机械通气运动方程：第 1 部分

Enjoy breathing

运动方程是对驱动通气的力的数学描述，以及这些力的消耗方式。对于没有经验的读者来说，这听起来可能有点深奥，几乎没有临床意义，但事实并非如此。这是一个相当简单但功能强大的基本概念，对于理解机械通气至关重要。它是呼吸力学的基础。一旦这一概念得到更好的重视，就可以在常规基础上找到其在床旁的适用性。

吸气的运动方程可以写成如下：

Pmus = 吸气肌产生的压力

Pvent = Paw（气道压力）= Pao（气道开口处的压力）

R = 呼吸系统阻力

E = 呼吸系统的弹性。这是顺应性的反面

V（更准确的是ΔV）= 相对于基线的体积变化（例如潮气量）

V̇ = 流量

Po = 吸气开始前的压力 = PEEP（为了简单起见，我们将其视为零）

Inertance惯性 = 移动气体的惯性分量（除了 HFOV 外，可以安全地忽略）

换句话说，该等式表明（通过呼吸肌和/或呼吸机）用于驱动通气的力等于呼吸系统在相反方向上施加的力。在最纯粹的意义上，这个方程是牛顿第三运动定律的应用。让我们以系统的方式分解它。

等式左边：

这一面描述了产生一定程度通气所需的总压力。请注意，这是呼吸机 (Pvent) 输送的总压力与患者呼吸肌 (Pmus) 产生的压力之和。这里的关键点是 Pvent 和 Pmus 的相对贡献不同。例如，在瘫痪患者中，Pmus 为零。如果呼吸机断开连接，Pvent（通气压力）将为零，所需压力须由患者呼吸肌生成。最常见的是Pmus和Pvent的某种组合。

等式右边：

这描述了如何利用左侧描述的压力。从等式可以看出，这也是压力（或负荷）两个分量的总和：

(a) 阻力（动态）负荷：

在数学上定义为阻力和流量的乘积。

在吸入的空气到达气体交换的肺单位之前，它必须通过几代气道。阻力压力是由于从气道开口到肺泡的任何阻力源引起的摩擦而产生的压力。

阻力压力会随着阻力（例如哮喘）和/或流量（例如呼吸机上设置的高流量）的增加而增加。

(b) 弹性（静态）负荷：

在数学上定义为呼吸系统弹性和容量的乘积。

在肺和/或胸壁弹性增加的情况下（例如ARDS、IPF），弹性负荷会很高。请注意，弹性负荷也是容量的函数。这就是 IPF（肺弹性增加）患者将呼吸模式调整为快速浅呼吸的原因，因为小潮气量会降低每次呼吸的弹性负荷。

呼吸力学的这些基本概念最好使用呼吸系统的单室模型进行可视化。

在吸气期间，运动方程可以立即应用，也可以在稳态条件下应用。该方程在稳态中的应用需要恒定的吸气流量。例如，当呼吸力学（弹性和阻力）已知时，如果流量是恒定的（例如容量控制中的方波），则可以推导出吸入特定潮气量所需的总压力。在没有 Pmus 的情况下，该压力将等于吸气峰值压力。

比例辅助通气 (PAV) 模式依赖于运动方程的瞬时应用。阻力和弹性的确定是 PAV 的先决条件。在吸气期间，每 5 毫秒测量一次瞬时容量和流量。由于弹性和阻力是已知的，产生这些所需的压力 (Ptotal) 可以从运动方程中计算出来。Pvent/Ptotal 的比例由临床医生设定，Pvent 是几乎连续调整的。例如，如果“百分比支持”设置为 50%，则呼吸机 (Pvent) 将施加瞬时流量/容量压力的一半，而患者 (Pmus) 将施加其余压力。

小结

在评估导致高通气负荷的呼吸病理时，重要的是分析超负荷是阻力性的还是弹性的，以及大部分通气工作是由患者还是呼吸机完成的。客观测量机械通气患者阻力和弹性的实际细节将在本系列的下一篇文章中讨论。该信息具有重要的诊断和治疗意义。