1、 呼吸功能監測呼吸功能監測 在中的應用在中的應用 廣東省人民醫院呼吸內科廣東省人民醫院呼吸內科 黃思賢黃思賢 王首紅王首紅基本測定包括基本測定包括一一. .呼吸運動、呼吸運動、 壓力、流速、容積、壓力、流速、容積、 阻力、順應性及呼吸功等阻力、順應性及呼吸功等三三. .壓力壓力- -容積環容積環, ,流速流速- -容積環容積環 四四. .氣體交換氣體交換 二二. .容積容積- -時間波、壓力時間波、壓力- -時間波、流速時間波、流速- -時間波時間波 圖圖 1 1 容積容積- -時間波、壓力時間波、壓力- -時間波、流速時間波時間波、流速時間波 A 吸氣開始吸氣開始 B 吸氣吸氣 C 吸氣末吸

2、氣末 D 呼氣開始呼氣開始 E 呼氣呼氣 F 呼氣末呼氣末圖圖 呼吸曲線組成呼吸曲線組成 LIP反映陷閉肺泡擴張，是選擇PEEP的參考，一般為 8-12 cmH2O 。在LIP以下，肺循環阻力顯著增加，一 旦達到LIP后肺循環阻力下降。 UIP則反映胸肺的最大彈性擴張程度，有助于指導通 氣參數。機械通氣時高壓應低于UIP，如超過，易引 起氣壓傷和抑制循環功能。 UIP相當肺容量占肺總量的85%-90% 和跨肺壓35-50 cmH2O 的位置。機械通氣時相當于35 cmH2O平臺壓， 吸氣末肺容積 20 ml/kg的水平。 平臺壓35 cmH2O為臨界點。在應用PEEP時，特別是開 放肺，高PE

3、EP時，其與峰壓之壓差不能 35cmH2O 。( (八八) ) 流速流速- -容積曲線容積曲線 反映氣道阻力的變化。 以FRC為基點，流量變化為橫坐標，肺容積變化為縱坐標 的關系曲線。 流速流速 容積曲線圖容積曲線圖 一一. .基本測定基本測定：包括 呼吸頻率 呼吸方式 壓力 流速 容積 呼吸運動呼吸運動 呼吸頻率：敏感但非特異性指標， 30次min常是通氣肌失代償先兆。 呼吸方式：呼吸衰竭者，頻率加快，胸腹部運動不 同步，胸腹運動不協調和矛盾常提示呼吸肌疲勞， 增加呼吸肌負荷。 淺快呼吸指數( (RSBI)RSBI)f(/min)/VT(L)f(/min)/VT(L) f/VT105 難于撤

4、機 壓力壓力 最大吸氣壓力（MIP）和最大呼氣壓力（MEP） 是反映呼吸肌力量的指標 正常值男性 MIP -75cmH2O，女性 -50cmH2O 男性 MEP 100cmH2O，女性 80cmH2O MIP低于預計值 30 可能出現高碳酸血癥 MIP能產生-30 cmH2O 吸氣壓脫機常易成功 -20 cmH2O 提示呼吸肌疲勞 呼吸驅動力 P0.1 氣道閉塞壓力P0.1 ，即氣道阻塞后吸氣開始100毫秒吸氣壓力測 定。是反映呼吸中樞興奮性，呼吸驅動力指標。P0.1 與呼吸阻力 及順應性無關，因吸氣被阻斷時無氣流。 測定 P0.1，于吸氣時阻斷時間要少于0.25-0.3秒，計算0.1 秒時

5、產生的氣道壓力。（見圖1） P0.1 正常值 2-4 cmH2O P0.1 6 cmH2O 圖 1 P0.1 測定 正壓通氣正壓通氣 氣道壓峰值氣道壓峰值 氣道壓峰值受氣道阻力和胸肺彈性因素影響，如氣流、 順應性（胸壁、肺）、潮氣量及PEEP水平等。 定容型通氣時肺泡內壓低于峰壓, 定壓型通氣時峰壓與平臺壓相等。 峰壓對肺泡內壓無影響，但可通過吸氣末正壓即平臺壓影 響循環功能。 峰壓增加見于支氣管痙攣、分泌物或異物阻塞、管道扭曲、 肺纖維化、ARDS等。 保持峰壓 40 cmH2O 。超過此值易引起氣壓傷。 4.4.平臺壓（暫停壓）平臺壓（暫停壓） 吸氣末峰值肺泡壓，反映呼吸系統彈性回縮壓及機

