呼吸力學與波形分析,青島市市立醫院ICU 曲 彥,主要內容,臨床重要的呼吸力學指標 機械通氣波形及分析,重要的呼吸力學指標,壓力 阻力 容量 峰壓力 吸氣阻力 吸氣潮氣量 平臺壓力 呼氣阻力 呼氣潮氣量 平均氣道壓力 彈性阻力 可壓縮氣量 胸膜腔內壓力 呼氣末肺容積 autoPEEP,重要的呼吸力學指標,順應性 靜態順應性 動態順應性 呼吸系統順應性 肺順應性（C=V/ P，正常肺0.2-0.3L/cmH2O） 胸壁順應性（C= V/ Ppl，正常0.2 L/cmH2O） 流速 呼吸功 P-V曲線 P0.1,壓力組成,time,Pressure,PEEP,PIP,Pplat,肺泡膨脹 (recoil) 壓力差 (Pdis),流速阻抗 壓力差 (Pres),dP = R x Flow + dV / C st,床旁監測氣道壓力的意義,峰壓力增高而平臺壓無改變 氣道阻力增高 峰壓力與平臺壓同時增高 提示肺順應性減低 氣道峰壓降低（管路漏氣、氣囊漏氣）,阻力增加的原因,氣管內導管 流速 管徑狹小 扭曲 痰栓或異物 牙齒咬合 管道塌陷 氣囊疝出 管道遠端開口嵌頓于隆突，氣管側壁或支氣管 氣道 支氣管痙攣 水腫 新生物 分泌物,順應性降低的原因,肺僵硬 水腫 實變 纖維化 肺不張 胸壁僵硬 脊柱側彎或其他胸壁畸形 肥胖 腹水或腹脹 肺受壓 氣胸 胸腔積液 動態肺充氣,Paw (cm H2O),Normal PPlat (Normal Compliance),Increased PIP,Increased PTA (increased Airway Resistance),Increased Airway Resistance,DECREASED COMPLIANCE,Time (sec),Paw (cm H2O),Normal PPlat (Normal Compliance),Increased PPlat (Decreased Compliance),Normal,PIP,“管道特征”,R =,D P,D F,氣道阻力,壓力差 = 流速 x 管道阻力,壓力差 = 流速 x 阻力,dP = Q x R,氣道阻力,氣道阻力的計算公式和意義,RI=（PIPPpla）/吸氣末流速 RE=（PplaPEEP）/最大呼氣流速 氣管插管阻力在總的呼吸阻力中占很大比例 與管腔內徑關系最大 流速和氣管插管長度 氦-氧混合氣也可減低吸氣阻力，減少呼吸功,氣道阻力,大氣道以湍流為主，占總阻力的80% 小氣道以層流為主，占總阻力的20% 正常人氣道阻力為1cmH2O/L/S 哮喘和COPD患者氣道阻力為5-10cmH2O/L/S 8號氣管插管阻力為5 cmH2O/L/S 7號氣管插管阻力為8 cmH2O/L/S 氣管插管時氣道阻力相當于中度哮喘發作,順應性,靜態和動態順應性,靜態順應性與動態順應性,順應性肺的“硬度”或彈性變性能力 Static No flow dynamic flow and resistance,順應性測定要求,The gold standard for measuring compliance and resistance utilizes a volume breath delivered with a square wave flow and adequate plateau,Compliance Calculations,VTE 500 cc,10 cmH20,肺順應性監測的意義,靜態順應性（Cs）反映肺和胸壁的彈性（彈性阻力）特征,排除了氣道阻力成分 動態順應性（Cd）反映氣道的阻力（非彈性阻力）和呼吸系統彈性（彈性阻力）特征，氣道阻力可明顯影響Cd的水平 順應性的動態變化趨勢更有意義,區分肺順應性和胸壁順應性的意義,CRS=（CLCW）/（CL+CW） 胸壁順應性相對穩定時，CRS的動態變化可代表肺的順應性改變 評價PEEP對血流動力 學的影響,Crs = Vt / dPdist (aw) Ccw = Vt / dPdist (pl) CL = Vt / Pdist (aw - pl),胸壁順應性降低對跨肺壓的影響,通氣波形與通氣環 Ventilator Waveforms,Scalars Volume versus time Pressure versus time Flow versus time Loops Flow-Volume Pressure -Volume Pressure- Flow,壓力-時間曲線在臨床上的應用,判定通氣方式 壓力的定義為一單位面積所受之力，壓力單位是cmH2O (mbar)（縱軸）縮寫為Paw或Pcirc，時間單位為秒（橫軸）見圖,圖.壓力-時間曲線（VCV流速恒定方波）,Pressure versus Time,Inspiration,Expiration,Paw (cm H2O),Time (sec),TI,TE,圖.壓力控制通氣,壓力上升到平臺，且吸氣時間固定的呼吸為壓力控制通氣。,PAW cmH2O,平臺,TIME,估算平臺壓力 在采用壓力控制通氣或壓力支持通氣時，若無法達到平臺壓力（A），表明有漏氣或流速不夠。,圖.平臺壓力,評價整個呼吸時相,圖顯示不同的呼吸時間狀態。從AB是吸氣時間，從BC是呼氣時間。假如下一個吸氣相（D）開始前壓力仍沒有回復到基線壓力，說明該呼氣時間可能不足。,圖計算呼吸時間,PAW cmH2O,A,B,C,D,TIME,調節峰流速,圖.調節峰流速,在定容通氣時，壓力上升的速度（曲線斜率）受峰流速影響，（A）壓力上升的“滯后”，說明設定流速不足，而（B）壓力的迅速上升同樣也說明預設流速過高。,PAW cmH2O,A,B,TIME,Paw (cm H2O),Normal PPlat (Normal Compliance),Increased PIP,Increased PTA (increased Airway Resistance),反映氣道阻力 Increased Airway Resistance,流速時間曲線在臨床上的應用,在定容型通氣中可檢測流速的波形，,ACCELERATING,DECELERATING,SINE,SQUARE,可檢測出內源性PEEP（Auto-PEEP) 嬰兒，45歲以上的成人，平臥位，在呼氣末一般均存在著PEEP，正常值小于3cmH2O。在呼氣流速曲線中：當呼吸頻率過快，呼氣時間過短，反比通氣（或小氣道存在病變）時，呼氣流速均不能回復到零。