呼吸衰竭
Respiratory failure
气体运输
内呼吸 内呼吸外呼吸 呼吸功能
一、概念与分类( Concept & Classification)
1,呼吸衰竭 ( Respiratory Failure)
在海平面静息状态吸入空气的情况下,由于 肺通气和(或)换
气功能 的严重 障碍,以 致 PaO2低于 8.0kPa(< 60mmHg),伴有或
不伴有 PaCO2 高 于 6.67kPa( 50mmHg) 的 病理过程。
Respiratory failure is a syndrome in which the respiratory
system fails in one or both of its gas exchange functions,
oxygenation and carbon dioxide elimination,
In practice,respiratory failure is defined as a PaO2 value
of less than 60 mm Hg while breathing air or a PaCO2 of
more than 50 mm Hg,( mmHg=millimeter hydrargyrum)
【 呼吸衰竭指数 】 ( Respiratory failure index,RFI)
计算公式,
RFI=PaO2/ FiO2( 100/0.2)
RFI≤300可诊断为呼吸衰竭
【 呼吸功能不全 】 ( Respiratory insufficiency)
▲ PaO2↓或 PaCO2↑没有达到上述水平,或在静息时血气
值正常。
▲ 没有明显的临床症状,但当体力负荷增加时 PaO2才明显
降低或伴有 PaCO2水平增高。
■ ( TypeⅡ ) respiratory failure( Hypercapnic respiratory failure)
a PaO2 low 60 mm Hg and PaCO2 of more than 50 mm Hg,
Cause of,Airway obstruction,Neuromuscular disease,
2,Classification
( 1) According to PaCO2
■ ( Type I) respiratory failure ( Hypoxemic respiratory failure)
a PaO2 of less than 60 mm Hg with a normal or low PaCO2,
Cause of,Edema,Vascular disease,Chest Wall &
Pleural disease,
( 3) According to duration
■ Acute respiratory failur,
■ Chronic respiratory failure,
( 2) According to primary site
■ Centrol respiratory failure,
■ Non-Centrol respiratory failure,
( 一 ) 肺通气功能障碍 ( Ventilatory disorders)
1,Etiologies and mechanisms of alveolar hypoventilation
( 1) 限制性通气不足 ( Restrictive ventilatory disorders)
由于肺泡扩张受限引起肺泡通气量不足 限制性通气不足
二, 原因和机制 ( Causes & mechanism)
【 Classification of respiration failure mechanism】
1,Ventilatory disorders
2,Gas exchange disorders
Diffusion disorders
Ventilation-perfusion mismatching
( Increased of anatomical shunt)
Restrictive ventilatory disorders
Obstructive ventilatory disorders
■ 肺泡扩张的动力不足 ( Hypo-motility of pulmonary ventilation)
呼吸肌运动 ↓(泵衰竭)
肺泡扩张动力不足
PaO2↓,PaCO2↑
呼吸中枢( -)
呼吸肌活动障碍
肺有效通气量 ↓
▲ CNS受损
▲ 麻醉、安眠药过量
▲ 周围神经系统病变
▲ 呼吸肌疲劳、呼吸肌萎缩
▲ 严重低钾血症、缺氧、酸中毒
呼衰
胸廓扩张受限(泵衰竭)
▲ 胸廓和胸腔疾病 ( Disorders of chest wall)
