呼吸力學(xué)

2024年2月14日發(fā)(作者：程漫)

床旁呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè)及其在機(jī)械通氣中的應(yīng)用

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京朝陽醫(yī)院

詹 慶 元

第一節(jié) 呼吸力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史

呼吸力學(xué)（respiratory mechanics 或lung mechanics）是以物理力學(xué)的觀點(diǎn)和方法對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究的一門學(xué)科。

呼吸力學(xué)發(fā)展大致經(jīng)過了以下階段：

一．早期階段（19世紀(jì)～20世紀(jì)初）

1817，James Carson，發(fā)現(xiàn)動(dòng)物肺具有彈性，被認(rèn)為是現(xiàn)代呼吸力學(xué)的開始。

1853，F(xiàn)rans Cornelius Donders，用水銀壓力計(jì)測(cè)定肺彈性所產(chǎn)生的壓力約為7mmHg。

1847，Ludwig，用充水球囊測(cè)定胸內(nèi)壓。

1844，John Hutchison，用肺量計(jì)（spirometer）測(cè)定肺活量和肺容積

上述研究并沒有將壓力和容積聯(lián)系起來對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行描述。之后50年內(nèi)無重大進(jìn)展。

二．基礎(chǔ)階段（20世紀(jì)初～20世紀(jì)50年代）

1915～1925，F(xiàn)ritz Rohrer，首先將復(fù)雜的呼吸運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)單化地以物理學(xué)的壓力－容積的關(guān)系進(jìn)行描述，開創(chuàng)了呼吸力學(xué)研究的新紀(jì)元。但未引起重視。

1941，Arthur Otis等，再次發(fā)現(xiàn)了壓力－容積的關(guān)系，并于戰(zhàn)后公開發(fā)表。

上述兩項(xiàng)研究為呼吸力學(xué)提供了最基本的科學(xué)理論和研究方法。

1925，Alfried Fleisch，PTG（pneumotachorgraph）。

1943，Louis Statham，發(fā)明strain-gauge manometer。

1949，Buytendijk，以食道－氣囊導(dǎo)管間接測(cè)定胸內(nèi)壓。

上述三項(xiàng)技術(shù)為呼吸力學(xué)研究提供了硬件基礎(chǔ)。

1958，Moran Campbell，以食道壓替代跨肺壓重新評(píng)價(jià)壓力－容積曲線的價(jià)值，提出了著名的Campbell 圖（Campbell diagram）。使呼吸力學(xué)的理論進(jìn)一步完善：將吸氣肌和呼氣肌做功分開，將克服彈性阻力和粘滯阻力做功分開，加深了對(duì)動(dòng)態(tài)肺充氣的認(rèn)識(shí)。

三．發(fā)展和應(yīng)用階段（20世紀(jì)50年代～至今）

隨著微處理技術(shù)和高靈敏傳感器的應(yīng)用，呼吸力學(xué)從實(shí)驗(yàn)室走向臨床，呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè)儀商品化。

呼吸力學(xué)的發(fā)展與機(jī)械通氣發(fā)展相互促進(jìn)，二者密不可分，呼吸機(jī)自身的呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè)功能不斷增強(qiáng)。

學(xué)習(xí)呼吸力學(xué)的意義：

1． 加深對(duì)呼吸生理病理生理的認(rèn)識(shí)：PEEPi與PEEP

2． 合理運(yùn)用機(jī)械通氣的需要:氣道壓過高的處理，ARDS的通氣策略

3． 新型通氣模式研究的需要：ASV，PAV

4． 研制呼吸監(jiān)護(hù)儀和治療儀的需要。

第二節(jié) 呼吸系統(tǒng)的力學(xué)特性

一．阻力

阻力按物理特性可分為彈性阻力、粘性阻力和慣性阻力。按阻力存在部位可分為氣道阻力、肺組織阻力和胸廓阻力等。

1． 粘滯阻力（resistive resistance，R）

R＝8ηl/(πr4)，具有流速和容積依賴性。

（1）氣道粘滯阻力（airway resistive resistance，Raw）

氣體在氣道內(nèi)流動(dòng)所產(chǎn)生的氣流阻力。

吸氣阻力和呼氣阻力有一定的差別，特別是在氣體陷閉較明顯的疾病，如COPD和重癥哮喘。

（2）肺阻力（RL）

氣道阻力和肺組織粘滯阻力之和。正常情況下肺粘滯阻力只占肺阻力很小的一部分，Raw的變化可反映RL的變化。

（3）氣管內(nèi)導(dǎo)管對(duì)阻力的影響

2． 彈性阻力（elastance，E）

與呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性 （compliance，C）有關(guān)，E與C呈倒數(shù)關(guān)系。

順應(yīng)性：?jiǎn)挝粔毫Ω淖兯鸬姆稳莘e改變，即C＝ΔV/ΔP。除與呼吸系彈性有關(guān)外，還與肺容積有關(guān)。

靜態(tài)順應(yīng)性：呼吸周期中氣流暫時(shí)阻斷所測(cè)得的順應(yīng)性，與呼吸系彈性有關(guān)。

動(dòng)態(tài)順應(yīng)性：呼吸周期中氣流暫時(shí)未阻斷所測(cè)得的順應(yīng)性，與呼吸系彈性和氣道阻力及呼吸頻率有關(guān)。

二．肺過度充氣（pulmonary hyperinflation）

正常人呼吸時(shí)，功能殘氣量（functional residual capacity，F(xiàn)RC）是指作用力方向相反的肺和胸廓的彈性回縮力在呼氣末達(dá)到平衡時(shí)殘留在肺及氣道中的氣體量，這時(shí)呼吸肌肉完全放松，呼吸系統(tǒng)的靜態(tài)回縮力為零，肺泡內(nèi)壓與氣道開口處壓力都等于大氣壓，整個(gè)呼吸系統(tǒng)處于“靜息平衡位（resting

equilibrium position）”若肺容積超過在呼氣末FRC，即存在肺過度充氣。肺過度充氣可分為靜態(tài)肺過度充氣（static pulmonary hyperinflation,SPH）和動(dòng)態(tài)肺過度充氣（dynamic pulmonary

hyperinflation,DPH）。SPH是指恒定的外力存在于呼氣相，使呼氣末肺容積大于FRC，如呼氣末正壓（PEEP）可使肺容積在呼吸肌肉完全放松時(shí)的肺容積超過FRC。由于多種原因使得呼氣速度與呼吸周期中的呼氣時(shí)間不匹配，導(dǎo)致呼氣不完全，使得在每一次吸氣開始前肺內(nèi)的氣體并未完全呼出，因此而形成的肺過度充氣稱為DPH，此時(shí)呼吸系統(tǒng)未處于靜息平衡位。導(dǎo)致DPH的原因有很多，如呼氣時(shí)間過短，氣道阻力和呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性較大，分鐘通氣量過大，氣道狹窄或塌陷致呼氣受限等。由于DPH的存在，使呼氣末肺泡內(nèi)殘留的氣體過多，在肺的彈性回縮下導(dǎo)致呼氣末肺泡內(nèi)呈正壓，稱為PEEPi。PEEPi與PEEP共同組成總PEEP（total PEEP），反映了呼氣相肺泡內(nèi)的平均壓。

