新生兒呼吸生理柳國勝主講當(dāng)前第1頁\共有58頁\編于星期四\1點呼吸的概念：

機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程，稱為呼吸呼吸是維持新陳代謝和其他功能活動所必需的基本過程之一當(dāng)前第2頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第3頁\共有58頁\編于星期四\1點肺通氣肺與外環(huán)境之間進行氣體交換的過程（一）肺通氣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)呼吸道肺泡胸廓（二）肺通氣的原理肺通氣的動力肺通氣的阻力呼吸功(三）

肺通氣功能的指標(biāo)肺容積和肺容量肺通氣量和肺泡通氣量當(dāng)前第4頁\共有58頁\編于星期四\1點肺通氣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)呼吸道呼吸道粘膜（下呼吸道粘膜上皮細胞還有纖毛）呼吸道平滑肌（迷走-M型，交感-β型肺泡肺泡膜表面活性物質(zhì)胸廓胸膜腔呼吸肌當(dāng)前第5頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第6頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第7頁\共有58頁\編于星期四\1點表面活性物質(zhì)（pulmonarysurfactant）：主要成分：二棕櫚酰卵磷脂分泌部位:肺泡II型細胞分泌作用：降低肺泡表面張力1.維持大小肺泡的穩(wěn)定性2.防止肺水腫3.降低吸氣阻力,減少吸氣做功當(dāng)前第8頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第9頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第10頁\共有58頁\編于星期四\1點肺通氣的原理肺通氣的動力（1）呼吸運動是肺通氣的原動力（2）肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差推動氣體進出肺,是肺通氣的直接動力（3）胸膜腔內(nèi)壓維持肺處于擴張狀態(tài)肺通氣的阻力（1）彈性阻力（2）非彈性阻力呼吸功：克服呼吸阻力推動肺通氣所作功包括彈性功、氣流阻力功和慣性功當(dāng)前第11頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第12頁\共有58頁\編于星期四\1點平靜呼吸運動過程：

吸氣運動

吸氣肌：膈肌，肋間外肌等收縮

呼氣運動

吸氣肌：膈肌，肋間外肌舒張，胸廓減小，肺依自身回縮力而回位當(dāng)前第13頁\共有58頁\編于星期四\1點用力呼吸運動過程：吸氣運動吸氣肌：膈肌，肋間外肌、輔助吸氣肌收縮。呼氣運動呼氣肌：肋間內(nèi)肌收縮腹肌收縮、膈肌，肋間外肌舒張當(dāng)前第14頁\共有58頁\編于星期四\1點新生兒胸廓的特點及呼吸肌的發(fā)育均影響其呼吸運動

胸廓呈桶狀，肋骨呈水平位胸部呼吸肌發(fā)育差，不利于吸氣運動主要靠膈肌收縮產(chǎn)生呼吸運動新生兒尤其是早產(chǎn)兒的胸壁柔軟，吸氣時下部肋骨被拉向內(nèi)，不利于產(chǎn)生較高的吸氣負壓膈肌組成中耐疲勞纖維僅占25%，而成人則占50%～55%，故更易于疲勞長期應(yīng)用呼吸機的新生兒，由于可能發(fā)生一定程度廢用性萎縮，更易疲勞，使撤機困難當(dāng)前第15頁\共有58頁\編于星期四\1點肺內(nèi)壓：指肺泡內(nèi)的壓力平靜呼吸：±5cmH2O左右

胸內(nèi)壓:胸膜腔內(nèi)的壓力形成：胸內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮力=大氣壓-肺回縮力=-肺回縮力意義：維持肺的擴張狀態(tài);促進靜脈和淋巴回流當(dāng)前第16頁\共有58頁\編于星期四\1點（二）肺通氣的阻力

彈性阻力65%

肺通氣的阻力

非彈性阻力35%

1.彈性阻力和順應(yīng)性(compliance)

當(dāng)前第17頁\共有58頁\編于星期四\1點肺順應(yīng)性：

CL

用單位跨肺壓的變化所導(dǎo)致的肺容積變化。

CL△V△P＝

△V:肺容積變化△P：跨肺壓（肺內(nèi)壓－胸內(nèi)壓）壓力變化（0.2L/cmH2O）當(dāng)前第18頁\共有58頁\編于星期四\1點(1)肺的彈性阻力和順應(yīng)性：

肺彈性阻力的來源：肺組織彈性回縮力及表面張力，足月新生兒約為19-39

mmHg/L．S

表面張力：

在液-氣界面上，由于液體分子之間的吸引力大于氣體分子之間的吸引力，而使表面積趨向于縮小的力當(dāng)前第19頁\共有58頁\編于星期四\1點1)靜態(tài)肺順應(yīng)性曲線當(dāng)前第20頁\共有58頁\編于星期四\1點

