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JennywascompiledinJanuary2021
机械通气的呼吸力学指标
呼吸力学在是机械通气理论的重要组成部分之一,正常人胸腔内不同位置的力学特
征存在着一定的差异,这种不均一性在损伤不均匀的肺部病变中表现的更为突出,可以对
气体交换产生极大的影响并使发生机械通气相关肺损伤的机率明显增加,因此熟知不同疾
病状态下的呼吸力学特征对指导正确使用机械通气技术十分有帮助。
与机械通气相关的重要呼吸力学指标
指标测定方法指标测定方法
压力容量
气道峰压呼吸机自动显示吸气潮气量呼吸机显示
平台压吸气末阻断法呼气潮气量呼吸机显示
平均气道压呼吸机显示或计算呼气末肺容积通过计算得出
胸膜腔内压测定食道内压流速呼吸机显示或计算
autoPEEP呼气末阻断法
阻力
吸气阻力呼吸机显示最大吸气压力呼吸机显示
呼气阻力呼吸机显示呼吸功呼吸机显示或计算
弹性阻力计算得出
静态顺应性吸气末阻断法测定压力-容积曲线呼吸机显示或描绘
动态顺应性呼吸机显示或测定
呼吸系统顺应


(ΔPalv)=肺泡内压
跨肺压(ΔPL)=气道开口压(Pao)-(Palv)-胸膜腔内压(Ppl)(2)
胸膜腔内压(Ppl)(1)跨气道压(Δpaw)=气道开口压
(Pao)-肺泡内压(Palv)(3)
气道峰压(PIP)=气道阻力压同。Paw对血流动力学、气体交换的影响更
(PRaw)+平台压(Ppla)(4)为明显,并与气压伤的发生密切相关。因
平台压(Ppla)近似等于平均肺泡内此,监测Paw十分重要。在机械通气期间,
压(Palv)。应尽量保持峰压力小于40cmH2O,测定时按
平均气道压(Paw)=[(PIP-PEEP)×吸气末按钮才能使结果准确。平台压应保持
Ti/TOT]+PEEP(恒压通气时)(5)在35cmH2O以内,若高于此值发生气压伤的
Paw=[×(PIP-PEEP)×危险性明显增高。由公式(5)可看出,要
Ti/TOT]+PEEP(恒流通气)(6)减少Paw,可通过调整吸气时间(当潮气量
食道内压(Pes)近似等于胸膜腔内压和呼吸频率固定时,调节吸气流速)、减少
(Ppl)。(7)PEEP水平、降低呼吸阻力和通气水平来实
平均肺泡压(Palv)=Paw+(RE-RI)现。从公式(8)可以看出,当RE明显高于
×(VE/60)(8)RI时,可使得平均肺泡压高于平均气道压,
多发生在高分钟通气量和呼气阻力相对大的
多数气道内压力很容易在呼吸机面板情况下。哮喘患者存在严重的气道阻塞,呼
或辅助监测系统上观察到,但应注意如果不气阻力可明显高于吸气阻力,在通气量过大
结合食道内压力测定其临床意义变小。因为时平均肺泡压高于平均气道压,如没有考虑
目前尚无直接测定胸膜腔内压的很好方法,这一差异,容易低估肺泡内的压力。
多用食道内压(Pes)代替胸腔内压,如不

性、中心静脉压等重要生理参数均不准确。气道阻力是气体在气道中受到的阻塞
所以,食道内压/胸膜腔内压测定对机械通程度,可分为吸气阻力和呼气阻力。
气患者的呼吸和循环功能的判断及进行治疗吸气阻力(RI)=(PIP-Ppla)/吸气
都有重要意义。应注意,在机械通气连接管末流速(8)
路上的不同部位测得压力所代表的意义不
呼气阻力(RE)=(Ppla-PEEP)/最大和哮喘患者阻力一般在13-18cmH2O/L/sec
呼气流速(9)范围内。
跨气道压是气体进入肺泡的动力,正
压机械通气时,气道峰压力(PIP)、容量、阻力和流速之间的关
气道阻力(PRAW)和肺的弹性阻力和呼气末系
肺内压力(PEEP),公式(4)还可表示压力(ΔP)、阻力(R)、流量
为:PIP=+V/C+PEEP(.V)的关系可用公式表示为:
机械通气时气管插管产生的阻力在总ΔP=R×V(10)
的呼吸阻力中占很大比例,与管腔内径关系流量对时间积分就可得到容量(V)。
最大,其次流速和气管插管长度也对阻力有P、,
一定的影响。根据流体力学的理论,改变吸其相互关系如公式10所示,其中某一因素
入气体的性质,如采用低密度、高粘滞性的固定后,分析另外两个因素之间的关系可帮
氦-氧混合气也可减低吸气阻力,减少呼吸助我们理解病理情况下肺的力学变化特点,
功。气道阻力越大,在气体运动过程中消耗更好地调节好呼吸机。例如当压力固定后,
