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1、呼吸生理呼吸生理1第一章第一章 呼吸系统解剖与生理呼吸系统解剖与生理 第一节第一节 呼吸系统解剖学呼吸系统解剖学 上呼吸道上呼吸道 下呼吸道下呼吸道 肺肺第一章第一章 呼吸系统解剖与生理呼吸系统解剖与生理3上呼吸道上呼吸道功能：功能：传递气体作用：作用：鼻腔起过滤，湿化及加热吸 入气体，从而维持呼吸道及 全身温度的作用。构成：构成：口腔、鼻腔、咽和喉4上呼吸道上呼吸道 鼻腔鼻腔鼻腔鼻腔功能：功能：鼻毛清除空气中的尘埃鼻腔表面存在大量血管 散发热量加温吸入空气其腺体分泌物使鼻腔湿 润，也湿化了吸入空气不论外界温度是多少不论外界温度是多少?吸入的空气经鼻腔湿化且加温至吸入的空气经鼻腔湿化且加温至3
2、2C。粘液腺粘液腺 湿润湿润毛细血管毛细血管毛细血管毛细血管 加温加温纤毛纤毛纤毛纤毛 除尘除尘5上呼吸道上呼吸道 咽咽、喉、喉会厌会厌软腭软腭功能功能运输食物和空气。吞咽时口腔顶部软颚向上移动封闭鼻腔，会厌向下盖住总气管口食物能顺利进入食管中。呼吸时软颚和会厌相反动作，使空气进入下呼吸道和肺。6 下呼吸道下呼吸道功能：功能：传递气体作用：作用：逐级将新鲜气体传送至肺泡。构成：构成：气管、支气管、细支气管和终末细支气管7 下呼吸道下呼吸道 总气总气 管管 总气管最狭窄处在声带，经声带空气进 入气管。总气管长约10-12公分内 径为2-2.5公分。气管粘膜覆盖着纤毛，纤毛将粘 液和外来物向上运动
3、输送至喉部 经咳嗽咳出或吞入食管内(食管在 气管壁的后侧)。8 下呼吸道下呼吸道 气气 管管 树树胸廓内总气管分为左右总支气管 各自进入左右两肺。总支气管分叉为较细的叶、段、亚段等细支气管最后到达肺泡。细支气管管壁缺少软骨，成人平卧或发生炎症时，在呼气末易导致细小支气管闭合而产生内源性呼气末正压(即PEEPi或Auto-PEEP)。正常约3cmH2O。9 肺肺功能：功能：气体交换作用：作用：肺泡周围环绕毛细血管。新鲜空气抵达肺泡提供O2给毛细血管中的红细胞，而CO2则从毛细血管中排至肺泡(即气体交换)。构成：构成：肺分为左、右两肺；左肺有两叶、右肺有三叶。叶分为段，段再分为小叶,与末梢支气管相
4、连的是肺泡肺泡。10肺泡肺泡肺泡肺泡 气体交换基本单位气体交换基本单位 人体左、右两肺的肺泡人体左、右两肺的肺泡 的表面面积共约的表面面积共约70-100平平 方米。方米。在静息情况下为身体摄取在静息情况下为身体摄取250毫升的氧毫升的氧,並排出並排出200毫升的二毫升的二氧化碳氧化碳.(R.Q=0.8)肺肺 肺泡肺泡11第二节第二节呼吸生理呼吸生理呼吸过程呼吸过程第一章第一章 呼吸系统解剖与生理呼吸系统解剖与生理12呼吸生理目录呼吸生理目录 外、内呼吸过程外、内呼吸过程 呼吸生理引言呼吸生理引言 肺容量肺容量 肺顺应性肺顺应性 呼吸阻力呼吸阻力 呼吸作功呼吸作功 通气功能通气功能 气体分布气
5、体分布 弥散功能弥散功能 通气通气/血流比血流比13肺功能分为通气和换气。通气即空气靠胸廓和横膈运动使空气经气管吸入和呼出肺。而换气是空气中氧气从肺泡进入肺毛细血管血液中，二氧化碳正好相反。上述的气体交换即弥散:即气体分压从高的一侧透过“肺泡-毛细血管壁”膜向分压较低的一侧扩散。呼吸气体经上.下呼吸道往返于肺为人体提供氧和排出二氧化碳。呼呼 吸吸 生生 理理 引引 言言14呼呼 吸吸 生生 理理 引引 言言呼吸系统和循环系统互相配合，将全身静脉血全身静脉血(含较多的CO2)送至右心室经肺部摄取氧並排出CO2。左心室将动脉血动脉血(含较多的O2)经动脉、毛细血管将O2运输至各脏器(细胞)供代謝之