6、械通氣時肺泡承受的最大壓力，同時也是呼氣起始驅動壓。于近氣道端短暫阻斷3-5秒，則氣道壓迅速下降至氣流停止，穩定 3 秒即為平臺壓。平臺壓高見于彌漫性肺疾病，ARDS或間質纖維化，也見于肺外疾患如肥胖，胸壁畸型。適當的平臺壓或吸氣時間延長，可改善氣體分布，改善氣體交換。平臺壓是引起氣壓傷的直接原因之一。平臺壓35 cmH2O 避免氣壓傷。平臺壓過高，吸氣時間過長可增加肺內血循環負荷。 5.5.平均氣道壓平均氣道壓 包括吸氣期壓力和呼氣期壓力，前者為克服氣道阻力和胸肺彈性阻力之和；后者為PEEP。適度PEEP可擴張萎陷肺泡，消除切變力，減輕肺損傷。吸氣期壓力不影響肺泡內壓。平均氣道壓的升高可能是

7、PEEP增大或氣道阻力增加的結果。平均氣道壓對通氣及氧合水平有利，但對血液動力學效果不利。低于7cmH2O對循環功能無明顯影響。 P PIP Pplat Paw mean T Pressure vs Time總之，平臺壓、峰壓增高可影響氣壓傷。肺泡周而復始的高壓和擴張、對正常肺泡也可以受累。氣壓傷與切變力直接相關。在呼吸機參數不變的情況下，峰壓可作為評價支氣管舒張藥的反應。壓力壓力- -容積曲線容積曲線上，PEEP PEEP 略高于低拐點時可改善肺循環，而體循環血液動力學不受影響。平臺壓超過高位拐點對肺循環及體循環均有影響(抑制作用)。平臺壓影響血液動力學。平均氣道壓對循環功能有一定影響。PE

8、EPPEEP和平臺壓可改善換氣功能。 6.6.PEEPi(PEEPi(內源性呼氣末正壓內源性呼氣末正壓) )或或AutoPEEP(AutoPEEP(自發性自發性PEEP)PEEP)肺泡內空氣的滯留是構成PEEPi的主要原因。正常肺于呼氣末呼氣完全，此時沒有氣流，肺泡壓等于大氣壓。反之，氣道有阻塞，呼氣氣流受限制，呼氣不完全或呼氣時間過短，在患者呼氣氣流尚未完全結束時下一次機械通氣又開始。故呼氣末有氣流，在大氣與肺泡間產生壓差，其大小藉氣道阻力來測量 阻斷呼氣法測定阻斷呼氣法測定 PEEPiPEEPi 近端氣道壓即大氣壓(呼吸機上的壓力表監測)，常在呼氣末回到零點， 未能反映 PEEPi，呼氣末

9、阻斷呼氣口的氣流，使在無氣流的情況下，近 端氣道壓與肺泡壓相等，增加的壓力在呼吸機壓力表上顯示即為PEEPi。 上圖 正常人被動呼氣末肺泡壓即大 氣壓 中圖 嚴重氣道阻塞，呼氣末肺泡壓 高(15 cmH2O)，下游氣道(等壓 點)與大氣相通，所以呼吸機上 的壓力表未能顯示出PEEPi。 下圖 在呼氣末阻斷呼氣口，氣流停 止，整個肺-呼吸機系統壓力相 等, 于壓力表上顯示PEEPi。 監測監測 PEEPi PEEPi 的意義的意義它與外源PEEP有同樣效應，如降低心排；影響血液動力 學參數的判斷。例如過高估計 PCWP 影響液體的補充。增加近端氣道壓，包括峰壓和平臺壓。可用于測定支氣管擴張藥的反

