完美生活 許巍 - 留聲十年 絕版青春許巍北京演唱會(huì)

肺通氣是指空氣進(jìn)出肺部的運(yùn)動(dòng)。肺的主要功能是為身體提供氧氣和清除二氧化碳這一新陳代謝的廢物。

肺總的容積可以被分劃分成較小的容積單位。這些單位是根據(jù)肺總量、肺的靜息呼氣末容積和幾次呼吸動(dòng)作創(chuàng)建的。共有四種基礎(chǔ)容積，五種肺容量。肺容量是兩個(gè)或多個(gè)基礎(chǔ)肺容積的組合（參見(jiàn)圖1）。下圖顯示了這些基礎(chǔ)肺容積和肺容量構(gòu)成。

圖一：肺容積和肺容量

測(cè)量和區(qū)分肺容積是有用的，因?yàn)椴煌暮粑到y(tǒng)疾病會(huì)影響不同的容積和容量。同時(shí)這些變化可以通過(guò)肺功能來(lái)測(cè)量，以幫助診斷和治療不同的疾病。當(dāng)機(jī)械通氣時(shí)，了解肺容積和容量是如何被呼吸所影響的將有助于你更有效、更安全地為患者進(jìn)行機(jī)械通氣。

基礎(chǔ)肺容積：

    1、潮氣容積（tidal volume，Vt）是在平靜呼吸時(shí)每次吸入或者呼出的氣量。

    2、補(bǔ)吸氣容積（inspiratory reserve volume，IRV）是在平靜吸氣后，繼續(xù)吸氣所能吸的最大氣量。

    3、補(bǔ)呼氣容積（ expiratory reserve volume，ERV）是在平靜呼氣后，繼續(xù)呼氣所能呼出的最大氣量。

    4、殘氣容積（residul volume，RV）是完全呼氣后肺內(nèi)仍不能呼出的殘留氣量。

肺容量

    1、深吸氣量（inspiratory capacity，IC）是平靜呼氣后能吸入的最大氣量，IC=Vt+ IRV。

    2、功能殘氣量（functional residul capacity，F(xiàn)RC）是平靜呼氣末肺內(nèi)容納的氣量，F(xiàn)RC=ERV+RV。

    3、肺活量（vital capacity，VC）是最大吸氣后能呼出的最大氣量， VC=IRV +Vt +ERV或者VC=IC+ERV。

    4、肺總量（total lung capacity，TLC）是深吸氣后肺內(nèi)所含有的總氣量，TLC=IRV +Vt +ERV+RV或者TLC=IC+FRC或者TLC=VC+RV。

呼吸時(shí)壓力變化

肺容積的變化是對(duì)胸部擴(kuò)張和收縮產(chǎn)生的壓力梯度的反應(yīng)。呼吸過(guò)程中有四種不同的胸腔壓力。Pm=口腔壓，Palv=肺泡內(nèi)壓（肺內(nèi)壓），Ppl=胸膜間隙內(nèi)壓（胸膜內(nèi)壓），Pbs=體表壓力

圖1呼吸系統(tǒng)壓力

為此，肺的壓力將以相對(duì)大氣壓（0=760毫米汞柱，或1個(gè)大氣壓）來(lái)表示。除非對(duì)氣道施加正壓，否則口腔壓（Pm）始終為0。除非患者使用負(fù)壓呼吸機(jī)進(jìn)行通氣，否則體表壓力（Pbs）也始終為0。肺泡壓（Palv）在整個(gè)呼吸循環(huán)中都會(huì)發(fā)生變化。胸膜腔內(nèi)壓（Ppl）在安靜呼吸時(shí)通常為負(fù)值，在整個(gè)呼吸周期中也會(huì)發(fā)生變化。

這些壓力之間的差異稱(chēng)為壓力梯度。呼吸力學(xué)中有三個(gè)關(guān)鍵的壓力梯度：經(jīng)呼吸、經(jīng)肺和經(jīng)胸壓力梯度。如圖2所示。