■ 肺泡扩张的阻力增加 ( Increased ventilation resistance )
【 肺的顺应性 】
肺的顺应性 肺容量 肺弹性阻力
胸壁和肺的弹性回缩力 肺泡表面张力
(正常成年人肺顺应性为 0.2L/cmH2O)
胸腔大量积液、张力性气胸
严重的腹水、肝脾肿大 肺泡扩张受限
▲ 胸壁弹性阻力增加
胸廓畸形、胸膜纤维化、胸腔积液 胸壁的弹性阻力 ↑
肺泡扩张的阻力 ↑
肺顺应性 ↓
肺有效通气量 ↓ 呼衰 限制性通气不足
肺栓塞、氧中
毒、毒气中毒 Ⅱ 型肺泡上皮受损
肺
泡
表
面
张
力
↑
肺水肿,
急性胰腺炎
肺泡表面活性物
质分泌 ↓、分解 ↑
肺顺应性 ↓
▲ 肺组织顺应性下降( The lung‘s compliance↓)
肺泡扩张的
阻力 ↑ 呼衰 限制性通气不足
肺纤维化
Airway obstruction,narrow & contraction airway resistance ↑
alveolar ventilatory ↓ (成年人气道阻力约为 0.1~ 0.3kPa?s/L)
( 2) 阻塞性通气不足 ( Obstructive ventilatory disorders)
■ Concept
由于气道狭窄或阻塞所致肺泡通气量不足
阻塞性通气不足
■ Cause
气道内有层流和湍流,气道内径缩小,肺泡壁破坏
非弹性阻力增加
■ 分类 ( Classification )
▲ Central airway obstruction
气道分叉处以上的气道阻塞 。
● Obstruction is located in the
airway outside the thorax,
inspiratory dysnea
● Obstruction is located in the
airway inside the thorax,
expiratory dysnea
▲ Peripheral airway obstruction 内径 ﹤ 2mm细支气管部分阻塞
主要见于慢性阻塞性肺疾患( COPD)
( Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)。
【 呼吸时细支气管壁压力变化 】
● 吸气时胸腔内压是负值, 气道壁上不
出现等压点 。
● 平静呼气, 胸腔内压最大时也是负值,
气道壁不存在等压点 。
● 用力呼气 时胸腔内压出现正压, 气道
壁上出现等压点 (Equal pressure point)。
吸气 小气道口径易变大
阻塞部位对气流的阻塞作用 ↓
呼吸困难减轻
小气道管壁增厚、痉挛和顺应性 ↓
管腔被分泌物堵塞
肺泡壁损坏对细支气管的牵引力 ↓
小气道阻力 ↑↑
【 外周气道阻塞引起的呼吸困难 机制 】
呼气
胸腔内压 ↑
气道阻力 ↑↑↑
呼气性呼吸困难
等压点上移 至细支气管,小气道缩短变窄
2,肺泡通气不足时血气变化的特点 (The alteration of blood gas)
单纯性肺泡通气 ↓ PaO2↓,PaCO2↑
【 Respiratory quotient,R】
(PiO2-PAO2) × VA PiO2-PAO2
PACO2 × VA PACO2 R= = = 0.8 ·
·
PAO2= PiO2-( PACO2/R)
PAO2= 150mmHg -( 40mmHg/0.8) = 100mmHg。 ( PAO2= PaO2)
PaCO2= PACO2= 0.863× VCO2/VA
在正常大气环境下, PaCO2是反映总肺泡通气量变化的最佳指标 。
VCO2 = 体内每分钟产生的 CO2; VA = 每分肺泡通气量 。 ·
·
【 弥散气体性质 】
与气体相对分子质量和溶解度有关,
■ CO2相对分子质量比 O2大, 但 CO2在水中溶解度比 O2大 24倍 ;
■ CO2弥散系数比 O2大 20倍;
■ CO2弥散速度比 O2快 1倍 ( 弥散速度 =弥散系数 /分压差 ) 。
【 气体弥散速度 】
取决于弥散膜两侧的气体分压差和弥散气体的性质 。
( 二 ) 肺换气功能障碍
( Disturbance of air exchange)
1,弥散障碍 ( Diffusion disorders)
【 弥散量 】
取决于弥散面积和气体弥散速度 。
■ 肺泡膜厚度增加 ( Increase of diffusion membrane thickness )
( 1) 弥散障碍的原因 ( Causation of diffusion disorders )
【 Concept of diffusion disorders 】
指肺泡膜面积减少和 ( 或 ) 异常增厚所引起的气体交换障碍 。
■ 肺泡膜面积减少 ( Reduction of diffusion membrane area)
