ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดและกลไกการทำงาน

ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด (intrapleural pressure) คือความดันในช่องว่างบางๆ ที่มีของเหลวอยู่ระหว่างปอดกับผนังทรวงอก โดยปกติแล้วจะต่ำกว่าความดันบรรยากาศ และเป็นตัวเชื่อมโยงเชิงกลที่ทำให้ผนังทรวงอกและปอดทำงานร่วมกัน: การเปลี่ยนแปลงของความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดที่เกิดจากกล้ามเนื้อหายใจจะถูกส่งผ่านช่องเยื่อหุ้มปอดเพื่อขยายหรือคลายตัวของปอด ความแตกต่างระหว่างความดันในถุงลมปอดและความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด ซึ่งเรียกว่าความดันข้ามปอด (transpulmonary pressure) คือความดันที่แท้จริงที่ทำให้ปอดขยายตัว

Definition

ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดคือความดันภายในช่องเยื่อหุ้มปอดที่ล้อมรอบปอด โดยปกติแล้วจะเป็นลบเมื่อเทียบกับความดันบรรยากาศ; ความดันข้ามปอดคือความแตกต่างระหว่างความดันในถุงลมปอดและความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด และแสดงถึงความดันสุทธิที่ทำให้ปอดขยายตัว

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงที่มาและเครื่องหมายของความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด แนวคิดของความดันข้ามปอดในฐานะความดันที่ทำให้ปอดขยายตัว การไล่ระดับความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดในแนวตั้งภายในทรวงอกและผลที่ตามมาต่อการระบายอากาศเฉพาะส่วน และการใช้ความดันหลอดอาหารเป็นตัวแทนทางคลินิก นี่คือข้อมูลอ้างอิงและไม่ได้ให้คำแนะนำในการจัดการทางคลินิก

Core questions

• เหตุใดความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดจึงต่ำกว่าความดันบรรยากาศโดยปกติ และแรงหดตัวของปอดและผนังทรวงอกสร้างความดันนี้ได้อย่างไร?
• ความดันข้ามปอดเชื่อมโยงความดันในถุงลมปอดและความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดกับการขยายตัวของปอดได้อย่างไร?
• เหตุใดความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดจึงแตกต่างกันไปตามความสูงของปอด และการไล่ระดับนั้นส่งผลต่อการระบายอากาศเฉพาะส่วนอย่างไร?
• จะใช้ความดันหลอดอาหารเพื่อประมาณความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดได้อย่างไร?

Key concepts

• ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด
• ความดันข้ามปอด
• การไล่ระดับความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด
• การระบายอากาศเฉพาะส่วน
• ตัวแทนความดันหลอดอาหาร
• การเชื่อมต่อผนังทรวงอก-ปอด

Key theories

ความดันข้ามปอดในฐานะความดันที่ทำให้ปอดขยายตัว

ปอดขยายตัวไม่ได้เกิดจากความดันสัมบูรณ์ แต่เกิดจากความแตกต่างระหว่างความดันภายในถุงลมปอดและความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดที่ล้อมรอบ ความดันข้ามปอดนี้เป็นตัวกำหนดปริมาตรปอดและเป็นปริมาณที่แรงหดตัวของปอดต้องสมดุล

การไล่ระดับความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดในแนวตั้งและการระบายอากาศเฉพาะส่วน

เนื่องจากแรงโน้มถ่วงและน้ำหนักของปอด ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดจึงเป็นลบน้อยกว่าที่ส่วนล่างของปอดที่ตั้งตรงเมื่อเทียบกับส่วนบน ดังนั้นบริเวณที่พึ่งพิงจึงอยู่บนส่วนที่ชันกว่าของเส้นโค้งความดัน-ปริมาตร และได้รับอากาศในแต่ละครั้งในสัดส่วนที่มากขึ้น การไล่ระดับแรงโน้มถ่วงเดียวกันนี้ยังกำหนดการไหลเวียนของเลือดเฉพาะส่วนด้วย

