呼吸功能监测和呼吸波形分析
上海第二医科大学附属仁济医院 张小先
通气量监测
（一）潮气量和通气量 正常情况下，潮气量（VT）和每分钟通气量（VE）因性别、年龄和体表面积不同而有差异，男性VT约为7.8ml/kg，女性为6.6ml/kg，VE为5~7L/min。呼吸抑制（如麻醉、镇痛药、肌松药等）和呼吸衰竭时VT减少，手术刺激和PaCO2升高时，VT增加。如潮气量减少，频率相应增加（VE=VT×f），若超过25~30bpm，则提示呼吸机械运动已不能满足机体需要，并且可导致呼吸肌疲劳。机械通气时，成人VT需要8~10ml/kg，小儿为10~12ml/kg，可根据PaCO2或呼气末CO2分压(PETCO2)进行调节，VT过大时，使气道压力升高，影响循环功能。VE>10L/min，不能撤离呼吸机。
（二）死腔气和潮气量之比 正常成人解剖死腔约150ml，占潮气量的1/3。肺弹性组织减少和肺容量增加，支气管扩张时，解剖死腔增加。肺内通气/血流（V/Q）比率增大，则形成肺泡死腔。例如在肺动脉压下降，肺梗塞，休克和心力衰竭时。此外，机械通气时的VT过大，气道压力过高也影响肺内血流灌注。面罩、气管导管、麻醉机、呼吸机的接头和回路等均可使机械死腔增加。 死腔气量/潮气量比率（VD/VT）反映通气功能，正常值为0.3，计算方法根据下列公式：
VD/VT=(PaCO2-PECO2)/PaCO2 或VD/VT=(PETCO2-PECO2)/PETCO2
（三）肺活量 是在用最大力量吸气后，所能呼出的最大气量。约占肺总量的3/4，和年龄呈反比，男性大于女性，反映呼吸肌的收缩强度和储备力量。以实际值/预期值的比例表示肺活量的变化，如≥80%则表示正常。肺活量为30~70ml/kg,若减少至30ml/kg以下，清除呼吸
道分泌物的功能将会受到损害；减少至10ml/kg时，将导致PaCO2持续升高，需要用机械通气辅助呼吸。
呼吸力学监测
（一）胸肺顺应性
由胸廓和肺组织弹性形成，是表示胸廓和肺扩张程度的一个指标，反映潮气量和吸气压力的关系（△V/△P）。吸气时气道压力大部分用于克服胸肺组织的弹性阻力，使肺膨胀，肺容量增加。小部分用于克服气道的非弹性阻力，将气体送入肺内。
测定肺顺应性需要计算经肺压（transpulmonary pressure,简称PTP）的变化。吸气结束和呼气结束时（无气体流动）的经肺压之差，除潮气量所得值即为肺顺应性，其计算公式如下：
Cr=Vr/△Cr。
使用具有吸气屏气性能的麻醉机或呼吸机，吸气期的气道压力出现吸气平台。在屏气时，气道内没有气体流动，不产生阻力，平台压力完全用于克服肺弹性阻力，所以平台压力除潮气量所得值即为胸肺顺应性，其计算公式如下：
Cr=Vr/平台压力。
监测胸肺顺应性的意义：（1）监测病情变化。（2）判断肺疾患的严重性。（3）观察治疗效果。（4）判断是否可以停用呼吸机：顺应性<25ml/ cmH2O时，不能停机。
（二）呼吸道阻力
呼吸道阻力由气体在呼吸道内流动时的摩擦和组织粘性形成，反映压力与通气流速的关系即（P1-P2/V）。其正常值为每秒1~3cmH2O/L，呼气时阻力为每秒2~5cmH2O/L。气道内压力出现吸气平台时，可以根据气道压力和平台压力之差计算呼吸道阻力。其公式如下：
气道阻力=气道压力-平台压力/V（流速），气道阻力＝PA×60×吸气时间%/VE/100。 监测气道阻力的意义：（1）了解在各种病理情况下，特别是阻塞性肺疾患时，气道功能的变化。（2）估计人工气道、加热湿化器和细菌滤网等对气道阻力的影响。（3）观察支气管扩张药的疗效。（4）帮助选择机械通气方式：如气道阻力增加明显，使气道压力上升过高时，大
