呼吸力学参数及应用与维修

第五节　呼吸力学参数

一、吸气波形

（一）流速波形

吸气流速波形一般有方波、加速波、减速波、正弦波4种。流速波形只有在容量预设通气时才可应用。常用方波和减速波。

（二）压力波形

常用方波、指数波、正弦波。

（三）容量波形

常用方波、斜波（上升波或下降波）、正弦波。

二、顺应性

顺应性是指在外力作用下弹性组织的可扩张性，是弹性阻力的倒数。

C ＝ △V/△P

C为弹性组织顺应性，△V为一定的压力变化下，弹性组织的容积的变化量，△P为压力变化量。C的单位是mlc/mH2O。

呼吸治疗中有呼吸系统的顺应性和呼吸管道的顺应性两种。

1.呼吸系统的顺应性

呼吸系统的顺应性包括肺组织的顺应性和胸廓的顺应性。呼吸系统的顺应性分为静态顺应性Cs和动态顺应性CD。静态顺应性反映的是呼吸系统（即肺和胸廓）的弹性特征。动态顺应性反映的是呼吸系统（即肺和胸廓）的弹性特征和气道阻力的特征，气道阻力可明显影响肺动态顺应性。影响气道阻力的原因有气道内原因（分泌物、肿瘤、异物等），气道外原因（肿瘤、脏器增大等），气道壁增厚。

在机械通气中，通过测量平台压和峰压，可计算出静态总顺应性（有效静态顺应性）和动态总顺应性（有效动态顺应性），对于判断呼吸衰竭的病因、进行病情观察和指导通气，具有重要的指导意义。

静态总顺应性的计算公式：

Cs ＝ VT/（Pstat-PEEP）

其中，Cs为静态总顺应性（mlc/mH2O），VT为潮气量（ml），Pstat为平台压（cmH2O）。

动态总顺应性的计算公式：

Cd＝VT/（PIP-PEEP）

其中，Cd为动态总顺应性（ml/cmH2O），VT为潮气量（ml），PIP为吸气峰压（cmH2O）。

区分肺组织的顺应性和胸廓的顺应性对临床治疗有重要的意义，例如，危重患者的胸廓顺应性往往受到腹部胀气、胸腔积液、肌肉张力、体位变化、软组织损伤等因素的影响，极容易被误为肺组织的顺应性变化，从而得出肺部病变加重的错误判断。另外，由于肺组织的顺应性和胸廓的顺应性对呼吸系统的总顺应性的贡献比例不同，在使用PEEP时，区分肺组织的顺应性和胸廓的顺应性对评价PEEP对胸腔内压的改变和血流动力学的影响具有重要作用。

正常成人的静态顺应性（吸气至肺总量后，在呼气相中阻断气道出口，使气流流速为零，测量所得的肺顺应性）约为60～100ml/cmH2O。

正常成人在平静呼吸过程中，肺动态顺应性约为50～80ml/cmH2O。

2.呼吸管道的顺应性

从理想的角度讲，呼吸管道应该是刚性的，即呼吸管道的顺应性应为零。但如果管道存在弹性，在压力作用下可以扩张，就必须进行顺应性补偿，否则肺的实际通气量就小于设定的潮气量。现代呼吸机的管道的顺应性系数一般为2～3ml/cmH2O。

三、气道阻力

气道阻力（Resistance of Air Way， RAW）是指气道壁与气体分子之间的摩擦力、各气体分子之间的黏性摩擦力的总和。它反映了压力与流速的关系。理论上，气道阻力以单位流速所需的呼吸道两端的压力差来表示：

气道阻力＝压力差/流速＝（大气压-肺泡压）/流速(www.xing528.com)

阻力单位为cmH2O·S/L，压力单位为cmH2O，流速单位为L/S。

成人吸气时的气道阻力为1.23cmH2O·S/L，呼气时的气道阻力为1.27cmH2O·S/L。早产儿的气道阻力为60～80cmH2O·S/L；正常1～6个月，气道阻力为28～56cmH2O·S/L；7～12个月，为21～35cmH2O·S/L；13～22个月，为20～28cmH2O·S/L。

整个呼吸道的各个部分的气道阻力不一样，成人整个气道的呼吸阻力有75%来自上呼吸道（鼻、口腔、声门），只有10%来自直径2mm以下的小气道。

小儿5岁以前，气道阻力大部分集中在小气道；5岁以后逐渐转移到大气道和上呼吸道。并且随着年龄增加，气道阻力逐渐下降。

影响气道阻力的因素有：

1.气道直径

气道直径是临床上影响气道阻力的最主要因素，直径缩小一半，阻力就增加到原来的16倍。

2.呼吸道长度

气道阻力与呼吸道的长度成正比，气道越长，阻力越大。

3.气体的黏度

气道阻力与呼吸气体的黏度成正比，黏度越大，阻力越大。

四、时间常数

时间常数（TimeC onstant，TC）是指近端气道压力和肺泡压力达到平衡所需要的时间，也就是从开始吸气到气体充满肺泡所需要的时间。时间常数是反映肺泡充满气体或气体排出所需要的时间，表征肺脏的力学特征的一个重要指标。

时间常数与气道阻力和肺顺应性之间的关系为：

时间常数＝气道阻力×肺顺应性

时间常数的单位为s，气道阻力的单位为cmH2O·S/L，肺顺应性的单位为Lc/mH2O。

在进行机械通气时，调节呼吸频率、吸气时间、吸呼比时，需要考虑时间常数。如果吸气时间过短，肺泡充气不足，有效通气减少，造成通气障碍。在气道阻力增加的情况下，呼气时间短可导致功能残气量增加，产生内源性PEEP。

五、呼吸功

呼吸功（Work of Breathing，WOB）是呼吸过程中，呼吸肌为克服胸廓与肺组织的弹性阻力、气流通过呼吸道时的摩擦阻力，以及胸廓与肺组织变形时受到的黏性阻力，实现肺通气所做的功。呼吸阻力包括气管插管和呼吸管道的阻力、患者气道的阻力两个方面。最理想的情况是，以合适的呼吸频率和吸气深度，提供最佳的肺泡通气量，同时使呼吸功最小。

呼吸功的理论表述为：

呼吸功＝0.6×气管压×分钟通气量

尽量减少呼吸功对保护患者的呼吸肌，促进呼吸功能的恢复具有重要意义。在进行完全控制模式的通气时，呼吸功全部由呼吸机提供，因此不存在患者的呼吸功增加的可能。

在进行辅助通气时， 自主呼吸过程往往需要由患者和呼吸机共同完成，如果呼吸机的参数设置不当，患者的自主呼吸功就会增加，因此必须调节好潮气量、触发灵敏度、吸气流速、PEEP等参数。

六、浅快呼吸指数

浅快呼吸指数（RSB）是自主呼吸频率和潮气量之间的比值。

浅快呼吸指数＝自主呼吸频率/潮气量

浅快呼吸指数单位：次/（分×升）；自主呼吸频率单位：次/分；潮气量单位：升。

自主呼吸的病人浅快呼吸指数越小，成功撤机的可能性越大。浅快呼吸指数的预测能力是基于这样一个事实，即能够撤机的病人与不能撤机的病人相比，自主呼吸频率减少，而潮气量增大。