在气道上压力越多,传送到肺泡内的压力和阻力与流速呈反比,阻力越大则流速越慢,
气体都减少。因此要保证有效的气体交换就对慢性阻塞性肺病患者用压力控制通气时,
必须提高压力和流速。在COPD和哮喘患者潮气量主要吸气时间和流速决定(VT=Ti
采用高压力和高流速通气时肺泡内压不会有×.V),为缩短吸气时间需提高流速,采用
很大的升高。在选择气管插管时在允许范围高流速可延长呼气时间,有效克服内源性
内尽可能选择大直径的气管插管,特别是对PEEP(PEEPi),减少呼吸功耗。当采用压
COPD和哮喘患者。正常人当吸气流速为力支持通气(PSV)时,如果存在着严重的
500ml/秒时,-气道痉挛,吸气过程中因阻力相对固定,故
,气管插管后阻力一般为流速大致是恒定的,因此可能发生在病人吸
6cmH2O/L/sec或稍高。清醒未插管的肺气肿气努力结束很长时间后气体流速并没有降低
到机器预设的切换标准(一般在最大吸气流积和低分钟通气量、呼吸频率代偿性加快
速的25%),病人需被迫收缩呼气肌来减慢等,临床上肺顺应性减低多导致顽固性低氧
流速,以触发下一次呼吸,这时可增加呼吸血症。导致顺应性降低的常见情况如表所
功,对这类患者最好不选用PSV。压力和流示。
速是临床医生可以调节和控制的因素,熟悉顺应性增高意味着单位压力引起肺容
和掌握了呼吸力学原理后可根据肺部疾病的积变化增大,当顺应性显着增高时,由于肺
不同病理生理改变进行灵活运用。、功
性的测定和意义能残气量显着增加、阻塞性通气功能障碍及
肺顺应性是指每单位压力变化导致肺气体交换障碍。
容量(使肺扩张)的变化。用公式表示为:
C=ΔV/ΔP。
(staticcompliance,Cs)和动态顺应性CL=ΔV/ΔPL(CL=肺顺应性,PL=跨肺
(dynamiccompliance,Cd)。Cs反映肺和压)
胸壁的弹性(弹性阻力)特征,在测量时于
吸气末阻断气流,压力变化用平台压-PEEPCW=ΔV/ΔPpl(Ppl=胸膜腔内压力,
来计算,因此排除了气道阻力成分。而CdCW=胸壁顺应性)
反映气道的阻力(非弹性阻力)和呼吸系统CRS=ΔV/Δpalv(Palv=肺泡内压,
弹性(弹性阻力)特征,在测量时有气流存CRS=呼吸系统总顺应性)
在,压力变化用峰压力-PEEP来计算,因此1/CRS=1/CL+1/CW
气道阻力可明显影响Cd的水平。CRS=(CL×CW)/(CL+CW)
顺应性降低意味着肺脏"变硬",单位从上述一系列计算公式可看出,呼吸
压力引起的肺容积变化减小,呼吸功增加。系统的压力-容积变化用肺顺应性来衡量,
低顺应性相关的呼吸生理改变主要包括功能临床上得到的顺应性一般是指CRS,它由肺
残气量降低、限制性通气功能障碍、低肺容和胸壁两部分组成,在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在上述两种情况下呈动态演变过程,需经常
变,并可进一步提示肺病变的性质和程度。评估和测量其变化。
而实际上在危重病患者胸壁的顺应性受多因机械通气时肺动态过度充气主要原因
素的影响往往会发生改变,如腹部胀气、胸有(1)气道阻力增加,呼出气流受阻,肺
腔积液、肌肉张力增高、近期手术后、体位内气体在下一次呼吸开始时不能完全呼出,
变化、软组织损伤等都可使胸壁顺应性降产生气体陷闭,经过6-12次通气后,由于
低。此时在解释CRS改变的意义时应考虑到肺容积的增加使气道内径和弹性回缩力增
胸壁顺应性的影响,否则易作出肺部病变加加,达到一个新的平衡,有利于吸入气体的
重的错误判断。临床实践中经常忽略这一问呼出;(2)潮气量过大,当有严重气流阻
题。塞时,潮气量过大是造成肺动态过度充气的
区分肺顺应性和胸壁顺应性的另一个最主要的原因;(3)呼吸频率过快,呼气
重要作用是评价PEEP对血流动力学的影时间相对缩短,加重气体的闭陷;(4)
响。根据肺顺应性和胸壁顺应性在CRS中所COPD患者存在肺弹性纤维的破坏,呼气时小
占比例不同,PEEP向胸膜腔内传递的压力大气道闭缩,参与形成autoPEEP。
小不同。AutoPEEP可对机体产生严重的不良影
响,表现为(1)胸内压增高,静脉回心血
、测量方法和量降低,造成低血压和肺气压伤。(2)增
处理原则加呼吸功,患者在触发机械通气时必须先克
