呼吸力學是以物理力學的觀點與方法對呼吸運動進行研究的學科，其通過壓力、容積和流量監(jiān)測來評價患者的呼吸功能。通過這些監(jiān)測，可以進一步推導患者的肺容積、順應性、呼吸阻力和呼吸功。在臨床上，主要是通過監(jiān)測呼吸力學的變化，辨別疾病的發(fā)病機制，尋找診斷的方法，對臨床疾病的治療可起指導作用。對于像我這樣的初學者來說，呼吸力學指標的判斷十分吃力，但又不得不面對，因此，本文僅整理了呼吸力學的基礎內容！
?·一 呼吸力學的相關概念 ·?
?· 1.1 壓力指標 ·?
胸膜腔內壓（intrapleural pressure，Ppl）：即胸腔內壓，FRC下約為-5cmH2O。呼吸時壓力的大小受胸壁、膈肌舒縮以及肺膨脹相關，吸氣時增大，呼氣時減小。
正常呼氣末，胸膜腔的受力
肺泡內壓（alveolar pressure，Palv）：即肺內壓，肺泡內壓強與大氣壓之差，呼吸時受胸腔內壓與肺彈性壓之差。吸氣時，胸腔負壓↑＞肺彈性收縮壓→吸氣；呼氣時，胸腔負壓↓＜肺彈性收縮壓→促進呼氣
氣道內壓：吸氣末或者呼氣末，氣流停止時，鼻、咽、喉、各級支氣管的壓力均相等。呼吸運動時，任意兩點的壓力差取決于氣道阻力、氣流流速以及氣流的形態(tài)（湍流/層流）。
氣道開口壓：正常為大氣壓（atmospheric pressure，Patm）當吸氣末阻斷氣流測定反應肺泡內壓。
食道壓（Esophageal Pressure,Pes):食管內測得的壓力，雖絕對值有所差異，但可以線性的反應胸內壓變化。
?· 1.2 壓力梯度·?
跨肺壓（trans-pulmonary-chest?pressure，Ptp ）：肺泡內壓與胸腔內壓之差，即 Ptp＝Palv-Plp,此壓力梯度的作用是擴張或者收縮肺組織，受肺順應性影響。
※平靜呼吸時最大值為3-4cmH2O;
※用力呼吸時可超25cmH2O；
※輔助通氣時受患者自身努力的大小，跨肺壓可在1~20cmH2O；
跨胸壁壓（transchest wallpressure，Ptc）：即胸腔內壓與胸廓外大氣壓之差,此壓力梯度的作用是擴張或回縮胸廓，受胸廓順應性的影響。
跨胸壓：肺泡與胸廓外大氣壓之差，為胸廓、肺組織的總壓力。控制機械通氣時，呼吸機送氣所需克服的總壓力。
?· 1.3 肺通氣阻力·?
肺通氣阻力主要包括彈性阻力與非彈性阻力（黏性阻力與慣性阻力），平靜呼吸時，彈性阻力為主要通氣阻力（占2/3）。
（1）彈性阻力：順應性（compliance,C）=彈性阻力（elastance,E）的倒數（C=1/E）。
※肺彈性阻力包括肺泡表面張力和肺實質回縮力，跟肺容積、肺表面活性物質以及彈性纖維/膠原纖維有關。
①肺泡容積小時，表面張力高，肺實質回縮力小，隨著肺容積的↑→表面張力↓，回縮力↑
②肺表面活性物質可使肺泡表面張力降低，當Ⅱ肺泡細胞受損后（ARDS、肺炎、肺栓等），肺表面活性物質分泌↓→肺泡表面張力↑→吸氣阻力↑
③彈性回縮力→肺容積↑→彈性纖維受牽連，回縮力↑，肺氣腫（彈性纖維破壞）→回縮力↓→FRC↑
※胸廓彈性阻力:胸廓處于自然位置時的肺容積相當于TLC的67%左右，此時胸廓毫無變形,不表現出彈性回縮力或擴張力。
①肺容積小于TLC的67%時，胸廓的彈力向外，是吸氣的動力、呼氣的阻力;
②肺容積大于TLC的67%時，胸廓的彈性向內，成為吸氣的阻力、呼氣的動力。
③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹內占位時胸廓順應性降低。
（2）非彈性阻力：包括慣性阻力與黏性阻力，正常情況下，氣道阻力占通氣時非彈性阻力的85%左右。
※黏性阻力是氣體流經氣道時氣體分子間和氣體分子與呼吸道管壁之間的摩擦阻力，跟氣體的流量、密度以及管道的半徑相關，氣道阻力公式為：
①在氣體層流時為R=P/V
②在湍流時為R=P/V
2
※慣性阻力：氣流在流動、變速以及變向時因組織慣性所產生的阻力
?· 二、機械通氣時的呼吸力學 ·?