10、應。由于呼吸功增加，減低撤機的能力。容量控制通氣易致肺損傷。影響肺順應性的測定。如未從平臺壓中減去 PEEPi，則 所測順應性減少。 處理處理目的:促使氣體完全排空達到降低 PEEPi 減少充氣容量， 增加吸氣流速以增加氣體排空時間， 降低呼吸頻率， COPD患者使用外源 PEEP，即增加下游阻力，平衡PEEPi 上游阻力以減輕吸氣負荷。 PEEP 85%PEEPi反而加重肺的過度充氣。 PEEPi 3 cmH2O 視為正常。 （見圖4） 圖 4 氣道壓PAW ,肺泡壓PA ,氣流V A 波示在 PA曲線呼氣末PEEPi明顯可見.在降低氣道壓前,必須先克服PEEPi 才能觸發輔助通氣(a點至b

11、點是延遲期) B 波示少量的外源性PEEP(PEEPe,低于PEEPi)用于抵銷動態氣道萎陷.于呼 氣末引起 PAW升高,但不引起 PA改變. C 波示降低了觸發 PA的壓力. 氣流氣流 高峰氣流：指最大呼氣流速，健康成人為500700L/min， 低于3050提示有氣道梗阻。 流速時間曲線：對估計插管機械通氣患者是否有自發性 PEEP很有意義。（見圖2） 3.流速形態: 方波 遞減波 正弦波 遞增波 吸氣時使用方波流量恒定，吸氣時間短，峰壓高，平均氣道 壓低，對循環功能障礙或低血壓者有利。 遞減波吸氣時間長，平均氣道壓高，峰壓低，適宜于有氣壓 傷者。 肺容量 正常 VC 6575 ml/Kg

12、 左右， 低于 10 ml/Kg，多不能維持自主呼吸，脫機困難。 Normal PIP Raw PIP Paw PIP Airway Resistance Pplat Pplat (Normal) Normal PIP Compliance Paw PIP Pplat Pplat Time(sec) 氣道阻力與順應性氣道阻力與順應性 氣道阻力氣道阻力 峰壓力平臺壓(cmH2O） Raw 氣流速度（l/sec） 健康成人 23 cmH2O/l?sec-1 15 cmH2O/L?sec-1 可脫機 氣道阻力增加表示支氣管痙攣或分泌物增多。（六）順應性（六）順應性 1. 1. 靜態順應性靜態順應性

13、呼出潮氣容積V Cst 平臺壓PbPpeep 正常值 100 ml/cmH2O左右。 正常插管患者約 50-70 ml/cmH2O； 25 ml/cmH2O 撤機不易成功。 機械通氣顯示為肺和胸的靜態總順應性(Cst)。 注意測定時患者應在休息時，與呼吸機同步時，潮氣 量應取呼出氣潮氣量。（見圖6） 2. 2. 動態順應性動態順應性 潮氣容積 Cdyn 峰壓Ppeep 正常值 5080 ml/cmH2O 較 Cst低 1020Cst是指在呼吸周期中氣流暫時阻斷所測的順應性，代表肺組織彈性。Cdyn是指呼吸周期中，氣流未阻斷，通常在吸氣之末或呼氣之末氣流降至零點同時測定的壓力值來計算順應性，它包

14、括氣道阻力和順應性兩個成分。 圖6 氣道阻力和順應性 在壓力壓力 - - 容量曲線容量曲線上 動態和靜態的曲線 平行右移 代表肺實質病變，如肺炎、肺不張、 肺水腫、張力性氣胸。 若靜態曲線不變而動態曲線右移 則考慮氣道內阻塞，如支氣管痙攣、分泌物潴留等。見圖8,9） 呼吸窘迫前 呼吸窘迫前 呼吸窘迫后 呼吸窘迫后 Cdys右移超過Cst右移 Cst與Cdys平行右移 1.分泌物潴留 1.張力性氣胸 2.肺不張 2.支氣管痙攣 3.肺水腫 3.支氣管插管 4.肺炎 圖8 呼吸窘迫前后壓力-容量關系的變化 急性呼吸窘迫 吸氣峰壓 減少 增加 不變 漏氣 平臺壓 肺栓塞 過度通氣 胸外因素 不變 增