内源性PEEP(PEEPi)主要见于COPD服AutoPEEP后才能产生吸气负压。
及重症哮喘患者,其产生的主要原因是动态AutoPEEP的临床迹象有:(1)不能解
肺过度充气。应当注意,几乎所有的重症释的心动过速、低血压,特别是机械通气治
COPD及哮喘患者不论在自主呼吸还是机械通疗刚开始时(2)患者触发每次呼吸非常费
气时都存在不同程度的autoPEEP,autoPEEP力(3)患者的吸气努力并非每次都能触发
呼吸机(4)下一次吸气开始时呼气(喘鸣
音)仍在进行(5)压力流速图形显示异使肺泡过度充气的临界点。对ARDS患者选
常,呼气末曲线不能回到零位。择PEEP水平时应略低于"低曲折点",潮气
AutoPEEP或肺动态过度充气的检查方量水平应低于"高曲折点",以此防止肺泡的
法:(1)呼气末阻断气流法。(2)FRC以反复闭陷和复张,避免相对正常肺泡的过度
上的肺过度充气程度可通过测定吸气末肺容充气。因此描记和分析P-V是急性肺损伤患
积(End-inspiratorylungvolume,VEI)来者的重要呼吸监护内容之一。
反映,(3)食道内压测定能反映出许多高档呼吸机能够自动描记P-V曲
AutoPEEP的严重程度。线,但这种自行显示的P-V曲线反应的是呼
AutoPEEP的处理:如上所述,VT、TE吸系统的动态顺应性,其中有阻力成分,而
和气流的阻塞程度是决定AutoPEEP的主要阻力与流速密切相关。此外,胸壁的顺应性
因素,处理也应针对这三方面进行。如减少改变如明显腹胀可影响P-V曲线的形态,低
VT,延长呼气时间(绝对延长,仅仅调节估曲线的上拐点。准确测量机械通气患者的
I:E不够),采用高流速通气,应用支气管P-V曲线应使用镇静或肌松剂保持患者充分
扩张剂,换用较粗的气管插管,加小于放松。常用的床边监测P-V曲线的方法如
PEEPi的外源性PEEP(当外加PEEP超过85%下:(1)吸气阻断法(2)大注射器法
的AutoPEEP时肺容积开始增加)等。(3)持续气流法(constant-flowmethod)
(P-V)曲线的意义和描记
方法:在患者完全放松控制通气时,(Pes)的测定方法和临
的近口端测定压力和流量(积分为容积)可床意义
描绘出压力-容积曲线。P-V曲线是重要的呼Pes主要反映自主呼吸时的肺的力学特
吸力学指标,对指导机械通气参数的选择有征,临床主要用于在平静呼吸时计算肺顺应
重要意义。在ARDS时随肺顺应性的降低,性、气道阻力和autoPEEP,能将肺和胸壁在
曲线明显右移。吸气支上的"低曲折点"和"整个呼吸系统阻抗中所起的作用区分开来。
高曲折点"分别代表使闭陷肺泡全部开放和在病人过度烦躁和由于PEEP或autoPEEP的
存在影响对肺毛细血管楔压结果的判断时,HFOV结合的效果相对CMV更明显。初步的临
测定Pes可为医生提供有用的信息。此外,床
观察Pes压力波形,记录Δpes可反映自主观察也表明,RM确实是一项简单而实
呼吸的强度或发现机械呼吸的存在。用的改善ALI氧合的方法。但RM仍存在许
研究表明,在急性肺损伤(ALI)采用多问题需要进一步研究:RM的安全性如何,
限压的肺保护性策略所给予的驱动压往往不如何在临床根据病人的情况选择合适的复张
能使更多的萎陷肺泡开放,而长时间的小潮压力和时间,在实施RM后如何选择PEEP水
气量通气也会导致肺不张和进行性的肺泡萎平,RM对ALI患者长期预后的影响如何,等
陷。肺复张手法(recruitmentmaneuver,等。
RM)是指在机械通气过程中,一次或多次间
断给予主高于常规平均气道压的压力并维持
一定的时间(一般不超过2分钟),一方面
尽可能地使更多的萎陷肺泡张开,另一方面
还可以防止小潮气量通气所带来的继发性肺
不张,从而达到减少肺损伤和改善氧合的目
的。
我们以肺泡灌冼的方法制成兔ALI模
型,分别在常规机械通气(CMV)和高频振
荡通气(HFOV)观察了单次RM(压力为
30cmH2O,持续15秒,连续2次)和多次RM
对氧合和肺损伤指标的影响,发现RM与CMV
和HFOV结合使用都能明显改善氧合和减少
肺损伤(表现为肺泡灌冼液中TNF-а、白细
胞计数和组织病理均明显改善),而RM与

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