跨呼吸系統(tǒng)壓力梯度是口腔壓（Pm）和肺泡之間的差值，負(fù)責(zé)呼吸過(guò)程中氣體進(jìn)出肺泡的量。

跨肺壓力梯度是肺泡和胸膜腔間的壓力差，負(fù)責(zé)讓肺泡膨脹。

跨胸壁壓力梯度是胸膜腔壓力和體表壓力之間的差值，代表肺和胸壁擴(kuò)張或收縮所需的總壓力。

圖2顯示了呼吸周期中整個(gè)肺的壓力和壓力梯度的變化。

圖2正常呼吸時(shí)肺內(nèi)壓力、容積和流量的變化

在吸氣開(kāi)始前，胸膜腔的壓力為-5cmH2O，肺泡壓力為0cmH2O。當(dāng)肺處于靜息狀態(tài)時(shí)，即呼氣結(jié)束時(shí)，這轉(zhuǎn)化為-5厘米H2O的經(jīng)肺壓力梯度。這個(gè)負(fù)梯度有助于維持FRC。

當(dāng)吸氣開(kāi)始時(shí)，吸氣肌開(kāi)始工作，導(dǎo)致胸腔擴(kuò)張。胸部擴(kuò)張通過(guò)引起胸膜壓力下降來(lái)增加經(jīng)胸壓力梯度。隨著胸膜壓力下降，經(jīng)肺壓力梯度變大，導(dǎo)致肺泡擴(kuò)張。隨著肺泡擴(kuò)張，肺泡壓力下降低于口腔壓力，這種負(fù)的經(jīng)呼吸壓力梯度會(huì)導(dǎo)致空氣從口腔進(jìn)入肺泡，增加肺泡容積。

隨著胸腔壓力在吸氣結(jié)束時(shí)持續(xù)下降，肺泡壓力開(kāi)始與大氣平衡，肺泡填充減慢，吸氣流量降至零。在吸氣末，跨肺內(nèi)壓力梯度達(dá)到最大值（約-10cm H2O），對(duì)應(yīng)相應(yīng)的肺潮氣量。

當(dāng)呼氣時(shí)，胸部收縮，胸膜腔壓力升高，肺泡壓也隨之升高，開(kāi)始呼氣。當(dāng)肺泡壓開(kāi)始超過(guò)口腔壓時(shí)，正向跨經(jīng)呼吸壓導(dǎo)致空氣從肺中排出。呼氣流量下降到零，新的呼吸循環(huán)開(kāi)始。

為了通氣，必須克服一些力。這些包括彈性阻力、表面張力、順應(yīng)性和阻力。

彈性阻力

由于肺實(shí)質(zhì)中存在彈性纖維和膠原纖維，肺具有彈性阻力的相關(guān)特性。彈性是材料試圖保持其形狀并抵抗拉伸力的傾向。根據(jù)胡克定律，彈性阻力定義如下：

E = ?P /?V，式中?P=施加在肺部的壓力變化，?V=肺部容積變化。

肺牽張的概念可以比作彈簧。隨著施加在彈簧上的力的增加，彈簧以線性方式延長(zhǎng)。但是，彈簧的拉伸能力是有限的。當(dāng)達(dá)到最大拉伸點(diǎn)時(shí)，施加在彈簧上的附加力幾乎不會(huì)增加長(zhǎng)度。進(jìn)一步的張力可能會(huì)使彈簧斷裂。

當(dāng)在基于彈性阻力的壓力-容積曲線上繪制單次呼吸時(shí)，你會(huì)看到吸氣和呼氣的交匯點(diǎn)。然而，如圖3所示的正常壓力-容積曲線表明，在呼氣期間，任何給定壓力下的肺容積都大于吸氣期間的肺容積。這條曲線叫做滯后現(xiàn)象，是由于肺泡的表面張力產(chǎn)生的。