肺实变, 肺不张, 肺叶切 肺泡膜面积 ↓ 气体弥散障碍
(面积膜破坏> 1/2)
呼衰
肺水肿、肺
泡透明膜形
成、肺纤维
化、肺泡
cap扩张
弥散膜厚度 ↑
弥
散
障
碍
( 2) 血液与肺泡接触时间减少
Decreased time of blood contacts with alveolar
正常时血液流经肺泡 cap的时间为 0.75s。
PaO2、氧饱和度 ↓
体力负荷 ↑
C.O↑、肺血流 ↑
肺实变、肺不张、肺切除、肺气肿
血液与肺泡接触时间 ↓
代偿性通气过度
PaO2↓,
PaCO2 ↓ O2弥散量 ↓ CO2弥散 ↑
PaO2↓,
PaCO2↑ 肺泡通气量 ↓↓ O2弥散量 ↓ CO2弥散 ↓
单纯弥散障碍 O2弥散量 ↓ CO2弥散正常
PaO2↓,
PaCO2正常
【 Alteration of blood gas】
( 3)弥散障碍时血气变化的特点 (The alteration of blood gas)
Ⅰ
型
呼
吸
衰
竭
Ⅱ 型呼吸衰竭
2.肺泡通气与血流比例失调
( Ventilation-perfusion- mismatching)
【 正常成年人静息时 】
肺泡每分通气量 ( VA,4L/min) 和肺血流量 ( Q,5L/min) 的比值
(VA/ Q)约为 0.8。
,·
· ·
VA Q VA/ Q
肺上部 1.2L/min 0.4L/min 3.0
肺中部 1.8L/min 2.0L/min 0.9
肺下部 2.1L/min 3.4L/min 0.6
生理性肺泡通气与血流比例不协
调造成正常 PaO2比 PAO2稍低的原因 。
· · · ·
2,肺泡通气与血流比例失调 ( Ventilation-perfusion-mismatching)
( 1) Type & cause of ventilation-perfusion-mismatching
■ Decreased ratio of VA/ Q( 部分肺泡通气不足 ) · ·
支气管哮喘, 慢性支气管炎, 阻塞性肺气肿, 肺纤维化, 肺水肿
VA/ Q比值 ↓ 部分病变严重的肺泡通气 ↓
V血未充分动脉化进入 A血 功能性分流 ↑>30% 呼衰
· ·
■ Increased ratio of VA/ Q( 部分肺泡血流不足 ) · ·
功能死腔量 ( Functional dead space,VDf)
肺动脉栓塞, 肺内 DIC,肺动脉炎, 肺血管收缩 部分肺泡血流 ↓
VA/Q↑> 60% 死腔样通气 ( Dead space like ventilation)
呼衰
· ·
肺实变、肺不张
解剖样短路
静脉血掺杂(真
性分流) ↑
▲ 解剖样短路增加
■ Increased of anatomical shunt ( 解剖分流增加 )
解剖分流 肺内有一部分完全未经气体交换的静脉血经支气管静脉
和极少的肺内动脉 — 静脉吻合支直接流回肺静脉 。
支气管扩张症 解剖短路
肺内 A-V短
路开放 ↑
静脉血掺杂
异常 ↑
呼衰
▲ 解剖短路增加
■ Decreased ratio of VA/ Q
部分病变肺泡通气 ↓ VA/ Q比值 ↓( 严重< 0.1)
流经血液 PaO2↓,PaCO2↑
刺激中枢, 外周化学感受器
反射性呼吸运动 ↑
健侧肺泡通气量 ↑ 流经血液 PaO2略 ↑,PaCO2↓
PaO2和氧含量 ↓,PaCO2正常或 ↑或 ↓
· ·
掺杂血
( 2)肺泡通气与血流比例失调时血气变化
( Changes of blood gas in imbalance)
· ·
SO 2 1 0 0 2, 3 - D P G ?
( % ) H
+
?, CO 2 ?
8 0 温度 ?
60
2, 3 - D P G ?
4 0 H
+
?, CO 2 ?
温度 ?
20
0
2, 6 7 5, 3 3 8, 0 0 1 0, 7 1 3, 3 PO 2 ( K P a )
* 氧 合 血 红 蛋 白 解 离 曲 线 及 其 影 响 因 素
CO2解离曲线
血
中
CO2
含
量
55
50
45
ml%
35 40 45 50
静脉血
PO2 40mmHg,
PCO2 45mmHg
动脉血
PO2 100mmHg,
PCO2 40mmHg
PaCO2
(mmHg)
功能性分流和死腔样通气时病肺, 健肺和全肺动脉血血气变化
功能性分流 死腔样通气
病肺 健肺 全肺 病肺 健肺 全肺
VA/Q < 0.8 > 0.8 =0.8/> 0.8/< 0.8 > 0.8 < 0.8 =0.8/> 0.8/< 0.8
PaO2 ↓↓ ↑↑ ↓ ↑↑ ↓↓ ↓
CaO2 ↓↓ ↑N ↓ ↑ ↑ ↓↓ ↓
PaCO2 ↑↑ ↓↓ N ↓ ↓↓ ↑↑ N ↓ ↑
CaCO2 ↑↑ ↓↓ N ↓ ↓↓ ↑↑ N ↓ ↑