15、加 氣道阻塞 順應性下降 誤吸 腹脹 氣道痙攣 呼吸不同步 分泌物 肺不張 氣管插管引起的問題 內源性PEEP 阻塞 肺炎 氣胸 肺水腫 圖9 急性呼吸窘迫時峰壓平臺壓變化原因判斷流程圖 呼吸功測定呼吸功測定( (WOBp)WOBp) 自主呼吸或機械輔助呼吸時，呼吸肌克服氣道阻力和 順應性產生潮氣量所作的功。 功率胸腔壓力差容量的改變(力距離) 可在壓力-容量環上計算環的面積求得。（見圖10） WOBp 正常值 0.3 - 0.6 0.3 - 0.6 J/LJ/L(焦耳/升) 0.75 J/L可導致呼吸肌疲勞 0.85 - 1.15 J/L相當運動負荷 1.25J/L可導致嚴重呼吸肌疲勞負荷

16、氣道阻力增加，順應性減低， PEEPi， 機械通氣時 觸發水平不當等均可使呼吸作功增加。呼吸功圖示呼吸功圖示 二二. . 氣體交換功能測定氣體交換功能測定 血氣分析儀 pH、PaO2 、PaCO2 脈博血氧測定儀測SaO2 經皮氧和二氧化碳測定儀 PtcCO2、PtcO2 呼氣末二氧化碳測定PetCO2 反映氧交換效率 反映氧交換效率反映氧交換效率 P(Aa)O2 正常值 400，PaO2FiO2(45) PaO2/FiO2 Qs/Qt 20% 200 20% PaO2/PAO2 正常值0.93 FiO2 正常 a/A PO2 0.21 0.74 - 0.77 1.0 0.80 - 0.82

17、靜脈血摻雜(肺內分流) QS/QT 采混合靜脈血及動脈血測定。 QS CcO2CaO2 QT CcO2CvO2 （ 注：CcO21.39(10.015)Hb0.003PAO2 ） 吸純氧半小時后取動脈血測 PaO2及 PaCO2 QS 0.0031(PAO2PaO2) QT 50.0031(PAO2PaO2) （ 注：吸純氧后PAO2當日大氣壓47-PaCO21.25 ） 吸純氧半小時粗略估計法： QS 700PaO2(FiO21) %5 QT 100正常 QS/QT 25% 輸送到組織的氧不能滿足組織代謝需要。 25% 心排出量過高，血液分流。 SvO SvO2 2 VO2 SvO2SaO2

18、 COHb1.3610 SvO2 可經肺動脈導管取血也可以連續監測，在氧離曲 線上與 PvO2 成線性關系。SvO2 有其局限性，SvO2 水 平不能完全反映組織氧合；SvO2 增高并不能排除組織 缺氧。應結合 PaO2 、 C(a-v)O2 綜合分析。 正常值 75(6080) 表表 混合靜脈氧飽和度的影響因素混合靜脈氧飽和度的影響因素 (60%) 減少 SvO2 75% 增加 (80-95%) O2耗 O2輸送 O2耗 O2輸送 應激反應 PaO2 降溫 PaO2 疼痛刺激 * 通氣不足 麻醉 * FiO2 復溫 * 彌散功能 膿毒癥 * 過度通氣 過敏反應 * 通氣/灌注失衡 * PEE

19、P(SvO2 達最大值時 即為最佳 PEEP) 寒戰 發熱 Hb Hb 代謝亢進 CO CO SaO2 *交感N *外源性兒茶酚胺 通氣效應通氣效應 VD PaCO2 - PeCO2 VT PaCO2 死腔包括解剖死腔和生理死腔。VD/VT增加見于 肺泡過度膨脹如 COPD 和 PEEP 通氣 低血流狀態如心衰(左心或右心)、急性肺梗塞 正常值 0.3 - 0.35 PetCOPetCO2 2 與與 P(etP(eta)COa)CO2 2 （見圖11） PetCOPetCO2 2 1.呼出死腔氣,不含CO2 2.排出肺泡氣,CO2迅速升高 3.肺泡氣平臺 4.呼氣末CO2 5.吸氣開始,CO2

20、迅速下降 圖 11 CO2 呼吸曲線 PetCOPetCO2 2 正常值 38 mmHg（5 kPa），FetCO2 5 。 PetCOPetCO2 2PACO2 PaCO2 (正常肺泡死腔量很小，三者 數值非常接近)。 PetCOPetCO2 2受組織產生CO2的速度，肺血流量和肺泡通氣量 的影響。 PetCOPetCO2 2增加：心排增加，止血帶放松，重碳酸鈉注射, 肺泡通氣不足，CO2 生成增加等。 PetCOPetCO2 2 降低：過度通氣，心排減低，大范圍肺栓塞， 空氣栓塞，呼吸機管道脫落，氣管內插管阻塞，呼 吸機管道漏氣等。 P(aP(aet)COet)CO2 2 P(aP(aet