三． 時(shí)間常數(shù)（time constant，τ）

對(duì)任一呼吸系統(tǒng)，其容積變化?V與壓力變化?P呈指數(shù)函數(shù)的關(guān)系，即氣體在肺內(nèi)的充盈與排空先快后慢，其函數(shù)特征可以用時(shí)間常數(shù)來τ表示：

τ＝RC或VT/F

τ決定氣體在肺內(nèi)的充盈和排空速度，正常為0.4秒。在一個(gè)τ內(nèi)，肺泡充氣至最終容積的63％，2倍τ可充盈95％，3倍τ可充盈100％。由于肺局部病變的影響，使不同肺區(qū)的充盈和排空速度有所不同，充盈和排空速度較快的區(qū)域習(xí)慣上稱之為快肺區(qū)，充盈和排空速度相對(duì)較慢的區(qū)域則稱之為慢肺區(qū)。

在機(jī)械通氣過程中，許多變化過程都遵循指數(shù)函數(shù)的規(guī)律：

肌松狀態(tài)下壓力控制通氣（PCV）時(shí)的吸氣壓力變化；

肌松狀態(tài)下任何模式下的呼氣壓力的變化；

自主呼吸狀態(tài)下被動(dòng)呼氣時(shí)的壓力變化。

第三節(jié) 呼吸力學(xué)原始指標(biāo)測(cè)量的原理和方法

壓力（pressure）、流速（flow）和容積（volume）是呼吸力學(xué)監(jiān)測(cè)的三要素：容積的變化由壓差驅(qū)動(dòng)所致，通過流速的變化來反映，而其他呼吸力學(xué)指標(biāo)可以通過這三類原始指標(biāo)進(jìn)行推算。

一． 壓力

傳統(tǒng)采用氣體或液體壓力傳感器，目前多采用電－機(jī)械壓力傳感器，即利用一對(duì)壓力變化非常敏感的膈膜感受壓力變化后，產(chǎn)生與壓力變化成比例的電或磁變化，最終轉(zhuǎn)化為電－數(shù)字信號(hào)并與參考數(shù)據(jù)比較后顯示出實(shí)際的壓力變化。

壓力測(cè)量的準(zhǔn)確性與除壓力傳感器的頻率反應(yīng)和反應(yīng)時(shí)間有關(guān)外，還與壓力傳導(dǎo)介質(zhì)、壓力傳導(dǎo)管的順應(yīng)性和通暢等有關(guān)。應(yīng)定期定標(biāo)。

二． 流速

流量描記儀（pneumotachorgraph）或流速儀〔flowmeter〕的種類

（一） 壓力式流速儀

測(cè)定原理：伯努利方程

F＝ΔPπR4/( 8ηl)

此種流速儀含有一個(gè)阻力元件（resistor），能對(duì)氣流施加一個(gè)恒定的阻力，如果保持氣流處于層流狀態(tài)，則通過阻力器的壓力差與流速成正比。

1． 層流的建立

減少引起湍流的因素即或可獲得相對(duì)穩(wěn)定的層流：高流速，管腔不規(guī)則，橫斷面的突然變化。為此，應(yīng)使流速儀管徑較大，管道內(nèi)襯面保持光滑及過渡的錐形管道盡量長，使氣流有一個(gè)較長的入口距離從而建立起層流狀態(tài)。理想的管道其長度就是其寬度的5倍，內(nèi)徑與流速儀內(nèi)徑相當(dāng)。雙向測(cè)定要求這些管道置于PTG兩側(cè)。上述延長氣體通道的方法使插管和Y接頭之間的死腔通氣增加?？趶捷^大的流速儀能精確測(cè)量高流速的氣體，但對(duì)低速敏感性差，并使死腔增加。在保證層流的前提條件下，應(yīng)選用最小的流速儀。

2． 保持恒定的阻力

根據(jù)伯努利方程可知，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，l常恒定，而r常 因水蒸氣的凝結(jié)而受或多或少的影響。為了減少這種影響，可使 PTG的溫度與體溫相當(dāng)（BTPS）。η受氣體氣份，濕度及溫度的影響。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需對(duì)這些因素進(jìn)行較正。

3． 流速補(bǔ)償

對(duì)超過設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的流速進(jìn)行校正?？煞譃殡娮邮胶蜋C(jī)械式兩種較正方式。

壓力式流速儀的類型

Fleisch PTG：阻力元件為毛細(xì)管，長期應(yīng)用會(huì)阻塞，一般不用于機(jī)械通氣。為流速測(cè)量的金標(biāo)準(zhǔn)。

金屬網(wǎng)式（Screen-type）PTG：死腔下降，頻率反應(yīng)增加，也可阻塞。

賁口式（Orifice）PTG：以克服上述兩種流速儀中冷凝水對(duì)測(cè)量的影響?？煞譃閮煞N：

固定口式：產(chǎn)生渦流，壓力與流速呈非線性關(guān)系

可變口式：渦流產(chǎn)生減少

（二）非壓力式流速儀

1．渦輪式（turbine）

基于“風(fēng)車”原理。氣流通過帶動(dòng)與測(cè)定儀相連的渦輪而得到測(cè)定。優(yōu)點(diǎn)是輕便、價(jià)廉、但不夠精確。新式的流速儀可將渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，而無需將渦樺與測(cè)定儀進(jìn)行物理連接，從而提高了精度。

2． 渦流式（votex shedding）

通過支架（strut）使層流變?yōu)橥牧?，湍流使空氣產(chǎn)生渦流。與管道垂直并管道后的信號(hào)由一個(gè)傳感器接受。渦流引起的超聲速的變化而產(chǎn)生的電脈沖的數(shù)量與流速成比例。因?yàn)榇隧?xiàng)技高依賴于湍流的產(chǎn)生，故對(duì)低流速不敏感。但流速過度渦流趨于融合而使計(jì)數(shù)偏低。使死腔增加較少，但對(duì)氣體成份的變化相對(duì)不敏感。另外，水蒸氣在傳感 器式支架上的凝結(jié)可影響測(cè)定結(jié)果。

3． 非渦流式超聲流速儀：超聲束與氣流方式平行，超聲束傳導(dǎo)速度的變化反映出氣體流速的不同，這種流速儀可雙向測(cè)定，不受氣體凝結(jié)及粘度的影響。

4． 熱金屬絲型流速儀：將一很的加熱金屬絲放置在氣流之中，使金屬絲的溫度保持恒定所需的額外電流與氣體流速成比例。其測(cè)量精度受室內(nèi)、海拔高度、濕度、氣體密度及湍流的影響。

常用呼吸機(jī)或監(jiān)測(cè)儀的流速儀類型及其靈敏度

呼吸機(jī)或

監(jiān) 測(cè) 儀 NPB7200 Servo300 Drager Evita Hamilton Veolar Bicore CP-100

流速儀類型 熱金屬絲 金屬網(wǎng) 熱金屬絲 可變賁口 可變賁口

精 度 ±20% ±6% ±10% ±3% ±3%

三． 容積

包括絕對(duì)測(cè)量（如FRC，VD）和相對(duì)測(cè)量（如VT），目前尚無測(cè)定機(jī)械通氣患者絕對(duì)肺氣容積的常規(guī)方法。

（一） 肺量計(jì)(spirometer)