■ Increased ratio of VA/ Q
肺血流不足 部分肺泡 VA/ Q比值 ↑ 血液充分动脉化
健肺血流量代偿性 ↑ VA/ Q比值 ↓ PaO2↓,PaCO2↑
PaO2↓,氧含量 ↓,PaCO2↑或正常 两部分血液掺杂
■ Increased of anatomical shunt
· ·
· ·
1.Acid-base disturbances & disorders of electrolyte balance
2.Alteration of the respiratory system
( 1) 低氧血症和高碳酸血症对呼吸中枢的影响
外周化学感受器
■ PaO2↓< 8kPa 呼吸中枢 ( +) 呼吸运动 ↑
< 4kPa 呼吸中枢 ( - ) 呼吸运动 ↓
■ PaCO2↑ 中枢化学感受器 ( +) 呼吸加深, 加快
> 10.7kPa 呼吸中枢 ( - ) 呼吸运动 ↓
三、机体的主要功能和代谢变化
Effects of respiratory insufficiency
( 2) 呼吸衰竭的不同原因对呼吸运动的影响
■ 中心气道阻塞 吸气困难为主, 呼气困难为主
■ 终末气道阻塞 呼气困难为主
■ 肺顺应性 ↓ 浅快呼吸为主
■ 中枢性呼吸衰竭 呼吸变浅, 变慢, 潮式呼吸, 间歇呼吸,
抽泣样呼吸, 叹气样呼吸 ( 下额呼吸 )
■ 阻塞性通气障碍 呼吸以深慢为主
潮式呼吸 间歇式呼吸
3,Alteration of the cardiovascular system
( 1) 低氧血症和高碳酸血症对心血管系统的影响
■ 代偿性反应 (Compensatory reaction)
PaO2<60 mmHg,PaCO2升高 心血管中枢( +)
轻, 中度低氧血症和高碳酸血症 ( 协同作用 )
局部酸性产物 ↑ 心血管中枢兴奋 心率, 心收缩力 ↑
血液重分布
冠脉血管扩张 心输出量 ↑ 保障重要脏器血液供应
(脑、冠脉血流 ↑)
严重缺氧和 CO2潴留 心、血管中枢和心脏活动( -)
血压 ↓、血管扩张、心收缩力 ↓、心率失常
肺血管收缩 肺动脉高压 右心后负荷 ↑ 心衰
■ 损伤性变化( Injurious changes)
PaO2< 40 mmHg,PaCO2> 80 mmHg 心血管中枢( -)
心输出量 ↓
■ 长期缺氧 RBC↑,血粘度 ↑ 加重心负荷 右心负荷 ↑
■ 肺小动脉炎, 栓塞, cap破坏 肺动脉高压
■ 缺氧, 酸中毒 心肌舒缩功能 ( -)
■ 呼吸困难 心脏舒张受限 肺原性心脏病
肺血管壁增厚和硬化, 管腔变窄
( 2) 肺源性心脏病及其发生机制
慢性呼吸衰竭累及心脏, 主要引起右心肥大与衰竭, 称为肺源性心脏病 。
■ PaO2↓,CO2潴留 [H+]↑,EDCF和 EDRF分泌异常
肺小动脉收缩 慢性肺动脉高压
■ 微动脉肌化、细胞肥大
增生、胶原蛋白合成 ↑
用力呼气
( 2) CO2潴留对中枢神经系统的影响
■ 轻度 CO2潴留 脑血管扩张 头痛, 头晕, 烦躁不安
■ PaCO2> 10.7kPa 言语不清, 扑翼样震颤, 精神错乱,
嗜睡, 抽搐, 呼吸 ( - )
【 肺性脑病 】 Pulmonary encephalopathy
4.神经系统变化 ( Alteration of the nervous system)
呼吸衰竭病人出现脑功能障碍,即可诊断为肺性脑病 。
( 1)严重缺氧对 CNS的影响
二氧化碳麻醉
( 3) 肺性脑病 ( Pulmonary encephalopathy)
PaCO2↑,酸 中毒 脑血管扩张 脑血流量 ↑
缺氧 损伤血管内皮 脑间质水肿 脑水肿
脑细胞水肿 压迫脑血管
脑缺氧加重
■ 脑血管受损( Cerebrovascular injury)
颅内压 ↑
■ 脑细胞受损( Brain cell injury)
溶酶体膜稳定性 ↓ 溶酶体酶释放 神经细胞坏死
脑内抑制性介质 ?-氨基丁酸生成 ↑ 肺性脑病
脑脊液 pH↓< 7.25 脑电活动变慢或停止
5.血液系统变化
慢性呼衰患者会出现 RBC增多。
急性呼吸衰竭时下降,血氧饱和度降低,易出现紫绀。
6.肾功能变化
肾血流量减少。
轻者:尿质改变(蛋白尿、血尿、管型尿)。
重者:少尿、氮质血症、酸中毒。
7.消化系统的变化
特点:胃黏膜糜烂、坏死、出血与溃疡等病变。
机制:胃黏膜的屏障降低;胃酸分泌增多。
合并 DIC、休克加重消化系统的缺血缺氧。
名词解释
呼吸衰竭,Ⅱ 型呼吸衰竭,弥散障碍、肺性脑病
思考题
1,气道阻塞部位不同, 其呼吸困难形式有何不同?
2,试述呼吸衰竭时使 paCO2升高或降低的发生机制 。
3.部分肺泡通气血流比例下降最多见引起哪种类型的呼
吸衰竭? 为什么?
4,何谓肺性脑病? 其发生机制如何?