6、用，並帶走CO2(即静脉血)。通气分佈弥散气体交換是呼吸的整个过程。15呼吸产生的机制呼吸产生的机制化学感应器化学感应器化学感应器化学感应器呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢呼吸肌肉呼吸肌肉呼吸肌肉呼吸肌肉通气通气通气通气动脉动脉动脉动脉 PCO2,PCO2,PO2,pH PO2,pH 16呼吸的过程呼吸的过程呼吸机起作用呼吸机起作用细细 胞胞通气通气通气通气分布分布分布分布弥散弥散弥散弥散运输运输缓冲作用缓冲作用运输运输氧合作用氧合作用血液运输血液运输CO2产生产生弥弥散散氧利用氧利用COCO2 2O O2 2外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸17外呼吸：呼吸肌外呼吸：呼吸肌横膈横膈横膈一层平坦的肌肉将
7、胸腹腔分开要的呼吸肌肉吸气时横膈向下移动呼气时回复原来位置上下移动范圍为7-10厘米吸气吸气呼气呼气横横横横 膈膈膈膈 收收收收 缩缩缩缩吸气吸气吸气吸气横横横横 膈膈膈膈 松松松松 弛弛弛弛呼气呼气呼气呼气18吸气时吸气时吸气时吸气时因胸廓扩张和横膈下降，因胸廓扩张和横膈下降，气管长度及内径均增大，肺泡充气管长度及内径均增大，肺泡充气。气。呼气时呼气时呼气时呼气时因胸廓收缩和横膈上升，因胸廓收缩和横膈上升，气管长度及内径均缩小，肺泡排气管长度及内径均缩小，肺泡排气。气。休息时休息时休息时休息时呼吸做功很小，病理条呼吸做功很小，病理条件下做功增加，呼吸肌本身氧耗件下做功增加，呼吸肌本身氧耗也增
8、加。也增加。机械控制呼吸时机械控制呼吸时机械控制呼吸时机械控制呼吸时呼吸做功呼吸做功由呼吸机承担。由呼吸机承担。外呼吸：呼吸肌群外呼吸：呼吸肌群胸廓运动胸廓运动胸胸胸胸 廓廓廓廓 张张张张 开开开开吸气吸气吸气吸气胸胸胸胸 廓廓廓廓 收收收收 缩缩缩缩呼气呼气呼气呼气19外呼吸：吸气力和弹性回缩力外呼吸：吸气力和弹性回缩力吸气时吸气时因横膈下降和胸廓扩张导致肺泡呈负压而使空气进入肺泡。呼气时呼气时因肺和胸廓弹性回缩力使肺泡压大于大气压使气体排出肺外。若气道阻塞、腹部肌肉和内、外肋间肌协助胸廓向内向下移动而排出气体。肺弹性肺弹性 2呼吸肌用力呼吸肌用力呼吸肌用力呼吸肌用力产生负压吸气产生负压吸气
9、产生负压吸气产生负压吸气弹性回缩力弹性回缩力弹性回缩力弹性回缩力产生正压呼气产生正压呼气产生正压呼气产生正压呼气20外呼吸：血液运输外呼吸：血液运输循环系统循环系统循环系统循环系统 -将来自肺部富氧的动脉血动脉血运输至细胞，同时将携满二氧化碳但缺少氧气的静脉血静脉血静脉血静脉血运输至肺部吸收氧气排出二氧化碳。-血液占人体重8%，血液分为两部份其中红血球、白血球和血小板占血液总量45%，剩余的是血浆占55%。21全身的全身的动脉动脉动脉动脉由主动脉分支出由主动脉分支出来将含有丰富氧气和养料输来将含有丰富氧气和养料输送至各脏器。送至各脏器。全身的全身的静脉静脉静脉静脉将血液将血液(含较多的含较多的
10、二氧化碳二氧化碳)经上、下腔静脉返经上、下腔静脉返回心脏。回心脏。全身的毛细血管网是全身的毛细血管网是氧气氧气氧气氧气、二氧化碳二氧化碳二氧化碳二氧化碳和其他养料在血液和其他养料在血液和细胞之间交換的场所（肺和细胞之间交換的场所（肺泡。泡。外呼吸：血液运输外呼吸：血液运输 血管系统血管系统22气体交换全过程气体交换全过程l在肺内氧气弥散入肺毛细管血液中，CO2反之。l心脏和动脉将氧合的动脉氧合的动脉血血输送至全身。l在组织毛细血管处提供给细胞O2並帶走CO2.l循环系统的静脉主要是将脱氧的血液返回心脏並再输送回肺，使红血球氧合並排出CO2。肺循环肺循环肺泡肺泡动脉动脉细胞细胞肺泡肺泡静脉静脉肺