（二） 計(jì)算流量對(duì)時(shí)間的積分，最常用。

（三） 呼吸電抗體描法（respiratory inductive plethysmogrophy，RIP）：將一內(nèi)置有電子線圈的彈性寬帶縛于胸部和腹部，通過線圈的電流頻率隨著胸部和腹體積的變化而變化，據(jù)此可反映胸腔容積的變化。這種方法有一定的應(yīng)用價(jià)值，但屬非定量測(cè)量，欠準(zhǔn)確，與肺量計(jì)的誤差為±10％。

（四） 通過一個(gè)單向閥，使患者進(jìn)行8－10個(gè)潮氣量的連續(xù)呼吸，可用于測(cè)定補(bǔ)呼氣容積（ERV）和補(bǔ)吸氣量（IC）。使用之前必須予以較高濃度的氧氣，對(duì)危重患者不宜。

（五） 強(qiáng)迫振蕩法（forced oscillation technique）

（六） 氣體稀釋法：可進(jìn)行絕對(duì)測(cè)量，但臨床操作不方便，主要用于科研。

第四節(jié) 機(jī)械通氣時(shí)呼吸力學(xué)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)及其臨床應(yīng)用

機(jī)械通氣的主要目的是通過提供一定的驅(qū)動(dòng)壓以克服呼吸系統(tǒng)的阻力和呼吸機(jī)管路的阻力，把一定潮氣量的氣源按一定頻率送入肺內(nèi)。這種壓力和容積變化的關(guān)系可以從力學(xué)的角度進(jìn)行描述，以運(yùn)動(dòng)方程（equation of motion）可表達(dá)為：

P＝PEEPi＋VT/Crs+F×R+I×dV/dt

其中P為驅(qū)動(dòng)壓力，PEEPi為內(nèi)源性呼氣末正壓，VT為潮氣量，Crs為呼吸順應(yīng)性，R為粘滯阻力，F(xiàn)為流速，I為慣性阻力，dV/dt為加速度。

運(yùn)動(dòng)方程是整個(gè)呼吸力學(xué)研究的基礎(chǔ)。在獲得上述壓力、流速和容積三要素后就可以推算出反映呼吸系統(tǒng)彈性特性和流量－阻力特性的指標(biāo)，包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)順應(yīng)性以及呼吸系阻力。

（一） 呼吸力學(xué)研究的機(jī)械模型（lung model）

呼吸力學(xué)指標(biāo)的監(jiān)測(cè)是建立在將整個(gè)呼吸系統(tǒng)假設(shè)為某種力學(xué)模型的基礎(chǔ)之上，之后通過測(cè)定某此原始測(cè)量指標(biāo)而對(duì)其他呼吸力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行推算，因而模型不同，推算方法也不同。一個(gè)好的模型，應(yīng)該是既簡(jiǎn)單，又能真實(shí)地反應(yīng)當(dāng)時(shí)病人復(fù)雜的呼吸力學(xué)狀，以便于監(jiān)測(cè)，且結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

1. 線性單室模型（linear one compartment model）

該模型假定整個(gè)呼吸系統(tǒng)為單一氣道與一代表所有肺泡和胸壁的彈性氣囊相連，氣道阻力與呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性在任何流速和容積時(shí)為一恒定值，各肺區(qū)的時(shí)間常數(shù)（time constant, TC=R*C）相同，即各肺區(qū)充氣和排空速度相同。這種模型適用于健康人和限制性肺疾病，但不適用于阻塞性肺疾病。

2．線性雙室模型（linear two compartment model）

該模型假定整個(gè)呼吸系統(tǒng)為兩個(gè)氣道分別與兩個(gè)彈性氣囊相連，各氣道和氣囊分別具有不同的阻力和順應(yīng)性，具有兩個(gè)不同的時(shí)間常數(shù)，即各肺區(qū)充氣和排空速度不相同，有快肺區(qū)與慢肺區(qū)之分。這種模型適用于COPD、ARDS、單側(cè)肺和主支氣管狹窄等。

3．非線性單室模型（nonlinear one compartment model）

該模型假定整個(gè)呼吸系統(tǒng)為單一氣道與一彈性氣囊相連，但氣道阻力和順應(yīng)性隨著流速和容積的變化而變化。這種模型適用于ARDS和肺纖維化。

目前最常用的模型為線性單室模型，應(yīng)用這種方法推算的結(jié)果反映了整個(gè)呼吸系統(tǒng)“平均”的呼吸力學(xué)狀況，與實(shí)際情況或多或少有些差別。對(duì)于病變分布不均者，如嚴(yán)重的COPD和ARDS以及單側(cè)肺和主支氣管，在解釋結(jié)果時(shí)需特別注意。

一．壓力

（一）氣道壓

1．氣道峰壓（peak dynamic pressure，PD）

用于克服胸肺粘滯阻力和彈性阻力。與吸氣流速、潮氣量、氣道阻力、胸肺順應(yīng)性和呼氣末正壓（PEEP）有關(guān)。

2． 平臺(tái)壓（peak static pressure或plateau pressure, PS）

用于克服胸肺彈性阻力。與潮氣量、胸肺順應(yīng)性和呼氣末正壓有關(guān)。若吸入氣體在體內(nèi)有足夠的平衡時(shí)間，可代表肺泡壓。

3． 氣道平均壓（mean airway pressure, Pmean）

為數(shù)個(gè)周期中氣道壓的平均值。 與影響PD的因素及吸氣時(shí)間長短有關(guān)。Pmean的大小直接與對(duì)心血管系統(tǒng)的影響有關(guān)。

4． 呼氣末正壓（positive end-expiratory pressure，PEEP）

5． 內(nèi)源性呼氣末正壓（PEEPi）

（1）PEEPi產(chǎn)生的機(jī)制

PEEPi產(chǎn)生的機(jī)制與決定呼氣末肺容積及肺排空的許多因素有關(guān),可用“等壓點(diǎn)學(xué)說”（equal pressure

point）來解釋。在呼氣過程中，肺泡端為上游氣道，口腔端為下游氣道；從上游氣道到下游氣道壓力逐漸下降，其中必有一點(diǎn)氣道內(nèi)外壓力相等，為等壓點(diǎn)。由于呼氣阻力增加、順應(yīng)性增加及肺實(shí)質(zhì)的破壞，在用力呼氣時(shí)等壓點(diǎn)上移較快，在呼氣早期小氣道便發(fā)生動(dòng)態(tài)陷閉。小氣道的動(dòng)態(tài)陷閉使呼氣阻力進(jìn)一步增加及呼氣流速進(jìn)一步降低，從而發(fā)生氣流受限。當(dāng)陷閉部位出現(xiàn)閉塞時(shí)，就會(huì)形成真正的“氣體閉陷”（air trapping），這時(shí)即使增加呼氣力量，也只能增加肺泡內(nèi)壓，而不能增加呼氣流速。雖然這種情況常常發(fā)生于主動(dòng)呼氣過程，但如果存在嚴(yán)重的DPH，呼氣末胸膜腔內(nèi)壓明顯高于氣道壓，被動(dòng)呼氣也可出現(xiàn)小氣道陷閉及呼氣氣流受限。呼氣氣流受限造成了呼氣末肺泡內(nèi)壓高于大氣壓，導(dǎo)致PEEPi的產(chǎn)生。