Respiratory failure
气体运输
内呼吸 内呼吸外呼吸 呼吸功能
一、概念与分类( Concept & Classification)
1,呼吸衰竭 ( Respiratory Failure)
在海平面静息状态吸入空气的情况下,由于 肺通气和(或)换
气功能 的严重 障碍,以 致 PaO2低于 8.0kPa(< 60mmHg),伴有或
不伴有 PaCO2 高 于 6.67kPa( 50mmHg) 的 病理过程。
Respiratory failure is a syndrome in which the respiratory
system fails in one or both of its gas exchange functions,
oxygenation and carbon dioxide elimination,
In practice,respiratory failure is defined as a PaO2 value
of less than 60 mm Hg while breathing air or a PaCO2 of
more than 50 mm Hg,( mmHg=millimeter hydrargyrum)
【 呼吸衰竭指数 】 ( Respiratory failure index,RFI)
计算公式,
RFI=PaO2/ FiO2( 100/0.2)
RFI≤300可诊断为呼吸衰竭
【 呼吸功能不全 】 ( Respiratory insufficiency)
▲ PaO2↓或 PaCO2↑没有达到上述水平,或在静息时血气
值正常。
▲ 没有明显的临床症状,但当体力负荷增加时 PaO2才明显
降低或伴有 PaCO2水平增高。
■ ( TypeⅡ ) respiratory failure( Hypercapnic respiratory failure)
a PaO2 low 60 mm Hg and PaCO2 of more than 50 mm Hg,
Cause of,Airway obstruction,Neuromuscular disease,
2,Classification
( 1) According to PaCO2
■ ( Type I) respiratory failure ( Hypoxemic respiratory failure)
a PaO2 of less than 60 mm Hg with a normal or low PaCO2,
Cause of,Edema,Vascular disease,Chest Wall &
Pleural disease,
( 3) According to duration
■ Acute respiratory failur,
■ Chronic respiratory failure,
( 2) According to primary site
■ Centrol respiratory failure,
■ Non-Centrol respiratory failure,
( 一 ) 肺通气功能障碍 ( Ventilatory disorders)
1,Etiologies and mechanisms of alveolar hypoventilation
( 1) 限制性通气不足 ( Restrictive ventilatory disorders)
由于肺泡扩张受限引起肺泡通气量不足 限制性通气不足
二, 原因和机制 ( Causes & mechanism)
【 Classification of respiration failure mechanism】
1,Ventilatory disorders
2,Gas exchange disorders
Diffusion disorders
Ventilation-perfusion mismatching
( Increased of anatomical shunt)
Restrictive ventilatory disorders
Obstructive ventilatory disorders
■ 肺泡扩张的动力不足 ( Hypo-motility of pulmonary ventilation)
呼吸肌运动 ↓(泵衰竭)
肺泡扩张动力不足
PaO2↓,PaCO2↑
呼吸中枢( -)
呼吸肌活动障碍
肺有效通气量 ↓
▲ CNS受损
▲ 麻醉、安眠药过量
▲ 周围神经系统病变
▲ 呼吸肌疲劳、呼吸肌萎缩
▲ 严重低钾血症、缺氧、酸中毒
呼衰
胸廓扩张受限(泵衰竭)
▲ 胸廓和胸腔疾病 ( Disorders of chest wall)
