胸腔压力改变 与左右心前后负荷及功能的关系 哈尔滨医科大学附属一院心内科 尹新华

Presentation on theme: "胸腔压力改变 与左右心前后负荷及功能的关系 哈尔滨医科大学附属一院心内科 尹新华"— Presentation transcript:

1 胸腔压力改变 与左右心前后负荷及功能的关系 哈尔滨医科大学附属一院心内科 尹新华
资料下载： PPT课件下载： 范文下载： 试卷下载： Word教程： Excel教程： 优秀PPT下载： PPT教程： 节日PPT模板： PPT素材下载： PPT背景图片： PPT图表下载： PPT模板下载： 行业PPT模板： 教案下载： 胸腔压力改变 与左右心前后负荷及功能的关系 哈尔滨医科大学附属一院心内科 尹新华

2 主要内容 1. 胸腔压力概述 2. 胸腔压力变化对左右心负荷的影响 3. 胸腔压力变化与心功能的关系

3 主要内容 1. 胸腔压力概述 2. 胸腔压力变化对左右心负荷的影响 3. 胸腔压力改变与心功能的关系

4 胸腔压力概述 心肺及其大血管都暴露于胸腔内压力中,胸腔压力的变化会对心脏血流动力学及功能产生影响。
在不同生理和病理情况下这种改变对心脏的血流动力学影响不同。 通过改变胸腔压力可以影响心功能，进而实现治疗心肺疾病特别是心力衰竭的目的。 心脏及其大血管都暴露于统一壁外压力(即胸腔内压力)中,通常与大气不相通。 所以胸腔压力的变化会对心脏血流动力学及功能产生影响

5 呼吸引起的胸腔压力和肺容量变化影响心脏功能 胸腔压力的改变也受到潜在的心脏和呼吸系统疾病的影响
胸腔压力改变与心和肺的相互作用 胸腔压力 呼吸引起的胸腔压力和肺容量变化影响心脏功能 胸腔压力的改变也受到潜在的心脏和呼吸系统疾病的影响 心 肺 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

6 根据吸气时胸膜腔内压力正或负或者呼气末肺泡内压力为零或正（呼气末正压时）的不同，
胸腔压力（intrathoracic pressure） 根据吸气时胸膜腔内压力正或负或者呼气末肺泡内压力为零或正（呼气末正压时）的不同， 引起了血流动力学的重要变化 胸腔压力一般用于表示所有纵隔内的压力变化，实际上包括 跨肺压（肺泡内压力—胸膜腔内压力） Cardiovascular Pediatric Critical Illness and Injury,DOI / _3

7 胸腔压力 肺内压 肺内压 胸内压 胸内压 胸内压 吸气 呼气 （肺内压+胸内压） 7cmH2O 7cmH2O 7cmH2O 7cmH2O

8 胸内压和肺内压随呼吸运动而变化

9 肺内压随呼吸而变化 吸气和呼气末：肺内压=大气压 吸气时 呼气时 -2~-1mmHg 60~140mmHg 1~2mmHg

10 肺内压差是推动呼吸运动的原动力 肺内压这种周期性的变化，造成肺内压与大气压之间的压力差，正是实现肺通气的直接动力。
呼吸过程中肺内压变化的程度，取决于呼吸的缓急、深浅和呼吸道阻力。 人工呼吸原理就是用人工方法建立肺内压与大气压之间压力差，维持肺通气。

11 胸膜腔内负压

12 胸内负压生理意义 1)有利于维持肺的扩张状态; 2)有利于静脉和淋巴回流。 形成条件 胸膜腔密闭 肺和胸廓都有弹性 脏壁两层具有浆液吸附作用

13 气胸（pneumothorax） 气胸时胸膜腔内压力升高，甚至负压变成正压，使肺脏压缩，静脉回心血流受阻，产生不同程度的肺、心功能障碍。

14 人工气胸 用人工方法将滤过的空气注入胸膜腔，以便在X线下识别或治疗胸内疾病，称为人工气胸。

15 胸膜腔内压（胸内压） 胸内压=肺内压-肺回缩力 若视肺内压=大气压为零: 胸内压=-肺回缩力 心内血流动力学或心功能 会受到胸内压变化的影响

16 胸内压随呼吸而变化 2017/2/25

17 胸内压测量

18 直接法测量胸内压 直接测压法

19 间接法测量胸内压 食道内压测定

20 呼吸引起的胸内压大幅度波动势必是对血流动力学和心功能产生巨大影响
胸内压随呼吸变化 呼吸引起的胸内压大幅度波动势必是对血流动力学和心功能产生巨大影响

21 胸内压的生理意义 呼吸性胸内压力变化对心功能和血流动力学的影响在不同生理条件和病理情况下表现得较为复杂，如正常人咳嗽、呃逆或体育运动中潜水、举重等对心血管系统的影响。

