床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用!.ppt

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1、床 旁 呼 吸 力 学 监 测 及 其 在机 械 通 气 中 的 应 用首 都 医 科 大 学 附 属 北 京 朝 阳 医 院北 京 呼 吸 疾 病 研 究 所詹 庆 元 呼 吸 力 学 的 概 念(respiratory mechanics或 lung mechanics) 以 物 理 力 学 的 观 点 和 方 法 对 呼 吸 运 动进 行 研 究 的 一 门 学 科 以 压 力 、 容 积 和 流 速 的 相 互 关 系 解 释呼 吸 运 动 现 象 动 态 呼 吸 力 学 研 究 压 力 与 流 速 的 相 互 关 系静 态 呼 吸 力 学 研 究 压 力 与 容 积 的 相 互 关

2、系 学 习 呼 吸 力 学 的 意 义 呼 吸 生 理 是 机 械 通 气 的 灵 魂 呼 吸 力 学 是 呼 吸 生 理 的 灵 魂1 加 深 对 呼 吸 生 理 和 病 理 生 理 的 认 识2 合 理 运 用 机 械 通 气 的 基 础3 研 究 新 型 通 气 模 式 的 需 要4. 研 制 呼 吸 监 护 仪 和 治 疗 仪 的 需 要 呼 吸 力 学 的 学 习 方 法 认 识 到 呼 吸 力 学 的 重 要 性 不 要 有 畏 难 情 绪 注 重 基 本 概 念 和 理 论 注 重 在 机 械 通 气 实 践 中 应 用 和 提 高 呼 吸 系 统 的 力 学 特 性 弹 性 (

3、elastic)： 弹 性 阻 力 （ elastance） 粘 性 (resistive)： 粘 性 阻 力 （ resistance） 惯 性 (inertial)： 惯 性 阻 力阻 力 可 存 在 于 呼 吸 系 统 的 各 个 部 位 ： 气 道 阻 力 ， 肺 组 织 阻 力 ， 胸 廓 阻 力 气 道 阻 力 （ Raw）概 念 ： 气 体 在 气 道 内 流 动 所 产 生 的 磨 擦 力 Raw 8 l/( r4)具 有 容 积 和 流 速 依 赖 性吸 气 阻 力 和 呼 气 阻 力 弹 性 阻 力 与 顺 应 性顺 应 性 ： C V/ P 除 与 呼 吸 系 弹 性 有

4、 关 外 ， 还 与 肺 容 积 有 关 静 态 顺 应 性 （ Cst） 与 呼 吸 系 弹 性 有 关 动 态 顺 应 性 （ Cdyn） 与 呼 吸 系 弹 性 和 气 道 阻 力 及 呼 吸 频 率 有 关 气 管 插 管 对 阻 力 的 影 响 肺 过 度 充 气 (pulmonary hyperinflation) 静 息 平 衡 位 （ resting equilibrium position） 功 能 残 气 量 （ functional residual capacity， FRC） 肺 过 度 充 气 ： 呼 气 末 肺 容 积 （ EELV） 超 过 FRC 分 类 ：

5、静 态 肺 过 度 充 气 ： 恒 定 外 力 作 用 ， 如 PEEP（ static pulmonary hyperinflation， SPH） 动 态 肺 过 度 充 气 ： 呼 气 不 完 全（ dynamic pulmonary hyperinflation， DPH） 呼 吸 系 统 容 积 与 呼 吸 系 统 压 力 变 化FRC Palv=0PEEPPEEPi Vdyn Vst Total PEEP 时 间 常 数 （ ）对 任 一 呼 吸 系 统 ， 其 容 积 变 化 (V)与 压 力 变 化(P)呈 指 数 函 数 的 关 系 ， 其 函 数 特 征 可 以 用 时间

6、常 数 来 表 示 ： RC或 VT/F正 常 为 0.4秒决 定 气 体 在 肺 内 的 分 布 和 排 空 速 度 遵 循 指 数 函 数 规 律 的 变 化 过 程 ： 肌 松 状 态 下 压 力 控 制 通 气 （ PCV） 时 的 吸气 压 力 变 化 肌 松 状 态 下 任 何 模 式 下 的 呼 气 压 力 的 变化 自 主 呼 吸 状 态 下 被 动 呼 气 时 的 压 力 变 化 肺 区 的 概 念 快 肺 区 ： 气 道 阻 力 小 ， 肺 弹 性 差气 体 分 布 和 排 空 快 慢 肺 区 ： 气 道 阻 力 大 ， 肺 弹 性 好气 体 分 布 和 排 空 慢 基 本