■ 肺泡扩张的阻力增加 ( Increased ventilation resistance )
【 肺的顺应性 】
肺的顺应性 肺容量 肺弹性阻力
胸壁和肺的弹性回缩力 肺泡表面张力
(正常成年人肺顺应性为 0.2L/cmH2O)
胸腔大量积液、张力性气胸
严重的腹水、肝脾肿大 肺泡扩张受限
▲ 胸壁弹性阻力增加
胸廓畸形、胸膜纤维化、胸腔积液 胸壁的弹性阻力 ↑
肺泡扩张的阻力 ↑
肺顺应性 ↓
肺有效通气量 ↓ 呼衰 限制性通气不足
肺栓塞、氧中
毒、毒气中毒 Ⅱ 型肺泡上皮受损
肺
泡
表
面
张
力
↑
肺水肿,
急性胰腺炎
肺泡表面活性物
质分泌 ↓、分解 ↑
肺顺应性 ↓
▲ 肺组织顺应性下降( The lung‘s compliance↓)
肺泡扩张的
阻力 ↑ 呼衰 限制性通气不足
肺纤维化
Airway obstruction,narrow & contraction airway resistance ↑
alveolar ventilatory ↓ (成年人气道阻力约为 0.1~ 0.3kPa?s/L)
( 2) 阻塞性通气不足 ( Obstructive ventilatory disorders)
■ Concept
由于气道狭窄或阻塞所致肺泡通气量不足
阻塞性通气不足
■ Cause
气道内有层流和湍流,气道内径缩小,肺泡壁破坏
非弹性阻力增加
■ 分类 ( Classification )
▲ Central airway obstruction
气道分叉处以上的气道阻塞 。
● Obstruction is located in the
airway outside the thorax,
inspiratory dysnea
● Obstruction is located in the
airway inside the thorax,
expiratory dysnea
▲ Peripheral airway obstruction 内径 ﹤ 2mm细支气管部分阻塞
主要见于慢性阻塞性肺疾患( COPD)
( Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)。
【 呼吸时细支气管壁压力变化 】
● 吸气时胸腔内压是负值, 气道壁上不
出现等压点 。
● 平静呼气, 胸腔内压最大时也是负值,
气道壁不存在等压点 。
● 用力呼气 时胸腔内压出现正压, 气道
壁上出现等压点 (Equal pressure point)。
吸气 小气道口径易变大
阻塞部位对气流的阻塞作用 ↓
呼吸困难减轻
小气道管壁增厚、痉挛和顺应性 ↓
管腔被分泌物堵塞
肺泡壁损坏对细支气管的牵引力 ↓
小气道阻力 ↑↑
【 外周气道阻塞引起的呼吸困难 机制 】
呼气
胸腔内压 ↑
气道阻力 ↑↑↑
呼气性呼吸困难
等压点上移 至细支气管,小气道缩短变窄
2,肺泡通气不足时血气变化的特点 (The alteration of blood gas)
单纯性肺泡通气 ↓ PaO2↓,PaCO2↑
【 Respiratory quotient,R】
(PiO2-PAO2) × VA PiO2-PAO2
PACO2 × VA PACO2 R= = = 0.8 ·
·
PAO2= PiO2-( PACO2/R)
PAO2= 150mmHg -( 40mmHg/0.8) = 100mmHg。 ( PAO2= PaO2)
PaCO2= PACO2= 0.863× VCO2/VA
在正常大气环境下, PaCO2是反映总肺泡通气量变化的最佳指标 。
VCO2 = 体内每分钟产生的 CO2; VA = 每分肺泡通气量 。 ·
·
【 弥散气体性质 】
与气体相对分子质量和溶解度有关,
■ CO2相对分子质量比 O2大, 但 CO2在水中溶解度比 O2大 24倍 ;
■ CO2弥散系数比 O2大 20倍;
■ CO2弥散速度比 O2快 1倍 ( 弥散速度 =弥散系数 /分压差 ) 。
【 气体弥散速度 】
取决于弥散膜两侧的气体分压差和弥散气体的性质 。
( 二 ) 肺换气功能障碍
( Disturbance of air exchange)
1,弥散障碍 ( Diffusion disorders)
【 弥散量 】
取决于弥散面积和气体弥散速度 。
■ 肺泡膜厚度增加 ( Increase of diffusion membrane thickness )
( 1) 弥散障碍的原因 ( Causation of diffusion disorders )
【 Concept of diffusion disorders 】
指肺泡膜面积减少和 ( 或 ) 异常增厚所引起的气体交换障碍 。
■ 肺泡膜面积减少 ( Reduction of diffusion membrane area)
