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呼吸模块肺通气

肺通气(pulmonaryventilation)是肺与外界环境之间的气体交换过程。

1肺通气原理

1.1肺通气的动力

肺内压(intrapulmonarypressure)（肺泡内的压力）与大气压的压力差是推动气体进出肺的直接动力，当肺内压低于大气压时引起吸气(inspiration)，肺内压高于大气压时引起呼气(expiration)。大气压通常相对恒定，在生理情况下只有通过肺内压的主动变化，才能形成肺内压与大气压之间的压力梯度。

肺内压的变化产生于肺的扩大与缩小，但肺本身不能主动扩大与缩小，是呼吸运动(respiratorymovement)（呼吸肌舒缩引起的胸廓节律性扩张和缩小）引起肺容积和肺内压的相应变化。胸廓扩大为吸气运动，胸廓缩小为呼气运动。呼吸运动是肺通气的原动力。

1.1.1肺内压

在吸气或呼气停止并保持呼吸道通畅时，肺内压等于大气压。

在吸气初期，由于肺的扩张，肺内压低于大气压，空气在压力差的推动下入肺。肺内压降低到最低点后逐渐升高，直至等于大气压，吸气停止。

在呼气初期，由于肺的回缩，肺内压高于大气压，空气在压力差的推动下出肺。肺内压升高到最高点后逐渐降低，直至等于大气压，呼气停止。

平静呼吸时肺容积和肺内压变化较小（1~2mmHg）。在紧闭声门的情况下尽力作呼吸运动，肺内压变化可达100mmHg（吸气时低至-100~-30mmHg，呼气时高达60~140mmHg）。

1.1.2呼吸运动

在中枢神经系统作用下，呼吸肌(respiratorymuscle)发生节律性收缩和舒张，使胸廓腔的容积发生周期性变化，带动胸廓内的肺随之张缩。

吸气肌主要是膈肌(diaphragm)和肋间外肌(externalintercostalmuscle)，还有斜角肌、胸锁乳突肌等辅助吸气肌。

膈肌构成胸腔的底，是最重要的吸气肌。静息时，膈肌呈穹窿状向上隆起。收缩时，膈肌的顶部下移，从而增大胸腔的上下径。平静呼吸时因膈肌收缩而增加的胸腔容积约占一次通气量的4/5。

肋间外肌分布于相邻的两肋之间，起于上位肋骨下缘，自外上方到内下方，止于下位肋骨上缘。收缩时，下位肋上提，肋弓向外侧翻转，使胸腔前后径、左右径均增大。

呼气肌主要有肋间内肌(internalintercostalmuscle)和腹肌(abdominalmuscle)。

肋间内肌是主要呼气肌，其走行方向与肋间外肌相反，收缩时使肋骨向下移位、向内旋转，使胸腔前后径、左右径均减小。

腹肌为辅助呼气肌，收缩时腹内压升高，压迫腹腔脏器推动膈上移，同时牵拉下部肋向下向内移位，使胸腔上下径减小。

一般情况下，成人的呼吸运动呈现腹式呼吸和胸式呼吸的混合形式。青壮年男性、运动员以腹式呼吸为主（腹式呼吸完成的肺通气量约占65%）。因幼儿胸廓发育较迟缓，肋骨倾斜度小，主要表现腹式呼吸。

腹式呼吸(abdominalbreathing)：以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动。

胸式呼吸(thoracicbreathing)：以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动。

正常人在安静时呼吸运动平稳而均匀，呼吸频率12~18次/分钟，称为平静呼吸(eupnea)。

平静呼吸时，吸气是主动的，由膈和肋间外肌收缩所致；呼气是被动的，不需要呼吸肌的收缩，而是当膈和肋间外肌舒张时胸廓和肺依靠肺的弹性回缩力而缩小。

机体运动或通气阻力增高时，吸气过程还有辅助吸气肌的参与，呼气也有呼气肌的收缩，此时呼气也是主动过程。这种呼吸运动称为用力呼吸(forcedbreathing)或深呼吸(deepbreathing)。

1.1.3胸膜腔内压

正常情况下，即使是用力呼气末，肺内的气体也并不全部排出体外，说明肺始终保持一定程度的扩张状态。其原因是胸廓的发育比肺快，胸廓的自然容积大于肺的自然容积，胸廓总是通过紧贴着的两层胸膜牵拉着肺。

由于肺扩张，脏胸膜受到向内的肺弹性回缩力、胸膜腔内压力和向外的肺内压力，受力平衡时：肺弹性回缩压+胸膜腔内压=肺内压，即胸膜腔内压=肺内压-肺弹性回缩压。以大气压为零点且肺内压与大气压偏离不大时，胸膜腔内压≈-肺弹性回缩压。因而胸膜腔内的压力低于大气压（以大气压为零，低于大气压称为负压）。

胸膜腔(pleuralcavity)是由脏胸膜(visceralpleura)和壁胸膜(parietalpleura)围成的密闭的、潜在的腔隙。胸膜腔内无气体，有一层厚约10μm的浆液，一方面有润滑作用、减少摩擦，另一方面浆液分子的内聚力使两层胸膜紧贴。胸膜腔把肺与胸廓两个弹性结构紧密联系在一起，使得不具有主动张缩能力的肺可以自如地随着胸廓变化而变化。

胸膜腔内压(intrapleuralpressure)简称胸内压，又称胸膜腔负压，在呼吸过程中呈周期性波动。平静