
【醫】 pneumodynamics; poeodynamics
呼吸動力學(Respiratory Dynamics)是研究呼吸過程中氣體流動、壓力變化及力學特性的交叉學科,主要涉及呼吸系統的物理機制及其與生理功能的相互作用。以下是結合漢英詞典及醫學文獻的綜合解釋:
定義與核心機制
呼吸動力學對應英文術語"respiratory mechanics"或"breathing dynamics",指肺部與胸廓在氣體交換過程中産生的力學行為,包括壓力-容積關系(pressure-volume relationship)、氣流阻力(airway resistance)和肺順應性(lung compliance)。例如,吸氣時膈肌收縮導緻胸腔負壓增大,推動空氣進入肺泡(來源:《生理學原理》,Lippincott Williams & Wilkins出版社)。
關鍵參數與公式
常用數學模型描述呼吸動力學,如運動方程:
$$ P{mus} + P{appl} = R cdot dot{V} + frac{1}{C} cdot V + PEEP
$$
其中$P_{mus}$為呼吸肌壓力,$R$為氣道阻力,$C$為肺順應性,$V$為容積,$PEEP$為呼氣末正壓(來源:美國胸科學會臨床指南)。
臨床應用
在機械通氣中,呼吸動力學參數用于優化呼吸機設置,例如通過調整吸氣時間(Ti)和呼氣末正壓(PEEP)改善氧合。慢性阻塞性肺病(COPD)患者的氣道阻力升高,可通過流速-容積環檢測(來源:《呼吸治療學》,人民衛生出版社)。
跨學科關聯
該領域與流體力學、生物工程學交叉,例如計算流體動力學(CFD)模拟氣道内氣流分布,輔助診斷氣管狹窄等病變(來源:Nature子刊《呼吸醫學研究》)。
呼吸動力學是研究呼吸系統在氣體交換過程中力學機制的分支學科,屬于生物力學範疇,其核心在于分析呼吸動力的産生、傳遞及阻力因素。以下是詳細解析:
呼吸動力學主要研究肺、呼吸道和胸腔在氣體交換中的力學問題。它涉及呼吸運動的原始動力(呼吸肌收縮)、直接動力(肺内壓與大氣壓差)以及阻力系統(彈性/非彈性阻力)。
原始動力
呼吸運動通過胸腔容積變化實現,膈肌收縮使胸腔垂直徑增加(占吸氣容積的67%),肋間外肌收縮則提升肋骨,擴大胸腔橫徑和前後徑。
公式表達:
$$
Delta P = P{text{肺内}} - P{text{大氣}}
$$
當ΔP為負時氣體流入(吸氣),為正時呼出。
被動與主動過程
吸氣是主動過程(依賴肌肉收縮),呼氣在平靜狀态下為被動過程(依靠組織彈性回縮),但在深呼吸或疾病狀态下呼氣肌會參與。
該理論用于評估呼吸功能(如肺活量檢測)、診斷疾病(如阻塞性肺病的氣道阻力分析)以及指導呼吸康複訓練(如膈肌強化訓練)。
呼吸時胸腔三維擴張(垂直徑、橫徑、前後徑)使肺泡壓降低,空氣進入;膈肌收縮的力學傳遞路徑包括中心腱下移和肋骨上提的協同作用,形成腹式呼吸與胸式呼吸的平衡模式。
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