持ち帰りメッセージ
- 呼吸力学を監視することは、肺の状態と機能障害を評価および診断し、人工呼吸器の設定を調整するのに役立ちます。
- 呼吸力学の2つの主要な製品は、コンプライアンスと抵抗です。
- 時定数は、圧力の段階的変化後の体積変化の速度を表し、吸気時または呼気時に測定される抵抗とコンプライアンスの積です。
- 呼気時定数全体的な呼吸力学とその変化を評価するのに非常に役立ちます。
- 呼気時定数が短いとコンプライアンスが低下し、長いと抵抗が増加することを示します。
呼吸力学の主な特性はコンプライアンスと抵抗です。慣性や粘弾性などの他の特性は、従来の機械的換気では重要な役割を果たさないため、割り引くことができます。呼吸力学は通常、気道の圧力と流量を使用して測定されます。したがって、呼吸器系の特性の評価には気管内チューブが含まれます。ただし、特定の場合には、気管内チューブと気道抵抗を分離できるように、気管内の気管圧を使用することで、より正確な測定値を取得できます。食道内圧により、胸壁と肺コンプライアンスを分割することができます。呼吸力学の静的測定は、吸気終末および呼気終末閉塞に依存しますが、動的測定は、最小二乗フィッティング法を使用して、閉塞を必要とせずに人工呼吸中に継続的にコンプライアンスと抵抗を評価します（1、2）。どちらの方法も、受動的な患者または最小限の吸気努力の患者にのみ使用できます。これは、患者の吸気努力の筋肉部分を気道内圧を使用して測定できないためです。
コンプライアンス
コンプライアンス（C）は、肺と胸壁を含む呼吸器系の弾性特性を表します。静的コンプライアンス（CSTAT）は、体積の変化（VT）とそれに対応する経壁圧の変化（ΔP）の比率です。経壁圧の変化は、吸気終末閉塞と呼気終末閉塞によってそれぞれ測定されたプラトー圧（PPLAT）と総PEEP（PEEPTOT）の差として計算できます。
CSTAT = VT /ΔP= VT /（PPLAT-PEEPTOT）
コンプライアンスの次元は通常ml / cmH2Oです。エラスタンス（E）は、静的コンプライアンスの逆数です。
E =ΔP/ VT
静的コンプライアンスは、最小二乗フィッティング法（LSF）を使用して動的かつ継続的に測定できます（1、 2）。静的コンプライアンスのLSF推定値は、通常、閉塞法を使用して得られた推定値よりもわずかに低くなります。
機械的人工呼吸を受けている正常な肺の患者では、CSTATは50〜60 ml / cmH2Oです（3）。 ARDS、無気肺、気胸、肺線維症、または胸壁のこわばりの場合、コンプライアンスの低下が発生する可能性があります。 ARDS患者は通常、入院時に約35〜45 ml / cmH2OのCSTATを示します（表1）。 CSTATはARDSの重症度とともに減少します。したがって、ARDS患者のコンプライアンスを監視することで、曝気された肺の量に関する情報を提供できます（赤ちゃんの肺の概念）。
肺気腫の場合はコンプライアンスが向上します。
抵抗
抵抗（R）は、摩擦力によって引き起こされる、吸気中に呼吸器系に入るガスの流れに対する反対を表します。抵抗は、特定の流れを駆動する圧力と結果として生じる流量（V̇）の比率として計算されます。
R =ΔP/V̇
抵抗の寸法は通常cmH2O /（ l / s）。
肺組織の抵抗が低いため、呼吸器系の抵抗は主に気道と気管内管の抵抗で構成されます。
抵抗は、吸気中に一定の流量の体積制御モードでのみ計算できます。
RINSP =（PPEAK – PPLAT）/ṅINSP
ただし、抵抗は通常、吸気抵抗と呼気抵抗を区別できる最小二乗フィッティング法。気道樹の形状により、呼気抵抗が吸気抵抗よりも高いのは正常ですが、吸気抵抗と呼気抵抗の大きな不一致は、呼気流量の制限を示唆している可能性があります。