（2）PEEPi產(chǎn)生的原因

呼氣阻力增加。呼氣阻力包括呼吸道對(duì)氣流的阻力，聲門狹窄和機(jī)械通氣時(shí)氣管插管、通氣管道、呼氣閥所增加的阻力。

呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性增高

呼氣時(shí)間不足

呼氣氣流受限

分鐘通氣量較大

呼氣肌的作用

（3）監(jiān)測(cè)方法

1) 臨床觀察 ①胸圍增大；②患者呼吸費(fèi)力；③心血管功能惡化，肺毛細(xì)血管嵌頓壓增高而難以用循環(huán)系統(tǒng)疾病來解釋；④通氣效果下降；⑤呼氣末有持續(xù)呼氣氣流，呼氣的最后部分突然被吸氣中斷；⑥壓力控制通氣時(shí)潮氣量或每分通氣量下降；⑦不能用呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性下降解釋的平臺(tái)壓升高；⑧容量控制通氣時(shí)氣道壓力升高。

2) 呼氣末氣道阻斷法（End-Expiratory Airway Occlusion, EEAO）

該方法所測(cè)得的是全肺的PEEPi平均值，為PEEP,st，它反映呼氣末整個(gè)呼吸系統(tǒng)的靜態(tài)彈性回縮力。

3) 同步記錄氣道口壓力與流速法

間接測(cè)量PEEPi的方法。

4) 間斷氣道阻斷法

在被動(dòng)呼氣過程中間斷阻斷氣道，以測(cè)定不同肺容積時(shí)氣道的平臺(tái)壓，當(dāng)呼出的氣體量等于吸入潮氣量時(shí)的氣道平臺(tái)壓即為PEEPi,st。

5) 食道球囊法

為一種有自主呼吸時(shí)測(cè)定PEEPi的方法，食道壓反映胸內(nèi)壓，同時(shí)受肺容積、胸壁順應(yīng)性、呼氣肌肉

收縮、食道球囊位置和心臟跳動(dòng)的影響。

6) Mueller動(dòng)作法

為有自主呼吸患者PEEPi,st的測(cè)定方法。同時(shí)監(jiān)測(cè)氣道壓和食道壓，在呼氣末阻斷吸氣閥，讓患者用力吸氣，阻斷至少2秒后釋放。吸氣肌肉產(chǎn)生的最大壓力（Inspiratory Muscle Strength，Pmus）一部分克服呼氣末呼吸系統(tǒng)總的彈性回縮壓（Respiratory System Recoil Pressure，Prs），另一部分產(chǎn)生氣道最大吸氣壓 （Maximum Inspiratory Pressure，MIP）；因此可獲得公式Pmus=Prs+MIP。在阻斷過程中胸內(nèi)壓的最大變化（Maximum Pleural Pressure，Pplmax）就反映了Pmus的大小，呼氣末總的呼吸系統(tǒng)彈性回縮壓就是PEEPi；所以上面的公式可換算為Pplmax=PEEPi+MIP 。最后得出PEEPi的計(jì)算公式：PEEPi= Pplmax - MIP。

（4）PEEPi對(duì)機(jī)體的影響及其的臨床意義

1） 增加呼吸功

呼吸功增加的機(jī)制為：①自主呼吸時(shí)，只有在肺泡內(nèi)壓低于氣道開口處壓力時(shí)吸氣氣流才可出現(xiàn)。在正常情況下，只要胸腔內(nèi)壓稍微下降即可產(chǎn)生吸氣氣流；但存在PEEPi時(shí)，患者必須首先產(chǎn)生足夠的壓力克服PEEPi才能產(chǎn)生吸氣氣流，胸腔內(nèi)壓下降量程加大，呼吸系統(tǒng)所需做功增加；②肺處于DPH時(shí)，肺順應(yīng)性降低，其壓力-容積曲線趨于平坦，導(dǎo)致在呼吸相同容量氣體時(shí)需要更大的壓力變化；③過度伸展的呼吸肌處于長度-張力曲線的不利位置，使收縮舒張不利；④過度擴(kuò)張的胸廓也處于長度-張力曲線的平坦部分，使胸廓擴(kuò)張更為困難。近來的研究表明呼吸機(jī)依賴的COPD患者，為克服PEEPi所做的功平均占整個(gè)呼吸功的40%。同時(shí)，由于呼吸功增加使機(jī)械通氣患者撤機(jī)延遲。

2） 增加肺損傷的危險(xiǎn)性

容量控制通氣時(shí)潮氣量恒定，由于存在PEEPi，肺過度擴(kuò)張，易致肺損傷，尤其在時(shí)間常數(shù)大的肺泡更易發(fā)生。然而至今為止還沒有肺損傷與PEEPi直接關(guān)系的研究。高水平的DPH和PEEPi使通氣基線移向肺壓力-容積曲線的高平臺(tái)部分，因此肺泡有過度擴(kuò)張和破裂的危險(xiǎn)，而PEEPi降低時(shí)峰壓和平臺(tái)壓降低。

3） 對(duì)肺通氣的影響

PEEPi存在時(shí)，只有吸氣壓力超過PEEPi才能出現(xiàn)吸氣氣流，容易導(dǎo)致呼吸肌疲勞，同時(shí)潮氣量、肺泡通氣量降低。有研究表明，COPD患者的DPH可能在引起慢性肺通氣量不足中起一定作用，隨著PEEPi的增加，PaCO2增加。壓力控制通氣時(shí)呼吸機(jī)提供一定的壓力，由于PEEPi的存在，有效吸氣驅(qū)動(dòng)壓減小，潮氣量減少，每分通氣量不足，可導(dǎo)致高碳酸血癥。另一方面，PEEPi的區(qū)域差異可導(dǎo)致通氣分布不均，引起通氣血流比例失調(diào)，對(duì)氣體交換有一定影響。

4） 對(duì)氣體交換的影響

正常人各肺區(qū)之間便存在時(shí)間常數(shù)的不一致，COPD患者中各肺區(qū)之間時(shí)間常數(shù)的差別更大。因此在機(jī)械通氣時(shí)，不同肺區(qū)不同水平PEEPi 的存在可引起通氣的更不平衡分布，從而導(dǎo)致通氣血流比例失調(diào)，對(duì)氣體交換造成一定的影響。

5） 對(duì)臨床所測(cè)呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性的影響

常規(guī)測(cè)量呼吸系統(tǒng)靜態(tài)順應(yīng)性（Cst）是根據(jù)潮氣量（Tidal Volume，VT）與平臺(tái)壓（Pplat）來計(jì)算的，Cst =VT/（Pplat- PEEPe）；PEEPi的存在使通氣的驅(qū)動(dòng)壓減小，校正后的公式為Cst =VT/（Pplat-

PEEPi）。如果PEEPi未從平臺(tái)壓中減去，所測(cè)順應(yīng)性減小。有人認(rèn)為，若沒有考慮到PEEPi，正確的順應(yīng)性在COPD患者中可低估100%。需要強(qiáng)調(diào)的是，目前應(yīng)用的大多數(shù)呼吸機(jī)所計(jì)算的呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性沒有把PEEPi考慮進(jìn)去，因此得出的結(jié)果往往與實(shí)際有很大出入。

