CƠ HỌC PHỔI - ỨNG DỤNG LÂM SÀNG

BS. TRỊNH THẾ ANH

Nội Dung

• Đặc tính cơ học của hệ hô hấp
• Ứng dụng đo các thông số cơ học phổi trên lâm sàng

Đặc Điểm Cơ Học Của Hệ Hô Hấp

Hệ hô hấp

• Trung tâm hô hấp:
• Hệ thống dẫn truyền và các dây thần kinh
• Thành ngực và các cơ hô hấp
• Khoang màng phổi
• Hệ thống dẫn khí
• Màng phế nang mao mạch

Màng Phế Nang Mao Mạch

06 lớp, Dày 0.6 μm

1. lớp dịch lót phế nang và surfactant
2. Biểu mô phế nang
3. Màng đáy biểu mô
4. Khoảng kẽ
5. Màng đáy mao mạch
6. Nội mạc mao mạch.

Sinh Lý Nhịp Thở Tự Nhiên

Các Thể Tích và Dung Tích Phổi

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

• Phổi có xu hướng co lại tự nhiên
• Thành ngực có xu hướng giãn ra
• Trạng thái nghỉ của phổi
• Thể tích phổi =dung tích cặn chức năng
• Lực co của phổi = lực căng của thành ngực
• 2 lực tĩnh làm phổi co lại
• Tính đàn hồi (elastic) của tổ chức phổi
• Sức căng bề mặt (surface tension) của lớp dịch lót trong lòng phế nang

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

1. Elastance (tính đàn hồi - E):

• khả năng tự nhiên để co trở lại trạng thái ban đầu
• Tuân theo định luật Hook: P_E= E*ΔV 🡪 E= P_E/ ΔV

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

2. Sức căng bề mặt (ST):

lực gắn kết kéo các phân tử dịch ở bề mặt dung dịch và khí hướng vào bên trong

Đơn vị: dyne/cm (1 dyn = 10^-5N)

1dyne/cm = lực cần thiết để xé rách được 1cm bề mặt dung dịch

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

2. Sức căng bề mặt (ST):

• Tuân theo định luật Young – Laplace
• P_ST = 2ST/r
• Áp suất căng của 1 khối dịch hình cầu:

Tỷ lệ thuận với sức căng bề mặt

Tỷ lệ nghịch với bán kính

​

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

2. Sức căng bề mặt (ST):

• Ảnh hưởng cửa lớp Surfactant: cấu tao phân tử là Phosphlipid, với 1 đầu ưa nước và 1 đầu kị nước.
• Làm đứt quãng lớp dịch lót FN → ↓ sức căng bề mặt
• Phổi lành: P_ST= 4cmH₂O (r phế nang _~ 100μm)
• Mất lớp Surfactant: P_ST = 18cmH₂O

​

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

2. Sức căng bề mặt (ST):

• Đề mở lại phế nang đã xẹp: áp lực đẩy vào phải lớn hơn “Áp lực mở phế nang”

Laplace’law

P_ST=2ST/r

Đặc Tính Vật Lý Của Phổi

Phương Trình Chuyển Động Khí

Trong thì hít vào

Ta có phương trình chuyển động khí:

P_TR = P_E + P_R + P_ST

• P_vent + P_mus + PEEP = E*V + R*f_insp + P_ST

Trong điều kiện tối ưu PEEP ≥ P_ST, thở hoàn toàn theo máy:

P_vent = E x V + R x f_insp

Trong thì thở ra

-R x f_ex = E*V 🡪 f_ex= E*V/R

Trong đó:

P_tr: AL xuyên đường hô hấp

P_vent: AL đẩy vào của máy thở

P_mus: AL hít vào của BN

P_ST: AL căng phế nag

E: lực đàn hồi

R: sức cản đường thở

V: thể tích khí bơm vào

f : vận tốc dòng khí bơm vào

Ứng Dụng Lâm Sàng

PEEP – Huy động phế nang

Mục tiêu:

Xác định áp lực mở phế nang và duy trì áp lực trong phế nang cao hơn áp lực căng bề mặt

1. Trong phổi lành: P_ST ~ 4cmH₂O 🡪 PEEP = 5
2. Trong phổi viêm – ARDS
• Lớp Surfactant giảm hoặc mất
• Lấp đầy trong lòng phế nang là dịch rỉ viêm có độ nhớt cao

🡪 Tăng sức căng bề mặt 🡪 rất khó để mở lại các phế nang đã xẹp bằng mức áp lực thông thường

