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1、呼吸功能监测,Respiratory Monitoring,目的与要求,掌握：呼吸功能监测的常用指标的概念（或定义）及其临床意义，包括肺容量、肺通气量、肺换气功能、呼吸动力功能等熟悉：呼吸功能监测的临床应用了解：呼吸功能监测的方法学会：简单呼吸功能监测的方法,概念 呼吸是给全身组织输送氧气并排除二氧化碳的过程。它包括三个基本环节:外呼吸 气体在血液中的运输内呼吸,呼吸功能监测的目的,了解手术麻醉前病人呼吸功能正常与否、呼吸功能障碍的性质和严重程度，是否需要进行呼吸治疗，需采用哪种治疗方法，估计手术麻醉的危险性。监测手术麻醉期间呼吸功能的变化，帮助分析变化的原因。手术麻醉后，危重病人及复苏后病人
2、呼吸功能变化的监测，以提供诊治依据，并能判定呼吸治疗的效果。,1.1通气功能监测,Ventilatory monitoring,1.1.1 静态肺容量(static lung volumes),在呼吸运动过程中,根据肺和胸廓扩张和回缩的程度,肺内容纳气量产生的相应改变,分为彼此互不重叠的四种基础容量和由二个或二个以上基础肺容量组成的四种叠加容量,这八种容量为静态肺容量,是肺呼吸功能监测的基本项目,肺总量,肺活量,残气量,深吸气量,补吸气量,潮气量,补呼气量,5000,3500,2600,2100,功能残气量,（二）测定方法1潮气容积、深吸气量、补呼气容积和肺活量，可用肺量计直接测定。2功能残气
3、量及残气容积：用间接方法测定 1肺泡氮清洗法功能残气量测定 2重复呼吸氦稀释法 3全身体积描记法3肺总量：可由VC+RV或ICFRC求得。,(三)临床意义：1肺活量 肺活量预计值80为减低 肺活量减低见于：（1）气道阻塞（2）胸廓、肺扩张受限（3）肺组织损害2残气容积及肺总量临床上常以残气容积/肺总量（RV/TLC%）作为考核指标。,TLC,RV,增加见于：,(三)临床意义：1肺活量 肺活量预计值80为减低 肺活量减低见于：（1）气道阻塞（2）胸廓、肺扩张受限（3）肺组织损害2残气容积及肺总量临床上常以残气容积/肺总量（RV/TLC%）作为考核指标。,TLC,RV,减少见于：,限制性肺疾患，如
4、弥漫性肺间质纤维化、肺占位性病变、肺实变、肺切除等。,25%,不同肺疾患的肺容量变化,虽然静态肺容量不能反映肺通气动态改变,但在限制性疾患时呈特征性的全面下降,1.1.2 动态肺容量(dynamic lung volumes),动态肺容量为单位时间内进出肺的气体量,主要反映气道的状态,(一)每分钟通气量（minute ventilation,VE）,是潮气容积与呼吸频率的乘积。1.测定方法：受检者取坐位，休息15min加鼻夹，令受测者平静呼吸2分钟左右，选择呼吸曲线较平稳部分测定VT及1分钟呼吸频率（f），VEVTf2.临床意义：3L10L超过10L表示通气过度，低于3L表示通气不足。,肺通气
5、量测定,每分钟肺泡通气量(VA),肺通气量测定,每分钟肺泡通气量(VA),是单位时间内以自选最大潮气量和最快呼吸频率所能取得的通气量。1.测定方法：为减轻受检者体力负担，测定时间一般取15秒，将测得通气量乘以4，计算每分钟最大通气量。2.临床意义：肺最大通气量预计值低于70为异常。MVV是一项简单的负荷试验，用以衡量肺组织的弹性、气道阻力、胸廓的弹性和呼吸肌的力量。,(二)最大通气量（maximal voluntary ventilation,MVV）最大通气量（maximal voluntary ventilation,MVV）,肺通气量测定,FEV1,FVC,(三)用力肺活量（forced
