呼吸力学

呼吸力学的各个参数△p
呼吸力学是指通过测量压力和流速来表达肺功能的一门学科。

以下是与呼吸力学的参数△p相关的内容：
在物理学中，阻力=压力梯度/流速。

将这一公式运用到呼吸系统中，吸气阻力Rrs=气道开口和肺泡之间的压差/吸气流速Vi。

因此， Pres=Rrs×Vi。

顺应性是压力变化引起的容积变化。

在呼吸过程中，呼吸系统的静态弹性（Ers）为静态（无气流速）条件下从吸气到呼吸末的肺泡压力变化（驱动压，△p）和潮气量（Vt）比值。

因此，Pel=Ers×Vt。

静态顺应性Crs是静态弹性（E）的倒数，Pel=Vt/Crs。

呼吸力学的参数△p是衡量呼吸系统功能的重要指标，它对于评估肺部疾病的严重程度和治疗效果具有重要意义。

在临床实践中，医生可以根据患者的具体情况，结合多种参数进行综合评估，以制定最佳的治疗方案。

呼吸力学的运动方程解读呼吸力学的运动方程主要描述了呼吸过程中气道压力、气流速率、肺容量和肺顺应性之间的关系。

恒定流速（方波或称矩形波），设置吸气末暂停的容控的压力时间曲线能够让我们理解这些力学概念。

这对于优化机械通气参数、改善患者肺功能以及防止通气相关的损伤至关重要。

一、呼吸力学的基础概念呼吸是通过产生压力差来驱动气流的过程。

在自然呼吸时，膈肌和肋间肌的收缩和松弛导致胸腔容积的变化，从而引发肺内外压力的变化，进而产生气流。

在机械通气过程中，呼吸机通过外部压力推动气体进入肺部，形成呼吸周期。

呼吸力学的运动方程反映了在吸气和呼气期间，气道压力、气流、潮气量以及与气道阻力和肺顺应性的关系。

基本的呼吸力学方程如下：Paw = (R×V) +(VT/C)+ PEEP该方程虽然是包含了几个呼吸力学量，但主要是用P-t图中进行解释说明。

图中各点解释：A点：这是呼吸周期的起始点。

此时，气道压力为基础的PEEP值，气道中没有气流，肺内没有气体积累。

PEEP的作用是防止肺泡完全塌陷，从而保持一定的肺容积。

B点：在吸气的开始，随着气体进入肺部，气道内的压力逐渐上升，气流开始增加。

这一阶段称为“流动相”或“流量相”。

此时，气道压力主要由气流通过气道阻力（R）引起的压力梯度决定。

C点：这是气道内压力的最高点，称为峰值压力（Peak Pressure）。

在机械通气时，这个点代表气体最大流速时气道内的压力峰值。

峰值压力由气道阻力（R）和肺顺应性共同决定。

D点：设定吸气暂停后，气流减慢直至停止，气道压力开始下降，进入“平台相”。

平台压力（Plateau Pressure）是反映肺顺应性的一个重要指标，不受气道阻力的影响。

E点：平台压力的结束点，气流完全停止，气道内的压力处于相对平稳状态，此时可以准确反映肺顺应性。

压力的计算可以通过容积/肺顺应性来估算，即VT/C。

F点：呼气相结束，气道压力回到PEEP水平，准备下一次呼吸周期的开始。

呼吸力学及监测与呼吸相关的力学概念•力–物体之间的相互作用–使物体获得加速度和发生变形•功–力使物体沿力的方向通过一段距离•动力–导致作功的力•阻力–阻碍物体运动的力基础:运动方程示意图M:有一定质量物体. F:使M向前移动的力.K:牵拉M的弹簧,因弹性回缩力而产生的阻力称弹性阻力. R:M移动时与表面摩擦而产生的摩擦阻力称粘性阻力. 物体移动和加速时尚有惯性阻力(在呼吸阻力中可忽略不计). F=F弹+F摩+F惯呼吸系统: F相当于吸气用力. M+K=胸廓-肺,它的位移距离是肺容积变化(ΔV).位移速度即气体流量(V’),弹性阻力K以顺应性倒数表示(1/C). 气体流经气道的摩擦力是气道阻力(R), 呼吸运动方程:气体流动靠压力差推动. P=P摩+P弹, Paw=R×V’ + 1/C×ΔV.正常呼吸时的力•吸气相–动力•吸气肌收缩–阻力•弹性回缩力（R弹）•气体与气体、气体与气道摩擦（R气道）•呼气相–动力•弹性回缩力–阻力•R气道被忽略的阻力：惯性阻力、粘滞阻力呼吸系统:气道和肺泡的阻力气道粘性阻力（Rrs)肺泡弹性阻力(Ers)肺通气的阻力肺通气的动力是气体流速流经气道和进入肺泡所需要克服粘性阻力和弹性阻力所产生的压力.非弹性阻力，包括气道阻力，惯性阻力和组织的粘性阻力，占总阻力的30%.弹性阻力（肺和胸廓的弹性阻力），占总阻力的70%,是平静呼吸时主要阻力.1.弹性阻力和顺应性: 弹性组织在外力作用而变形时，有对抗变形和弹性回缩的倾向，为弹性阻力. 以顺应性（compliance）来测量弹性阻力。