,圖.Auto-PEEP,V,V,V,LPM,LPM,LPM,A,C,B,TIME,TIME,TIME,Air Trapping,Inspiration,Expiration,Time (sec),Flow (L/min),auto PEEP的處理,改變呼吸機參數 增加呼氣時間， 減少通氣頻率， 減少潮氣量 降低病人的通氣需要 減少碳水化合物的攝取，減少死腔通氣，治療焦慮、寒戰、疼痛、發熱 減低呼吸道阻力（用大口徑的氣管插管，經常吸痰避免分泌物潴留，應用支氣管擴張劑） 加用適當的外源性PEEP，一般為PEEPi的75%左右,對支氣管擴張劑的療效作出評估 使用支氣管擴張劑后，根據呼氣峰流速的大小和呼氣流速回復到零所需用的時間長短，可對支氣管擴張劑的療效作出評估。,圖 對支氣管擴張藥物的反應,V,LPM,A,B,V,LPM,A,B,吸氣相,呼氣相,吸氣相,呼氣相,TIME,TIME,Response to Bronchodilator,Before,Time (sec),Flow (L/min),PEFR,After,Long TE,Higher PEFR,Shorter TE,在PCV通氣時評估PCV的吸氣時間 PCV通氣時需有足夠的吸氣時間才能保證潮氣量,圖.調節吸氣時間,V,LPM,A,B,TIME,TIME,吸氣相,呼氣相,TIME,評價峰流速Inadequate Inspiratory Flow,Flow (L/min),Time (sec),Normal Abnormal,Active Inspiration or Asynchrony,容量時間曲線在臨床上的應用,Volume vs Time,Inspiration,Expiration,Time (sec),Volume (ml),TI,評價氣體泄漏 Air Leak,Volume (ml),Time (sec),流速容量環在臨床上的應用,Flow-Volume Loop,Volume (ml),PEFR,FRC,Inspiration,Expiration,Flow (L/min),PIFR,VT,反映Air Trapping,Inspiration,Expiration,Volume (ml),Flow (L/min),Does not return to baseline,Normal Abnormal,反映氣道阻力 Increased Airway Resistance,Inspiration,Expiration,Volume (ml),Flow (L/min),Decreased PEFR,Normal Abnormal,“Scooped out” pattern,反映AirLeak,Inspiration,Expiration,Volume (ml),Flow (L/min),Air Leak in mL,Normal Abnormal,壓力容量環在臨床上的應用,判定通氣方式,Controlled,Assisted,Spontaneous,Vol (ml),Paw (cm H2O),I: Inspiration E: Expiration,I,E,E,E,I,I,反映氣道阻力Increased Raw,Pressure (cm H2O),Higher PTA,Normal Slope,Vol (mL),Lower Slope,反映Work of Breathing,A: Resistive Work B: Elastic Work,Pressure (cm H2O),Volume (ml),B,A,P-V 環和 WOB,P,V,P,V,P,V,順應性和阻力正常,順應性正常阻力增加,順應性降低阻力正常,反映Overdistension,Volume (ml),Pressure (cm H2O),With little or no change in VT,Paw rises,Normal Abnormal,反映Inadequate Inspiratory Flow,Paw (cm H2O),Volume (ml),Normal Abnormal,Active Inspiration,Inappropriate Flow,反映Air Leak,Volume (ml),Pressure (cm H2O),Air Leak,Lung Compliance Changes and the P-V Loop,Volume (mL),Preset PIP,VT levels,Paw (cm H2O),COMPLIANCE Increased Normal Decreased,Pressure Targeted Ventilation,幾種常用的通氣模式圖示及其他,機械通氣的基本模式-“定容型”vs “定壓型”通氣,Volume vs. Pressure Preset Ventilation,Volume Preset Ventilation Volume Control Ventilation(VCV) Assist Ventilation （AV） Assist/Control Ventilation (A/C) Synchronized Intermittent Mandatory Ventilation (SIMV),機械通氣的基本模式-“定容型”vs “定壓型”通氣,Pressure Preset Ventilation Pressure Control Ventilation(PCV) P-ACV PC-SIMV Pressure Support Ventilation (PSV) Biphasic Positive Airway Pressure, (BiPAP） Continuous Positive Airway Pressure / Positive End-ExpiratoryPressure (CPAP/PEEP),Volume vs. Pressure Control Ventilation,Volume Control Ventilation(VCV) 潮氣量固定 吸氣(峰)流速固定 吸氣壓力不固定 吸氣時間由流速、潮氣量、吸氣平臺設置決定,Pressure Control Ventilation(PCV) 吸氣壓力固定 吸氣時間固定 吸氣流速不固定 潮氣量不固定,控制通氣-(controlled ventilation,CV) CMV/IP