7、 参 数 的 测 量 基 础 原 始 参 数 计 算 公 式 计 算 模 型 呼 吸 力 学 监 测 的 三 要 素 压 力 （ pressure， ） 气 体 ， 液 体 ， 电 机 械 压 力 传 感 器 流 速 （ flow， ） 压 力 式 流 速 仪 ： 伯 努 利 方 程 F P/R （ P r4） /( 8 l) 非 压 力 式 流 速 仪 ： 热 金 属 丝 （ hot wire） 型 Fleisch 流 量 传 感 器 容 积 （ volume） 肺 量 计 计 算 流 量 对 时 间 的 积 分 呼 吸 电 抗 体 描 法 （ RIP） 单 向 阀 强 迫 振 荡 法 （

8、FOT） 气 体 稀 释 法 运 动 方 程 （ equation of motion） P F R +VT/Crs I dV/dt + PEEPi P为 驱 动 压 力 ， PEEPi为 内 源 性 呼 气 末 正 压 ， VT为 潮 气 量 ， Crs为 呼 吸 顺 应 性 ， R为 粘 滞 阻 力 ， F为 流 速 ，I为 惯 性 阻 力 ， dV/dt为 加 速 度运 动 方 程 是 整 个 呼 吸 力 学 监 测 的 基 础 ！ 呼 吸 力 学 研 究 的 机 械 模 型 （ lung model） 1.线 性 单 室 模 型 反 映 了 整 个 呼 吸 系 统 “ 平 均 ” 的

9、呼 吸 力 学 状 况适 合 于 健 康 人 和 限 制 性 肺 疾 病不 适 合 严 重 的 COPD、 ARDS和 主 支 气 管 狭 窄 2.线 性 双 室 模 型 适 用 于 COPD、 ARDS、 单 侧 肺 和 主 支 气 管 狭 窄 等 3.非 线 性 单 室 模 型 适 用 于 ARDS和 肺 纤 维 化 容积控制通气的呼吸力学曲线 不同部位压力波形 气 道 峰 压 （ PD） 的 影 响 因 素 吸 气 流 速 气 道 阻 力 潮 气 量 胸 肺 顺 应 性 呼 气 末 正 压 （ PEEP） 内 源 性 呼 气 末 正 压 （ PEEPi） 平 台 压 （ PS） 的 影

10、响 因 素 潮 气 量 胸 肺 顺 应 性 PEEP 内 源 性 呼 气 末 正 压 （ PEEPi） 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 虚 点 面 积 在 特 定 的 时 间 间 隔 上 所 计 算 的 压 力 相 加 求 其 均 数 即 平 均 气 道 压 平 均 气 道 压 (Pmean) 数 个 周 期 中 气 道 压 的 平 均 值 与 影 响 PD的 因 素 及 吸 气 时 间 长 短 有 关 近 似 于 平 均 肺 泡 压 其 大 小 与

11、 对 心 血 管 系 统 的 影 响 直 接 相 关 内 源 性 呼 气 末 正 压 （ PEEPi） 概 念 在 肺 的 弹 性 回 缩 下 导 致 呼 气 末 肺 泡 内呈 正 压 ， 称 为 PEEPi。 PEEPi的 存 在 说 明 呼 气末 肺 容 积 未 能 回 到 正 常 FRC状 态 ， 即 存 在 动 态肺 过 度 充 气 （ DPH） 。 PEEPi产 生 的 机 制 等 压 点 学 说 PEEPi的 影 响 因 素 呼 气 阻 力 增 加 呼 吸 系 统 顺 应 性 增 高 通 气 量 过 大 呼 气 时 间 不 足 呼 气 气 流 受 限 呼 气 肌 的 作 用 PEE

12、Pi的 类 型 不 伴 有 肺 过 度 充 气 的 PEEPi 伴 有 肺 过 度 充 气 但 无 气 流 受 限 的 PEEPi 伴 有 肺 过 度 充 气 和 气 流 受 限 的 PEEPi PEEPi的 临 床 意 义 增 加 呼 吸 功 增 加 肺 损 伤 的 危 险 性 对 循 环 系 统 的 影 响 对 肺 通 气 的 影 响 ： 导 致 呼 吸 肌 疲 劳 ， 肺 泡通 气 量 降 低 对 气 体 交 换 的 影 响 ： 通 气 的 不 均 衡 分 布 对 临 床 所 测 呼 吸 系 统 顺 应 性 的 影 响 PEEPi的 监 测 方 法 :间 接 观 察 胸 围 增 大 ；