6） 對(duì)循環(huán)系統(tǒng)的影響

由于PEEPi的存在，肺容積及胸腔內(nèi)壓增高對(duì)循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生抑制作用。PEEPi影響循環(huán)系統(tǒng)的機(jī)制是：①靜脈回流減少。 一般認(rèn)為由于肺容積增加、胸內(nèi)壓升高而使腔靜脈壓及右房壓升高，所以降低了靜脈回流的梯度。但也有人提出不同的觀點(diǎn)，認(rèn)為吸氣時(shí)由于要克服PEEPi需產(chǎn)生相對(duì)于呼氣相較大的負(fù)壓，胸內(nèi)壓和右房壓下降幅度增加，因此增加了靜脈回流的梯度。②右室功能降低。PEEPi使肺

血管阻力和肺毛細(xì)血管嵌頓壓增加，右室后負(fù)荷升高；胸內(nèi)壓升高，導(dǎo)致右室舒張功能障礙，所有這些都造成了右心功能的下降。③左室功能下降。其機(jī)制為：肺容積、胸內(nèi)壓的增加使左室舒張受限；肺內(nèi)壓高于正常，使肺血管阻力增加，左房回流減少，左室充盈減少，心排血量下降，血壓下降；由于右室前負(fù)荷增加，室間隔左移，影響左室功能。PEEPi可降低心排血量，而降低PEEPi可增加心排血量。④高水平的DPH和PEEPi可引起嚴(yán)重的心律失常、電-機(jī)械分離、心跳驟停。這種心跳驟停對(duì)心肺復(fù)蘇無反應(yīng)，可通過降低DPH和PEEPi而恢復(fù)。PEEPi對(duì)病情的判斷也有一定的影響，高的灌注壓力加心排血量降低、低血壓可錯(cuò)誤地診斷為左心衰。呼氣末肺容積的增加也導(dǎo)致對(duì)一些血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的解釋出現(xiàn)錯(cuò)誤，如對(duì)肺毛細(xì)血管嵌頓壓的過高估計(jì)，使得在血容量不足的情況下進(jìn)一步減少輸入液體量。

（4）PEEPi的臨床應(yīng)用

1） 減少PEEPi

在COPD和支氣管哮喘等具有呼氣受限的疾病，應(yīng)盡量減少PEEPi以避免相關(guān)并發(fā)癥。具體的方法包括：通過抗炎和解痙等治療以減小氣道阻力，合理調(diào)節(jié)呼吸頻率、吸呼比和分鐘通氣量等呼吸參數(shù)以延長呼氣時(shí)間，在一定范圍內(nèi)減少分鐘通氣量，加用一定水平的PEEP以減少吸氣功耗。

2） 增加PEEPi

對(duì)于ARDS和肺間質(zhì)纖維化的患者，其氣道阻力小，順應(yīng)性差，功能殘氣量小，能有效參與氣體交換的肺泡面積小，通過延長吸氣時(shí)間甚至反比通氣，可誘發(fā)一定水平的PEEPi，從而可以使部分萎陷肺泡重新復(fù)張和能參與氣體交換的肺泡面積增加，有利于改善氧合。

（二）胸內(nèi)壓（Ppl）/食道壓（Pes）

1．胸內(nèi)壓與食道壓的關(guān)系

胸內(nèi)食管壁順應(yīng)性較好，食道內(nèi)壓能較好地反映胸內(nèi)壓，雖然絕對(duì)值有一定的差別，但兩者的變化幅度和趨勢(shì)一致（Δpes/ΔPpl=1），故臨床常用食道壓替代胸內(nèi)壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀察。

2．測(cè)量方法

通常采用食道氣囊法測(cè)定食道壓。

3．影響測(cè)定食道壓的因素

（1）影響胸內(nèi)壓的因素

重力作用：靜水壓和縱隔及心臟重量的壓迫所致，從肺尖到肺底的胸內(nèi)壓力分布不均，要求測(cè)量體位和測(cè)置前后一致。

（2）食道測(cè)壓管因素

氣囊的構(gòu)造和大?。篖ATEX，5－10cm長，0.1mm厚

導(dǎo)管的構(gòu)造和大?。壕垡蚁?，100cm，ID1-1.7mm，螺旋形排列的小孔由氣囊包裹。

充氣量：充氣量越少，對(duì)肺的變形作用越小，測(cè)量越精確。一般為0.5ml。

氣囊位置：

自主呼吸：Mueller或Valsalva法

正壓通氣：阻斷法。食道和氣道壓力變化幅度一致為合適位置。

壓力傳導(dǎo)介質(zhì)：由于靜水壓的作用，液體介質(zhì)難于獲得絕對(duì)值。

（3）其他因素

食道變形：體位變化時(shí)可使食道變形，影響壓力傳遞。

食道肌肉收縮：表現(xiàn)為ΔPes/ΔPpl↓

心臟跳動(dòng)產(chǎn)生的偽影

4．臨床應(yīng)用

（1） 反映胸內(nèi)壓：使胸壁與肺力學(xué)性質(zhì)分開描述

（2） 自主呼吸努力：計(jì)算病人呼吸做功

（3） 對(duì)PCWP的影響

（4） 計(jì)算跨膈壓

附：呼吸力學(xué)儀監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)易操作規(guī)程

（三）腹腔壓（Pab）/胃內(nèi)壓（Pga）監(jiān)測(cè)。

（四）有關(guān)壓差的一些概念

1． 跨胸壁壓＝Paw－Patm：與胸壁順應(yīng)性有關(guān)

2． 跨胸壓＝Ppl－Patm：與胸肺順應(yīng)性有關(guān)

3． 跨氣道壁壓＝Paw－Ppl

4． 跨膈壓＝Pga－Ppl：反映膈肌肌力大小

5． 跨肺壓＝Pal－Ppl：與肺順應(yīng)性有關(guān)

二．流速（F）

1． 吸氣峰流速（PIFR）

2． 呼氣峰流速（PEFR）

3． 平均吸氣流速（VT/TI）：反映呼吸中樞驅(qū)動(dòng)力。

三．容積（V）

1． 潮氣量（VT），肺活量（VC），第一秒時(shí)間肺活量（FEV1.0）

2． 分鐘通氣量（VE）

3． 補(bǔ)呼氣容積（ERV）

4． 功能殘氣量（FRC）

5． 呼氣末肺容積（EELV）

四．阻力和順應(yīng)性的測(cè)定

1． 吸氣相阻末阻斷法或恒流法（end-inspiratory occlusion method, constant flow method）FIG－4－1，2

在吸氣末阻斷氣流，使氣道壓維持在平臺(tái)壓（平臺(tái)的出現(xiàn)，表明呼吸肌由于屏氣抑制了黑－白反射而松弛），此時(shí)的壓力反映了呼吸系統(tǒng)彈性回縮壓。吸氣末阻斷法要求呼吸機(jī)參數(shù)保持前后一致，并且為流速恒定，呼吸肌放松，有一定的平衡時(shí)間（4秒），對(duì)自主呼吸較強(qiáng)和非恒流的情況不適用。