6、 vital capacity,FVC）,肺通气量测定,指以最快的速度所作的呼气肺活量。1.测定方法：1秒用力呼气容积（FEV1),最大呼气中段流量（MMEF）,MMEF,FVC,(三)用力肺活量（forced vital capacity,FVC）,肺通气量测定,最大呼气中段流量（MMEF）,2.临床意义：,健康人FVC=VC 气道阻塞时，FVCVC,MMEF COPD 早期 MMEF反映小气道通畅程度(早期）,(三)用力肺活量（forced vital capacity,FVC）,肺通气量测定,阻塞性 限制性 混合性肺容积测定VC N或 FRC?TLC N或?RVTLC N或?通气测定FV
7、C N或 FEV1 N或 MMEF N或 MVV N或,肺通气量测定,最大呼气流量-容积(MEFV或F-V曲线),F-V曲线指受试者在最大用力呼气过程中,将其呼出的气体容积及相应的呼气流量描记成的一条曲线图形主要反映在用力呼气过程中胸内压、肺弹性回缩力、气道阻力对呼气流量的影响,前半部分的最大呼气流量取决于受检者呼气时用力大小,后半部分与之无关,主要决定于肺弹性回缩力、外周气道的生理功能主要用于对小气道阻塞性病变的监测凡实测值/预计值80%为异常,曲线异常形态在不同肺部疾病时也有其特征性表现,流量-容积环(Flow Volume Loop),指在用力吸入和呼出肺活量过程中,连续记录流量和容积的
8、变化而绘成的环.在最大呼气之后,令受试者立即尽快用力深吸气,得吸气流速容量曲线,与MEFV曲线共同组成Flow Volume Loop克服了将流量,容积和压力复杂动态关系分割成简单二维关系的不足环的形状反映了肺容积和整个呼吸周期气道的状态,1.1.3小气道功能监测,2mm以下周围细支气管,7级以下管腔纤细 管壁菲薄软骨缺如总横截面积大 气道阻力小 气流缓慢总气道阻力1-2cmH2o/升/秒而小气道阻力0.2-0.4 cmH2o/升/秒,特征,深呼气后持续吸纯氧至肺总量，均速缓慢呼气至残气位。以函数记录仪描绘呼气量与呼气氮浓度的关系曲线。,30 20 10 0 氮气浓度（）,（一）测定方法,VC
9、,RV,小气道功能测定,闭合容积（closing volume,CV）和闭合容量（Closing capacity,CC）,（二）临床意义,CV,CC,30 20 10 0 氮气浓度（）,CC,（一）测定方法,VC,RV,小气道功能测定,闭合容积（closing volume,CV）和闭合容量（Closing capacity,CC）,（二）临床意义,CC：作最大呼气过程，接近残气容积位时下肺区小气道开始闭合，这时存留在肺内的气量称为闭合容量。,CV,（一）测定方法,小气道功能测定,闭合容积（closing volume,CV）和闭合容量（Closing capacity,CC）,（二）临床意
10、义,CV：下肺区小气道开始陷闭后肺脏尚能呼出的气量称闭合容积。CVCCRV,30 20 10 0 氮气浓度（）,VC,RV,小气道功能测定,闭合容积（closing volume,CV）和闭合容量（Closing capacity,CC）,（二）临床意义,CV,CC,常用CV/VC%或CC/TLC%表示,正常12.7或37.8+见于小气道病变或肺弹性障碍是监测小气道疾患简单敏感的肺功能试验,1.1.4 死腔率,解剖无效腔 与 肺泡无效腔生理死腔量（VD）由解剖无效腔与肺泡无效腔组成。解剖无效腔：口鼻气管和细支气管这一段呼吸道，正常值：男性0.128L，女性0.119L.肺泡无效腔：一部分在肺泡