于2.5~3.0kPa(25~30 cmH2O)，应选用压力控制（PCV）、压力支持（PSV）或双相压力通气（BIPAP）的通气方式，以降低气道压及改善肺内气体分布。（5）判断病人是否可以停用呼吸机。
（三）气道压力
气道内压力由潮气量（VT）、呼吸道阻力（受气道导管内径大小影响）和吸入气流速决定。一般用压力表显示，也可用记录仪描记气道压力的变化图形。机械通气时，吸气时压力为正压，成人约1.2~1.5kPa(12~15cmH2O)，儿童约1~1.2kPa(10~12 cmH2O)，呼气时压力迅速下降至0。平均气道压过高时影响循环功能。增大潮气量，加快呼吸频率和吸入气流速，以及使用PEEP时均使平均气道压升高。为防止气道压力突然上升过高，现代麻醉机和呼吸器都具有限压装置。监测气道压力变化可以及时了解VT和呼吸道阻力的变化。VT和吸入气流速维持稳定不变，气道压力直接反映呼吸道阻力和胸肺顺应性。如气道压力升高，则说明有呼吸道梗阻，顺应性下降以及肌张力增加等。如气道压力降低，则说明管道漏气。另一方面，如气道阻力和顺应性无变化，则气道压力下降说明潮气量减少。
（四）呼吸中枢驱动力（P0.1） 是测定膈肌发生收缩时所需要的神经兴奋强度。P0.1的改变与膈神经肌电图呈线性关系。反映呼吸中枢兴奋性和呼吸驱动力。P0.1已成为评估呼吸中枢功能的常用方法，并且也是决定撤离呼吸机的重要指标。其正常值为0.2~0.4kPa（2~4cmH2O）。小于0.6kPa(6cmH2O)方可停用呼吸器。P0.1大于0.6kPa(6cmH2O)不能撤机。其原因可能为：①当时呼吸肌负荷过重，呼吸中枢代偿性功能增强；②呼吸功能未完全恢复，收缩效率低,产生一定的收缩力需要更大的驱动力。P0.1过高者用辅助呼吸时，病人触发呼吸机送气时增加呼吸作功。它是决定病人能量消耗的一个主要因素。此外也可能提示心肺功能有异常。P0.1过低提示呼吸驱动减退。
波形监测
（一）压力-容量环
压力-容量环（pressure-volume loop）反映压力和容量之间的动态关系。不同的通气方式其压力-容量环的形态也不相同。如图1-A为控制呼吸的压力-容量环，其中下面的一段曲线代表吸气（a），上面的一段曲线代表呼气（b），图形在纵轴的右侧，描绘的走向是逆时钟方向移动。自主呼吸时，吸气曲线（a）和吸气量均在纵轴左侧，并且是顺时钟方向移动（图1-B）。辅助呼吸时，吸气开始，吸气波形曲线首先出现于纵轴左侧（病人自己吸气形成），随即转向右侧，并且是逆时钟方向转动（图 1-C）。压力-容量环的临床用于以下个几方面。
1、估计胸肺顺应性 压力-容量环纵轴的移动代表了胸顺应性的变化。如向左上方向移动，说明顺应性增加，如向右下移动则为顺应性减少。如果吸气段曲线趋于平坦，就说明肺已过度膨胀。此时虽然吸气压力继续上升，但潮气量并不再增加。如果呼气段曲线呈球形，并且其纵轴向右下移动，则说明呼吸道阻力增加。
2、计算吸气面积和估计病人触发机器送气所做的功位于纵轴左侧的压力-容量环内的面积为吸气面积，反映病人触发机械通气所需做的功，不包括气管导管，病人气道阻力和顺应性的影响。流量触发控制呼吸时的压力-容量环中的吸气面积明显减少，说明流量触发可以明显减少病人的呼吸作功。
3、指导调节PSV时的压力水平 图2为PSV时的压力-容量环。其中A为吸气的面积，代表病人吸气触发所做的功。纵轴右面的斜线区代表呼吸机所做的功。增加压力和用流量触发都可以减少病人呼吸做功。
4、发现呼吸异常情况 气管插管后，如气道压力显著高于正常，而潮气量并未增加，则提示气管导管已进入一侧支气管内。于纠正后，气道压力即恢复正常（图3-A）。如果气管导管有曲折，气流受阻时，于压力-容量环上可见压力急剧上升，而潮气量减少（图3-B）。
呼吸功能监测和呼吸波形分析