PEEP – Huy động phế nang

Mục tiêu:

Xác định áp lực mở phế nang và duy trì áp lực trong phế nang cao hơn áp lực căng bề mặt

1. Trong phổi lành: P_ST ~ 4cmH₂O 🡪 PEEP = 5
2. Trong phổi viêm – ARDS
• Lớp Surfactant giảm hoặc mất
• Lấp đầy trong lòng phế nang là dịch rỉ viêm có độ nhớt cao

🡪 Tăng sức căng bề mặt 🡪 rất khó để mở lại các phế nang đã xẹp bằng mức áp lực thông thường

Huy Động Phế Nang

Bước 1 tìm Áp lực mở phế nang tối ưu

1. Thở PCV: F20, IP=15 PEEP = 25 (PIP₁= 40cmH₂O) trong 4 phút.

2. PEEP = 30 /2p (PIP₂= 45cmH₂O) 🡪 PEEP =25/2p

3. PEEP = 35 /2p (PIP₃= 50cmH₂O) 🡪 PEEP =25/2p.

4. PEEP = 40/2p (PIP₄= 55cmH₂O) 🡪 PEEP =25/2p.

5. PEEP = 45/2p (PIP₅= 60cmH₂O) 🡪 PEEP =25/2p

PaO2 ≥350

PaO2 ≥350

PCV – PEEP tăng dần

Huy Động Phế Nang

Bước 2: Dò PEEP tối ưu

1. Thở PCV: F 20 IP=15 PEEP = 25 cmH₂O. giảm dần PEEP để tìm PEEP tối ưu.

2. giảm 2cmH₂O/lần/4p. Theo dõi Vte.

3. nếu Vte ↑ 🡪 ↓ PEEP

4. nếu Vte ↔/↓ 🡪 PEEP này được xem là điểm uốn dưới của P-V Curve. Vậy PEEP tối ưu = PEEP tại điểm uốn dưới + 2cmH₂O.

PaO2 ≥350

PCV – PEEP tăng dần

Huy Động Phế Nang

Cách thực hiện: BN được thở trên nền một áp lực dương liên tục trong một khoảng thời gian nhất định.

Ưu điểm

• Cải thiện oxy hóa máu trước và sau HĐPN.
• Dễ thực hành trên lâm sàng, có thể lặp lại nhiều lần trong ngày.
• An toàn hơn so với phương pháp thở dài nâng cao

Nhược điểm

• Chưa có nghiên cứu nào chứng minh hiệu quả trên CLVT.

CPAP 40/40

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

- Là lượng thể tích phế nang tăng lên tương ứng với một đơn vị áp lực phế nang tăng lên

C= ΔV/ ΔP 🡪 C= 1/E

C_static= Vt/(P_plateau – PEEP)

C_dynamic= Vt/(P_peak – PEEP)

Giảm trong trường hợp:

• Cài đặt Vt thấp
• Xẹp phế nang tiến triển.

Cải thiện trong trường hợp:

• Tăng số lượng phế nang mở lại sau huy động PN
• Tổn thương phổi cải thiện

​

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Độ Giãn Nở - Compliance

2. Compliance

Resistance - AutoPEEP

3. Tăng sức cản đường thở:

Trong thì thở ra là thì thụ động

-R x f_ex = E*V 🡪 f_ex= E*V/R

​

Dòng khí cuối thì thở ra không về không

​

= bình thường

Tốc độ đỉnh dòng thở ra thấp

Tốc độ đỉnh dòng thở ra được cải thiện

E-time ngắn lại

E –time dài ra

Trước khi dùng

Sau khi giãn phế quản

Resistance - AutoPEEP

3. Tăng sức cản đường thở:

​

Resistance - AutoPEEP

3. Tăng sức cản đường thở:

​

Resistance - AutoPEEP

3. Tăng sức cản đường thở:

​

Resistance - AutoPEEP

5. AutoPEEP – PEEP nội sinh

Là tình trạng ứ khí phế nang, lượng khí bơm vào không thoát ra hết vào cuối thì thở ra

Nguyên nhân:

- Tăng sức cản đường thở

- Tần số thở quá nhanh, I:E đảo ngược

​

Resistance - AutoPEEP

5. AutoPEEP – PEEP nội sinh

​

Resistance - AutoPEEP

5. AutoPEEP – PEEP nội sinh

​

Resistance - AutoPEEP

5. AutoPEEP – PEEP nội sinh

​