呼吸力学与呼吸机波形及其临床意义

呼吸力学与呼吸机波形及其临床意义浙江大学医学院附属第一医院方强吸气自主呼吸呼气O2CO2CO2O2呼吸氧气和二氧化碳在组织间与外界环境的交换O2CO2呼吸通气机械运动压力差弥散分子运动浓度梯度灌注呼吸道管道+气囊的模型气道(管子)肺泡(气囊)胸膜腔压力三向弹簧胸腔内压气管压近气道压胸膜压肺泡压自主吸气容量变化气流压力改变机械通气压力变化容量改变气流吸气机械通气自主呼吸PressureTime肺泡内压力变化术语:FlowandVolume分钟通气量=潮气量x送气频率PressureFlowTime潮气量VolumeFlowRateTimeVolume=FlowXTime切换vs.限制切换PressureTimeTime限制PressurePressureFlowTime容量控制通气（PCV）流量恒定恒定的潮气量不受肺阻力影响变化的压力增加吸气压力顺应性VolumePressure容量控制通气（PCV）Guaranteedtidalvolume,notaffectedbythechangesinpulmonarymechanicsWhatismeasured?压力Pressure时间Time流速Flow(dV/dt)容量Volume(calculated)timeVolumeFlowVolumePressureDVDPC=DVDP顺应性静态和动态顺应性VolumePressureTVPlateauPr.PeakPr.动态顺应性曲线静态顺应性曲线动力学特性动力特点:Cdyn=dV/dPVolumePressuredPdVHysteresis静态和动态压力timePressurePEEPPIPPplat肺泡膨胀(recoil)压力差(Pdis)流速阻抗压力差(Pres)基本计算Cst=dV/(Pplat-PEEP)R=(PIP-Pplat)/FlowtimePressurePEEPPIPPplatdP=RxFlow+dV/Cst慢速冲气法慢吸气流速S(5-10lpm)大Vt和ZEEP动态P-V环接近静态曲线由流速阻抗产生的压力减小容易做,省时和相对舒服Servillo:AJRCCM1997Lu:AJRCCM1999PressureVolumeLPIflexUPIflex顺应性顺应性描述呼吸系统各个部分的弹性特征。顺应性为容量改变除以压力变化。顺应性（C）=容量变化（ΔV）/压力变化（ΔP）或顺应性=ml/cmH2O呼吸系统的顺应性包括胸壁顺应性和肺顺应性。总静态顺应性是在吸气末和呼气末均无主动的呼吸气流时测出。总动态顺应性是在主动吸气时测出。它们反映容量—压力关系的两项指标，根据流速-时间曲线、压力-时间曲线和压力-容量环也可以评估病人的顺应性。“管道特征”R=DPDF气道阻力压力差=流速x管道阻力压力差=流速x阻力dP=QxRR=8L(visc.)pr4气道阻力C=DVDPR=DPDF顺应性和阻力阻力和回缩力动态特性dP=dV/Cdyn阻力DPresistive=RxFlow静态顺应性dPdistensive=dV/CstdP=dPresist.+dPdist.dP=RxFlow+dV/Cst3个水平的呼吸力学动态特性:dP=dV/Cdyn阻力:dP=RxFlow静态顺应性:dP=dV/Cst气道阻力dP=RawxFlow增加阻力:dP=RimpxFlow胸廓顺应性dP=dV/Ccw肺顺应性dP=dV/CL机械通气时工作的目标保证和维持适当的气体交换尽可能减小肺损伤的危险减小病人的呼吸功尽可能使得病人的痛苦减少理想的呼吸状态理想呼吸的界定:呼吸机与病人自主吸气和呼气同步尽可能在低气道压下维持适当及恒定的潮气量和分钟通气量对肺的力学变化和病人的需求迅速反应保证最低的呼吸作功辅助机械通气时的WOB在高水平的机械通气支持下，相当的病人的呼吸功是高的在辅助通气下仍病人用力的吸气病人的WOB增加可以导致或加重呼吸肌疲劳和呼吸困难Marini,etal.:AmRevRespDis134:61;1986Marini:ProbCritCare4:184;1990影响病人WOB的决定因素在辅助通气主要影响病人呼吸作功的因素是最大吸气流速(peakflow)在低流速时病人呼吸功达到总吸气作功的65%当送气流速增加时WOB减少Ward,etal.:Anaesthesiology69:29;1988Sassoon,etal.:Chest93:571;1988呼吸作功什么功?如何测量?呼吸作功“WOB在床边肺功能留下一个没解决的难题”From:MonitoringofPulmonaryFunctionsinGoldschmidt:AssistedVentilationoftheNeonate1996WOB是热量和氧的消耗大约70%是消耗在克服弹力，30%对抗管道阻力。WOB测量PABCDEVWOB=∫0tiPxVdt弹性功:ABCA阻力功吸气:ADCA呼气:ACEAWOB的测量WOB=∫0tiPxVdtPaw:呼吸机作功:机械力推动气体进入肺，表现为呼吸系统作功总量。（病人+呼吸机）Peso:病人作功:呼吸肌作功,表现为肺的呼吸功。Paw—Ptr:克服支气管阻力的功。WOB意义病人作功是呼吸机依赖最敏感的指标。比较呼吸机和病人的功在脱机过程中非常有用。顺应性和阻力变化、吸气努力、压力支持水平、PEEP、不适合的吸气时间、灵敏度的改变模式的变化WOB可以改变。WOB提高提示脱机过程有不当。P-V环和WOBPVPVPV顺应性和阻力正常顺应性正常阻力增加顺应性降低阻力正常MethodsofRrsMeasurement同容量法(Krieger)弹性减小法(Neergard)被动呼气法(Comroe)峰呼气法(Jonson)呼气时间常数法(Bergman)加力振动法(Goldman)吸气压/流速法(Suter)评价静态P-V曲线用一个大的注射器逐步膨胀肺，分次测定个容量时的压力.