肺实变, 肺不张, 肺叶切 肺泡膜面积 ↓ 气体弥散障碍
(面积膜破坏> 1/2)
呼衰
肺水肿、肺
泡透明膜形
成、肺纤维
化、肺泡
cap扩张
弥散膜厚度 ↑
弥
散
障
碍
( 2) 血液与肺泡接触时间减少
Decreased time of blood contacts with alveolar
正常时血液流经肺泡 cap的时间为 0.75s。
PaO2、氧饱和度 ↓
体力负荷 ↑
C.O↑、肺血流 ↑
肺实变、肺不张、肺切除、肺气肿
血液与肺泡接触时间 ↓
代偿性通气过度
PaO2↓,
PaCO2 ↓ O2弥散量 ↓ CO2弥散 ↑
PaO2↓,
PaCO2↑ 肺泡通气量 ↓↓ O2弥散量 ↓ CO2弥散 ↓
单纯弥散障碍 O2弥散量 ↓ CO2弥散正常
PaO2↓,
PaCO2正常
【 Alteration of blood gas】
( 3)弥散障碍时血气变化的特点 (The alteration of blood gas)
Ⅰ
型
呼
吸
衰
竭
Ⅱ 型呼吸衰竭
2.肺泡通气与血流比例失调
( Ventilation-perfusion- mismatching)
【 正常成年人静息时 】
肺泡每分通气量 ( VA,4L/min) 和肺血流量 ( Q,5L/min) 的比值
(VA/ Q)约为 0.8。
,·
· ·
VA Q VA/ Q
肺上部 1.2L/min 0.4L/min 3.0
肺中部 1.8L/min 2.0L/min 0.9
肺下部 2.1L/min 3.4L/min 0.6
生理性肺泡通气与血流比例不协
调造成正常 PaO2比 PAO2稍低的原因 。
· · · ·
2,肺泡通气与血流比例失调 ( Ventilation-perfusion-mismatching)
( 1) Type & cause of ventilation-perfusion-mismatching
■ Decreased ratio of VA/ Q( 部分肺泡通气不足 ) · ·
支气管哮喘, 慢性支气管炎, 阻塞性肺气肿, 肺纤维化, 肺水肿
VA/ Q比值 ↓ 部分病变严重的肺泡通气 ↓
V血未充分动脉化进入 A血 功能性分流 ↑>30% 呼衰
· ·
■ Increased ratio of VA/ Q( 部分肺泡血流不足 ) · ·
功能死腔量 ( Functional dead space,VDf)
肺动脉栓塞, 肺内 DIC,肺动脉炎, 肺血管收缩 部分肺泡血流 ↓
VA/Q↑> 60% 死腔样通气 ( Dead space like ventilation)
呼衰
· ·
肺实变、肺不张
解剖样短路
静脉血掺杂(真
性分流) ↑
▲ 解剖样短路增加
■ Increased of anatomical shunt ( 解剖分流增加 )
解剖分流 肺内有一部分完全未经气体交换的静脉血经支气管静脉
和极少的肺内动脉 — 静脉吻合支直接流回肺静脉 。
支气管扩张症 解剖短路
肺内 A-V短
路开放 ↑
静脉血掺杂
异常 ↑
呼衰
▲ 解剖短路增加
■ Decreased ratio of VA/ Q
部分病变肺泡通气 ↓ VA/ Q比值 ↓( 严重< 0.1)
流经血液 PaO2↓,PaCO2↑
刺激中枢, 外周化学感受器
反射性呼吸运动 ↑
健侧肺泡通气量 ↑ 流经血液 PaO2略 ↑,PaCO2↓
PaO2和氧含量 ↓,PaCO2正常或 ↑或 ↓
· ·
掺杂血
( 2)肺泡通气与血流比例失调时血气变化
( Changes of blood gas in imbalance)
· ·
SO 2 1 0 0 2, 3 - D P G ?
( % ) H
+
?, CO 2 ?
8 0 温度 ?
60
2, 3 - D P G ?
4 0 H
+
?, CO 2 ?
温度 ?
20
0
2, 6 7 5, 3 3 8, 0 0 1 0, 7 1 3, 3 PO 2 ( K P a )
* 氧 合 血 红 蛋 白 解 离 曲 线 及 其 影 响 因 素
CO2解离曲线
血
中
CO2
含
量
55
50
45
ml%
35 40 45 50
静脉血
PO2 40mmHg,
PCO2 45mmHg
动脉血
PO2 100mmHg,
PCO2 40mmHg
PaCO2
(mmHg)
功能性分流和死腔样通气时病肺, 健肺和全肺动脉血血气变化
功能性分流 死腔样通气
病肺 健肺 全肺 病肺 健肺 全肺
VA/Q < 0.8 > 0.8 =0.8/> 0.8/< 0.8 > 0.8 < 0.8 =0.8/> 0.8/< 0.8
PaO2 ↓↓ ↑↑ ↓ ↑↑ ↓↓ ↓
CaO2 ↓↓ ↑N ↓ ↑ ↑ ↓↓ ↓
PaCO2 ↑↑ ↓↓ N ↓ ↓↓ ↑↑ N ↓ ↑
CaCO2 ↑↑ ↓↓ N ↓ ↓↓ ↑↑ N ↓ ↑