22 Valsalva动作（乏氏动作） 乏氏动作自1704 年在医学界提出以来，常常合理或不合理地被应用于临床许多方面如心脏杂音听诊、自主神经功能和心脏及血管的功能状态判定等。 正常人做乏氏动作（即声门紧闭，用力做呼气动作）时胸内压在较短时间即可从几个mmHg增高至一百多mmHg。 如日常生活中咳嗽、排便、潜水、举重等急剧增高胸内压会引起心血管血流动力学改变，导致眩晕、昏厥、脑血管事件、心脏破裂等。

23 乏氏动作(Valsalva)对心功能的影响
I期 心室充盈期 乏氏动作释放期 胸内压持续期 胸内压上升期 IV期 III期 II期 张力期

24 乏氏动作张力期—机械力学+自主神经机制

25 屏气用劲 屏气时胸腔内压力骤然升高,使血液回心不畅,心输出量减少,脑血液供应亦减少,易发生头晕、目眩, 严重者可发生昏厥。
屏气时胸腔内压力骤然升高,使血液回心不畅,心输出量减少,脑血液供应亦减少,易发生头晕、目眩, 严重者可发生昏厥。 屏气完毕时,血液骤然大量回心,会使心输出量骤增,血压上升,脑地血供亦猛然增加,易发生脑血管意外。

26 咳嗽心肺复苏(CCPR) 咳嗽时腹部和肋间肌肉强烈收缩, 胸腔压力至少达到50~250 mmHg
由于在咳嗽收缩期胸腔压力比胸外按压时要高, 按压的平均动脉收缩压达到60 ~ 75mmHg , 而咳嗽所产生的收缩压力可达到139 ~140mmHg CCPR 比胸腔挤压和心前区扣击可能更优越

27 主要内容 1. 胸腔压力概述 2. 胸腔压力变化对左右心负荷的影响 3. 胸腔压力变化与心功能的关系

28 胸腔压力改变 右心室 前后负荷

29 胸腔压力变化与右心前后负荷变化 吸气时胸腔压力下降 右心房压力 下降 体循环静脉 容量压力主导 肺毛细血管 收缩 右心房静脉回流增加
心房充盈增多 肺动脉压力升高 右心前负荷增加、后负荷增加 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

30 胸腔压力变化与右心前后负荷变化 呼气时相反：
胸内压力增加导致腔静脉血流减少、右心房压力的增加降低右心房充盈的梯度,右心前负荷减少，右心室SV下降。 后负荷-压力负荷：是指心肌收缩之后所遇到的阻力或负荷。 左心室后负荷：主动脉压表示，以外周血管阻力为最重要。 右心室后负荷：肺动脉压表示。 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

31 胸腔压力变化与右心血流动力学 胸腔压力下降 （吸气） 右心前负荷 右心后负荷 胸腔压力升高 （呼气）
Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

32 胸腔压力改变 左心室 前后负荷

33 吸气性左心室每搏输出量（SV）减少 吸气性SV减少 吸气左室SV减少， 早期动脉压降低。 吸气导致SV急剧减少， 减少范围从7%到18%。
Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421 Cardiovascular Pediatric Critical Illness and Injury,DOI / _3

34 吸气时胸腔压力变化致左心室SV减少 急性吸气性每搏输出量减少的原因 取决于胸腔 压力的改变 减少胸腔内压力（更负）会增加
左室射血阻力（后负荷增加） 增加胸腔内压力(更正)会减少 左室舒张充盈压（前负荷下降） 取决于胸腔 压力的改变 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

35 胸腔压力变化与左心前负荷 ？ 室间隔的偏离 人们普遍认为:左心室前负荷下降是瞬态吸气时每搏输出量减少的主要原因 （左右心室相互作用）
肺血淤积（肺血池） 右心室输出改变 全胸系统和半胸系统，… Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

36 正常情况下的左心后负荷 = - 跨壁压 （左心后负荷） 胸腔内压力 心室内压力 ① ② 胸腔内压力 心室内压力升高或不变 下降
左心室的后负荷为左心室的跨壁压, 即左心室内压和心包压力(胸腔内压)之差。 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