耗时操作麻烦难以标准化病人必须肌松，连接特殊设备冒低氧血症的风险VolumePressure机械通气机械通气的基本原理遵循了流体力学的原则。通气支持的过程及目的是改变肺容量，包括气体的流量及压力输送到病人的气道增加肺容量。气体在一个特定环境中运动用流体力学的原则去研究可以用上述三个参数来描述，因为流量参数中包含了时间的概念，所以描述呼吸机送气、气体在呼吸管路中的运动、病人气道和肺组织对送入气体的反应涉及上述四个参数既压力（P）、容量（V）、流量（F）和时间（t）。容量变化时间正压通气气流增加压力差Key-wordsPressureFlowTimeVolume术语:PIP&MAPA=A1+A2+…+AnPressureInspiration+ExhalationAMeanAirwayPressurePeakInspiratoryPressureTime术语:PEEP,I:ERatioPressureTimePositiveEndExpiratoryPr.Tinsp.Texp.I:E=1:2I:E=4:1PEEPPIPPIPPEEPTinsp.术语:FlowandVolumeMinuteVentilation=TidalVolumexBreathRatePressureFlowTimeTidalVolume环PressureVolumeVolumeFlowInsp.Expir.Insp.Expir.压力-时间曲线波形各段意义A/触发:病人(assisted)呼吸机(controlled)B/限制:流速压力C/切换:容量时间ABC切换与限制CycledPressureTimeTimeLimitedPressure在吸气相所记录的测量值图2.在吸气相和呼气相中所评估的变量12345630-10PawcmH20Sec压力-时间曲线PressureTimeCurve12345630-10PawcmH20SecACCESSFUNCTION60TOCHANGEOREXITWAVEFORMSFEB111996WAVEFORMMONITORINGPATIENTID9878798713:50VolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolume压力-时间曲线V.InspirationPressureTimeCurve12345630-10PawcmH20SecACCESSFUNCTION60TOCHANGEOREXITWAVEFORMSFEB111996WAVEFORMMONITORINGPATIENTID9878798713:50VolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolume压力-时间曲线V.ExpirationPressureTimeCurveVolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolumePressureInspiration压力-时间曲线V.PressureTimeCurve12345630-10PawcmH20SecACCESSFUNCTION60TOCHANGEOREXITWAVEFORMSFEB111996WAVEFORMMONITORINGPATIENTID9878798713:50VolumeExpiration12345630PawcmH20SecVolumePressure压力-时间曲线V.InspiratoryTimePressureTimeCurve12345630-10PawcmH20SecACCESSFUNCTION60TOCHANGEOREXITWAVEFORMSFEB111996WAVEFORMMONITORINGPATIENTID9878798713:50VolumeExpiration12345630-10PawcmH20SecVolumePressureExpiration压力-时间曲线压力曲线的临床应用压力-时间曲线的临床意义区别各种通气模式和特殊通气方式估计触发的做功计算吸-呼时比，估计呼气时间是否充足。估计是否达到充分的平台压观察压力上升速度估计所用吸气流速是否适合测定静态呼吸力学参数显示压力波型形态12345630-10PawcmH20Sec病人呼吸机同步12345630-10PawcmH20SecAdequateFlow病人呼吸机同步Volumeventilationdeliveringapresetflowandvolume12345630-10PawcmH20SecAirStarvationWhatoptionsdowehave?病人呼吸机同步Thepatientisoutbreathingthesetflow控制通气VolumeVentilationPressureVentilationPressureFlowtimePressureFlowtimeAssist/ControlSIMV+PressureSupportPressuresupportedspontaneous+Patient,ormachine-initiatedmandatorybreathsPawCPAPSynchronizedIMVA/C5bpmSIMV5bpm12secAssistWindowSIMVvs.Assist/ControlPressureTime如何影响MAPA=PIPC=BaseLineB=RiseTimeD=Frequency流速-时间曲线123456SECV.LPM120120EXH流速-时间曲线INSP吸气123456SECV.LPM120120EXHINSP呼气流速-时间曲线123456SECV.LPM120120EXHINSPInspiration流速-时间曲线123456SECV.LPM120120EXH流速-时间曲线Insp.PauseExpir