圖3：正常的壓力容積曲線

表面張力

1929年von Neergaard首次報(bào)道了肺表面張力的性質(zhì)。他觀察到，當(dāng)你比較一個(gè)充滿(mǎn)鹽水的肺和一個(gè)充滿(mǎn)空氣的肺時(shí)，將充滿(mǎn)鹽水的肺充氣到一個(gè)給定的容積所需要的壓力更小，而且肺沒(méi)有表現(xiàn)出滯后的特性。

肺泡內(nèi)部襯有一層薄薄的液體膜，形成氣-液界面。拉普拉斯定律告訴我們保持球體開(kāi)放所需的壓力與壁面張力成正比，與球體半徑成反比。這可以通過(guò)以下等式來(lái)證明：P = 2T/r ，式中P=肺膨脹所需的壓力，T=肺泡壁的張力，r=肺泡半徑。

順應(yīng)性

順應(yīng)性是彈性阻力的反義詞和倒數(shù)。例如，順應(yīng)性低的肺需要更大的壓力才能充氣。以方程式的形式，順應(yīng)性定義為：C = ?V /?P ，?V=體積變化（單位：L），?P =壓力變化（單位：cm H2O），C=順應(yīng)性（單位：L/cm H2O）。

肺順應(yīng)性隨年齡、體位及各種病理改變而改變。正常成人肺順應(yīng)性范圍為0.1-0.4L/cmH20。順應(yīng)性是在靜態(tài)條件下測(cè)量的；也就是說(shuō)，在沒(méi)有氣體流動(dòng)的條件下，為了從方程中消除阻力因素。

根據(jù)其骨骼和肌肉組織的結(jié)構(gòu)，胸壁和肺一樣具有彈性。胸壁的正常順應(yīng)性與肺的順應(yīng)性大致相同為0.2 L/cmH20。然而，在測(cè)量時(shí)，由于肺和胸壁是共同起作用的，所以它們是在如下等式所示的等式中測(cè)量的：1/CLT=1/CL+1/CT，等式中，CLT=肺和胸部的順應(yīng)性，CL=肺的順應(yīng)性，CT=胸部順應(yīng)性。

利用這個(gè)方程，肺和胸壁的總順應(yīng)性約為0.1 L/cm H20。在機(jī)械通氣病人中，順應(yīng)性可以通過(guò)潮氣量除以（平臺(tái)壓力-總PEEP）來(lái)測(cè)量，VT (del) /PPLAT - PEEPTOT 。

阻力

肺的阻力分為兩部分：肺組織阻力和氣道阻力。肺組織阻力僅占總阻力的20%左右，由呼吸循環(huán)中器官和胸壁運(yùn)動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)阻力（摩擦）組成。

氣道阻力是空氣在整個(gè)呼吸系統(tǒng)和傳導(dǎo)氣道中運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的摩擦力。

阻力公式是從觀察給定流量下從管道一端到另一端的壓力下降的物理學(xué)中推導(dǎo)出來(lái)的。這取決于流動(dòng)類(lèi)型（層流或湍流）、管的幾何形狀、氣體的粘度和氣體的流速。阻力公式由泊肅葉定律給出：?P=n8lV/r4，式中?P=驅(qū)動(dòng)壓力梯度，n=氣體粘度，l=管道長(zhǎng)度，V=氣體流量，r=管道的半徑。

在肺的氣道中，使用以下方程式測(cè)量阻力：RAW=（PM-PA）/·?V ，式中PM=口腔壓力（單位：cmH2O）PA=肺泡壓力（單位：cmH2O），V=流速，單位：L/sec，RAW=氣道阻力（單位：cm H2O/L/sec）。

在自主呼吸的成人中，正常氣道阻力估計(jì)為2-3cmH2O/L/S。

在機(jī)械通氣病人中，阻力可通過(guò)（峰壓-平臺(tái)壓）/流速（升/秒）來(lái)測(cè)量。

翻譯：董妍   河北省中醫(yī)院

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