11、循环肺循环毛细血管毛细血管23第三节第三节通气功能通气功能第一章第一章 呼吸系统解剖与生理呼吸系统解剖与生理24肺容量定义（一）肺容量定义（一）功能残气量功能残气量功能残气量功能残气量(FRC):(FRC):平静呼平静呼气未残留在肺气未残留在肺内的气体量。内的气体量。RVRVV Vt tFRCFRC潮气量潮气量潮气量潮气量(V Vt t):):一次呼吸的一次呼吸的吸入气体量吸入气体量或呼出量。或呼出量。残气量残气量残气量残气量(RV):(RV):最大呼气后最大呼气后残留在肺内残留在肺内的气体量。的气体量。VCVC肺活量肺活量(VC):一次最大吸一次最大吸气后完全呼出气量。气后完全呼出气量。25
12、肺容量定义（二）肺容量定义（二）26肺容量定义（三）肺容量定义（三）某个解剖位置所测的容量某个解剖位置所测的容量(静态静态)称为称为肺容量肺容量，若加上时间因素若加上时间因素(动态动态)即为即为通气量通气量。分钟通气量分钟通气量分钟通气量分钟通气量=Vt 潮气量潮气量RR呼吸频率呼吸频率(次次/分分)分钟分钟分钟分钟肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量=(Vt-解剖死腔量解剖死腔量)RR（次（次/分）分）解剖死腔量解剖死腔量解剖死腔量解剖死腔量：上、下呼吸道的本身的容积：上、下呼吸道的本身的容积(量量)，它们不參与气体交换。它们不參与气体交换。肺泡死腔量肺泡死腔量肺泡死腔量肺泡死腔量：肺泡
13、通气不足或肺泡周围毛细血管，：肺泡通气不足或肺泡周围毛细血管，血流灌注不足所造成的无效通气量。血流灌注不足所造成的无效通气量。生理死腔量生理死腔量生理死腔量生理死腔量=解剖死腔解剖死腔+肺泡死腔肺泡死腔27影响通气的指标影响通气的指标顺应性顺应性 顺应性：顺应性：顺应性：顺应性：弹性弹性高顺应性高顺应性高顺应性高顺应性低顺应性低顺应性低顺应性低顺应性28影响通气的指标影响通气的指标顺应性顺应性 肺顺应性肺顺应性肺顺应性肺顺应性 代表肺的扩张性 肺容量改变随肺泡压力改 变而变化。CL=肺容量变化量 肺压力变化量(ml/cmH2O)CL与压力呈负相关，与容量呈正相关。静态CL反映肺组织弹性阻力；动
14、态CL兼受气道阻力影响。高顺应性高顺应性高顺应性高顺应性低顺应性低顺应性低顺应性低顺应性29l l概念：概念：概念：概念：气体在气道内流动时所受到的阻力气体在气道内流动时所受到的阻力l l机械通气过程中其阻力主要取决于：机械通气过程中其阻力主要取决于：机械通气过程中其阻力主要取决于：机械通气过程中其阻力主要取决于：气道的长气道的长 度、直径、气道的弹性、气管插管度、直径、气道的弹性、气管插管及呼吸管路。及呼吸管路。l l影响气道阻力的主要因素：影响气道阻力的主要因素：影响气道阻力的主要因素：影响气道阻力的主要因素：气道内原因气道内原因(分泌物、肿瘤、异物等分泌物、肿瘤、异物等)气道壁增厚气道壁
15、增厚 气道外原因气道外原因(肿瘤，脏器等肿瘤，脏器等)影响通气的指标影响通气的指标呼吸阻力呼吸阻力30呼吸阻力呼吸阻力呼吸阻力呼吸阻力 气道对气体流速气道对气体流速(量量)所存在的阻所存在的阻 力，力，(cmH2O/L/S)呼吸机输送气体到肺泡所需的呼吸机输送气体到肺泡所需的 压力压力,以克服此阻力。以克服此阻力。阻力决定于气道的长度、内径、阻力决定于气道的长度、内径、分叉和内壁情况，及气体流速分叉和内壁情况，及气体流速 的形态。的形态。形态呈层流即阻力低。形态呈层流即阻力低。湍流产生漩涡而阻力高。湍流产生漩涡而阻力高。阻力决定于流速大小呈正相关。阻力决定于流速大小呈正相关。层流层流湍流湍流影