在采用吸氣末阻斷后，峰壓迅速下降至較低的P1，之后P1逐漸下降，3－5秒后達(dá)到平臺(tái)壓Ps。

（1）粘性阻力

Rmin=(PD-P1)/F（RR→+∝）

Rmax=(PD-Ps)/F（RR＝0）

兩種阻力大小不同的原因在于各肺區(qū)時(shí)間常數(shù)不一致所致的氣體的再分布（pendelluft）和呼吸系統(tǒng)本身存在的應(yīng)力適應(yīng)（stress adaptation）。Rmin實(shí)為真正的氣道阻力，而Rmax還包含了肺組織的粘性阻力，二者的差別反映了呼吸系統(tǒng)的粘滯－彈性特性。

（2）順應(yīng)性

總靜態(tài)順應(yīng)性（Cst）=VT/(Ps-PEEP-PEEPi)

肺靜態(tài)順應(yīng)性（Clst）= VT/(Ps-Ppl-PEEP-PEEPi)

胸壁順應(yīng)性（Cchest）=Cst-Clst

總動(dòng)態(tài)順應(yīng)性（Cdyn）=VT/(PD-PEEP－PEEPi)

有效順應(yīng)性（Ceff）＝VT/ PD（與R，C及氣管插管的阻力有關(guān)）。

2． 呼氣相間隙阻斷法

在呼氣相短暫（0.1－0.2秒）間隙阻斷呼氣氣流，使肺泡和氣道內(nèi)壓可迅速達(dá)到平衡而出現(xiàn)平臺(tái)壓。該平臺(tái)壓既代表了呼吸系統(tǒng)的彈性回縮壓，同時(shí)也代表了克服呼出氣流阻力的壓力，并產(chǎn)生相應(yīng)的流速變化。通過記錄每次阻斷的平臺(tái)壓與阻斷前的流速以及相應(yīng)的容量變化，就能推算出呼氣相阻力和

呼氣相順應(yīng)性。

傳統(tǒng)測(cè)定阻力和順應(yīng)性的阻斷法要求完全消除自主呼吸的影響。但在在多數(shù)情況下，病人都保留有一定程度的自主呼吸，因而在測(cè)量這些指標(biāo)時(shí)需要使用鎮(zhèn)靜和肌松劑以抑制自主呼吸。但這種做法在臨床應(yīng)用不方便，并且在被動(dòng)呼吸時(shí)測(cè)量的數(shù)據(jù)不能完全等同和應(yīng)用于自主呼吸。此外，對(duì)于非常重要的判斷自主呼吸活動(dòng)的指標(biāo)也難以獲得。為了克服傳統(tǒng)方法的不足，近年來出現(xiàn)了一些新的測(cè)定方法。這些方法最大的優(yōu)點(diǎn)在于既可用于被動(dòng)呼吸，也可用于自主呼吸。

3． 最小平方匹配法（least square fitting，LSF）

以運(yùn)動(dòng)方程為基礎(chǔ)，計(jì)算出多組R，C，PEEPi后，采用多元線性回歸的方法，從中找出特定R，C 和PEEPi后計(jì)算出氣道壓，該氣道壓應(yīng)與實(shí)測(cè)氣道壓盡可能接近（平方最?。?。適用于自主呼吸較強(qiáng)和非恒流的情況，無需氣流阻斷，并且可持續(xù)監(jiān)測(cè)。對(duì)呼吸系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)較短的疾病，如ARDS較適用，但對(duì)COPD等伴有氣道阻塞的疾病則欠準(zhǔn)確。

4．強(qiáng)迫振蕩法（FOT）：關(guān)鍵問題是對(duì)氣管插管的影響進(jìn)行校正。

五．時(shí)間常數(shù)

（一）測(cè)定方法

1． 經(jīng)典方法

通過測(cè)定呼吸系統(tǒng)的阻力和順應(yīng)性直接計(jì)算時(shí)間常數(shù)。

存在的問題：

只適用于單室模型，對(duì)于COPD，不同肺區(qū)具有不同的時(shí)間常數(shù)，并且由于氣道塌陷，吸氣相和呼氣相的呼吸力學(xué)是不同的。通常吸氣相的時(shí)間常數(shù)低于呼氣相。

未將呼吸機(jī)管路的阻力計(jì)算在內(nèi)，往往低估了實(shí)際的時(shí)間常數(shù)。

不能對(duì)每一次的呼吸周期進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。

2． 通過計(jì)算流速－容積曲線的斜率6－1，2，3

可通過肉眼或直線回歸進(jìn)行判斷。

3． 其他簡(jiǎn)化方法

（1） TC＝VT/PEFR

該方法適用于線性單室模型，不存在動(dòng)態(tài)肺充氣，且肌肉放松時(shí)。

（2） TC75％VT＝VT75％/EFR75％

對(duì)于COPD，在其流速－容積曲線呼吸相支往往能見到一個(gè)明顯的拐點(diǎn)，其位置多位于呼出25％的呼氣潮氣量時(shí)。拐點(diǎn)之前為快肺區(qū)的氣體排空，之后為慢肺區(qū)的氣體排空，因而拐點(diǎn)之后的曲線的斜率更能代表COPD的呼吸力學(xué)特點(diǎn)。

六．呼吸功（work of breathing，WOB）

（一）概念：為克服呼吸系統(tǒng)阻力（主要包括彈性阻力和粘滯阻力）和呼吸機(jī)管路阻力而由呼吸機(jī)和/或病人所做的機(jī)械功。

總呼吸功（Wtot）：病人和呼吸機(jī)所做的功之和。

病人呼吸功（Wpat）:在自主呼吸中測(cè)得的病人所做的功。

呼吸機(jī)呼吸功（Wven）：機(jī)械通氣時(shí)呼吸機(jī)所做的功。

附加功（Wimp）：克服呼吸機(jī)管路和氣管插管所做的功。

生理功（Wphy）：克服呼吸系統(tǒng)阻力所做的功。

彈性呼吸功（Wela）：克服呼吸系統(tǒng)彈性阻力所做的功。

粘性阻力呼吸功（Wres）：克服呼吸道粘滯阻力所做的功。

其中，Wtot＝Wpat＋Wven＝Wimp＋Wphy

（二）測(cè)定方法

計(jì)算公式

WOBp=(PEE－POES)dV+2*CCW/VT

其中PEE為呼氣末食道壓，POES為每一次呼吸開始的食道壓，CCW為胸壁順應(yīng)性（假定為0.2L/cmH2O）

（三）呼吸功的單位：J/min和J/L

J/min：每一次呼吸的呼吸功×呼吸頻率。正常值為3.9 J/min。

J/L：(J/min)/MV，個(gè)體越大，其值越大，并與呼吸阻力成正相關(guān)。正常值為0.47 J/L。

（四）監(jiān)測(cè)呼吸功的意義

1． 選擇通氣模式

2． 調(diào)節(jié)呼吸支持水平

3． 指導(dǎo)撤機(jī)：<0.75J/L脫機(jī)多能成功。

4． 評(píng)價(jià)呼吸機(jī)管路對(duì)呼吸功的影響。

5． 定量評(píng)價(jià)人機(jī)協(xié)調(diào)性。

（五）注意事項(xiàng)

