作者介绍
杨建中
*医院急救·创伤中心,主任医师、副教授,硕士研究生导师,E-Training导师。
主要研究方向:多器官功能障碍综合征和急性呼吸窘迫综合征
中华医学会急诊分会第八、九届青年委员
中华医学会急诊分会卒中学组委员
中国医师协会急诊分会急性中*专业委员会委员
中国卒中协会急诊分会委员
海峡两岸交流协会急诊分会全国委员
*医学会急诊专业委员会委员
我们前面介绍了呼吸的概念和肺量图、肺内压和胸腔内压、等压点学说,在这些概念的基础上今天我们介绍肺通气的相关知识。
肺通气(pulmonaryventilation)是肺与外界环境之间的气体吸入和呼出过程,整个过程须经过鼻、咽、喉、气管、支气管、终末细支气管、肺泡和胸廓等结构,完成气体从鼻腔到肺泡和肺泡到鼻腔的气体传送。了解肺通气的相关知识对后续学习机械通气起着至关重要的作用。
下面介绍肺通气力学的相关知识:
气体进入肺取决于两方面因素的相互作用:一是推动气体流动的动力;一是阻止其流动的阻力。前者必须克服后者,方能实现肺通气。
1肺通气的动力
由肺通气驱动力形成的信号来自于大脑;其原动力通过主动吸气(如图1)和被动呼气完成。
图1主动吸气的过程
主动吸气的过程中可以导致胸腔内压和肺内压的变化(这部分内容曾在肺内压和胸腔内压的推文中介绍过);胸内压在吸气和呼气阶段始终保持负压,而肺内压在吸气阶段保持负压,呼气阶段保持正压,如图所示,跨肺压=气道压-胸腔内压;若患者为屏气状态,气道内无气体流动,此时气道压较为均衡,相当于肺内压,故跨肺压=肺内压-胸腔内压。
主动吸气也导致了肺内容积的改变,随着吸气的过程中跨肺压的变化,肺容积逐渐变大,呼气的过程由于胸廓和肺的弹性回缩力的作用肺容积逐渐减少,也就形成了容积-时间的曲线(图2)。
图2呼吸系统的压力图示和容积-时间曲线
2
肺通气的阻力
要实现肺通气,肺通气动力必须克服肺通气的阻力。肺通气的阻力通常有两种,一种是弹性阻力,又称静态阻力,包括肺和胸廓的弹性阻力,约占总阻力的70%;另一种是非弹性阻力,又称动态阻力,包括气道阻力、粘滞阻力和惯性阻力,约占到总阻力的30%,其中气道阻力是最主要的非弹性阻力。
2.1
弹性阻力
肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性加回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡内气体之间的液-气界面的表面张力所产生的回缩力,两者均使肺具有回缩倾向,故称为肺扩张的弹性阻力。肺组织的弹性阻力主要来自弹力和胶原纤维,当肺扩张时,这些纤维被牵拉便倾向于回缩。肺扩张越大,对纤维的牵拉程度也越大,回缩力也越大,弹性阻力也越大,反之则小。胸廓也有类似肺泡一样的弹性阻力。为反应弹性阻力的大小,我们常用一物理指标顺应性(Compliance,C)来反应。为了便于大家更好的理解肺顺应性,用气球和皮球打比方会更好的理解顺应性,请看图3。
从上图我们不难理解,若给予气球和皮球同样的压力(压强),气球的扩张度相比皮球而言,更容易扩张,弹性阻力也就越大。这就不难理解弹性阻力和顺应性成反比,弹性阻力越大,顺应性越小,弹性阻力越小,顺应性越大(弹性阻力=1/C)。
2.1.1
与顺应性有关的公式
从物理学的角度上讲顺应性代表弹性物体的扩张性,定义为容量改变与压力改变的比值,用公式可表示为:
此公式非常重要,可用于正确的理解运动方程、计算患者的静态肺顺应性,判断患者肺部的情况,是学习机械通气知识的基础。后面章节中介绍静态肺顺应性的计算公式就来源于此。
顺应性通常分为静态肺顺应性(static