呼吸力学监测

呼吸力学监测

呼吸运动引起胸内压的变化，胸内压的变化引起肺内压的变化，肺内压变化引起肺泡的通气。因此肺通气是通过呼吸道内压力的变化过程产生的。从物理力学观点研究呼吸的运 动过程，不但能更全面地了解呼吸生理，而且也为呼吸器官疾患病理生理的探索提供了新的 途径。

吸气时，吸气肌肉收缩的力量用于克服两种阻力以使肺的容量扩大：第一是胸廓壁和肺 组织的弹性阻力，第二是以呼吸道气流摩擦阻力为主的非弹性阻力。如阻力增大，则实现一 定的肺泡通气量所需要的肌肉收缩力量相应加大。相反，如阻力减少，则所需要的收缩力量 亦可减少。呼吸系统疾病往往导致弹性或非弹性阻力增加，加重呼吸肌肉的工作量，成为呼 吸困难原因之一。 平静呼气之末，呼吸肌肉完全静息时，肺并不完全萎缩，仍存有大约相当于肺总量40％的功能残气量。此时肺组织的向内弹性力量与胸廓壁的向外弹性力量相等，两种力量造 成胸膜腔负压，保持肺的一定容量。在此基础上要吸人空气，就必须用吸气肌肉的收缩力量 扩张胸廓，在胸膜腔内造成更大的负压。这是负压吸气式的呼吸。在呼吸肌麻痹时则用口对 口人工呼吸方法或人工通气机将空气压人肺内，使肺扩张，吸入空气。吸气后除去压力，借 胸廓和肺脏弹性力量又使肺内空气流出体外，造成呼气。这是间歇性正压吸气式呼吸。正压 吸气与负压吸气的原理是一致的，都是增加肺内外的压力差：正压吸气时是肺内压高于肺外 (胸廓外)大气压，负压吸气时是肺外(胸膜腔)压低于肺内压。 (一)呼吸器官的压力—容量曲线

肺内压力(应当称为跨肺压，指肺内压高于肺外压的压力差)的变化与肺的容量变化之间有依从关系，压力越高，肺容量越大。代表两者之间的数量关系的曲线称为压力—容量曲线

从呼吸器官(肺+胸廓)的压力—容量曲线可以看到，在肺容量为功能残气量

(大约等于肺总量的40％)时，肺内压为“零”，即肺内压与大气压相等。这时，肺脏向内缩回的弹性力量数值与胸廓向外张开的弹性力量数值相等，方向相反，互相抵消(同时也造成此时的胸膜腔负压)。在肺容量大约等于肺总量的67％时，胸廓是在它的天然位置上，不表现弹性力量(此时的胸内负压仅反映肺脏的回缩力)在肺容量超过肺总量的67％以上时，胸廓与肺脏的弹性回缩力都向内，方向相同，共同构成肺扩张的阻力。在功能残气量基础上用力呼气，使肺容量小于肺总量的大约40％以下时，呼气肌肉的收缩力量完全用于克服胸廓向外张开的弹性力量。

(二)呼吸系统的压力梯度

肺脏是一个“相对”被动运动的器官，当呼吸系统内有一定压力梯度(Pao—Ppl)存在时，肺脏就扩张。胸膜腔负压的存在，使气体进入肺脏；正压机械通气时气道内压高于大气压，能把气体送人肺部，故胸膜腔、肺泡和呼吸道内所产生的压力变化，成为呼吸运动时影响和促进通气的动力因素。

1．胸膜腔内压(Ppl) 胸膜腔内压直接受呼吸肌活动的影响，正常时功能残气位的胸膜腔内压为—0．49肋(—5cmH20)，吸气时负压增加，呼气时减少。胸膜腔负压作用于胸腔内大静脉，有利于静脉血液回流。因重力的作用，直立位时胸膜腔负压从肺尖部到肺底部逐渐减少。

2．肺泡内压(PA) 肺泡内压决定于胸膜腔内压与肺向内收缩压力之差。吸气时，因胸膜腔负压的增加，超过了肺弹性收缩压的增加，使肺泡内压低于大气压，气体进入肺内，直至肺泡压与大气压相平衡，气流停止。呼气时，吸气肌松弛，胸膜腔内负压减少至低于肺弹性收缩压，肺泡压上升超过大气压，气体流向肺外。肺泡压力也直接作用于肺泡周围毛细血管，引起局部血流的改变。机械通气时，肺泡内压直接受吸气压力的影响，应注意避免通气压力过高而造成的肺损伤及对循环功能的影响。

3．气道内压(Pao) 当吸气或呼气末，气流停止时，从肺泡到鼻、口腔，气道各处的压力相等。吸气时从口、鼻腔到肺泡的压力递减，呼气时则递增。在呼吸运动中，气道内任意二点间的压力差，决定于其间气道阻力的大小及气流的速度。

4．经胸压(Prs) 相当于肺泡与胸廓外大气压之差(PA—Pbs)，是扩张或压缩胸廓、肺脏的总压力。机械通气时的经胸压为通气机驱动呼吸的压力。 5．经肺压(PI) 相当于肺泡内压与胸膜腔内压之差(PA-Ppl)，是扩张或收缩肺的压力。经肺压的大小，主要与肺顺应性有关，肺顺应性减低时经肺压增大。 6．经胸壁压(Pw) 相当于胸膜腔内压与胸廓外大气压之差(Ppl—Pbs)，是扩张或压缩胸壁的压力，其大小决定于胸壁的顺应性。

7．经气道压 相当于气道内外压力之差，胸腔内气道的经气道压，也是胸膜腔内压与气道内压之差。机械通气时，有时可通过增加呼气阻力或呼气末压力的方法，来增加呼气时或呼气末的气道内压，减少经气道压以防止气道陷闭。 (三)顺应性

1．顺应性的基本概念 顺应性(compliance)是一个物理学概念，是弹性物体的共同特性，指单位压力改变时所引起的肺容积的变化。呼吸系统顺应性的研究是呼吸力学中的一个重要问题。肺脏是一个具有弹性的器官，肺顺应性与肺脏的物理学特性密切相关。肺弹性除与肺的弹性组织有关外，还受表面张力的影响。此外，肺血容积等因素也影响肺组织的弹性。

在呼吸生理中表达肺的弹性(E)和压力(P)、体积(V)的关系时，则肺的弹性可用下列方程式来表示： E=ΔP／ΔV

呼吸器官的弹性阻力在呼吸功能测定中以顺应性(C)表示，顺应性为弹性阻力的倒数，二者的关系是：

C=1／E ．

顺应性通常以单位压力改变所产生的体积改变来表示： 肺顺应性(CL)=潮气量(L)／压力差kPa(cmH2O)

顺应性必须在静力条件下，即无气流条件下测定，以排除气道阻力的影响。压力差系指胸腔与呼吸道口压差，通常以食管压力代替。正常时肺的顺应性甚好，就是说较小的压力可引起较大的体积改变。

呼吸器官的总顺应性约1．1L／kPa(0．11L／cmH2O)，它包括胸廓的顺应性与肺组织的顺应性，三者的关系是：

1／总顺应性=1／肺顺应性+1／胸廓顺应性

胸廓顺应性与肋骨骨架、肋间肌和胸壁组织有关，肺顺应性部分与表面张力有关(低肺容量时)，部分与肺组织(肺泡、呼吸道、血管、肺间质等)有关。 总顺应性受胸廓和呼吸肌的影响，只能在一定程度上反映肺病变情况，但由于测定方法比较简单(压力差为作用于胸廓的压力改变，应用通气机的病人可用气道压代替)，便于在应用通气机的病人测量，在呼吸衰竭监测中有一定实用价值。

临床上，总顺应性有三种不同表示方法：

1、静态顺应性：指气体进入肺内后气流暂时阻断，即在流速为零的间歇内，肺同部分压力趋于相对平衡时测得的顺应性，它反映肺和 胸廓的弹性。

2、效动态顺应性：在应用通气机过程中测得的顺应性，由于测定不是在流速 为零时进行的，除了反映肺和胸廓弹性外，还包括克服气道阻力成分，通常有效动态顺应性 比静态顺应性小10％-20％。

3、顺应性(specific compliance)：Marshall首先提出肺的顺应 性与肺容量大小有关，在肺容量不变时，同样压力改变引起肺体积变化较小，即肺顺应性较 差。同样的压力改变对成人肺引起的体积变化要比婴儿为大，这显然是婴儿肺脏

较小所致。 同理，肺叶切除后肺顺应性亦减小。为确切了解肺的弹性特点，顺应性的改变要以单位肺容 量表示。测量时潮气量的水平亦应控制。为校正肺容量大小对顺应性影响，用单位功能残气 量来表示顺应性称比顺应性：即：CL／FRC。此值在不同性别与不同年龄之间基本相同。 2．顺应性的影响因素

(1)生理因素：①肺容积：肺顺应性与肺容积相关。②性别：肺顺应性的测定显示男性比女性高40％，但男性的肺总量、功能残气量等也较女性高30％—40％。因此，实质上不同性别之间肺组织的弹性无内在的差异。③年龄：自儿童至成人期，肺顺应性逐渐增加，这与肺弹性纤维网的增加有关；另外，胸廓与肺脏生长不平行，胸廓增长较肺脏快，因此对肺组织的牵拉作用也增加。④身高：动态、静态肺顺应性与身高呈明显的正相关关系。肺顺应性随身高增长而增加。⑤体位：肺顺应性在坐位最高，俯卧位次之，仰卧位最低。⑥运动：运动时较平静呼吸时，肺顺应性有明显的增加。

(2)病理因素：肺弹性阻力减低时顺应性增加，如肺气肿；肺弹性阻力增加时顺应性减 小，如肺水肿、炎症、肺不张及间质纤维化等。

1 肺气肿：肺气肿病人的静态肺顺应性增加，这与肺弹性阻力下降有关。肺弹性阻力的异常是由于肺胶原纤维和弹力纤维排列和结构的变化；另与肺泡气腔体积的增大相关。

2 支气管哮喘：支气管哮喘病人也可发生上述类似改变。

3 肢端肥大症：因有肺容积的增加，静态肺顺应性成比例的增加，而肺弹性阻力正常。4弥漫性肺间质纤维化：动态和静态肺顺应性均减低，最大静态肺弹性阻力通常是增加 的。这与肺容积的减少和肺泡的“硬化”有关。 5 肺外疾患：肺外的许多疾病，如脊髓灰质炎、胸廓成形术、胸膜疾病、膈肌抬高、肥胖和胸壁肌肉疾病等，肺和胸壁的顺应性均可降低。

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