■ Increased ratio of VA/ Q
肺血流不足 部分肺泡 VA/ Q比值 ↑ 血液充分动脉化
健肺血流量代偿性 ↑ VA/ Q比值 ↓ PaO2↓,PaCO2↑
PaO2↓,氧含量 ↓,PaCO2↑或正常 两部分血液掺杂
■ Increased of anatomical shunt
· ·
· ·
1.Acid-base disturbances & disorders of electrolyte balance
2.Alteration of the respiratory system
( 1) 低氧血症和高碳酸血症对呼吸中枢的影响
外周化学感受器
■ PaO2↓< 8kPa 呼吸中枢 ( +) 呼吸运动 ↑
< 4kPa 呼吸中枢 ( - ) 呼吸运动 ↓
■ PaCO2↑ 中枢化学感受器 ( +) 呼吸加深, 加快
> 10.7kPa 呼吸中枢 ( - ) 呼吸运动 ↓
三、机体的主要功能和代谢变化
Effects of respiratory insufficiency
( 2) 呼吸衰竭的不同原因对呼吸运动的影响
■ 中心气道阻塞 吸气困难为主, 呼气困难为主
■ 终末气道阻塞 呼气困难为主
■ 肺顺应性 ↓ 浅快呼吸为主
■ 中枢性呼吸衰竭 呼吸变浅, 变慢, 潮式呼吸, 间歇呼吸,
抽泣样呼吸, 叹气样呼吸 ( 下额呼吸 )
■ 阻塞性通气障碍 呼吸以深慢为主
潮式呼吸 间歇式呼吸
3,Alteration of the cardiovascular system
( 1) 低氧血症和高碳酸血症对心血管系统的影响
■ 代偿性反应 (Compensatory reaction)
PaO2<60 mmHg,PaCO2升高 心血管中枢( +)
轻, 中度低氧血症和高碳酸血症 ( 协同作用 )
局部酸性产物 ↑ 心血管中枢兴奋 心率, 心收缩力 ↑
血液重分布
冠脉血管扩张 心输出量 ↑ 保障重要脏器血液供应
(脑、冠脉血流 ↑)
严重缺氧和 CO2潴留 心、血管中枢和心脏活动( -)
血压 ↓、血管扩张、心收缩力 ↓、心率失常
肺血管收缩 肺动脉高压 右心后负荷 ↑ 心衰
■ 损伤性变化( Injurious changes)
PaO2< 40 mmHg,PaCO2> 80 mmHg 心血管中枢( -)
心输出量 ↓
■ 长期缺氧 RBC↑,血粘度 ↑ 加重心负荷 右心负荷 ↑
■ 肺小动脉炎, 栓塞, cap破坏 肺动脉高压
■ 缺氧, 酸中毒 心肌舒缩功能 ( -)
■ 呼吸困难 心脏舒张受限 肺原性心脏病
肺血管壁增厚和硬化, 管腔变窄
( 2) 肺源性心脏病及其发生机制
慢性呼吸衰竭累及心脏, 主要引起右心肥大与衰竭, 称为肺源性心脏病 。
■ PaO2↓,CO2潴留 [H+]↑,EDCF和 EDRF分泌异常
肺小动脉收缩 慢性肺动脉高压
■ 微动脉肌化、细胞肥大
增生、胶原蛋白合成 ↑
用力呼气
( 2) CO2潴留对中枢神经系统的影响
■ 轻度 CO2潴留 脑血管扩张 头痛, 头晕, 烦躁不安
■ PaCO2> 10.7kPa 言语不清, 扑翼样震颤, 精神错乱,
嗜睡, 抽搐, 呼吸 ( - )
【 肺性脑病 】 Pulmonary encephalopathy
4.神经系统变化 ( Alteration of the nervous system)
呼吸衰竭病人出现脑功能障碍,即可诊断为肺性脑病 。
( 1)严重缺氧对 CNS的影响
二氧化碳麻醉
( 3) 肺性脑病 ( Pulmonary encephalopathy)
PaCO2↑,酸 中毒 脑血管扩张 脑血流量 ↑
缺氧 损伤血管内皮 脑间质水肿 脑水肿
脑细胞水肿 压迫脑血管
脑缺氧加重
■ 脑血管受损( Cerebrovascular injury)
颅内压 ↑
■ 脑细胞受损( Brain cell injury)
溶酶体膜稳定性 ↓ 溶酶体酶释放 神经细胞坏死
脑内抑制性介质 ?-氨基丁酸生成 ↑ 肺性脑病
脑脊液 pH↓< 7.25 脑电活动变慢或停止
5.血液系统变化
慢性呼衰患者会出现 RBC增多。
急性呼吸衰竭时下降,血氧饱和度降低,易出现紫绀。
6.肾功能变化
肾血流量减少。
轻者:尿质改变(蛋白尿、血尿、管型尿)。
重者:少尿、氮质血症、酸中毒。
7.消化系统的变化
特点:胃黏膜糜烂、坏死、出血与溃疡等病变。
机制:胃黏膜的屏障降低;胃酸分泌增多。
合并 DIC、休克加重消化系统的缺血缺氧。
名词解释
呼吸衰竭,Ⅱ 型呼吸衰竭,弥散障碍、肺性脑病
思考题
1,气道阻塞部位不同, 其呼吸困难形式有何不同?
2,试述呼吸衰竭时使 paCO2升高或降低的发生机制 。
3.部分肺泡通气血流比例下降最多见引起哪种类型的呼
吸衰竭? 为什么?
4,何谓肺性脑病? 其发生机制如何?