2）彈性阻力的來源：

①彈性回縮力1/3②肺泡液-氣界面的表面張力2/3

Laplace定律

P=2T/rP:肺泡內(nèi)壓力T：肺泡表面張力r：肺泡半徑當(dāng)前第21頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第22頁\共有58頁\編于星期四\1點影響新生兒肺彈性阻力的因素新生兒彈性阻力增大的情況新生兒呼吸窘迫綜合征、肺炎、肺水腫，肺不張、肺間質(zhì)纖維化等，其順應(yīng)性小，故機械通氣時所需吸氣峰壓（PIP）較高彈性阻力變小的情況多見于肺氣腫等當(dāng)前第23頁\共有58頁\編于星期四\1點(2)胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性胸廓順應(yīng)性=胸廓容積的變化/跨壁壓的變化總順應(yīng)性

1/C總=1/CL+1/Cchw新生兒特別是早產(chǎn)兒肋骨為軟骨，胸廓極易變形，上述公式中的1/胸壁順應(yīng)性接近于零可認為新生兒的總順應(yīng)性和肺順應(yīng)性相等當(dāng)前第24頁\共有58頁\編于星期四\1點靜態(tài)和動態(tài)順應(yīng)性

靜態(tài)順應(yīng)性代表肺和胸壁的彈性阻力測定操作較煩瑣動態(tài)順應(yīng)性根據(jù)吸氣峰壓（PIP）和呼氣末壓（PEEP）之間的壓差，計算出的順應(yīng)性反映肺和胸壁的彈性阻力外，還包括克服氣道阻力通常動態(tài)順應(yīng)性比靜態(tài)順應(yīng)性小10～20%新生兒肺的動態(tài)順應(yīng)性約為1～2ml/cmH2O.kg，俯臥可達到3.38±0.16ml/cmH2O.kg機械通氣過程中連續(xù)監(jiān)測順應(yīng)性，有助于早期識別肺過度擴張，指導(dǎo)呼吸機參數(shù)適時調(diào)節(jié)，可避免引起氣壓傷當(dāng)前第25頁\共有58頁\編于星期四\1點比順應(yīng)性（specificcompliance）

肺順應(yīng)性比順應(yīng)性=———————功能殘氣量順應(yīng)性不僅與肺與胸壁的彈性阻力有關(guān)，而且與肺容量大小密切相關(guān)成人動態(tài)順應(yīng)性的絕對值約為9.47～12.8ml/cmH2O,而新生兒僅約為2.63ml/cmH2O；動態(tài)比順應(yīng)性，則分別為34ml/cmH2O．L和31～33ml/cmH2O．真正反映肺的彈性阻力，去除了肺容量增減的因素當(dāng)前第26頁\共有58頁\編于星期四\1點壓力－容積曲線（P－VLoops）

壓力—容量曲線為測定動態(tài)順應(yīng)性時，實時動態(tài)顯示每次呼吸周期吸氣和呼氣時測得的壓力和容積變化點相連成線，得到的一閉合環(huán)曲線該曲線肺容積變化包括：起始、轉(zhuǎn)折、上升、平移、下降、滯后目前有些呼吸機配有描繪出壓力－容量曲線的功能當(dāng)前第27頁\共有58頁\編于星期四\1點壓力-容量曲線當(dāng)前第28頁\共有58頁\編于星期四\1點2.非彈性阻力慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力R∝1/r4

氣道阻力：用維持單位時間內(nèi)氣體流量所需的壓力差表示。

壓力差大氣壓－肺泡壓（cmH2O）氣道阻力=—————=————————————流速流速（L/S）正常新生兒總氣道阻力為20～40cmH2O/L．S流速可用流速儀測知壓力差為口腔與肺泡的壓差，要在呼吸過程中以氣流阻斷器短暫阻斷氣流的瞬間測量應(yīng)用呼吸機的患兒帶有氣管插管，所測得的阻力值還包括氣管插管阻力在內(nèi)當(dāng)前第29頁\共有58頁\編于星期四\1點氣道阻力主要存在于主支氣管等大氣道細支氣管、終末細支氣管盡管口徑很小，但數(shù)量極多，因而總阻力很小在疾病情況下細支氣管對氣道阻力影響很大細支氣管平滑肌受副交感神經(jīng)和交感神經(jīng)雙重支配當(dāng)前第30頁\共有58頁\編于星期四\1點影響氣道口徑的因素

（1）跨壁壓:指呼吸道內(nèi)外的壓力差呼吸道內(nèi)壓力高，跨壁壓增大管徑被動擴大，阻力變小（2）肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引作用小氣道彈性纖維膠原纖維

對氣道壁的牽拉作用保持沒有軟骨組織支持的細支氣管的通暢當(dāng)前第31頁\共有58頁\編于星期四\1點（3）自主神經(jīng)系統(tǒng)對氣道管壁平滑肌的調(diào)節(jié)

①雙重神經(jīng)支配：

副交感神經(jīng)：遞質(zhì)：ACh受體：M型作用：氣道平滑肌收縮，管徑減小，阻力增加

交感神經(jīng)：遞質(zhì)：NE受體：β型作用：氣道平滑肌舒張，管徑增大，氣道阻力減小.