11、中未能与血流发生气体交换的空间VD/VT正常值：0.20.35.,1.1.4 死腔率(dead space fraction,VD/VT),死腔率指生理死腔量占潮气量的百分比.可直接测定,也可用Bohr公式计算.VD/VT=(PaCO2-PECO2)/PaCO2正常值0.20.35反映通气效率(1-VD/VT),用于评价死腔对通气功能的影响,寻找死腔增加的原因,1.1.5 动脉血二氧化碳分压(PaCO2),PaCO2指溶解在动脉血浆中的CO2所产生的压力 由于PCO2是肺通气功能与CO2产生量平衡的结果，因此是反映通气状态的重要指标，,1.1.6 呼气末二氧化碳监测(end tidal CO2
12、),包括呼气末二氧化碳分压(end tidal CO2 gas tension,PETCO2)和呼气二氧化碳波形及其趋势图有红外线旁气流和主气流测定法,质谱法和比色法等,capnometer无明显心肺疾患时,PETCO2常与PaCO2数值相近,PETCO2可反映肺通气和肺血流量PETCO2PACO2PaCO2如肺泡通气或肺血量减少通气/血流（V/Q）和肺内分流（Qs/Qt）发生变化，PETCO2不能完全代表PaCO2,呼气末二氧化碳分压,PETCO2的正常值为5kPa(38mmHg)左右，较PaCO2低0.40.8kPa(36mmHg)机械通气时维持正常通气根据PETCO2调节通气量,避免发生
13、低或高碳酸血症确定气管导管的位置,如误插到食管内则没有CO2波形,避免发生麻醉意外及时发现麻醉机和呼吸回路机械故障反映循环功能休克、心跳骤停、肺梗塞或空气栓塞、肺血流减少或停止，PETCO2分压可迅速降至零，CO2波形消失心肺复苏时，PETCO21.32.0kPa(1015mmHg),表示肺内有血流通过,可判断心脏按压的效果,1.2 换气功能监测,Monitoring of air exchange,血 气 屏 障,呼吸膜的厚度：0.21m 含肺表面活性物质的极薄的液体层 肺泡上皮细胞层 上皮细胞基底膜 肺泡上皮和毛细血管间的间隙 毛细血管基底膜 毛细血管内皮细胞层 呼吸膜面积：安静-40m2
14、，总-70m2通气/血流比值：V/Q=0.8,弥散是指气体分子通过肺泡毛细血管膜进行交换的过程。由于CO2的弥散能力比氧大20倍，故不存在弥散障碍，临床上弥散障碍主要指氧气。弥散功能常以弥散量为指标，即在肺泡毛细血管膜两侧气体分压相差为1mmHg时，每分钟所能通过的气体量。由于肺氧弥散量（diffusion capacity for oxygen of the lung,DLO2）的测定较困难,目前弥散功能常用CO吸入法测定。,一、基本概念,弥散功能测定,弥散功能测定,CO到达肺泡,CO穿过间隔,CO与Hb结合,CO,二、测定方法先吸入一定量含已知浓度的CO气体，然后测定呼出气中经过弥散后残留
15、的CO气体浓度，通过计算得出一氧化碳弥散量（DLCO）。,1.2.1 一氧化碳弥散量(diffusion capacity of lung for CO,DLco),DLco正常26.532.9ml/(min*mmHg)单次呼吸法、恒定状态法和重复呼吸法DLco可反映肺泡C膜的功能，是肺弥散功能较敏感的指标常在血气或其它肺功能检查出现异常前就发生变化，可作为观察病情变化或对治疗反应的指标决定于肺泡C膜的面积和肺泡C容积,-多表明病肺中有VA/QC失调;+见于肺血增多常用测定值与预计值的百分比作为判断指标,小于80%提示弥散缺陷以DLco/VA更为科学,如用于肺气肿,弥散性浸润性肺病,1.2.2