顺应性是指在外力作用下弹性组织的可扩张性.2. 弹性阻力(R)可用顺应性(C)的倒数来表示：通常以单位压力变化引起的容积变化来表示气道阻力阻力•R = P / flowPin PoutflowR吸气阻力PIPPplat层流和湍流气道对气体流速(量)所存在的阻力,(cmH 2O/L/S)呼吸机输送气体到肺泡所须的压力,以克服此阻力.阻力决定于气道的长度、内径、分叉和内壁情况,及气体流速的形态.形态呈层流即阻力低. 湍流产生漩涡而阻力高.阻力尚决定于流速大小呈正相关.层流↑湍流↑•Hagen-Poiseuille定律∆P = flow x 8μl/πr4层流•Venturi定律∆P = flow2x Kρl/πr2湍流层流R = ∆P / flow = 8μl/πr4•新生儿30 -50 mmHg/L/sec •婴儿20 -30 mmHg/L/sec •儿童20 mmHg/L/sec •成人 2 - 4 mmHg/L/sec非弹性阻力气道阻力:气体流经呼吸道时气体分子间和气体与气道壁之间的摩擦力。

床旁呼吸力学监测及其在机械通气中的应用首都医科大学附属北京朝阳医院詹庆元第一节呼吸力学发展简史呼吸力学（respiratory mechanics 或lung mechanics）是以物理力学的观点和方法对呼吸运动进行研究的一门学科。

呼吸力学发展大致经过了以下阶段：一．早期阶段（19世纪～20世纪初）1817，James Carson，发现动物肺具有弹性，被认为是现代呼吸力学的开始。

1853，Frans Cornelius Donders，用水银压力计测定肺弹性所产生的压力约为7mmHg。

1847，Ludwig，用充水球囊测定胸内压。

1844，John Hutchison，用肺量计（spirometer）测定肺活量和肺容积上述研究并没有将压力和容积联系起来对呼吸运动现象进行描述。

之后50年内无重大进展。

二．基础阶段（20世纪初～20世纪50年代）1915～1925，Fritz Rohrer，首先将复杂的呼吸运动简单化地以物理学的压力－容积的关系进行描述，开创了呼吸力学研究的新纪元。

但未引起重视。

1941，Arthur Otis等，再次发现了压力－容积的关系，并于战后公开发表。

上述两项研究为呼吸力学提供了最基本的科学理论和研究方法。

1925，Alfried Fleisch，PTG（pneumotachorgraph）。

1943，Louis Statham，发明strain-gauge manometer。

1949，Buytendijk，以食道－气囊导管间接测定胸内压。

上述三项技术为呼吸力学研究提供了硬件基础。

1958，Moran Campbell，以食道压替代跨肺压重新评价压力－容积曲线的价值，提出了著名的Campbell 图（Campbell diagram）。

使呼吸力学的理论进一步完善：将吸气肌和呼气肌做功分开，将克服弹性阻力和粘滞阻力做功分开，加深了对动态肺充气的认识。

三．发展和应用阶段（20世纪50年代～至今）随着微处理技术和高灵敏传感器的应用，呼吸力学从实验室走向临床，呼吸力学监测仪商品化。

呼吸力学概念哎，你知道吗？我最近对呼吸力学这玩意儿产生了浓厚的兴趣。

说实话，一开始听到“呼吸力学”这个词，我还以为是什么高大上的学科，结果深入了解后才发现，原来它跟咱们的日常生活息息相关，简直就像咱们呼吸的每一口空气那样平常，但又不平凡。