從呼吸力學的角度來看，機械通氣本身是提供外加的呼吸動力，通過改變吸氣相和呼氣相的氣道壓力，從而改變呼吸的流量、容量及時間節(jié)律。
在進行正壓通氣時，首先需要克服的是肺彈性阻力（肺組織、胸廓）、非彈性阻力（黏性阻力、慣性阻力以及氣道阻力）以及內源性PEEP（PEEPi）。（1）在臨床中常用運動方程用來描述通氣、呼吸肌和阻力3者之間的相互關系，即PT=PE+PR+V*R
※PT是向肺內輸送一定容量氣體所需的壓力
※PE是克服彈性阻力所需要的力,由順應性(C)和潮氣量(VT)決定，PE=VT/C
※PR是克服非彈性阻力所需要的力,與流速(V)和氣道阻力有關PR=V*R
※在輔助通氣時，PT=Pventilator+Pmuscle,即Pairwey+Pmuscle=VT/C+V*R+PEEPi+慣性阻力
?· 2.1 氣道壓力·?
在呼吸機輔助通氣時主要的監(jiān)測指標有食管壓（Pes）、氣道峰壓（Ppeak）、平臺壓（Pplat）、內源性呼氣正壓（PEEPi）以及P0.1。
在下圖，在容控模式下的氣道壓力和流量波形。
（1）在送氣由于容量的增加和阻力的存在，氣道壓達到峰值即（Ppeak）；
（2）送氣結束后暫停的一段時間內，由于肺內時間常數的不均勻性，壓力逐漸下降至平衡，此即為平臺壓力(Pplat)。代表著峰值肺泡壓力；
（3）之后進入呼氣階段，若呼氣提前結束，則為PEEPi。
?· 2.2 PEEPi·?
通氣結束時測量的的壓力超過呼吸機設置PEEP被定義為內源性PEEP。內源性PEEP(PEEPi)的產生提示氣道阻塞/陷閉或者呼氣時間不足。
對于控制通氣的患者，PEEPi可通過應用呼氣末阻斷0.5-2秒來測量，但測量時患者必須放松并與呼吸機同步呼吸。
在自主呼吸患者，測量食管壓力(Pes)可用于確定內源性PEEPi,具體的測量方法在本公眾號的往期文章有整理→內源性呼氣末正壓（PEEPi）的發(fā)生機制、評估及處理[第110期]
?· 2.3 胸內壓·?
胸內壓(Ppl)不易直接測量。傳統的評估Ppl的方法是使用食管球囊,球囊由一根細導管組成，在其長度的遠端5-7cm處有多個小孔。將10cm長的球囊置于導管的遠端以防止導管中的孔被食管組織和分泌物堵塞，并且用少量空氣(0.5
mL)充氣球囊。導管的近端連接到壓力傳感器。
胸內壓可用于PEEP滴定，對于ARDS患者，由于氣道阻力的增加導致Ppl增加，如果Ppl相對于Palv較高，則可能出現肺泡塌陷。在這種情況下，若將PEEP設置為大于Ppl，則可減少塌陷的發(fā)生
?· 2.4 時間常數·?
時間常數是氣體在肺組織擴散和排空的時間，反映的是肺組織對壓力變化反應的速度。
（1）時間常數是由肺或者部分肺的順應性乘以阻力：時間常數=順應性X阻力
（2）肺單位的時間常數決定了肺吸滿或排空氣體的總時間。
（3）在健康的成人時間常數一般為0.25s.
（4）吸滿或者被動呼氣時氣體完全呼出需要的時間常數為3.5-4s
?·參考文獻 ·?
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