16、 肺泡动脉氧分压差(alveolar-artery differences for O2,A-aDO2),指肺泡气和动脉血氧分压之间的差值，简写为A-aD02=PAO2-PaO2 正常6mmHg，最高不超过15，并随年龄的增长而增长，70岁以上可增至 30mmHg 判断氧弥散能力的一个重要指标反映肺换气功能的指标，通气功能不全，A-aD02无明显改变,1.2.3 肺内分流量和分流率(Qs)(shunt fraction,Qs/QT),Qs是指每分钟从有心室排出的血流，未经肺内氧合而直接进入左心的血流量QsQT是指分流量和心排血量(QT)的比率正常3%8%+见于肺弥散功能障碍;VA/QC失调;右
17、向左分流先心病,1.2.4 动脉氧分压与氧合指数(PaO2)(Oxygenation index,PaO2/FiO2),PaO2系指溶解在动脉血浆中的氧所产生的压力 在吸入空气的情况下 溶解状态存在于血液中的氧是很少的(0.3ml/100ml)正常80100mmHg,PaO2/FiO2指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比正常300mmHg-提示有肺换气功能障碍,200mmHg是ARDS诊断标准之一,1.2.5 脉搏血氧饱合度(pulse oxygen saturation,SpO2),用脉搏血氧饱合度仪经皮测得的动脉血氧饱合度值临床常用评价氧合功能指标,常规监测利用HbO和Hb吸收光谱不同而设计,
18、随动脉搏动吸收光量低温,低BP,缩血管药,吸光一致的物质,部位,外部光源等影响正常94%,90%有低氧血症,2 呼吸运动监测,MONITORING OF RESPIRATORY MOVEMENT,2.1 一般性观察-2.1.1 呼吸频率(respiratory rate,RR),RR指每分钟的呼吸次数正常成人1018次/分8y-18,1y-25,0y-40反映通气功能及呼吸中枢的兴奋性,2.1.2 呼吸幅度节律和呼吸周期比率,呼吸幅度指呼吸运动时患者胸腹部的起伏大小呼吸节律指呼吸的规律性呼吸周期比例指呼吸周期中吸气时间与呼气时间之比(吸呼比),潮式呼吸Cheyne-Stokes呼吸,深长呼吸K
19、ussmaul呼吸,间停呼吸Biot呼吸,正常呼吸,2.1.3 胸腹式呼吸活动的观察,胸式呼吸指以胸廓运动为主的呼吸腹式呼吸指以膈肌运动为主的呼吸男腹主,女胸主不对称,胸+,腹+,不同步,三凹征,2.2 呼吸肌功能监测-2.2.1 最大吸(呼)气压,最大吸气压(MIP)和最大呼气压(MEP)是分别从RV和TLC位作最大吸气和呼气所测得的压力正常预计值公式:男性143-0.55年龄(kPa)；女性104-0.51年龄(kPa)是反映全部吸气肌或呼气肌强度的指标当MIP(MEP)预计值的30时，易出现呼吸衰竭可作为判断能否脱离机械通气的参考指标,2.2.2 最大跨肺压(Pdimax),跨膈压(tr
20、ansdiaphragmatic pressure,Pdi)为吸气相腹内压(胃内压,Pga)与胸内压(食道内压,Peso)的差值Pdimax指在FRC位、气流阻断状态下,以最大努力吸气所产生的Pdi最大值,是反映膈肌最大吸气力量的指标正常Pdimax 90215cmHg双气囊胃管测定用于评价膈肌收缩功能,指导机械通气撤机-见于重度慢阻肺及神经肌肉疾病者,2.3 呼吸力学监测-2.3.1 气道阻力(airway resistance,RAW),RAW指气体流经呼吸道时气体分子间及气体与气道内壁之间发生摩擦所造成的阻力RAW=推动气体的压力/气体流速，以单位时间流量所需的压力差表示主要由气体本身的
