胸内压

定义

胸内压指胸膜腔内的压力，其中胸膜腔由紧贴胸壁的壁层胸膜和覆盖肺表面的脏层胸膜围成，是一个密闭的潜在间隙，腔内没有气体，只含少量起润滑作用的浆液^[4]。浆液分子间的内聚力使两层胸膜互相贴紧，因此胸廓扩张或缩小时能牵引肺随之扩张或回缩^[4]。

胸内压以大气压为零点来计量，单位为 mmHg、cmH2O 或 kPa^[5]。在平静呼吸的吸气和呼气相，它都低于大气压，属负值；紧闭声门用力呼气时则可能转为正压^[6]。临床上无法直接穿刺胸腔测量，通常用食管内压作为反映胸腔内压的替代指标^[7]。

原理

胸内压来自两种方向相反作用力的代数和：使肺泡扩张的肺内压与使肺泡缩小的肺回缩力^[1]。在吸气末和呼气末气流暂停，肺内压等于大气压，于是胸内压等于大气压减去肺回缩力；若以大气压为 0，则胸内压等于负的肺回缩力^[2]。写成公式即 $P_{pl} = P_{alv} - P_{el}$。

肺回缩力约三分之一来自肺自身的弹性纤维，约三分之二来自肺泡液-气界面的表面张力^[8]。吸气时肺被扩张，回缩力增大，负压更明显；呼气时肺缩小，回缩力减小，负压相应减小^[1]。胸廓的自然容积大于肺的自然容积，两层胸膜相贴使肺自出生第一次呼吸起便处于被动扩张状态，这是负压得以长期存在的前提^[2]。

胸内压还存在重力造成的垂直梯度。在功能残气量位置，胸膜腔内压约为 -6 cmH₂O，并沿肺高度方向约每厘米变化 0.2 cmH₂O，肺尖部负压最大^[9]。由于胸膜腔正常情况下为空腔，严格说并不存在一个处处相等的“腔内压”，更准确的理解是按肺的水平分层，每一层各有其跨壁压与相应的胸膜腔压力^[10]。

发展历程

对胸内负压与肺弹性关系的系统研究始于 19 世纪。生理学家 Donders 通过向尸体气管插管并打开胸腔的方法，观察肺弹性回缩产生的抽吸作用，认为健康人平静呼气后肺弹性约相当于 80 mm 水柱，其学生 Heynsius 随后对这一数值做了更细致的检验^[11]。此后数十年间，研究者陆续用胸膜腔穿刺测压法在人体上取得正常值，多数结果显示平静呼吸时胸膜腔内压围绕约 -5 cmH₂O 波动^[12]。

胸内压的认识与胸外科技术的进步相互推动。1908 年底开始建造的负压舱把手术环境整体降到低于大气压，使开胸时肺不致塌陷，1909 年在动物体上完成了相关实验手术^[13]。现代则依靠气管内插管与正压通气维持呼吸，胸内压的监测转而成为通气管理与循环评估的一部分。

应用

胸内压是解释肺通气的前提。正因为胸膜腔内维持负压，肺才能被胸廓牵引保持扩张，胸廓的运动才能带动肺的张缩^[2]。一旦胸膜腔的密闭性被破坏，外界空气进入，负压消失，肺因弹性回缩而塌陷，即形成气胸^[6]。

在循环方面，胸内负压作用于壁薄的腔静脉和胸导管，有助于静脉血与淋巴液回流^[1]。自主呼吸吸气时胸内压下降，右心前负荷与心输出量增加；正压通气则使胸内压升高，静脉回流减少，心输出量下降^[14]。这一机制是危重患者机械通气时出现循环波动的常见原因。

临床评估血管内压力时需扣除胸内压，转换为跨壁压来理解。跨壁压等于血管或心腔内压减去胸膜腔压，是判断心腔和血管实际充盈程度的指标^[14]。心脏术后患者还可经胸腔引流管直接测定胸腔内压力，由此推算跨肺压并据此调整机械通气策略^[4]。

局限

胸内压的测量存在固有困难。直接测量需要向胸膜腔内引入少量气体或穿刺，本身可能造成气胸、出血等干扰^[6]。常用的食管内压替代法只是间接反映，在概念和技术上都有限制，测得的压力未必等于真正的胸膜表面压力^[10]。胸膜腔并非均匀空腔，压力随重力分层并受胸腔与肺形状差异影响，因此单一测值难以代表整个胸腔^[15]。

把气道压力等同于胸内压也会导致误判。气道压升高时，如果肺组织回缩力同时增大，两者之差即胸内压可能仍属正常^[7]。气道压向胸腔内结构的传导程度取决于肺顺应性、胸壁顺应性、肺疾病和血容量状态，个体差异很大，因此加用呼气末正压时，中心静脉压等充盈压的读数可能升高而实际跨壁压反而降低^[16]。单纯依据充满争议的压力读数判断容量状态并不可靠。

此外，胸内压本身只是胸腔内的局部压强，并不直接给出某一具体器官的受力情况。心腔、大静脉和胸主动脉所受的外压，以及肺血管面临的跨壁压，都需结合各自位置和周围结构分别讨论，不能由胸内压一个数值简单外推^[17]。

参见

• 气胸 —— 胸膜腔密闭性破坏、胸内负压消失导致肺塌陷的状态。

• 机械通气 —— 以正压向肺内送气，会改变胸内压并影响循环功能。

• 跨壁压 —— 器官或血管内压与胸腔内压之差，用于判断实际充盈。

• 肺顺应性 —— 决定气道压向胸腔内传导程度的肺力学参数。

• 中心静脉压 —— 受体位、胸内压与右心功能影响的常用血流动力学指标。

• 胸膜腔 —— 容纳胸内压的密闭潜在间隙。