模式相关知识–跨肺压和驱动压

平台压等于肺泡压吗?

机械通气中吸气是气体从气道流向肺泡,因此,气道压力一定大于肺泡压力才会产生吸气。呼吸机提供的压力是机器上设置或者显示的气道压力,在吸气屏气(吸气暂停)时呼吸机显示的气道压力会从峰压下降至一个恒定的压力,一般称为平台压。此时由于流速为0,气道压力和肺泡压力相等。所以,我们可以认为平台压力等于肺泡压力。
我们一般说的平台压力指的是容控模式无自主呼吸时,在吸气相设置吸气暂停时呼吸机就会显示平台压力。这里的流速设置可以是方波,也可以是递减波,只要有吸气暂停就可以。但是,如果应用递减波就看不到经典的峰压、平台压波形了。

模式相关知识第一讲--平台压等于肺泡压吗?

呼吸机监测的平台压力是我们设置的平台时间时的压力,由于时间非常短,肺泡内气体可能来不及重新分布,此时气道压力可能会高于肺泡压力。所以,我们一般会手动测量平台压,一般在吸气相按吸气屏气(吸气保持)按键大于3秒钟测定的压力为平台压。

模式相关知识第一讲--平台压等于肺泡压吗?

测量时除了要求患者没有自主呼吸外,还要注意回路不能有漏气(会出现平台压力下降),呼吸机不能有特殊操作,比如雾化(会出现平台压增高)。
在压力模式下会有平台压吗?我们在参加一些学术会议时也会听到专家说压控模式下平台压力的说法。如果说平台压力可以代表肺泡压力,从这个角度看,压控模式下当然也会有平台压力。如果在压控模式下吸气时间设置的足够长,吸气流速可以降到0,此时的气道压力就是肺泡压力,也可以说气道压力为平台压。当然,如果气道阻力较高,吸气流速未降到0就转为呼气时,说明在吸气末气道压力依然高于肺泡压力,此时就没有平台压了。当然,这时候也同样可以应用吸气屏气(吸气暂停)进行测量,此时会发现平台压力低于气道压力。
上面说的都是没有自主呼吸时,平台压力等于肺泡压力。如果患者有自主呼吸呢?先说容控吧,如果患者有自主呼吸,吸气屏气时平台压力就会下降,当然肺泡压力也会下降。简单解释一下,吸气末由于气体已经送完,此时肺泡压力Pao=平台压力Pplat,而肺泡内外的压力差等于潮气量/顺应性:PaoPpl(胸腔压力)=Vt/CL(肺顺应性),Pplat=Vt/CL+Ppl,如果产生自主呼吸,胸腔压力下降,肺泡压力当然也会下降,平台压下降。
压控模式下如果患者有自主呼吸是否可以测量平台压力呢?方法和刚才没有自主呼吸时一样,如果患者条件允许,也可以使用吸气暂停进行测量,此时会发现平台压力高于气道压力。再简单解释一下,自主呼吸时的潮气量由呼吸机的正压(气道压力Paw)和患者产生的负压(胸腔内压下降Ppl)共同形成:即VT=(Paw+Ppl)*CL。吸气屏气时可以消除胸腔负压的影响,此时的潮气量产生的肺泡压力就全部作用在气道上,所以肺泡压力(平台压力)会高于设置的气道压力。
好了,简单小结一下:平台压一般指的是容控模式无自主呼吸时的气道压力测量值,其大小等于肺泡压力,这个压力过大会造成肺损伤。压控模式下的平台压可能和设置的气道压力不一致。

肺泡压与跨肺压

上一讲和各位老师分享的平台压和肺泡压的关系其实就是气道压和肺泡压之间的关系。在吸气相气道压高于肺泡压,产生吸气;呼吸相肺泡压高于气道压,产生呼气。相信很多老师并不熟悉肺泡压力(肺内压)的概念,因为呼吸机上不能监测和显示。呼吸机监测的压力时间曲线这里的压力指的是气道压力,同时我们脑海中还要有另外一条曲线:肺泡压力时间曲线,这样我们就会明白流量波形的变化了。