13、患 者 呼 吸 费 力 ； 心 血 管 功 能 恶 化 ； 呼 气 末 有 持 续 呼 气 气 流 ， 呼 气 的 最 后 部 分 突 然 被 吸气 中 断 ； 压 力 控 制 通 气 时 潮 气 量 或 每 分 通 气 量 下 降 ； 不 能 用 呼 吸 系 统 顺 应 性 下 降 解 释 的 平 台 压 升 高 ； 容 量 控 制 通 气 时 气 道 压 力 升 高 。 PEEPi 对气道压的影响 PEEPi的 监 测 方 法 :直 接 测 量 呼 气 末 气 道 阻 断 法 同 步 记 录 气 道 口 压 力 与 流 速 法 食 道 球 囊 法 间 断 气 道 阻 断 法 Mueller

14、动 作 法 呼 气 末 阻 断 法 测 定 PEEPiPEEPi阻 断 食 道 球 囊 法 测 定 PEEPi FlowVolPawPes PEEPi的 临 床 应 用 降 低 PEEPi： COPD， 哮 喘 延 长 呼 气 时 间 降 低 气 道 阻 力 减 少 分 钟 通 气 量 消 除 呼 气 肌 的 作 用增 加 PEEPi： ARDS， 肺 间 质 纤 维 化 呼 气 末 正 压 （ PEEP）PEEP与 CPAP的 概 念PEEP的 生 理 学 效 应 COPD： 减 少 呼 吸 功 ARDS： 使 萎 陷 肺 泡 复 张 ， 减 少 分 流 ， 改 善顺 应 性 和 V/Q比

15、值 支 气 管 哮 喘 ： 有 争 议 胸 内 压 （ Ppl） /食 道 压 （ Pes） 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 影 响 食 道 压 测 定 的 因 素 影 响 胸 内 压 的 因 素 ： 重 力 作 用 要 求 测 量 部 位 与 体 位 前 后 一 置 食 道 测 压 管 因 素 ： 气 囊 的 构 造 和 大 小 ， 导 管 的 构 造 和 大 小 ，充 气 量 ， 气 囊 位 置 压 力 传

16、导 介 质 呼 气 肌 用 力 ： 可 使 胸 内 压 增 加 食 道 变 形 ： 体 位 变 化 时 可 使 食 道 变 形 食 道 肌 肉 收 缩 ： 表 现 为 Pes/ Ppl 心 脏 跳 动 食 道 球 囊 位 置 的 判 断 食 道 压 测 定 的 临 床 应 用 反 映 胸 内 压 反 映 自 主 呼 吸 努 力 对 肺 动 脉 嵌 顿 压 （ PCWP） 的 影 响 计 算 跨 膈 压 有 关 压 差 的 概 念 流 速吸 气 峰 流 速 （ PIFR）呼 气 峰 流 速 （ PEFR）平 均 吸 气 流 速 （ VT/TI） 流 速 波 形 F H 容 积 控 制 通 气 中

17、 的 吸 气 流 速 波 形 容 积1 VT， VC， FEV1.02 分 钟 通 气 量 （ VE）3 补 呼 气 容 积 （ ERV）4 功 能 残 气 量 （ FRC）5 呼 气 末 肺 容 积 （ EELV） 阻 力 和 顺 应 性 的 测 定 方 法 ： 阻 断 法吸 气 末 阻 断 法呼 气 末 阻 断 法 计 算 公 式 顺 应 性 总 静 态 顺 应 性 （ Cst） =VT/(Ps-PEEP-PEEPi) 肺 静 态 顺 应 性 （ Clst） = VT/(Ps-Ppl-PEEP-PEEPi) 总 动 态 顺 应 性 （ Cdyn） =VT/(PD-PEEP PEEPi) 胸