Mechanisms

ในขณะพัก การหดตัวของปอดเข้าด้านในจะดึงออกจากผนังทรวงอก ซึ่งจะหดตัวออกด้านนอก แรงที่ตรงข้ามกันเหล่านี้จะยืดปริมาตรเล็กน้อยของของเหลวในช่องเยื่อหุ้มปอดและทำให้ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดต่ำกว่าความดันบรรยากาศ ทำให้ปอดยังคงขยายตัวอยู่ ในระหว่างการหายใจเข้า กล้ามเนื้อจะขยายทรวงอก ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดจะลดลงอีก ความดันข้ามปอดจะเพิ่มขึ้น และปอดจะขยายตัว ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดไม่สม่ำเสมอ: แรงโน้มถ่วงทำให้ความดันเป็นลบมากขึ้นที่ยอดปอดมากกว่าที่ฐานของปอดที่ตั้งตรง ดังนั้นถุงลมปอดส่วนยอดจึงขยายตัวมากกว่าแต่มีความยืดหยุ่นน้อยกว่า ในขณะที่ถุงลมปอดส่วนฐานซึ่งเริ่มต้นด้วยขนาดที่เล็กกว่า จะขยายตัวได้มากกว่าสำหรับการเปลี่ยนแปลงความดันที่กำหนด และดังนั้นจึงมีการระบายอากาศที่ดีกว่า เนื่องจากความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดไม่สามารถวัดได้โดยตรงในสิ่งมีชีวิต ความดันในบอลลูนที่อยู่ในหลอดอาหารจึงถูกนำมาใช้เป็นตัวแทนที่ใช้งานได้จริง

Clinical relevance

ความดันข้ามปอดเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาสำหรับการประเมินภาระทางกลที่แท้จริงต่อปอด และการประมาณความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดโดยใช้ความดันหลอดอาหารถูกนำมาใช้เพื่อตีความกลไกการหายใจในผู้ป่วยที่ใช้เครื่องช่วยหายใจ การไล่ระดับความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดในแนวตั้งอธิบายว่าทำไมการระบายอากาศจึงกระจายตัวไม่สม่ำเสมอทั่วทั้งปอด โดยปกติแล้ว ข้อมูลนี้อธิบายถึงกลไกและการวัด และไม่ใช่แหล่งที่มาของคำแนะนำการรักษาเฉพาะบุคคล

Evidence & guidelines

พื้นฐานทางสรีรวิทยาของความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดและความดันข้ามปอดได้รับการยืนยันในการศึกษาและตำรากลศาสตร์คลาสสิก การใช้งานจริงและข้อจำกัดของการวัดความดันหลอดอาหารในฐานะตัวแทนความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดได้รับการทบทวนในวารสารการดูแลผู้ป่วยวิกฤต

History

การรับรู้ว่าปอดขยายตัวด้วยความดันข้ามปอด และความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดแตกต่างกันไปตามความสูงของทรวงอก เกิดขึ้นจากการทำงานในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 ที่เชื่อมโยงความดันเฉพาะส่วนกับการระบายอากาศและการไหลเวียนของเลือด รวมถึงการศึกษาของ West เกี่ยวกับการไล่ระดับแรงโน้มถ่วงในปอด การวัดความดันหลอดอาหารได้รับการพัฒนาควบคู่กันไปเพื่อประมาณความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด และการประยุกต์ใช้ทางคลินิกได้รับการทบทวนอีกครั้งในการทบทวนการดูแลผู้ป่วยวิกฤตสมัยใหม่

Debates

ความดันหลอดอาหารแสดงถึงความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดได้อย่างแม่นยำเพียงใด?

ความดันหลอดอาหารเป็นตัวแทนมาตรฐานสำหรับความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด แต่น้ำหนักของช่องอก ท่าทาง และการไล่ระดับเฉพาะส่วนหมายความว่าค่าความดันหลอดอาหารเพียงค่าเดียวไม่สามารถครอบคลุมความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดได้ทุกที่ในปอด ดังนั้นการตีความค่าสัมบูรณ์จึงยังคงเป็นที่ถกเถียงกัน

Key figures

• John B. West
• Jere Mead
• Stephen Loring
• Laurent Brochard

Seminal works

• west-1964
• akoumianaki-2014

Frequently asked questions

เหตุใดความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดจึงเป็นลบโดยปกติ?

ปอดหดตัวเข้าด้านในและผนังทรวงอกหดตัวออกด้านนอก แรงยืดหยุ่นที่ตรงข้ามกันเหล่านี้จะดึงของเหลวในช่องเยื่อหุ้มปอดปริมาตรเล็กน้อยที่อยู่ระหว่างกัน ทำให้ความดันในช่องเยื่อหุ้มปอดต่ำกว่าความดันบรรยากาศและทำให้ปอดยังคงขยายตัวอยู่ติดกับผนังทรวงอก

ความดันข้ามปอดคืออะไร?

คือความแตกต่างระหว่างความดันในถุงลมปอดและความดันในช่องเยื่อหุ้มปอด ซึ่งเป็นความดันสุทธิที่กระทำต่อการขยายตัวของปอด ปริมาตรปอดถูกกำหนดโดยความแตกต่างนี้มากกว่าความดันใดความดันหนึ่งเพียงอย่างเดียว และแรงหดตัวของปอดจะสมดุลกับความดันนี้ในขณะพัก