臨床應(yīng)用擬腎上腺素能藥物當(dāng)前第32頁\共有58頁\編于星期四\1點②非腎上腺素非乙酰膽堿（NANC）共存遞質(zhì)的調(diào)制:神經(jīng)肽（血管活性腸肽

、神經(jīng)肽Y、速激肽）

血管活性腸肽

、神經(jīng)肽Y、速激肽

血管活性腸肽

、神經(jīng)肽Y、速激肽Ach調(diào)制遞質(zhì)的釋放調(diào)制對遞質(zhì)的反應(yīng)效應(yīng)器的反應(yīng)當(dāng)前第33頁\共有58頁\編于星期四\1點（4）化學(xué)因素的影響：

兒茶酚胺氣道平滑肌舒張前列腺素E2F2a過敏反應(yīng)肥大細胞組胺白三烯氣道平滑肌收縮CO2支氣管、肺C類纖維反射性氣道上皮合成、釋放內(nèi)皮素

當(dāng)前第34頁\共有58頁\編于星期四\1點

二．肺通氣功能的指標(biāo)

（一）肺容積和肺容量

1．肺容積四種基本肺容積

（1）潮氣量(tidalvolume)：每次呼吸時吸入或呼出的氣體量足月兒潮氣量一般為6～8ml/kg

早產(chǎn)兒俯臥位及仰臥位的潮氣量分別為

5.4±0.2ml/kg和4.7±0.2ml/kg,

當(dāng)前第35頁\共有58頁\編于星期四\1點（2）補吸氣量或吸氣儲備量足月新生兒一般為20-25ml/kg（3）補呼氣量或呼氣儲備量足月新生兒一般為5-10ml/kg

（4）殘氣量：最大呼氣末尚存留于肺中不能呼出的氣體量,足月新生兒殘氣量一般為20ml/kg當(dāng)前第36頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第37頁\共有58頁\編于星期四\1點

2.肺容量兩項或兩項以上的肺容積相加，為肺容量,足月新生兒肺總量一般為55～60ml/kg

。(1)深吸氣量:

平靜呼氣末作最大吸氣時所能吸入的氣量深吸氣量=潮氣量+補吸氣量足月兒一般為30ml/kg

(2)功能殘氣量:殘氣量+補呼氣量:足月兒功能殘氣量一般為25～30ml/kg

生理意義:緩沖呼吸過程中肺泡氣氧和二氧化碳分壓當(dāng)前第38頁\共有58頁\編于星期四\1點(3)肺活量(vitalcapacity,VC)

:

概念：一次最大吸氣后從肺內(nèi)所能呼出的最大氣體量肺活量=潮氣量+補吸氣量+補呼氣量正常值：足月新生兒肺活量一般為35～40ml/kg

意義：反映了肺一次通氣的最大能力可作為肺通氣功能的指標(biāo)

當(dāng)前第39頁\共有58頁\編于星期四\1點（二）肺通氣量和肺泡通氣量1.肺通氣量（1）每分通氣量(minuteventilationvolume)

指每分鐘進或出肺的氣體總量

每分通氣量=潮氣量×呼吸頻率足月新生兒一般為200～300ml/kg

是機體通氣功能的指標(biāo)，受呼吸深淺的影響不能準(zhǔn)確反映機體實際的有效通氣水平呼吸衰竭早期可高于正常嚴重呼吸衰竭時則大多低于正常

當(dāng)前第40頁\共有58頁\編于星期四\1點

2.無效腔和肺泡通氣量

生理無效腔=解剖無效腔+肺泡無效腔肺泡通氣量=（潮氣量-無效腔）×呼吸頻率

新生兒解剖無效腔新生兒肺泡無效腔0-0.5ml/kg

深慢呼吸增加肺泡通氣量淺快呼吸減少肺泡通氣量

當(dāng)前第41頁\共有58頁\編于星期四\1點

第二節(jié)肺換氣和組織換氣一.氣體交換基本原理（一）氣體的擴散

肺泡、組織與血液之間氣體交換是通過擴散進行的在海平面，空氣的壓力為760mmHg，由O2構(gòu)成的壓力為158.4mmHg

（760mmHg20.84%），簡稱O2分壓

肺泡氣中：O2分壓低于空氣的O2分壓CO2分壓則遠大于空氣的CO2分壓當(dāng)前第42頁\共有58頁\編于星期四\1點影響氣體分子在液體和液-氣之間擴散的因素：1.氣體的分壓差（P）2.氣體分子量（MW）和物理溶解度（S）3.擴散面積（A）和距離（d）4.溫度(T)

