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呼吸治疗相关学科基础知识 亳州市人民医院 重症医学科 张飞鹏 2015-10-8 流体的特性 物质的三种状态 固态 液态 气态 流体 液态和气体无固定状态，具有流动性 内能 动能 物质内部原子或分子的不停运动 势能 物质内部各原子和分子之间存在的吸引力 液体的特征 粘滞性 表面张力 毛细血管作用 液体的表面张力 表面分子所产生的力 温度越高表面张力越小 Laplace定律 根据定律 P是肺泡内的压力 T是肺泡表面张力 r是肺泡半径 气体和液体 相似之处 产生压力 流动性 粘滞性 不同之处（气体） 易被压缩或膨胀 具有弥散功能 气体的内能主要表现为动能 气体分子因自由运动碰撞而产生压力 气体压力与温度有关 温度越高压力越大 温度越低压力越低 1标准大气压（atm）=76cmHg=1.013*105Pa（1kPa=7.5mmHg=10cmH2O） 弥散 气体分子不停地进行着无定向运动 分子从压力高处向低处转移 气体动能是气体弥散的动力 动能越大弥散越快 质量轻的气体弥散较快 质量重的气体弥散较慢 亨利定律 在一定的温度和压强下，经过一段时间，进入液体的气体分子和离开液面的气体分子数目相等，此时达到动态平衡状态 在动态平衡中，溶解于液体中的气体的体积和气体在液体外的压力以及液体的容积成正比 流体的运动形式 层流 湍流 转变流 泊肃叶定律 层流 流体分层运动的状态 若使流体在一粗细均匀的管子中做匀速层流，必须由外力来消除流体的内摩擦力，这个压力就是管子两端的压差 湍流 外层的流体质点（速度小）不断卷入内层（速度大），形成漩涡，使整个流动显得杂乱无章，实际流体的这种流动状态成为湍流 流体在流速不大时呈层流运动，各层之间互不干扰 当流速超过一定值后，各层之间就会相互干扰 流体在湍流时消耗的能量比层流多，并能发出声音 当雷诺系数2000时，流体的层流状态会转变为湍流 易形成湍流的因素包括 增加流速 增大密度 减小粘滞系数 增大管子半径 当流体以湍流运动时，泊肃叶定律就不再适用 层流时的驱动压和流量成正比 而湍流时的驱动压和流量的平方成正比 所以要使湍流的流体运动必须显著增加流体了两端的驱动压 连续性方程 柏努利方程 当运动流体经过狭窄通口时，它的速度会明显增加，根据柏努利方程可知，此时流体周围的压力降低，这样会卷吸周围其他流体进入原流体中，流体的这种效应成为卷吸作用。 在呼吸治疗装置中，空气喷射装置就是利用此原理。 空气喷射装置主要用于增加流体的总流量。 正压呼吸机工作原理 目前临床上正压呼吸机种类很多，内部结构也有较大差别，但其气路流程大致相似 高压气源输出高压空气和氧气—空氧混合器（预设氧浓度）--吸气阀—吸气管路—加温湿化装置—经气道进入患者肺内—呼气管路—经呼吸阀呼出 模式和参数输入呼吸及控制系统，调节吸气阀和呼气阀，吸气阀开放呼气阀关闭，实现吸气过程，吸气阀关闭呼气阀开放，实现呼气过程，从而完成一个呼吸周期 吸呼气过程 在机械通气四个阶段 吸气触发 吸气相 吸呼气切换 呼气相 四个阶段分别被控制 触发变量 控制变量 周期变量 基线变量 触发变量 时间触发 患者触发 压力触发 流量触发 常见的吸气流速波形 方波 正弦波 递减波 递增波 定容通气时的吸入气流波形 方波 递减波 定压通气时的吸入气流波形 递减波 周期变量达到预设值时，吸气阀关闭，呼气阀开放，吸呼切换，主要分容量周期、时间周期、流量周期。V-A/C和V-SIMV模式多采用时间周期或容量周期，PC/PSV模式多采用时间周期或流量周期 即使周期变量达到预设条件，也可以通过增加吸气末平台时间或手动按压吸气末暂停按钮，在吸气末保持吸呼气阀同时关闭，延长吸呼气切换，这种方式成为吸气末阻断。 呼气相包括呼气流量时间和呼气暂停时间。 基线变量是呼气暂停时间内气道内压力水平PEEP，靠呼气阀和呼吸回路内基础流速的共同维持 大量研究证实正压通气对血流动力学影响的主要决定因素是胸膜腔内压和肺容积的变化，而非气道压 胸腔内各部分胸膜腔压并不完全一致 当特指某一部分时可以用胸侧壁、横隔和近心胸膜压或心包压表示 简化讨论时用非特异胸腔表面压力（ITP）表示 正压吸气时，肺容积的增加趋于和气道压增加平行，气道压和肺容积改变一致，表现为吸气时非特异胸腔表面压力相应增加 临床上也有不一致的情况出现，如出现痰栓或人机对抗时，肺和胸壁顺应性改变，气道压改变，但潮气量可无实际变化 肺充气时，胸廓外推，膈肌下移，相邻的心包内陷，心包压力增高。肺膨胀时胸侧壁、隔面和近心处的胸膜压上升，表面压力上升程度取决于组织结构顺应性和固定性的共同作用 相对准确的非特异胸腔表面压力是心包处的胸模压 非特异胸腔表面压力增加的主要决定因素是肺容积的改变，无论疾病性质如何，无论顺应性如何，只要