21、)COet)CO2 2 反映V/Q比率，其正常說明V/Q比率適當。 P(aP(aet)COet)CO2 2 V/Q增加，死腔通氣，肺血流減少，分布不均或肺血 管阻塞時 PetCO2。肺梗塞，休克和心衰時 PetCO2 可突然降低，而 PaCO2則可升高。 P(aP(aet)COet)CO2 2一般情況下 PaCO2 和 PetCO2相同，但肺 部有嚴重阻塞性或氣體交換性障礙， 二者相差很大， 此差值一般小于 0.66 0.66 KPaKPa(5mmHg)。應對照 PaCO2 判 斷，特別注重動態觀察 PetCO2。 PetCOPetCO2 2 圖示圖示不同情況下不同情況下 PetCOPetCO

22、2 2（七）七） 低血氧原因低血氧原因 血氣分析血氣分析 pHpH、PaOPaO2 2、PaCOPaCO2 2 、HCOHCO3 3- - 死腔通氣死腔通氣 低血氧癥低血氧癥 靜靜- -動脈分流動脈分流 V/Q V/Q V/Q V/Q VD/VT Qs/Qt VD/VT Qs/Qt P P(a-et)(a-et)C0C02 2 P P(A-a)(A-a)0 02 2 危重患者血氣分析顯示低血氧癥，應盡可能查其原因。是屬靜危重患者血氣分析顯示低血氧癥，應盡可能查其原因。是屬靜- -動脈分動脈分 流抑或死腔通氣。流抑或死腔通氣。 靜靜- -動脈分流常見于動脈分流常見于ARDSARDS，肺不張肺不張

23、, ,肺實變肺實變, ,肺水腫。注意肺水腫。注意V/Q V/Q 降低降低, ,可可 能是能是 V ,V ,也可能是也可能是 Q Q 。 死腔通氣常見于死腔通氣常見于COPD,COPD,肺血管阻塞肺血管阻塞, ,心排出量降低。心排出量降低。V/QV/Q增加可能是增加可能是 V ,V , 也可能是也可能是 Q Q 。 此外，低血氧癥可能是中樞神經系統病變此外，低血氧癥可能是中樞神經系統病變( (# # Pimax Pimax 正常正常) )或神經肌肉病或神經肌肉病 變變( (Pimax Pimax 低低) )造成肺泡低通氣所致。造成肺泡低通氣所致。 # # Pimax(Pimax(最大吸氣壓力最大

24、吸氣壓力)Volume vs TimeExpirationInspiratory Tidal VolumePressure versus TimeInspirationExpirationPaw(cmH2O)Time(sec)TIPeak Inspiratory PressurePIPTEFlow versus TimePressure-Volume LoopControlledAssistedSpontaneousVol (ml)Paw (cm H2O)I: InspirationE: ExpirationIEEEIIFlow-Volume LoopPEFRFRCInspirationExp

25、irationPIFRVTAir TrappingInspirationExpirationTime(sec)Flow(L/min)Air TrappingAuto-PEEPAir TrappingInspirationExpirationFlow (L/min)NormalAbnormalResponse to BronchodilatorBeforeTime(sec)Flow(L/min)PEFRAfterLong TEHigher PEFRShorter TE NormalNormal PPlat(Normal Compliance)Increased PIPIncreased PTA(

26、increased Airway ResistanceIncreased Airway ResistanceIncreased RawHigher PTAIncreased Airway ResistanceInspirationExpirationFlow (L/min)Decreased PEFRAbnormal“Scooped out” patternWork of BreathingA: Resistive Work B: Elastic WorkPressure (cm H2O)Volume (ml)OverdistensionVolume (ml)With little or no change in VTPaw risesNormalAbnormalInadequate Inspiratory Flow AdequateFlowTime(sec)InadequateFlowPaw(cmH2O)Inadequate Inspiratory FlowFlow(L/min)Time(sec)NormalAbnormalPatients effortInadequate Inspiratory FlowNormalAbnormalInadequate SensitivityIncreased WOB DECREASED