PAST

擴散速率D=——————d

MW當(dāng)前第43頁\共有58頁\編于星期四\1點(二)呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓

空氣PO2159mmHgPCO20.3mmHg

血液PO2104mmHg

CO240mmHg

肺泡PO240mmHg

CO246mmHg當(dāng)前第44頁\共有58頁\編于星期四\1點

二、肺換氣（一）肺換氣過程O2與CO2在血液和肺泡間擴散迅速，0.3s內(nèi)可達平衡。血液流經(jīng)肺毛細血管時間約0.7s，1/3時已完成肺換氣。

（二）影響肺換氣的因素

呼吸膜的厚度、呼吸膜的面積和通氣/血流比值

當(dāng)前第45頁\共有58頁\編于星期四\1點1.呼吸膜的厚度肺泡內(nèi)氣體與肺泡壁毛細血管之間共有6層結(jié)構(gòu)(<1

m)，構(gòu)成呼吸膜(respiratorymembrane)。1)肺泡內(nèi)表面的液體層及其表面的表面活性物質(zhì)；2)肺泡上皮細胞；3)上皮基底膜；4)彈力纖維和膠原纖維構(gòu)成的網(wǎng)狀間隙；5)毛細血管基底膜；6)毛細血管內(nèi)皮細胞。呼吸膜厚度增加一倍，氣體擴散速率即降低一倍。

當(dāng)前第46頁\共有58頁\編于星期四\1點2.呼吸膜的面積正常成年人呼吸膜總面積達70m2,安靜狀態(tài)時僅有40m2參與氣體交換，很大的儲備面積。足月新生兒呼吸膜總面積為成人的3%，儲備功能不足運動，毛細血管開放數(shù)量、程度增加，面積肺不張、肺氣腫、肺葉切除等情況下呼吸膜面積減少。當(dāng)前第47頁\共有58頁\編于星期四\1點3.通氣/血流比值概念:

是指每分種肺泡通氣量（VA）和每分肺血流量（Q）之間的比值，簡寫為VA/Q。正常成年人安靜時約為0.84新生兒初生時為1,24小時后為當(dāng)前第48頁\共有58頁\編于星期四\1點VA/Q<0.8

肺泡氣CO2及O2分壓很快與靜脈血的CO2及O2分壓達到平衡，流經(jīng)肺泡的靜脈血相當(dāng)于未進行氣體交換就回到心臟，猶如發(fā)生了動－靜脈短路。VA/Q>0.8

肺泡氣CO2及O2分壓與濕潤的空氣相等，但由于沒有血流，同樣不能進行氣體交換，相當(dāng)于出現(xiàn)了無效腔。這種無效腔稱為生理無效腔。當(dāng)前第49頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第50頁\共有58頁\編于星期四\1點(三)肺擴散容量

氣體在單位(1mmHg)分壓差作用下，每分鐘通過呼吸膜擴散的氣體ml數(shù)為肺擴散容量(diffusioncapacityoflung,DL).VDL=PA–PC

V：每分鐘通過呼吸膜的氣體容積（ml/min）

PA：肺泡氣中該氣體的平均分壓

PC：肺毛細血管血液內(nèi)該氣體的平均分壓

DL測定呼吸氣通過呼吸膜的能力的一種指標(biāo)。當(dāng)前第51頁\共有58頁\編于星期四\1點正常人安靜狀態(tài)O2的DL平均約為20ml/minCO2的

DL平均約為O2的20倍運動時DL

：肺泡膜面積、肺毛細血管血流量肺疾病DL：肺泡膜面積、擴散距離增加當(dāng)前第52頁\共有58頁\編于星期四\1點第三節(jié)氣體在血液中的運輸一.O2的運輸正常情況下，在血液中運輸?shù)腛2中98.5％

以與紅細胞內(nèi)血紅蛋白相結(jié)合的方式存在，1.5％

以單純物理溶解方式存在。

O2與血紅蛋白的可逆性結(jié)合當(dāng)前第53頁\共有58頁\編于星期四\1點特征：1.反應(yīng)快、可逆、不需酶催化、受PO2的影響2.氧合反應(yīng)：Fe2+與O2的結(jié)合

1個珠蛋白3.1分子Hb

4個血紅素-4分子O24.O2與血紅蛋白結(jié)合或解離曲線呈S形當(dāng)前第54頁\共有58頁\編于星期四\1點當(dāng)前第55頁\共有58頁\編于星期四\1點二.CO2的運輸

血液中的CO2兩種形式運輸: