呼吸衰竭機(jī)械通氣相關(guān)生理

1、急性呼吸衰竭和相關(guān)呼吸生理,解剖,以喉為界分為上呼吸道和下呼吸道氣管長度10~13cm，口徑18~25mm小氣道 <2mm肺泡：是呼吸氣體進(jìn)行交換的場所呼吸肌肉,,呼吸道,呼吸道的主要功能氣體通道加溫加濕清潔過濾防御性反射其他：發(fā)聲、嗅覺等,呼吸肌肉,主要吸氣肌膈肌肋間外肌主要呼氣肌肋間內(nèi)肌腹肌輔助呼吸肌,肺內(nèi)壓和胸腔內(nèi)壓,肺內(nèi)壓肺泡內(nèi)的壓力胸腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)的壓力,《生理學(xué)》第七版,,,

2、胸腔內(nèi)負(fù)壓的作用,保持肺處于擴(kuò)張狀態(tài)使肺跟隨胸廓的運(yùn)動(dòng)而張縮 促進(jìn)血液及淋巴液的回流,肺通氣,吸氣呼吸肌主動(dòng)收縮 胸廓擴(kuò)張 胸內(nèi)負(fù)壓增加 肺擴(kuò)張 肺容積增加 肺內(nèi)壓下降 與大氣壓產(chǎn)生壓力梯度 氣體進(jìn)入肺泡呼氣膈肌、肋間肌松弛 胸廓彈性回縮 胸內(nèi)負(fù)壓減少 肺回縮 肺容量減小 肺內(nèi)壓升高 與大氣壓產(chǎn)生壓力梯度 氣體排出

3、,,,,,,,,,,,,,,,阻力 順應(yīng)性,氣道阻力,彈性阻力+PEEPi,,,氣道阻力,層流阻力來源于氣體之間的相互摩擦Raw＝8ηl/(πr4),湍流阻力來源于氣體之間以及氣體與氣道壁之間的相互摩擦Raw＝vl*摩擦因子/ 4π2r5,層流示意圖,湍流示意圖,氣體分子之間、氣體分子與氣道壁之間的摩擦力,彈性阻力,彈性彈性物質(zhì)在外力作用下變形時(shí)，對(duì)抗變形和彈性回位的傾向平靜呼吸時(shí)，約占總阻力的2/3吸氣時(shí)的阻力，呼氣時(shí)的

4、動(dòng)力,彈性阻力影響因素,1、肺泡表面張力 II型肺泡上皮細(xì)胞 肺泡表面活性物質(zhì) 2、肺彈性回縮力 肺的彈性成分主要存在于肺間質(zhì),,,,順應(yīng)性,物體的易擴(kuò)張性，指單位壓力改變所引起的容積改變計(jì)算公式 C＝ΔV/ΔP彈性阻力的倒數(shù)靜態(tài)順應(yīng)性：氣流阻斷后所測得的順應(yīng)性動(dòng)態(tài)順應(yīng)性：未阻斷氣流所測得的順應(yīng)性,影響順應(yīng)性的因素,彈性阻力增加（順應(yīng)性降低）肺水腫，實(shí)變，纖維化，肺不張

5、氣胸、胸腔積液脊柱側(cè)彎或其他胸壁畸形肥胖、腹脹動(dòng)態(tài)肺充氣,（一）什么是急性呼吸衰竭？,呼吸衰竭定義： 是指各種原因引起的肺通氣和（或）肺換氣功能嚴(yán)重障礙，以致在靜息狀態(tài)下亦不能維持足夠的氣體交換，導(dǎo)致低氧血癥，伴或不伴高碳酸血癥，進(jìn)而引起一系列病理生理改變和相應(yīng)臨床表現(xiàn)的綜合征。急性呼吸衰竭（acute respriatory failure）是在呼吸系統(tǒng)功能失常，引起的氣體交換異常可能危及生命時(shí)發(fā)生的。,急性

6、呼吸衰竭病因,,,,低氧和高碳酸的臨床表現(xiàn),,低氧血癥的發(fā)生機(jī)制,1、吸入氣中氧分壓下降2、呼吸不足3、氧耗增加4、V/Q失調(diào)5、分流6、彌散功能障礙,氧耗量（ml/min）,,,,VA/Q,,分流,,V/Q不匹配及分流增加的常見原因,------上述疾病是造成難治性低氧的最主要原因,肺實(shí)質(zhì)與肺間質(zhì)疾患：肺炎，間質(zhì)性肺疾病（ILD），ARDS，…肺血管疾患：肺栓塞，血管炎，腫瘤，畸形，…心臟疾病：大面積心梗

7、，心源性肺水腫（CPE ），…,彌散功能障礙,肺換氣的形式為彌散影響彌散的因素：氣體分壓差氧療的基礎(chǔ)呼氣末肺泡容積（FRC）、彌散面積和距離通氣/血流（V/Q）氣體的分子量和溶解度,通氣功能障礙,通氣的效率性,死腔（dead space）通氣：未進(jìn)行氣體交換的氣體,總的分鐘通氣量= 肺泡通氣量 + 死腔通氣量,分鐘通氣量、肺泡通氣量和死腔量,分鐘通氣量等于潮氣量乘以呼吸頻率例：病人 f 12次/分，VT 600ml，

8、VD 200ml計(jì)算肺泡通氣量VA,.,VA= VE – VD=（600-200）×12=4800（ml/min）,.,.,.,例：,在上述通氣條件下測得PaCO2 40 mmHg2小時(shí)后出現(xiàn) f 增加至24次/分，但總分鐘通氣量無變化復(fù)查血?dú)馐荆?PaCO2 72 mmHg ？肺泡通氣量的減小,VA= VE – VD= 7200-200×24= 2400（ml/min）,.,.,.,死腔通氣,生理死腔量解

9、剖死腔肺泡死腔量,,,反映通氣效率的指標(biāo),死腔量與潮氣量的比值：VD/VT正常值：0.2~0.4,肺泡通氣的有效性—PaCO2,肺泡通氣公式,（VCO2：CO2產(chǎn)生量）,×,0.863,高碳酸血癥的發(fā)生機(jī)制,VA=（VT -VD）*RRCO2生成增多肺泡通氣量減小死腔量增大,（二）機(jī)械通氣的作用,一種臟器功能支持手段支持對(duì)象：通氣和/或氧合功能障礙的患者支持器械：呼吸機(jī)（ventilator）支持目標(biāo)：恢復(fù)有

10、效通氣并改善氧合支持目的：是為治療原發(fā)病爭取時(shí)間,機(jī)械通氣改善氧合,減少氧耗：降低呼吸功提高吸氧濃度(FiO2)提高呼氣末正壓(PEEP)增加吸氣壓力/VT延長吸氣時(shí)間(TI)肺泡復(fù)張（RM）,心肺交互作用廣義上包含三個(gè)基本概念。1.自主呼吸是一種運(yùn)動(dòng)，可能加重循環(huán)負(fù)荷。2.吸氣在呼氣末容積基礎(chǔ)上增加了肺容積/胸廓擴(kuò)張，產(chǎn)生血流動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。3.自主吸氣使胸腔內(nèi)壓（ITP）下降。,（三）心肺交互作用,1

11、3;胸內(nèi)壓變化對(duì)循環(huán)生理的影響 2· 肺容量變化對(duì)循環(huán)生理的影響 3· 病理生理?xiàng)l件下正壓通氣的肺血管效應(yīng),1. 對(duì)靜脈回流和右心功能的影響,右房壓力（Right atrium pressure, PRA）直接受到胸內(nèi)壓 的影響。 腹腔壓力直接受到膈肌下降的影響 外周靜脈壓受大氣壓的影響,1. 對(duì)靜脈回流和右心功能的影響,吸氣相時(shí)，PRA下降腹腔內(nèi)壓力則因?yàn)殡跫〉南陆?/p>

12、而升高外周靜脈壓在整個(gè)呼吸周期中相對(duì)恒定,1. 對(duì)靜脈回流和右心功能的影響,體靜脈的回流依賴于胸腔外靜脈和右房的壓力差前者是驅(qū)動(dòng)力而后者則是阻力，決定了心輸出量,1. 對(duì)靜脈回流和右心功能的影響,自然呼吸（或真正意義上的負(fù)壓通氣）時(shí)，壓力差增大，利于靜脈回流，右室前負(fù)荷和每搏量都增加 正壓通氣時(shí)，PRA增高導(dǎo)致靜脈回流減少，右室前負(fù)荷和心輸出量也相應(yīng)減少,1. 對(duì)靜脈回流和右心功能的影響,PEEP的應(yīng)用使胸內(nèi)壓在呼吸相時(shí)也不能

13、恢復(fù)至大氣壓，從而使回心血量在整個(gè)呼吸周期均減少，可能使心輸出量下降,2. 對(duì)左心系統(tǒng)的影響,左心室的后負(fù)荷取決于左心室的跨壁壓（transmural pressure，Ptm），即左心室內(nèi)壓力與心室周圍壓力之差， 可以用下述公式表達(dá)： Ptm＝左心室內(nèi)壓力(即外周動(dòng)脈血壓)－心室周圍壓力(Ppl),2. 對(duì)左心系統(tǒng)的影響,在氣道狹窄或小氣道痙攣時(shí)，呼吸肌作功增加，胸內(nèi)負(fù)壓增大，左心室后負(fù)荷顯著增加，易造成左心室功

14、能不全，甚至左心室功能衰竭。機(jī)械通氣可改善胸內(nèi)負(fù)壓的增加，降低左心室后負(fù)荷，從而改善左心室功能。,2. 對(duì)左心系統(tǒng)的影響,正在機(jī)械通氣的左心室功能不全的患者，若過早撤機(jī)，左心室后負(fù)荷增加致左心室功能失代償，使撤機(jī)失敗。,1. 肺容量變化對(duì)右心后負(fù)荷的影響,PVR是右室后負(fù)荷的決定因素PVR直接受到肺容量的影響全肺阻力取決于肺血管兩部分的平衡： 肺泡毛細(xì)血管和肺泡外毛細(xì)血管,1. 肺容量變化對(duì)右心后負(fù)荷的影響,.當(dāng)肺

15、容積超過FRC時(shí)，由于肺泡的膨脹， 肺泡毛細(xì)血管受壓.當(dāng)肺容量從FRC向殘氣量減少時(shí)，可以發(fā)生兩種情況：（一）肺泡外毛細(xì)血管變得扭曲甚至塌陷（二）肺容量很小時(shí)，終末氣道塌陷可能 導(dǎo)致肺泡缺氧，當(dāng)肺泡內(nèi)氧分壓低于60mmHg時(shí)，將發(fā)生低氧導(dǎo)致的肺血管收縮，PVR也將增加，這一點(diǎn)可能更重要。,1. 肺容量變化對(duì)右心后負(fù)荷的影響,正常的心肺系統(tǒng)，接近FRC的通氣而PEEP小于10cmH2O時(shí)，通常不會(huì)發(fā)生具有

16、臨床意義的右室前負(fù)荷的改變。在哮喘、肺梗阻疾病的病人或已經(jīng)有肺動(dòng)脈高壓的患者當(dāng)中，這種情況就會(huì)發(fā)生很大的改變，很小的肺容量的改變將使肺阻力急劇上升，對(duì)血流動(dòng)力學(xué)造成影響。,2. 對(duì)心臟的機(jī)械壓迫,肺容量增加時(shí)，肺將推向心臟、胸壁和膈肌，胸壁向外擴(kuò)張，膈肌下降，心臟、心包甚至冠狀動(dòng)脈都將受到肺的壓迫。肺過度擴(kuò)張時(shí)，心室的充盈受到壓迫，產(chǎn)生類似心包填塞的癥狀。特別關(guān)注肺過度膨脹的病人，應(yīng)用小的潮氣量，這些現(xiàn)象可以避免。,,,,,,,