37 正常呼吸情况下的左心后负荷 = - - = = 125mmHg 120mmHg -5mmHg 跨壁压 （左心后负荷）
主动脉内压力（左室内压） 胸腔内压力 = - 120mmHg ① -5mmHg ② - = = 125mmHg 左心室的后负荷为左心室的跨壁压, 即左心室内压和心包压力(胸腔内压)之差。由于收缩期左心室内压与主动脉压力接近, 故可近似认为左心室后负荷=主动脉压力-胸腔压力。正常情况下, 胸腔压力约= -5mmHg 左右, 若动脉压力=120mmHg , 左心室后负荷=120 -(-5)=125mmHg 由于收缩期左心室内压与主动脉压力接近，可认为主动脉压力=左心室压力 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421

38 用力呼吸情况下的左心后负荷 = - - = = 210~10mmHg 120mmHg -90mmHg +110mmHg 跨壁压
（左心后负荷） 主动脉内压力（左室内压） 胸腔内压力 = - 120mmHg ① -90mmHg +110mmHg ② - = = 210~10mmHg 左心室的后负荷为左心室的跨壁压, 即左心室内压和心包压力(胸腔内压)之差。由于收缩期左心室内压与主动脉压力接近, 故可近似认为左心室后负荷=主动脉压力-胸腔压力。正常情况下, 胸腔压力约= -5mmHg 左右, 若动脉压力=120mmHg , 左心室后负荷=120 -(-5)=125mmHg 由于收缩期左心室内压与主动脉压力接近，可认为主动脉压力=左心室压力 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421 38

39 胸腔压力变化与左心血流动力学 胸腔压 力下降（吸气） 左心前负荷 左心后负荷 胸腔压 力升高 （呼气）

40 胸腔压力变化与左右心负荷关系结论 心功能正常时，由于呼吸对右心的影响占主导地位，自主吸气及 负压呼吸对左室后负荷的影响是微不足道的。 1
吸气（胸腔压力下降）引起右心充盈、右心输出和左心后负荷增加, 同时减少左心前负荷,导致每搏输出量减少。 2 呼气（胸腔压力升高）暂时的引起右心充盈、右心输出量和左心后负荷减少, 但是增加左心前负荷导致SV增加。 3 在健康的心脏,它通常表明左心前负荷的变化对SV的影响比左心后负荷的变化影响大。 心功能正常时，由于呼吸对右心的影响占主导地位，自主吸气及 负压呼吸对左室后负荷的影响是微不足道的。

41 主要内容 1. 胸腔压力概述 2. 胸腔压力变化对左右心负荷的影响 3. 胸腔压力变化与心功能的关系

42 胸内压与心功能研究历史 早在一百多年前，临床及实验研究发现，呼吸引起的胸内压变化对正常人血压及脉搏有影响。吸气时脉搏减弱，血压下降，呼气时相反。 1887年，科学家Kussmaul将呼吸对脉搏影响的现象命名为奇脉。 在一些病理情况下，心包填塞时这种影响明显增大，吸气可使血压降低到接近于0mmHg、脉搏消失，呼气时则恢复正常或接近正常。临床上，这种情况常常进展很快，如果不及早发现或没有引起重视，病人可因丧失抢救时机而死亡。

43 【奇 脉】 1997年Cosio 等在伴有奇脉的心包填塞患者超声心动图检查中，发现室间隔运动明显异常，吸气时室间隔向后方（左室侧）移位，并指出这种移位不是由于心脏位置随呼吸运动改变造成的，而是吸气时右室容积增大、左室容积缩小的结果。

44 胸内压改变在正常和心衰情况下对心功能影响不同
据报道胸内压变化在健康和心力衰竭动物中有不同反应： --减少吸气胸腔内负压能减少健康的狗SV，但在心衰狗却能增加SV和心输出量；当加倍吸气胸内压力对健康狗SV和心输出量无影响，却减少了心力衰竭犬SV和心输出量。 胸内压力增加可能会增加LV功能障碍患者的心输出量。事实上,应用呼气末正压通气可增加充盈压升高的心衰患者的心输出量。 2017/2/25