人工呼吸器を装着している患者正常な肺と人工気道の場合、吸気抵抗（RINSP）は10〜15 cmH2O /（l / s）です（3）。細い気管内チューブまたは熱水分交換器（HME）の使用により、RINSPが増加する場合があります。これは、指数関数的な関係で流れとともに増加します（4）。気管内チューブの位置が正しくないかねじれていると、RINSPが増加する可能性があります。 COPDまたは喘息の場合、気道抵抗の増加が起こります（表1）。
時定数
時定数（RC）は、圧力の段階的変化後の体積変化の速度を表し、吸気と呼気の両方で測定できます。次元は秒で表される時定数です。
圧力の段階的変化は指数曲線による体積の変化に関連しているため、指数関数は1、2、および総体積変化の63％、86％、および95％だけ体積を変化させる3つの時定数。
単一コンパートメント肺モデルを想定すると、RCは吸気または呼気で測定されたコンプライアンスと抵抗の積です。
RCINSP = CSTAT x RINSP
RCEXP = CSTAT x REXP
閉塞性疾患の患者は、主に呼気流量制限のために2つのコンパートメントの有効期限があり、RCEXPを期限切れの呼吸量の75％は、遅いコンパートメントの時定数に対してより正確な結果を提供します（5、6）。
CとRに依存しているため、RCEXPは全体の評価に非常に役立ちます。呼吸力学とその変化。受動的呼気があると仮定すると、測定は受動的および自発呼吸の両方の患者で正確です。意図しない漏れがない限り、非侵襲的換気中に測定することもできます。
正常な肺を備えた人工呼吸器を装着した患者のRCEXPの標準値は0.5〜0.7秒です。時定数が短いとコンプライアンスが低下し、抵抗が大きくなると時定数が長くなります。コンプライアンスの低下と抵抗の増加を伴う混合状態は、疑似正常なRCEXPを引き起こす可能性があります。
| 正常な肺 | ARDS | COPD | |
|---|---|---|---|
| コンプライアンス（ml / cmH2O） | 50–60 | 35–45 | 50–70 |
| 抵抗（cmH2O /（l / s）） | 10–15 | 10–15 | 15–30 |
| 呼気時間定数（s） | 0.5–0.7 | 0.4–0.6 | 0.7–2.1 |
ハミルトン医療人工呼吸器は、呼気量の75％でRCEXP呼吸ごとに測定し、最小二乗フィッティング法を使用して継続的に計算しますコンプライアンス、ならびに吸気および呼気抵抗アンス。結果はモニタリングパネルと動的肺に表示され、呼吸力学のすべての変数の傾向を表示できます。
さらに、臨床医は閉塞法を使用してCSTATとREXPを独自に測定できます。
- Brunner J、Wolff G（1985）コンプライアンスを推定するための簡単な方法。 Crit Care Med 13：675-678
- Iotti GA、Braschi A、Brunner JX、Smits T、Olivei M、Palo A、Veronesi R（1995）人工呼吸器を装着した患者に適合する最小二乗法による呼吸力学：アプリケーション麻痺中および圧力サポート換気中。 Intensive Care Med 21：406-413
- Arnal JM、Garnero A、Saoli M、Chatburn RL（2018）。 MechanicalVentilation中の成人患者のシミュレーションのパラメータ。呼吸ケア（印刷中）
- Gerbeaux P、Gainnier M、Arnal JM、Jean P、Sainty JM（2005）気管内チューブに対するヘリウム-酸素混合物の影響：invitro研究。 J Biomech 38（1）：33-7
- Brunner JX、Laubscher TP、Banner MJ、Iotti G、Braschi A（1995）受動呼気流量曲線に基づいて総呼気時定数を測定する簡単な方法。 Crit Care Med 23：1117-1122
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