模式相关知识第二讲--肺泡压与跨肺压

气道和肺泡的压力差产生了流量变化,从而产生了容量(潮气量)。由于肺泡压力我们看不到,所以就希望可以通过气道压力来间接了解肺内压力的变化,比如在容控模式下,吸气过程中气道压力明显下降,就意味着肺泡压力下降,可能患者出现了流速饥渴。这里就是通过气道压力的变化间接推断出肺泡压力出现了变化。

模式相关知识第二讲--肺泡压与跨肺压

临床中我们更多的是关注吸气开始及吸气结束时的肺泡压力,吸气开始(呼气结束)时如果肺泡压力过低可能会出现肺泡塌陷,而吸气结束时肺泡压力过高可能会出现气压伤/容积伤。今天给各位老师分享的就是肺泡压和跨肺压的关系。
肺泡形态的维持不可能只靠肺泡压力。上初中时记得力的三要素是:力有大小、力有方向、力有作用点。肺泡压力是使肺泡打开的压力,他的方向是向外的,和他对应的压力是谁呢?当然是肺泡外压力以及肺的回缩力。

模式相关知识第二讲--肺泡压与跨肺压

上图是肺泡内外压力的示意图,任意时间点肺泡内外压力差等于肺的回弹力。肺弹性回缩力的大小和顺应性及容量变化相关,如果顺应性不变的话,肺泡内外压力差即跨肺压直接决定了肺容积的大小。吸气开始(呼气末)跨肺压小于0就会出现肺泡塌陷,而吸气末跨肺压过大就会造成肺损伤。
写到这里我们就明白了肺泡压是一个压力,跨肺压是肺泡内外压力差。在临床上只关注平台压(肺泡压)进行肺保护是不全面的,我们还要关注肺泡外压力的变化。平台压高于30cmH2O也可能是安全的,比如患者是重度肥胖、烧伤患者、胸部外伤(打了胸带)、腹腔高压等等,即使平台压很高,由于胸腔内压明显增加,吸气末的跨肺压其实并不高。同样,在呼气末给予高的peep也不一定打开肺泡,可能此时的跨肺压依然小于0。当然,由于胸腔内压临床上不好测定,一般就用食道压代替