那天，我闲着没事，就在家琢磨起了呼吸。

你别说，这一琢磨还真让我琢磨出了点门道。

咱们平时呼吸，不就是吸气和呼气两个动作嘛，看似简单，其实里面的学问大着呢！呼吸力学，说白了，就是研究呼吸过程中各种力学问题的学科。

它告诉我们，呼吸不仅仅是气体的交换，还涉及到压力、容积、阻力这些物理概念。

我尝试着按照书上的说法去感受自己的呼吸。

吸气时，我能感觉到膈肌在收缩，胸腔在扩张，肺容积在增大，就像是一个被吹大的气球。

这时候，肺内压下降，低于大气压，空气就顺顺利利地流进了肺里。

呼气时，膈肌舒张，胸腔缩小，肺容积减小，肺内压升高，高于大气压，肺里的气体就被迫排了出来。

这一吸一呼之间，竟然藏着这么多的力学原理，真是太神奇了！不过，光了解这些原理还不够，我还想亲自动手试试。

于是，我找来了家里的血压计，打算测量一下自己在不同呼吸状态下的血压变化。

你别说，这一测还真让我发现了点问题。

当我深吸一口气，然后屏住呼吸时，血压竟然会上升！原来，这是因为吸气时胸腔负压增加，回心血量增多，心脏的负担就加重了。

而呼气时，胸腔负压减小，回心血量减少，血压也就相应下降了。

这一发现让我对呼吸力学有了更深的认识。

当然，除了这些基础的原理，我还了解到了一些跟呼吸力学相关的疾病。

比如哮喘、慢性阻塞性肺病（COPD）这些，都是因为气道阻力增大，导致呼吸不畅。

这时候，呼吸肌就不得不加倍努力，才能完成正常的呼吸动作。

长期下来，呼吸肌就会疲劳，甚至衰竭。

这让我意识到，原来呼吸力学不仅是一门学科，更是一门关乎健康的学问。

说到这里，你可能会觉得呼吸力学太枯燥了，没什么意思。

但其实，只要你用心去感受，就会发现它其实很有趣。

比如，你可以尝试一下深呼吸。

呼吸力学监测的常用指标呼吸力学监测是一种评估呼吸系统机械性质的方法，常用于机械通气支持的患者。

通过呼吸机监测呼吸系统的机械性质，可以帮助医护人员调整通气参数，改善患者的通气支持效果，降低机械通气相关的并发症。

本文将介绍呼吸力学监测的常用指标。

1. 呼吸频率（RR）呼吸频率是指单位时间内呼吸的次数，以每分钟为单位（次/分）。

呼吸频率与通气量（VT）的乘积等于分钟通气量（MV），即MV = RR × VT。

呼吸频率的监测可帮助医护人员了解患者的呼吸频率是否正常，是否需要进一步调整通气参数。

在康复期或者较轻的呼吸系统疾病患者中，正常的呼吸频率为12-20次/分。

而在重症患者中，呼吸频率可能显著升高，应根据患者的情况来设置合适的通气参数。

2. 潮气量（VT）潮气量是指一次正常呼吸中吸气或呼气的空气量。

在机械通气时，VT通常设置在6-8毫升/千克体重之间。

监测潮气量可帮助医护人员判断患者是否在呼吸系统疾病或机械通气过程中存在通气量不足或过度通气等问题。

潮气量设置不当可能会导致肺泡过度膨胀或萎陷，从而影响有效通气。

3. 呼气末正压（PEEP）呼气末正压是指在呼气过程中肺内的正压。

PEEP的设置有助于防止肺泡塌陷，改善氧合和通气效果。

对于呼吸系统疾病或其他原因导致肺泡塌陷的患者，适当设置PEEP可以改善肺功能并降低机械通气相关的并发症。

PEEP的监测可以确定患者是否在机械通气过程中存在通气不足或过度通气等问题。

一般来说，PEEP的设置应该在2-10cm H2O之间，具体设置应根据患者的情况而定。

4. 呼吸系统顺应性（Crs）呼吸系统顺应性是指单位压力下肺容积的变化。

Crs可以帮助医护人员了解患者的肺部机械性质，包括肺弹性、肺组织阻力、肺气体阻力及胸腔压等因素。

Crs的计算公式为：Crs = VT/(Pplat-PEEP)。

Crs的监测可帮助医护人员判断患者是否存在肺部机械性质异常问题。

如果Crs下降，则说明肺部有肿胀或水肿等问题，此时应检查是否需要进行肺部病变处理并及时调整通气参数。