1． 食道壓的準(zhǔn)確性

2． 胸壁順應(yīng)性：呼吸肌必須放松

3． 肺氣容積和氣道口測(cè)定容積的不一致性

4． 胸腹部的變形：如腹脹和人機(jī)對(duì)抗時(shí)，呼吸肌未完全放松

5． 其他未考慮的呼吸功的組成部分

總之，影響呼吸功的因素很多，必須保持其可比性，并作動(dòng)態(tài)觀察和比較。

七．壓力－時(shí)間乘積（pressure-time product，PTP）

（一）概念

PTP＝肌肉收縮時(shí)間×肌肉產(chǎn)生的壓力變化

真實(shí)地反映了呼吸肌的努力（特別是在氣道狹窄，阻塞時(shí)），與呼吸氧耗的相關(guān)性比呼吸功更好。

（二）計(jì)算方法：通過Pes曲線，壓力為平均吸氣壓，時(shí)間必須從吸氣努力開始起計(jì)算（而不是從流速為0開始計(jì)算）。

PTP＝{（POEE-PES）+（Vol/CCW）}dt/tmin

POEE終末食道壓，PES 取樣時(shí)的食道壓，dt取樣時(shí)間，tmin每分鐘呼吸時(shí)間， Vol當(dāng)時(shí)潮氣量，CCW為胸壁順應(yīng)性（假定為0.2cmH2O）。

（三）臨床應(yīng)用

正常值為200－300cmH2Os/min。臨床應(yīng)用與WOB相同，但更敏感，特別是在自主呼吸較弱或伴有明顯氣道阻塞時(shí)。

八．呼吸動(dòng)力

（一）中樞驅(qū)動(dòng)力

過度增高提示呼吸系統(tǒng)處于應(yīng)激狀態(tài)、呼吸肌功能障礙或疲勞，需依靠呼吸中樞加大發(fā)放沖動(dòng)來促進(jìn)呼吸肌收縮。

1． 吸氣0.1秒末閉合氣道壓（P0.1）

在功能殘氣位阻斷氣道后，吸氣肌產(chǎn)生的負(fù)壓在吸氣開始后的短時(shí)間內(nèi)（如0.1秒）與呼吸阻力無關(guān)（由膈肌肌電圖和膈神經(jīng)的收縮活動(dòng)顯示），無流速和容積的變化，呼吸肌處于等長收縮，只反映呼吸中樞的驅(qū)動(dòng)作用。把吸氣開始后0.1秒時(shí)的氣道壓變化稱為P0.1，為負(fù)值。正常值為-2~4cmH2O。

測(cè)定方法：

（1） 阻斷法：使吸氣閥在呼氣末仍關(guān)閉，同時(shí)記錄氣道的流速和壓力變化。

（2） 部發(fā)呼吸機(jī)打開按需閥所需時(shí)間大于0.1秒，可以不阻斷呼吸管路而直接測(cè)定。

應(yīng)用

（1）監(jiān)測(cè)呼吸中樞的化學(xué)感受反應(yīng)

（2）調(diào)節(jié)壓力支持通氣（PSV）的壓力支持水平

（3）指導(dǎo)撤機(jī)

影響因素

（1） 呼氣末肺容積：呼氣末肺容積增加會(huì)影響肌肉的收縮，使實(shí)測(cè)壓力較實(shí)際值減小。

（2） 時(shí)間常數(shù)：由于阻力和氣道塌陷的存在，使氣道壓力的變化在相當(dāng)?shù)某潭壬蠝笥谑车缐旱淖兓箤?shí)測(cè)壓力明顯低于實(shí)際值。

（3） 呼吸肌長度和收縮速度改變：氣道阻斷后，吸氣努力可能使胸壁和腹部產(chǎn)生矛盾運(yùn)動(dòng)，此時(shí)即使無肺容積的改變呼吸肌也會(huì)發(fā)生明顯收縮。

（4） 胸壁變形：使呼氣末肺容積發(fā)生改變而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。

（5） 呼氣肌用力：使呼氣末肺容積低于FRC而使測(cè)量值較實(shí)際值高。

（6） 驅(qū)動(dòng)壓力波形：不同的吸氣開始后的壓力波形對(duì)測(cè)量影響亦很大。

（7） 壓力－流速時(shí)相滯后：在測(cè)量時(shí)必須保證壓力的流速完全同步。

2． 平均吸氣流速（VT/Ti）。

與PCO2 水平直接相關(guān)，重復(fù)性好，但常常會(huì)過低估計(jì)呼吸中樞驅(qū)動(dòng)水平。

3． 呼吸肌肌電圖（EMG）

所有呼吸肌肌電的綜合反映。受附近肌肉肌電的影響大，個(gè)體間可比性差。

（二）呼吸肌肌力

1． 肺活量（VC）

2． 最大吸氣壓（MIP）

反映所有呼吸肌肌力的總和，正常值為100cnH20。

是指在殘氣位（RV）或功能殘氣位（FRV），氣道阻斷時(shí)，用最大努力吸氣能產(chǎn)生的最大口腔或氣道壓，反映所有吸氣肌產(chǎn)生的肌力的總和。MIP<正常預(yù)計(jì)值的30%時(shí)，易出現(xiàn)呼吸衰竭。MIP也可作為撤機(jī)參考指標(biāo)，MIP≥20cmH2O，成功撤機(jī)的可能性大。

3． 跨膈壓（Pdi）=Ppl-Pab=Peso-Pga，反映膈肌肌力，是指在功能殘氣位（或殘氣位），氣道阻斷狀態(tài)下，以最大努力吸氣時(shí)產(chǎn)生的最大Pdi值，是臨床反映膈肌力量最可靠的指標(biāo)。

（三）呼吸肌耐力

耐力是指呼吸肌維持一定的力量或作功時(shí)對(duì)疲勞的耐受性，對(duì)呼吸肌來說，耐力比力量更重要。肌肉的耐力取決于能量（血液）供給、肌纖維組成及其作功大小等因素。作功的大小主要取決于其收縮的力量和收縮持續(xù)時(shí)間。對(duì)于膈肌來說，吸氣時(shí)膈肌產(chǎn)生的平均跨膈壓與其收縮持續(xù)的時(shí)間的乘積等于膈肌所做的功?？珉鯄涸酱螅掷m(xù)的時(shí)間越長，越可能產(chǎn)生疲勞。

1． MV/MMV：呼吸肌無力的肺功能改變主要是限制性改變。MVV明顯降低，肺活量下降。而且臥位肺活量下降更明顯，與坐位相比，下降>25%。然而，肺功能的改變不能敏感地反映肌肉力量的變化，肌力下降50%時(shí)，肺活量?jī)H下降20%。

2． 膈肌張力－時(shí)間指數(shù)（TTdi）：為了進(jìn)行個(gè)體化計(jì)算，可把膈肌收縮產(chǎn)生的Pdi的平均值（Pdi）和Pdimax的比值反映收縮強(qiáng)度；吸氣時(shí)間(Ti)與呼吸周期總時(shí)間(Ttot)的比值反映膈肌收縮持續(xù)時(shí)間，將二者綜合，得出TTdi=Pdi/Pdimax*Ti/Ttot。在安靜自然呼吸時(shí)，正常人的TTdi在0.05~0.12。當(dāng)TTdi>0.15，膈肌有可能在45分鐘內(nèi)發(fā)生疲勞。Bellemare等把Ttdi=0.15為膈肌疲勞閾值。TTdi的增加在一定意義上也反映了膈肌功能儲(chǔ)備的減少。有時(shí)可用最大吸氣壓代替最大跨膈壓，而以平均食道壓代替跨膈壓。