21、性质、气体流动方式及气道口径和长度来决定，在临床上气道口径的变化和气体流动方式起主要作用气道阻力直接反映气道的阻塞情况,气道内阻力的分布,影响气道内阻力的因素,跨壁压和胸内压肺容量气道的顺应性，取决于气道的支持结构 肺顺应性病理因素,气道阻力升高对病人的影响,1、增加呼吸做功 2、气滞和内源性PEEP 3、肺间质水肿 4、气道内压力上升,2.3.2 肺顺应性(lung compliance,CL),1 概念：指单位经肺压改变所引起 的容量变化,2 相关概念：（1）胸廓和肺的顺应性CT：1/CT=1/CL1/CCW 正常情况下：CL0.2L/cmH2O CCW=0.2L/cmH2O CT=0.1
22、1 L/cmH2O（2）表面活性（二棕榈酰卵磷脂）的作用,（1）生理因素（包括体位和肥胖）（2）肺容量（3）肺、心脏和胸廓疾病（4）肺表面活性物质的缺乏（5）全麻和手术因素的作用,2 影响因素,3 顺应性下降对病人的影响,（1）呼吸肌做功增加，对于顺应性 25ml/cmH2O 的病人，不能停用呼吸机（2）肺疾患所引起的顺应性下降，各部位不一致 造成V/Q失调，出现低氧血症（3）病人为维持每分钟通气量，呼吸呈浅而快（4）气道压上升，影响静脉回流，心输出量减少 颅内压上升，增加气压伤危险,2.3.3 压力-容量环(P-V),P-V指受试者作平静呼吸或接受机械通气,用肺功能仪描绘的一次呼吸周期潮气量
23、与相应气道压力(气管隆突压力,胸腔压力,食管压力)相互关系的曲线环.因其表示呼吸肌运动产生的力以克服肺弹性阻力(肺顺应性)和非弹性阻力(气道阻力和组织粘性)而使肺泡膨胀的压力-容量关系,故也称为肺顺应性环.P-V环反映呼吸肌克服阻力维持气量所作的功(呼吸功)多采用旁气流(SSS)技术作连续气道监测(CAM),根据P-V环形状可对某些疾病状态作出判断利用P-V环可计算病人(或呼吸机)作功,WOBp或WOBv,指病人呼吸肌收缩(呼吸机)将一定量气体(潮气量)送入病人肺内所作的功.意义:可据之选择和评价呼吸支持模式,PSV与WOBp;指导呼吸机撤离,0.75J/L;,2.4 呼吸中枢兴奋性监测-第0
24、.1秒驱动压(P0.1),P0.1指阻断气流时,吸气开始0.1秒钟的口腔或胸腔内压力正常24cmH2O通常胸腔内压(常用食管内压)比气道压力更敏感P0.1与膈神经及膈肌肌电图的改变呈现线性关系,反应呼吸中枢的兴奋性+见于呼吸肌机械负荷过重,呼吸中枢代偿性活动增强,3 氧传输和组织呼吸功能监测,MONITORING OF OXYGEN DELIVERY AND TISSUE RESPIRATORY FUNTION,C-O2=(1.34*Hb*SaO2)+0.00315*PO2DO2=C-O2*CO（心排血量），就是血液中的氧总量，（C-O2）约20ml/dl，CO约为5L/min，因此每分钟氧的
25、传输量在正常静息状态下约为1000ml动-静脉血氧分压差也是重要的指标,4 临床应用CLINICAL APPLICATION,呼吸功能监测的临床应用范围较大,这里主要涉及围术期和呼吸治疗中的应用,4.1 呼吸功能监测围术期的应用4.1.1 原则,根据具体病情、监测目的、结合医院的条件选择获得同样的诊治效果的最少的项目,4.1.2 对肺功能状态作出综合评价,对肺功能不全的严重程度作出分级对肺功能不全的病因学作出鉴别诊断对限制性和阻塞性疾病的综合判断,4.1.3 对病人的麻醉手术耐受性作出评价,4.1.4 研究麻醉手术对病人呼吸功能的影响,4.2 呼吸功能监测在呼吸治疗中的应用,4.2.1指导机械通气的实施指导呼吸机的使用与撤离指导通气模式的选择评价机械通气对肺功能的影响,4.2.2 评价呼吸治疗的效果,复习要点,1、肺容量的概念及各种组合2、判断阻塞性和限制性肺部疾病3、肺功能监测包括的各种指标,