18、 壁 顺 应 性 总 顺 应 性 肺 顺 应 性 有 效 顺 应 性 （ Ceff） VT/ PD气 道 吸 气 阻 力 Raw,max=(P D-Ps)/F Raw,min=(PD-P1)/F 传 统 方 法 的 局 限 性 需 完 全 消 除 自 主 呼 吸 的 影 响 测 量 的 数 据 不 能 完 全 等 同 和 应 用 于 自 主 呼 吸 难 以 获 得 判 断 自 主 呼 吸 活 动 的 指 标 流 速 恒 定 阻 力 和 顺 应 性 的 其 他 测 定 方 法 最 小 平 方 匹 配 法 （ LSF） 强 迫 振 荡 法 （ FOT）优 点 ： 可 用 于 被 动 呼 吸 和 自

19、 主 呼 吸 宜 于 持 续 监 测 时 间 常 数 的 测 定 经 典 方 法 ： 通 过 测 定 呼 吸 系 统 的 阻 力 和 顺 应 性 直 接 计 算 存 在 的 问 题 ： 适 用 于 单 室 模 型 ， 对 于 COPD， 不 同 肺 区 具 有 不 同 的 时 间 常 数 ， 并且 由 于 气 道 塌 陷 ， 吸 气 相 和 呼 气 相 的 呼 吸 力 学 是 不 同 的 。 通 常 吸气 相 的 时 间 常 数 低 于 呼 气 相 。 未 将 呼 吸 机 管 路 的 阻 力 计 算 在 内 ， 往 往 低 估 了 实 际 的 时 间 常 数 。 不 能 对 每 一 次 的 呼

20、 吸 周 期 进 行 持 续 监 测 。 其 他 简 化 方 法 TC VT/PEFR 该 方 法 适 用 于 线 性 单 室 模 型 ， 不 存 在 动 态 肺充 气 ， 且 肌 肉 放 松 时 TC75 VT VT75 /PEFR75 呼 吸 功 （ WOB） 总 呼 吸 功 （ Wtot） ： 病 人 和 呼 吸 机 所 做 的 功 之 和 病 人 呼 吸 功 （ Wpat） :在 自 主 呼 吸 中 测 得 的 病 人 所 做 的 功 呼 吸 机 呼 吸 功 （ Wven） ： 机 械 通 气 时 呼 吸 机 所 做 的 功 附 加 功 （ Wimp） ： 克 服 呼 吸 机 管 路

21、和 气 管 插 管 所 做 的 功 生 理 功 （ Wphy） ： 克 服 呼 吸 系 统 阻 力 所 做 的 功 弹 性 呼 吸 功 （ Wela） ： 克 服 呼 吸 系 统 弹 性 阻 力 所 做 的 功 粘 性 阻 力 呼 吸 功 （ Wres） ： 克 服 呼 吸 道 粘 滞 阻 力 所 做 的 功 Wtot Wpat Wven Wimp Wphy 呼吸功的组成 呼 吸 功 的 测 定 方 法计 算 公 式 WOB=Pdv， 为 压 力 容 积 曲 线 下 的 面 积 WOBp=(PEE POES)dV+2*CCW/VT 其 中 PEE为 呼 气 末 食 道 压 ， POES为 每

22、一 次 呼 吸 开 始 的 食道 压 ， C CW为 胸 壁 顺 应 性 （ 假 定 为 0.2L/cmH2O） 呼吸功的图解法 影 响 呼 吸 功 测 定 的 因 素食 道 压 的 准 确 性胸 壁 顺 应 性 ： 呼 吸 肌 必 须 放 松肺 气 容 积 和 气 道 口 测 定 容 积 的 不 一 致 性胸 腹 部 的 变 形 ： 如 腹 胀 和 人 机 对 抗 时 ， 呼 吸肌 未 完 全 放 松其 他 未 考 虑 的 呼 吸 功 的 组 成 部 分 呼 吸 功 的 单 位 J/min： 每 一 次 呼 吸 的 呼 吸 功 呼 吸 频 率 正 常 值 为 3.9 J/min J/L： (

23、J/min)/MV， 个 体 越 大 ， 其 值 越 大 ， 并与 呼 吸 阻 力 成 正 相 关 ， 便 于 个 体 间 比 较 。 正 常 值 为 0.47 J/L 监 测 呼 吸 功 的 意 义选 择 通 气 模 式调 节 呼 吸 支 持 水 平指 导 撤 机 ： 0.75J/L脱 机 多 能 成 功评 价 呼 吸 机 管 路 对 呼 吸 功 的 影 响定 量 评 价 人 机 协 调 性 压 力 时 间 乘 积 （ PTP） 概 念 PTP 肌 肉 收 缩 时 间 肌 肉 产 生 的 压 力 变 化 真 实 地 反 映 了 呼 吸 肌 的 努 力 ， 与 呼 吸 氧 耗 的相 关 性 比

