EIT科普
呼吸末正压(Positive End-expiratory Pressure,PEEP)是在机械通气呼气末保持一定气道压力,是有创或无创机械通气的患者必须设置的重要参数。在呼吸周期结束(呼气结束)时将保留在气道中的正压,大于机械通气患者的大气压。
PEEP能够维持功能残气量稳定,预防气道塌陷,改善患者氧合,减少术后肺不张和肺部感染等并发症的风险。但是过高的PEEP 可能导致肺泡过度扩张、吸气压增高、胸腔压力增高、肺顺应性降低和肺功能损害,也对血流动力学造成不利影响。
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区域通气延迟(regional ventilation delay)旨在识别晚期开放的肺区域,与全局吸气相比,区域吸气开始的时间发生延迟。RVD指数是通过时间差异计算得到的参数,根据EIT不同像素吸气开始时间和整体吸气开始时间差异生成RVD分布图,计算出标准差。
——电阻抗断层成像技术指导个体化呼气末正压通气的研究进展_徐佳世
EIT全局不均一指数 (global inhomogeneity index,GI)反映肺部全局通气均匀性指标,此信息提示该肺区域内存在过度扩张和/或塌陷的情况。
GI可用于滴定PEEP,反映通气分布的变化。GI值越小,说明该肺区域存在越少的过度扩张和/或塌陷。GI最小值时的PEEP水平,对应全肺动态顺应性最高和通气不均匀性最低,提示为最佳PEEP。
——Global and local inhomogeneity indices of lung ventilation based on electrical impedance tomography_Z. Zhao
使用机械通气时,为了避免肺泡随着呼吸而反复张开闭陷,导致氧合和通气无法改善,因而需要在呼气末期呼吸道内保持的一定正压,这一正压被称为是呼气末正压(PEEP)。PEEP值的合理设定对机械通气很重要,当PEEP值设定较小时,已张开肺泡会在呼气末再次塌陷,机械通气起不到改善氧合和通气的效果;而设定过大时,肺泡会过度膨胀,进而引发或加重低氧血症。通常人体都是在卧床状态下接受机械通气的,通气分布受重力影响,因此即使是在最合适的PEEP下肺内也会发生局部的肺泡塌陷(collapse, CL)或过度膨胀(overdistension, OD)。
EIT相关的OD和CL,分别代表当前PEEP值时所有像素点的总体过度膨胀率和总体塌陷率。以PEEP为横坐标描绘滴定阶段的OD曲线和CL曲线将存在交点,该交点代表过度膨胀和塌陷处于适中状态,对应的PEEP值为OD/CL指标指导的呼吸机设定PEEP值。
——机械通气下肺通气与肺灌注的电阻抗断层成像评价方法优化研究_曲志华
呼吸系统在呼气时其????V容积变化与压力变化????P呈指数关系,即气体在肺内的排空先快后慢,其函数特征可以用呼气时间常数(expiratory time constant,????)来表示:????=RC ,其中R为肺气道阻力,C为肺顺应性。
呼气时间常数????代表呼出63%需要的时间,3????代表完成整段呼气过程95%的时间,该参数可反映肺
顺应性和气道阻力,求取肺单元排空气体所需要的时间可判断通气是否异常,是重要的肺力学参数。
肺是由大小不等的肺泡组成的,各部分肺泡的顺应性和气道阻力不同,因此肺各区域的时间常数也不一致。此外,由于肺局部病变的影响,不同肺区的排空速度也不同。将肺组织作为一个整体考虑,则病变重和病变轻的区域呼气时间常数存在不同,交界处可能会产生较大剪切力,在机械通气时时间常数差异显著的相邻肺单元剪切伤是发生 VALI 的高危区。
EIT 技术不仅可以评估整体肺通气的时间常数,也可对肺局部区域时间常数进行评价,呼气时间常数的EIT功能图像可为预防剪切力导致的 VALI 提供预警。
对肺ROI内每个像素点求呼气时间常数后,可相应获得呼气时间常数功能EIT图像。它直观反映了呼气时间常数的空间分布,是肺通气过程中气道阻力和顺应性在空间分布的间接体现;在机械通气及PEEP滴定过程中,时间常数差异显著的相邻肺单元,交界处肺组织因重复性扩张与回缩严重不同步而产生较大剪切力,引发 VALI。EIT呼气时间常数指标及呼气时间常数 fEIT 图像为直观显示时间常数的分布、明确局部差异性,预警 VALI 提供了潜在价值。
——基于EIT对ARDS的PEEP滴定监测研究_吴佳铭
肺顺应性是指单位压力改变时引起的肺容积改变,它代表了胸腔压力改变对肺容积的影响。目前临床上常利用肺动态顺应性(Global Dynamic Compliance,Cdyn)指导最佳 PEEP 值的设定。肺动态顺应性反映了肺组织弹性和气道阻力的大小,其值最大时所对应的PEEP值即为最佳PEEP值。
——基于EIT技术监测ARDS小猪模型PEEP滴定的实验研究_吴佳铭
EIT可通过连续实时的床旁监护对肺通气局部区域提供充分信息,在 PEEP 滴定的每一阶段,都可计算潮气图像中各个像素点的顺应性,该像素点顺应性最大时的PEEP值为最佳PEEP值。式中,ΔZi 表示潮气变化图像 ImgTV 中像素点 i 的像素值,Pplat 代表平台压,为吸气后屏气时的压力,不能从呼吸机面板上直接显示,在吸气末保持几秒屏气状态后可测定。肺区 ROI 内每个像素点在每个 PEEP 下均有一个阻抗顺应性。
——机械通气下肺通气与肺灌注的电阻抗断层成像评价方法优化研究_曲志华
是在EIT研究中衍生出的重要参数。Cov能够反映肺通气在腹背方向上的均匀性,表示肺背侧通气量与整体通气量之比,比值越大说明肺背侧部分通气越多。计算公式如下:
公式中yi表示i号节点在腹背方向上对应的高度,该值被归一化到0~1之间,腹部对应0,背部对应1。
——基于EIT测定不同体姿下通气分布实验方法研究