
【医】 pneumodynamics; poeodynamics
呼吸动力学(Respiratory Dynamics)是研究呼吸过程中气体流动、压力变化及力学特性的交叉学科,主要涉及呼吸系统的物理机制及其与生理功能的相互作用。以下是结合汉英词典及医学文献的综合解释:
定义与核心机制
呼吸动力学对应英文术语"respiratory mechanics"或"breathing dynamics",指肺部与胸廓在气体交换过程中产生的力学行为,包括压力-容积关系(pressure-volume relationship)、气流阻力(airway resistance)和肺顺应性(lung compliance)。例如,吸气时膈肌收缩导致胸腔负压增大,推动空气进入肺泡(来源:《生理学原理》,Lippincott Williams & Wilkins出版社)。
关键参数与公式
常用数学模型描述呼吸动力学,如运动方程:
$$ P{mus} + P{appl} = R cdot dot{V} + frac{1}{C} cdot V + PEEP
$$
其中$P_{mus}$为呼吸肌压力,$R$为气道阻力,$C$为肺顺应性,$V$为容积,$PEEP$为呼气末正压(来源:美国胸科学会临床指南)。
临床应用
在机械通气中,呼吸动力学参数用于优化呼吸机设置,例如通过调整吸气时间(Ti)和呼气末正压(PEEP)改善氧合。慢性阻塞性肺病(COPD)患者的气道阻力升高,可通过流速-容积环检测(来源:《呼吸治疗学》,人民卫生出版社)。
跨学科关联
该领域与流体力学、生物工程学交叉,例如计算流体动力学(CFD)模拟气道内气流分布,辅助诊断气管狭窄等病变(来源:Nature子刊《呼吸医学研究》)。
呼吸动力学是研究呼吸系统在气体交换过程中力学机制的分支学科,属于生物力学范畴,其核心在于分析呼吸动力的产生、传递及阻力因素。以下是详细解析:
呼吸动力学主要研究肺、呼吸道和胸腔在气体交换中的力学问题。它涉及呼吸运动的原始动力(呼吸肌收缩)、直接动力(肺内压与大气压差)以及阻力系统(弹性/非弹性阻力)。
原始动力
呼吸运动通过胸腔容积变化实现,膈肌收缩使胸腔垂直径增加(占吸气容积的67%),肋间外肌收缩则提升肋骨,扩大胸腔横径和前后径。
公式表达:
$$
Delta P = P{text{肺内}} - P{text{大气}}
$$
当ΔP为负时气体流入(吸气),为正时呼出。
被动与主动过程
吸气是主动过程(依赖肌肉收缩),呼气在平静状态下为被动过程(依靠组织弹性回缩),但在深呼吸或疾病状态下呼气肌会参与。
该理论用于评估呼吸功能(如肺活量检测)、诊断疾病(如阻塞性肺病的气道阻力分析)以及指导呼吸康复训练(如膈肌强化训练)。
呼吸时胸腔三维扩张(垂直径、横径、前后径)使肺泡压降低,空气进入;膈肌收缩的力学传递路径包括中心腱下移和肋骨上提的协同作用,形成腹式呼吸与胸式呼吸的平衡模式。
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