模式相关知识第二讲--肺泡压与跨肺压

好了,今天就写到这里,我们要明白平台压(肺泡压)只代表肺泡内压力,在机械通气时我们还要考虑肺泡外的压力,也就是跨肺压,这样才能安全有效通气。

跨肺压和驱动压

经常有老师搞不清楚这两者的概念,到底这两个压力是什么关系?
我们上一讲简单分享了跨肺压的概念,大家要明白跨肺压是通气过程中某个时间点的肺内外压力差。这个压力差和容量变化及肺顺应性相关。
什么是驱动压(Driving Pressure)呢? 我觉得把Driving Pressure翻译为“驱动压”其实非常贴切。要理解驱动压,我们要明白以下几个问题:是谁来驱动?驱动什么?驱动的后果是什么?驱动压力克服了哪些阻力?这些明白了,驱动压就理解了。首先谁来驱动:这里指的是呼吸机,没有自主呼吸的事;驱动什么:驱动潮气量从气道到达肺内;驱动的后果是什么:肺泡内压力增加,从设置的peep到吸气末的平台压力。驱动压力克服的阻力:肺和胸廓的弹性回缩力,不包含克服气道阻力(因为吸气末流速为0,此时的平台压力不包含克服气道阻力的压力)。
可以看到,驱动压的应用是有前提的,这个前提和平台压类似:容控方波、患者没有自主呼吸。其值等于测定的平台压和总peep的差值。
                                                                           驱动压=平台压-peep
还有一点需要给大家说一下,呼吸机监测的压力都是跨呼吸系统的压力,比如平台压就是吸气末肺泡和大气的压力差(胸壁),所以其实驱动压=(平台压-0)-(peep-0)。这里的驱动压其实应该叫呼吸系统驱动压,只不过我们平时把呼吸系统几个字忽略了。
有呼吸力学基础的老师都明白,平台压=潮气量/顺应性 +peep,把peep移到等式左边,我们就会发现:
                                                                           驱动压 = 平台压-peep总 
                                                                                       = 潮气量/顺应性(呼吸系统)
可别小看这简单的变形,这其实可以让我们更加深入的认识肺损伤的本质:同样的潮气量如果驱动压增加就反映了患者的顺应性下降(也就是病情严重),如果顺应性没有变化潮气量只和驱动压相关
讲到这里我们应该明白了,不论是平台压(肺泡压:跨呼吸系统压)还是跨肺压,都是吸气相中一个时间点的压力,而驱动压是吸气前后肺泡内压力的变化,反映的是两个时间点的压力差,也就是吸气整个过程中的压力变化。我们知道平台压一般不超过30cmH20,而驱动压的要求一般不超过15cmH20
刚才说驱动压一般只应用容控模式,在压控模式下是否可以应用呢?确实,在学术会议上有专家在压控模式下也讲到驱动压的说法。同样的道理,压控模式下:驱动压=吸气末肺泡压-peep总。患者没有自主呼吸、没有内源性peep、吸气相流速可以下降到0,此时的驱动压就是设置的吸气压力。如果吸气流速未下降到0或者存在内源性peep,则驱动压就会小于设置的吸气压力。
好了,简单小结一下:跨肺压为某个时间点的肺泡内外压力差,驱动压是吸气过程中肺泡压力的变化值,反映的是整个吸气过程。
跨呼吸系统驱动压等于吸气末跨呼吸系统压力和呼气末跨呼吸系统压力的差值。听着非常绕吧,其实就是驱动压=平台压-peep。但是各位老师要明白平台压是吸气末肺泡压和胸壁表面(大气压)的压力差,反映的是吸气末跨呼吸系统的压力差,peep是同样的道理。
上一讲同样说过,驱动压克服的阻力包括:肺的回弹力和胸廓的回弹力。
跨呼吸系统驱动压=跨肺驱动压+跨胸壁驱动压
 驱动压=跨肺驱动压+跨胸壁驱动压
    跨肺驱动压=吸气末跨肺压-呼气末跨肺压
          =(平台压-吸气末胸腔内压)-(peep-呼气末胸腔内压)
          =(平台压-peep)-(吸气末胸腔内压-呼气末胸腔内压)
          =  驱动压-△胸腔内压(胸腔内压用食道压代替
          =  驱动压-△食道压(△Pes)
=  潮气量/肺顺应性
模式相关知识--跨肺压和驱动压 跨肺驱动压(ΔPL) = 吸气末跨肺压(Ptp-insp、PtpI)– 呼气末跨肺压(Ptp-exp、PtpE)
模式相关知识--跨肺压和驱动压
跨肺驱动压是跨呼吸系统驱动压减去跨胸壁驱动压,由于去掉了肺外因素的影响,可以更精确的反映作用于肺部的压力变化。同样的驱动压力,克服胸壁的回弹力大,作用在肺上的压力相应的就小。比如肺外源性ARDS合并腹腔高压或者重度肥胖,此时即使驱动压大于15,由于大部分是克服腹腔高压或者胸壁压力,作用在肺部压力可能很小,可能有些肺泡根本没有打开,出现肺不张。而对于肺源性ARDS,胸壁回弹力正常,此时如果驱动压大于15,可能大部分压力作用在肺上,很容易出现肺损伤。
为了更好的帮助大家理解,不知道各位老师是否还记得在讲容控和压控时举过的弹簧和木块的例子。

模式相关知识第四讲--驱动压和跨肺驱动压

这里一样可以用这个模型解释,用力拉动木块停止后,由于木块不需要克服摩擦阻力,所以此时的拉力F就是克服弹簧的弹性阻力。只是以前我们把整个呼吸系统用一个弹簧表示。如果我们把胸廓(比如黄色的弹簧)和肺(红色的弹簧)分开用弹簧表示的话,作用在红色弹簧上的力就是跨肺驱动压而作用在黄色弹簧上的就是跨胸壁驱动压。作用在两个弹簧上的力与其弹性系数相关,弹性系数越大,被分配的压力就越大,弹性系数小,承担的压力就小。

本文荟萃自公众号: 瑞呼吸小讲堂,只做学术交流学习使用,不做为临床指导,本文观点不代表数字重症立场。

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