16、响通气的指标影响通气的指标呼吸阻力呼吸阻力31分泌物过多分泌物过多痉挛痉挛粘膜水肿粘膜水肿分泌物过多分泌物过多花生米花生米肺气肿肺泡挤压肺气肿肺泡挤压影响通气的指标影响通气的指标呼吸阻力的几种表现呼吸阻力的几种表现呼吸阻力的几种表现呼吸阻力的几种表现32临床上增加气道阻力的常见因素临床上增加气道阻力的常见因素l lCOPDCOPD慢性支气管炎慢性支气管炎 支气管哮喘支气管哮喘 慢性阻塞性肺气肿慢性阻塞性肺气肿l l炎症炎症炎症炎症喉气管支气管炎喉气管支气管炎 会厌炎会厌炎 支气管炎支气管炎l l机械性原因机械性原因机械性原因机械性原因异物异物 肿瘤肿瘤 出血出血 气管插管气管插管 呼吸管路扭曲
17、或积水呼吸管路扭曲或积水33气道阻力正常值气道阻力正常值l l气道阻力正常值：气道阻力正常值：气道阻力正常值：气道阻力正常值：在流速在流速(V)=30L/min时，时，气道阻力气道阻力(Raw)=0.62.4cmH2O/L/secl l对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因：对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因：对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因：对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因：可能是：插管的长度及直径可能是：插管的长度及直径34呼吸作功呼吸作功呼吸作功：呼吸作功：呼吸作功：呼吸作功：呼吸肌活动，消耗能量克服呼呼吸肌活动，消耗能量克服呼吸器官的弹性和非弹性阻力。吸器官的弹性和非弹
18、性阻力。正常正常正常正常限制限制限制限制阻塞阻塞阻塞阻塞上图上图:正常的平静呼吸。正常的平静呼吸。中图中图:呼吸道有阻塞情况下呼吸道有阻塞情况下的呼吸；吸气和呼气的呼吸；吸气和呼气均作了较大的功。均作了较大的功。下图下图:肺或胸廓扩张受限制肺或胸廓扩张受限制时吸气作功小而呼气时吸气作功小而呼气作功大。作功大。35气道阻力及呼吸功气道阻力及呼吸功l l气道阻力气道阻力气道阻力气道阻力(R Rawaw)与呼吸功与呼吸功与呼吸功与呼吸功(WOB)WOB)的关系的关系的关系的关系:Raw=P/f RawWOB(气道阻力增加是导致呼吸功增 加的最主要原因)肺通气不足CO2不能充分排出体外l l阻塞性疾病
19、阻塞性疾病阻塞性疾病阻塞性疾病 ：肺顺应性高 呼吸幅度深、节奏慢 限制性疾病 呼吸幅度浅、节奏快l l气道阻力是影响通气及氧合的因素气道阻力是影响通气及氧合的因素气道阻力是影响通气及氧合的因素气道阻力是影响通气及氧合的因素：Raw WOB 病人通气及氧合发生变化 如果气道高阻力长时间得不到解决则导致呼吸肌肉疲劳；最终通气衰竭、氧合衰竭。36呼吸生理总结呼吸生理总结呼吸的过程是肺通气呼吸的过程是肺通气分佈分佈弥散弥散(气体交换气体交换)血气，正常吸气是主动的呈负压，呼气是被动血气，正常吸气是主动的呈负压，呼气是被动的。吸、呼气结束时压力均为零。的。吸、呼气结束时压力均为零。顺应性代表肺的扩张性；阻力代表气道对气体流顺应性代表肺的扩张性；阻力代表气道对气体流速的阻力，气流分为层流和湍流；吸气作功代速的阻力，气流分为层流和湍流；吸气作功代表吸气肌用力情况。表吸气肌用力情况。V/Q比失調会引起低氧血症比失調会引起低氧血症(PaO2 60mmHg)。血气分析是对整个呼吸生理过程的结論。血气分析是对整个呼吸生理过程的结論。呼吸机是通气机只能起肺的通气功能的作用；间呼吸机是通气机只能起肺的通气功能的作用；间接对換气功能有帮助。接对換气功能有帮助。37