3． EMG：高頻波/低頻波ˉ，表明呼吸肌耐力ˉ。

4． 呼吸淺快指數(shù)（f/VT）

在斷開呼吸機(jī)后，將容積描記儀與氣管插管連接進(jìn)行測(cè)定。正常值為60~90。

優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，重復(fù)性好，易記憶。

目前傾向用于判斷何時(shí)開始撤機(jī)，而不用于判斷拔管時(shí)機(jī)。因?yàn)樵撝笜?biāo)對(duì)判斷病人何時(shí)可以不需機(jī)械通氣較判斷拔管病人是否需要上機(jī)更敏感。

八．呼吸力學(xué)曲線（環(huán)）

能直觀反映每一次呼吸從開始到結(jié)束的具體情況，包括呼吸機(jī)送氣和自主呼吸用力及二者間的交互作用。常用的有氣道壓力－時(shí)間、流速－時(shí)間、容積－時(shí)間曲線和食道壓力－時(shí)間曲線以及壓力－容積環(huán)和流速－容積環(huán)。

臨床可用于：

判斷觸發(fā)靈敏度是否合適

推算指標(biāo)：順應(yīng)性、呼吸功

氣流受限和肺過度充氣的判斷

確定潮氣量和最佳PEEP

人－機(jī)協(xié)調(diào)的監(jiān)測(cè)

氣道分泌物過多的判斷

支擴(kuò)藥物效果的判斷

呼吸機(jī)管道系統(tǒng)密閉性的判斷。

（一） 流速－容積環(huán)（flow-volume loop）

影響因素：呼吸肌用力，氣道阻力，呼吸順應(yīng)性，氣道關(guān)閉位置的順應(yīng)性。

臨床應(yīng)用

1． 氣流受限：呼氣相后段凸向容積軸（3－5，6）

2． 在具有DPH的患者間接測(cè)定呼氣末肺容積的動(dòng)態(tài)變化

3． 大氣道分泌物過多的判斷

（二） 壓力－容積環(huán)（pressure-volume loop，P-V環(huán)）

1． 描記方法

（1）大注射器法（super-syringe method）：在呼氣末，將1～3L的注射器與氣管導(dǎo)管相接，分次注入純氧50～200ml，每次注入后平衡1～5秒，與大注射器相連的壓力－容積監(jiān)測(cè)裝置記錄當(dāng)時(shí)的壓力與容積變化并進(jìn)行P－V曲線的描記。當(dāng)壓力達(dá)到40～50cmH2O或出現(xiàn)壓力平臺(tái)后再以類似的方法逐步放氣描記呼氣相曲線。這種方法可一次完成，但重復(fù)性較差，需要將病人與呼吸機(jī)斷開，耗時(shí)較長（60～90秒），對(duì)病人有一定的危險(xiǎn)性。

（2）呼吸機(jī)法（ventilator method）：給予大小不同的潮氣量，獲得不同的平臺(tái)壓，多個(gè)相對(duì)應(yīng)的潮氣量和平臺(tái)壓描記在XY軸上就能得到P－V曲線。為了使氣體在肺內(nèi)均勻分布，在每次注入氣體后需要按住吸氣屏氣（inspiration hold）鍵3～5秒。這種方法不需將病人與呼吸機(jī)斷開，操作方便，但操作次數(shù)較多，精度較差，且不適合所有的呼吸機(jī)。

（3）低流速法（low flow method）：以低流速（2L/min左右，在普通呼吸機(jī)可通過下調(diào)節(jié)呼吸頻率和延長吸氣時(shí)間獲得）持續(xù)對(duì)肺充氣。由于流速低，氣道阻力的影響較小，描記的P－V曲線類似大注射器法描記的靜態(tài)P－V 曲線，有很好的一致性，并且重復(fù)性也很好，亦無需將病人與呼吸機(jī)斷開，一次完成，目前認(rèn)為這種方法具有較好的應(yīng)用前景。

在臨床描記和應(yīng)用P－V曲線尚需注意以下問題：

為確保測(cè)量的準(zhǔn)確性，均需在肌松狀態(tài)下進(jìn)行測(cè)量。

P－V曲線具有個(gè)體差異，并且隨著病情的變化而變化，應(yīng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

低位拐點(diǎn)的判斷：

目測(cè)法：目測(cè)LIP和UIP及其對(duì)應(yīng)的壓力和容積。該方法科學(xué)性較差，但非常實(shí)用，簡(jiǎn)便易行。

雙向直線回歸法：將P－V曲線吸氣支數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到Excel軟件，數(shù)據(jù)向前和向后作雙向直線回歸，相關(guān)系數(shù)乘積最大一組數(shù)據(jù)即為LIP。該方法較科學(xué)，但不如目測(cè)法簡(jiǎn)單易行。

順應(yīng)性比值法：以P－V曲線20％容積的順應(yīng)性與前80％容積的順應(yīng)性比值，判斷UIP是否存在。比值小于0.8認(rèn)為存在UIP。

部分病人找不到Pinflex，或范圍較大。

最佳PEEP在不同區(qū)域的大小不同，從重力非依賴區(qū)到依賴區(qū)不斷增加，故所謂的最佳PEEP是一平均值，相對(duì)于大多數(shù)肺泡而言為“最佳?！?

在實(shí)際應(yīng)用中，可通過是否達(dá)到最佳氧合狀態(tài)、最大氧運(yùn)輸量（DO2）、最低肺血管阻力、最低肺血分流（ＱS/ＱT）等多個(gè)指標(biāo)對(duì)PEEP的調(diào)定進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。大多數(shù)病人可按經(jīng)驗(yàn)給予10～15

cmH2O。一般從低水平開始，逐漸上調(diào)，待病情好轉(zhuǎn)，再逐漸下調(diào)。

2． 臨床應(yīng)用

（1） 低位拐點(diǎn)（lower inflection point）

逐漸增加PEEP時(shí)肺泡突然大量開放（肺氣/肺組織突然增加）時(shí)的壓力切換點(diǎn)（Pflex）。Pflex在不同區(qū)域的大小不同，從重力非依賴區(qū)到依賴區(qū)不斷增加，故Pflex是一平均值。

判斷方法：肉眼法，計(jì)算法（最大/最小斜率直線的交叉點(diǎn)）。部分病人找不到Pflex（4/16），或范圍較大（6～12cmH2O）。

最佳 PEEP：Pflex＋2～3 cmH2O

（2） 順應(yīng)性

尤應(yīng)注意肺容積的影響，PEEP和VT都能對(duì)順應(yīng)性產(chǎn)生影響。

（3） 高位拐點(diǎn)（upper inflection point）

代表肺泡有過度擴(kuò)張可能性的壓力切換點(diǎn)。ARDS平均為26 cmH2O（18～40 cmH2O）。可用于指導(dǎo)潮氣量的調(diào)節(jié)。

判斷方法：同低位拐點(diǎn)。

（4） 滯后現(xiàn)象（hysteresis）

吸氣相順應(yīng)性與呼氣相順應(yīng)性差別越大，則滯后現(xiàn)象越明顯。加用最佳PEEP后，肺盡可能復(fù)張，滯后不明顯。