24、 呼 吸 功 更 好 。 计 算 方 法 ： 通 过 食 道 压 曲 线 进 行 计 算 PTP （ P OEE-PES） +（ Vol/CCW） dt/tmin 呼 吸 中 枢 驱 动 力 影 响 呼 吸 中 枢 驱 动 力 的 因 素呼 吸 前 负 荷呼 吸 后 负 荷呼 吸 肌 的 功 能 状 态 吸 气 0.1秒 末 闭 合 气 道 压 （ P0.1）测 定 方 法 ： FRC位 阻 断 气 道 0.1秒 无 流 速 变 化 无 容 积 变 化 与 呼 吸 阻 力 无 关P0.1仅 反 映 呼 吸 中 枢 的 驱 动 作 用 P0.1的 临 床 应 用监 测 呼 吸 中 枢 的 化 学

25、 感 受 反 应调 节 PSV的 压 力 支 持 水 平指 导 撤 机 影 响 P0.1测 定 的 因 素 呼 气 末 肺 容 积 ： 气 道 塌 陷 :使 气 道 压 力 的 变 化 在 相 当 的 程 度 上 滞 后 于食 道 压 的 变 化 ， 使 实 测 压 力 明 显 低 于 实 际 值 。 胸 壁 变 形 ： 使 呼 气 末 肺 容 积 发 生 改 变 呼 气 肌 用 力 ： 使 呼 气 末 肺 容 积 低 于 FRC 驱 动 压 力 波 形 ： 压 力 流 速 时 相 滞 后 呼 吸 中 枢 驱 动 力 平 均 吸 气 流 速 （ VT/TI） 与 PCO2 水 平 直 接 相

26、关 ， 重 复 性 好 过 低 估 计 呼 吸 中 枢 驱 动 水 平 呼 吸 肌 肌 电 图 （ EMG） 所 有 呼 吸 肌 肌 电 的 综 合 反 映 受 附 近 肌 肉 肌 电 的 影 响 大 ， 个 体 间 可 比 性 差 呼 吸 肌 肌 力肺 活 量 （ VC）最 大 吸 气 压 （ MIP） 反 映 所 有 呼 吸 肌 肌 力 的 总 和跨 膈 压 （ Pdi） =Ppl-Pab=Peso-Pga 反 映 膈 肌 肌 力 呼 吸 肌 耐 力 指 呼 吸 肌 维 持 一 定 的 力 量 或 作 功 时 对 疲 劳的 耐 受 性 。 耐 力 比 力 量 更 重 要 。 MV/MMV

27、膈 肌 张 力 时 间 指 数 （ TTdi） TTdi=Pdi/Pdimax*Ti/Ttot EMG 高 频 波 /低 频 波 ， 表 明 呼 吸 肌 耐 力 呼 吸 浅 快 指 数 （ f/VT） 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 压 力 容 积 环 （ P-V环 ）

28、静 态 P V环动 态 P V环 大注射器法描记P-V 曲线 呼吸机法描记P-V 曲线 低流速法描记P-V 曲线 临 床 应 用 调 节 PEEP： Pinflex+2 3cmH2O 计 算 呼 吸 系 统 顺 应 性 （ Crs） 调 节 潮 气 量 ： 使 气 道 压 低 于 Pdeflex 测 定 肺 泡 复 张 容 积 Step 1: 测 量 PEEP所 致 的 FRC(吸 气 末 撤 掉 PEEP并 延 长 呼 气 时 间 ) FRC VE(ZEEP) VE(PEEP) Step 2: 分 别 描 计 ZEEP和 PEEP的 P V曲 线 Step 3: RV= V20(PEEP)

29、+ FRC V20(ZEEP) 描 记 和 应 用 P V曲 线 注 意 问 题 在 肌 松 状 态 下 进 行 测 量 动 态 监 测 低 位 拐 点 的 判 断 ： 肉 眼 法 和 计 算 法 ， 部 分 病 人 找 不 到Pinflex， 或 范 围 较 大 最 佳 PEEP是 一 平 均 值 ， 相 对 于 大 多 数 肺 泡 而 言 为 “ 最 佳 ” 综 合 评 价 PEEP的 调 定 ： 最 大 氧 运 输 量 (DO2)、 最 低 肺 血 管 阻力 、 最 低 肺 血 分 流 ( S/ T) 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 VA V