45 呼吸性胸压变化在生理和病理情况下影响不同
无论在正常或是病理情况下，胸内压力变化对于心血管系统的影响始终存在。 在各种病理情况下，呼吸性胸压变化对心功能和血流动力学的影响表现得就更为复杂，如各种原因引起心包填塞、缩窄性心包炎、限制型心肌病、肺栓塞、阻塞性肺疾病 （COPD）、夜间呼吸睡眠综合征等病理情况。 呼吸机的使用也带来了复杂的血流动力学问题，如使用呼吸机损害正常心脏功能却可改善心力衰竭病人的心功能等情况。

46 胸内压与心力衰竭 左心后负荷增加 在胸膜腔负压影响下 左心肥大心衰加重 左心后负荷增加 在胸膜腔负压影响下 心衰恶化 氧气运输明显不足
睡眠呼吸暂停综合症患者心衰 左心后负荷增加 心衰恶化 在胸膜腔负压影响下 胸廓内的负压力相关的后 明显心衰或边缘左心功能 氧气运输明显不足 左心后负荷增加 心衰明显恶化 肺顺应性下降,增加呼吸系统做功、更大的胸内负压 心梗后肺水肿 Cardiovascular Pediatric Critical Illness and Injury,DOI / _3

47 胸腔压力 心脏功能 心力衰竭

48 机械通气（MV）主要方式 无创正压通气(NPPV), 特别是呼气末正压(PEEP)或持续气道正压通气(CPAP), 可改善气体交换及心功能。

49 机械通气 (MV) 扩张肺并增加胸内压,恢复肺活量到正常值 逆转低氧性肺血管收缩，减少肺血管阻力 右心容积通常下降,减少心室相互作用，
减少周身和心肌氧需求,整体器官功能改善 减少LV后负荷，增加心输出量, 降低心肌需氧量 MV的适当应用可显著改变肺泡内压和胸腔负压的不正常状态,因此不仅能改善气体交换, 且改善左心功能不全患者的心功能。 机械通气 (MV) （CHEST / 128/5/NOVEMBER, 2005 SUPPLEMENT）

50 正压通气和持续的肺扩张通过右心房牵张受体引起液体潴留因此增加了血浆去甲肾上腺素血浆肾素活性,减少了心房利钠肽活性，使心输出量增加。
长时间的夜间鼻CPAP可以选择性地提高心衰患者呼吸肌力量,以及LV收缩功能。 （CHEST / 128/5/NOVEMBER, 2005 SUPPLEMENT）

51 机械通气增加胸内压升高改善心功能 去除胸内压负压波动 改善心衰患者心功能 应用鼻CPAP 左心后负荷减小 心输出量增加 或至少能更好的保留
睡眠呼吸暂停综合症患者心衰 应用鼻CPAP 左心后负荷减小 心输出量增加 或至少能更好的保留 心输出量 通过PEEP或CPAP 胸廓内的负压力相关的后 逆转心肌缺血 增加心输出量 启动PEEP或BiPAP

52 胸腔压力与急性心源性肺水肿（APE） APE时低氧血症和肺容量减少刺激呼吸中枢, 使呼吸加快、加深, 吸气时胸腔压力大幅度下降 , 可从正常呼吸时的-5mmHg下降至-20mmHg , 甚至更低。 APE 发生后, 胸腔压力若下降至-20mmHg , 则左心室后负荷上升至120-(-20)=140mmHg , 即增加15mmHg , 后负荷增加可导致心输出量下降。由于限流效应和根据Frank-starling 定律,对前负荷影响不大。 胸腔负压随呼吸周期性波动, 造成左心室射血量和动脉血压的不稳定，进一步加重肺水肿。如此恶性循环, 可产生致命性的呼吸衰竭和心功能不全。

53 急性心源性肺水肿（APE）时的左心后负荷 APE时低氧血症和肺容量减少刺激呼吸中枢, 使呼吸加快、加深, 吸气时胸腔压力大幅度下降,
跨壁压 （左心后负荷） 胸腔内压力 主动脉内压力（左室内压） = - 120mmHg ① -20mmHg ② 增加了15mmHg = = 140mmHg 左心室的后负荷为左心室的跨壁压, 即左心室内压和心包压力(胸腔内压)之差。由于收缩期左心室内压与主动脉压力接近, 故可近似认为左心室后负荷=主动脉压力-胸腔压力。正常情况下, 胸腔压力约= -5mmHg 左右, 若动脉压力=120mmHg , 左心室后负荷=120 -(-5)=125mmHg APE时低氧血症和肺容量减少刺激呼吸中枢, 使呼吸加快、加深, 吸气时胸腔压力大幅度下降, 可从正常呼吸时的-5mmHg下降至-20mmHg , 甚至更低。 Medical Hypotheses 74 (2010) 416–421 53

