《急診醫(yī)學(xué)》 二、呼吸系統(tǒng)的力學(xué)特點(diǎn)

肺和胸壁都是彈性結(jié)構(gòu)。呼吸收縮時(shí)產(chǎn)生力，肺和胸壁組織具有彈性回力，氣流在氣道內(nèi)流動時(shí)產(chǎn)生阻力，肺和胸壁運(yùn)動時(shí)都有一定的慣性。一般除了極度肥胖的個(gè)體，上述這些因素中慣性是可忽略不計(jì)。但彈性回力、氣道內(nèi)阻力等均具有力學(xué)的特點(diǎn)，研究和認(rèn)識呼吸運(yùn)動過程中，肺容量變化產(chǎn)生通氣的經(jīng)過必需熟悉呼吸系統(tǒng)的力學(xué)特點(diǎn)。

（一）呼吸系統(tǒng)的壓力-容量曲線（圖3-2）左側(cè)的容積與壓力曲線經(jīng)常被用來解釋肺臟（點(diǎn)線）、胸壁（虛線）和二者聯(lián)合（實(shí)線）的力學(xué)特征。當(dāng)胸腔內(nèi)壓力改變時(shí)，容積產(chǎn)生相應(yīng)的變化。肺組織含有彈力硬蛋白、膠原蛋白，肺泡表面又覆蓋著具有相當(dāng)表面張力的活性物質(zhì)。因此當(dāng)肺被牽張時(shí)，自肺內(nèi)部即產(chǎn)生了彈性回力。

胸壁（包括橫膈）隨呼吸運(yùn)動時(shí)胸腔內(nèi)壓力變化也相應(yīng)產(chǎn)生容積的變化。欲使胸腔容積縮小，必須施加一定量的力來對抗胸壁的抵抗力及其恢復(fù)到靜息位置的彈性回力。欲使胸腔容積擴(kuò)大，也必須施加以足夠?qū)剐乇诨乜s至靜息位的彈性回力。

理論上固然可以把肺與胸壁分別考慮，實(shí)際上二者是協(xié)調(diào)同步動作的。肺擴(kuò)張的容積和胸壁容積的改變是相應(yīng)的，二者聯(lián)合的容積-壓力變化即為圖3-2中實(shí)線所示。

圖3-2 呼吸系統(tǒng)的壓力-容積曲線與肺容量

當(dāng)肺因彈性回力向內(nèi)的力量和胸壁向外的力量相抗衡時(shí)，呼吸肌完全松弛，胸腔內(nèi)凈壓力為0，此時(shí)即功能殘氣位，肺內(nèi)的含氣量即FRC。

吸氣時(shí)，吸氣肌收縮產(chǎn)生的力需與肺與胸壁擴(kuò)張時(shí)向內(nèi)的彈性回力相適應(yīng)。當(dāng)吸氣肌收縮至肌纖維最短時(shí)，肌力就不足以使肺和胸壁再繼續(xù)擴(kuò)張，此時(shí)肺內(nèi)的氣量是肺總量TLC。

呼氣時(shí)也相似，呼氣肌收縮需與胸壁回縮的向外方向的彈性回力相抗衡。當(dāng)呼氣肌的收縮力不再能克服縮小胸部所需的力量時(shí)，肺內(nèi)的氣量就是殘氣量。老年人深呼吸至一定程度因胸腔內(nèi)壓使周圍氣道關(guān)閉，氣體陷閉于肺內(nèi)，此時(shí)雖然呼氣肌在對抗胸壁彈性回力方面仍有余力，但因氣道的內(nèi)徑及通暢程度限制了繼續(xù)縮小胸部，因此，老年人的RV較年青人的要高。

當(dāng)胸腔內(nèi)有空氣逸入，胸腔內(nèi)的負(fù)壓為零，肺臟的容積沿容積-壓力曲線明顯下降，幾乎達(dá)零，臨床上出現(xiàn)肺萎縮不張。

容積-壓力曲線的斜率，即使胸腔壓力有單位壓力改變（△P）所需的容積變化，也就是△V/△P，在呼吸生理學(xué)中稱之為順應(yīng)性（compliance）。在低肺容積時(shí)，于容積壓力-壓力曲線上可看到此時(shí)的斜率較陡，每增加0.098kPa(1cmH2O)需擴(kuò)張肺的容積較大，換言之就是低肺容積時(shí)肺的順應(yīng)性高。隨肺容積增大，曲線變平，順應(yīng)性降低。

（二）順應(yīng)性上面已經(jīng)介紹順應(yīng)性是單位壓力改變時(shí)引起的容積改變。是反映呼吸系統(tǒng)力學(xué)特性的一項(xiàng)指標(biāo)。根據(jù)經(jīng)肺或經(jīng)胸壁的壓力改變所得的容積改變以肺順應(yīng)性（CL）或胸壁順應(yīng)性（C胸壁），因測試方法較復(fù)雜，受試者又需放置氣囊食管導(dǎo)管，臨床工作中不易普遍應(yīng)用。以經(jīng)胸廓壓所測得的順應(yīng)性為總順應(yīng)性。三者間的關(guān)系可以1/C總=1/CL+1/C胸壁表示。

在急診危重患者中當(dāng)經(jīng)氣管導(dǎo)管行機(jī)械通氣時(shí)，于呼吸機(jī)行控制型通氣，可較容易地測出總順應(yīng)性。通過對C總的動態(tài)觀察，可了解到肺內(nèi)病變是否好轉(zhuǎn)或惡化，故常用C總來做為機(jī)械通氣過程中的監(jiān)測指標(biāo)。

順應(yīng)性尚分為靜態(tài)順應(yīng)型（Cst）和動態(tài)順應(yīng)性（Cdyn）兩種，前者系指于呼吸周期中，氣流暫時(shí)阻斷時(shí)測得的C，可反映肺組織的彈性。后者是在呼吸周期中，氣道未阻斷測得的C，除彈性回力外，尚受氣道阻力的影響，總順應(yīng)性的正常值閾人為0.73～1.12L/kPa(0.072～0.110L/cmH2O)。

生理情況下，順應(yīng)性除已如上述受肺容量的影響外，呼吸周期、肺泡表面張力和肺組織彈性都是主要的影響順應(yīng)性的因素。

疾病條件下、肺水腫、肺間質(zhì)纖維化等由于肺彈性回力增強(qiáng)，肺順應(yīng)性明顯降低；肺氣腫則由于肺泡壁破壞，彈力組織減少，靜態(tài)總順應(yīng)性下降（圖3－3）。

圖3-3 不同肺順應(yīng)性的示意圖

（三）氣道阻力產(chǎn)生一定氣流流量所需要的壓力差可以反映氣道阻力（Raw）?？捎靡韵鹿奖硎荆?/p>RaW=口腔壓-肺泡壓流量

氣道阻力的單位是以kPa·L/s(cmH2O·L/s)表示。測定方法較復(fù)雜，需要流速儀或體積描記儀等設(shè)備。多不包括在常規(guī)肺功能檢查內(nèi)。但當(dāng)病人已經(jīng)用呼吸機(jī)械通氣時(shí)，若呼吸機(jī)中有監(jiān)視流速的傳感器，?？蓽y得氣道阻力，也是行呼吸監(jiān)護(hù)的一項(xiàng)指標(biāo)。

在病理情況下，如支氣管哮喘、慢性支氣管炎、肺氣腫患者，常表現(xiàn)有氣道阻力的增加，故可通過Raw了解病情的變化。而在使用呼吸機(jī)過程中若導(dǎo)管扭曲或痰液堵塞均可表現(xiàn)出氣道阻力的增加。