs High PEEP HFOVProne ProtectiveAuto-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Auto-PEEP ManeuverPress Exp Pause key to schedule aut

12、omatic expiratory pause maneuverDuring the next exhalation, the inspiratory and expiratory valves will close and pressure will equilibrate between the circuit and the patient PTEnd Exp Hold 痰液栓对呼吸力学评估的影响auto PEEP临床迹象不能解释的心动过速、低血压，特别是机械通气治疗刚开始时（由人工通气过度为机械通气时）患者触发每次呼吸非常费力患者的吸气努力并非每次都能触发呼吸下一次吸气开始时呼气（喘鸣

13、音）仍在进行压力流速图形显示异常动态过度充气对循环功能影响Air TrappingInspirationExpirationNormalPatientTime (sec)Flow (L/min)Air TrappingAuto-PEEPauto PEEP监测auto PEEP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PEEPi的75%左右外源性PEEP改善触发的机理重症哮喘患者外源性PEEP

14、的影响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、Asthma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No significant leaksCompliance should subtract out circuit compliance, especially in pediatricsManual calculations often contribute to errorsRespiratory Mechanics Requirements

15、 For AccuracyThe patient must be at rest during peak and plateau pressure measurementsAdding plateau should not restrict exhalation and create auto-PEEPPlateau time must not be too short or too long Patient Effort During Inspiratory Plateau PTDiaphragm EffortsPlateau Pressure = ?Plateau Time Too Sho

16、rt 500 20-5= 33 ml / cmH20 500 15 - 5= 50 ml / cmH20Results in falsely low compliance values !Displayed Plateau Pressure 20 cmPEEP 5 cmActual Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPTStatic Compliance Leaks and/or Too Long a Plateau 500 15-5= 50 ml / cmH20 500 10 - 5= 100 ml / cmH20Results in falsely high

17、 compliance values !Displayed Plateau Pressure 10 cmPEEP 5 cmActual Plateau Pressure 15 cm VTE 500 ccPTAir LeakVolume (ml)Time (sec)Air LeakAir LeakVolume (ml)Pressure (cm H2O)Air LeakAir LeakInspirationExpirationVolume (ml)Flow (L/min)Air Leak in mLNormalAbnormalResponse to BronchodilatorBeforeTime

18、 (sec)Flow (L/min)PEFRAfterLong TEHigher PEFRShorter TEInadequate Inspiratory Flow Adequate FlowTime (sec)Inadequate FlowPaw (cm H2O)Inadequate Inspiratory FlowFlow (L/min)Time (sec)NormalAbnormalActive Inspiration or AsynchronyPatients effortFlow versus TimeACCELERATINGDECELERATINGSINESQUARELung Compliance Changes and the P-V LoopVolume (mL)Preset PIPVT levelsPaw (cm H2O)COMPLIANCEIncreasedNormalDecreasedPressure Targeted VentilationVPPEEP: 3 cmH2OVPPEEP: 8 cmH2OOptimising PEEP呼气阻力增加Prolonged expiratory flow indicates an obstruction to exhalation and may be caused b