54 NPPV的左心后负荷 = - = -15mmHg = 125mmHg 120mmHg -5mmHg 跨壁压 （左心后负荷） 胸腔内压力
主动脉内压力（左室内压） = - 120mmHg ① -5mmHg ② -15mmHg = = 125mmHg 左心室的后负荷为左心室的跨壁压, 即左心室内压和心包压力(胸腔内压)之差。由于收缩期左心室内压与主动脉压力接近, 故可近似认为左心室后负荷=主动脉压力-胸腔压力。正常情况下, 胸腔压力约= -5mmHg 左右, 若动脉压力=120mmHg , 左心室后负荷=120 -(-5)=125mmHg 若使其由-20mmHg 上升至-5mmHg , 左心室后负荷则降低15mmHg , 必然伴随左心室输出量增加, 也避免了后负荷随呼吸大幅度波动引起的动脉血压波动 54

55 NPPV改善APE心功能主要机制 （1）胸内正压作用于心室壁，降低心室跨壁压，抵消了左室收缩时需 要对抗的胸内负压，并能反射性抑制交感神经兴奋性、降低外周血管阻力，减轻心脏后负荷； （2）胸腔内压升高，减少了体循环的回心血量，减轻了左心的前负荷。 其在改善氧合呼吸困难的同时，可通过下列机制改善心功能：

56 NPPV治疗APE临床实践 无创正压通气治疗急性心源性肺水肿 无创正压通气治疗急性心肌梗死(AMI)并发急性肺水肿一直存在争议
Park M , et al.Arq Bras Cardiol , 2001 ;76 : 无创正压通气治疗急性心肌梗死(AMI)并发急性肺水肿一直存在争议 　--研究提示BiPAP可能使AMI扩大和加重心肌缺血 Mehtas, et al.Cirt Care Med, 1997, 25(4): Crane SD,et al. Emerg Med J, 2004, 21(2): 　-应用BiPAP治疗AMI并发APE能明显改善缺氧和心功能 Levitt MA . Emerg Med J 2001, 21(4): 李春蓉等.现代医药卫生, 2006, 22(22):

57 无创正压通气临床应用的专家共识(2011) 中华医学会呼吸病学分会呼吸生理与重症监护学组

58 CPR期间胸内压与心脏功能改变 1 2 3 右房舒张压与胸内压呈负相关 冠状动脉灌注压与胸内压呈正相关
是成功的关键 Wang等研究采用持续心室颤动8分钟未经处理的猪模型，给予连续12分钟CPR（频率30:2），监测血流动力学指标、呼吸参数、胸内压改变。发现基线水平胸内压为：–(14.1±1.6) mmHg，PCR期间胸内压波动在-20~+20mmHg，随着CPR的进行，胸内压变化值下降，至12分钟CPR结束时，胸内压高低限值差为：(12.95±2.91) mmHg。此外还发现右房舒张压与胸内压呈负相关，冠状动脉灌注压与胸内压呈明显正相关。该研究还表明CPR下压时保持胸内正压、解压时使胸内压负值更负是成功的关键。 Relationship between intrathoracic pressure and hemodynamics during cardiopulmonary resuscitation in a porcine model of prolonged cardiac arrest. Chin Med J 2012;125(20):

59 提高胸腔压力增强心功能 Cardiovascular Pediatric Critical Illness and Injury,DOI / _3

60 总 结 随呼吸改变的心输出量的变化是由胸腔压力和肺容量变化二者导致 自主呼吸和正压通气模式 对心脏功能有不同的常常是相反影响
总 结 随呼吸改变的心输出量的变化是由胸腔压力和肺容量变化二者导致 自主呼吸和正压通气模式 对心脏功能有不同的常常是相反影响 胸腔压力影响右心充盈和左心后负荷；肺容量改变影响肺血管阻力和右心室后负荷 总之，胸内压的变化对心功能有重要的影响，正确利用正压通气改善患者心功能是有效治疗途径。 任何一侧心室前后负荷的变化，通过心室相互作用的机制影响另一侧的心室 由于心室充盈受抑制可能导致左心衰患者每搏输出量减少，这经常超过减少后负荷带来的补偿 60

61 Thank you!