病理生理學(xué)-呼吸功能不全(3學(xué)時(shí))

呼吸功能不全

PulmonaryInsufficiency

【學(xué)習(xí)要求】掌握呼吸功能不全，阻塞性通氣不足，限制性通氣不足，功能性分流，死腔樣通氣和真性分流的概念掌握呼吸功能不全的病因及其發(fā)生機(jī)制熟悉呼吸功能不全的主要代謝功能變化熟悉ARDS的概念、特征及其發(fā)病機(jī)制了解呼吸功能不全防治的病理生理基礎(chǔ)22023/3/31InternalRespirationExternalRespirationGasTransport32023/3/31呼吸衰竭

(RespiratoryFailure)---外呼吸功能嚴(yán)重障礙導(dǎo)致PaO2↓，伴有或不伴有PaCO2↑的病理過(guò)程。診斷標(biāo)準(zhǔn)：PaO2<60mmHg(8kPa)

或伴有PaCO2>50mmHg(6.67kPa)RFI=PaO2/FiO2≤30042023/3/31呼衰指數(shù)(respiratoryfailureindex，RFI)：指動(dòng)脈血氧分壓與吸入氣氧濃度之比值。反映外呼吸效率。

RFI正常值為500左右；當(dāng)FiO2<21%時(shí)，對(duì)判斷呼吸衰竭有重要意義。如果RFI≤300，則可診斷為呼衰。呼吸功能不全(respiratoryinsufficiency)52023/3/31呼吸衰竭的分類按動(dòng)脈血?dú)猓旱脱跹Y型（I型） 高碳酸血癥型（II型）按發(fā)病機(jī)制：通氣性、換氣性按病變部位：中樞性、外周性按發(fā)生快慢和持續(xù)時(shí)間：急性、慢性62023/3/31第一節(jié)病因和發(fā)病機(jī)制外呼吸功能障礙肺通氣功能障礙肺換氣功能障礙72023/3/31呼吸衰竭發(fā)病環(huán)節(jié)82023/3/31多種疾病可導(dǎo)致呼吸衰竭的發(fā)生

內(nèi)科:COPD、支氣管哮喘持續(xù)發(fā)作、塵肺、重癥肺結(jié)核（慢纖空）、胸膜纖維化外科：

氣胸、肺癌、肺大部切除（并發(fā)癥）兒科：

新生兒呼吸窘迫綜合癥產(chǎn)科：

羊水栓塞傳染科:SARS耳鼻喉科：

異物誤吸麻醉科：

麻醉意外急癥科：

溺水、安眠鎮(zhèn)靜劑過(guò)量、酒精中毒、毒品過(guò)量、腐蝕氣體誤吸等等

92023/3/31限制性通氣不足阻塞性通氣不足肺通氣功能障礙一、肺通氣功能障礙102023/3/31原因機(jī)制（一）限制性通氣不足 順應(yīng)性↓吸氣時(shí)肺泡的擴(kuò)張受限引起的肺泡通氣不足呼吸中樞抑制呼吸肌無(wú)力呼吸動(dòng)力↓胸廓及胸膜疾患限制性通氣障礙肺組織變硬胸腔積液和氣胸壓迫肺112023/3/31呼吸肌疲勞：指由多種原因引起的呼吸肌舒縮活動(dòng)不能產(chǎn)生維持一定的肺泡通氣量所需要的胸腔壓力，肌肉本身可表現(xiàn)為肌力和（或）舒縮速度的下降，且這種能力的下降經(jīng)過(guò)休息能夠恢復(fù)。若休息后不能恢復(fù)則稱為呼吸肌無(wú)力。

122023/3/31胸廓畸形132023/3/31肺纖維化：當(dāng)肺間質(zhì)纖維母細(xì)胞受到化學(xué)性或物理性傷害時(shí)，會(huì)分泌膠原蛋白進(jìn)行肺間質(zhì)組織的修補(bǔ)，進(jìn)而造成肺臟纖維化，多見于矽肺、石棉肺。142023/3/31肺泡表面活性物質(zhì)降低肺泡表面張力；保證大、小肺泡的穩(wěn)定性；增加肺的順應(yīng)性；防止肺不張、肺水腫。152023/3/31肺泡表面活性物質(zhì)↓→肺順應(yīng)性↓合成與分泌減少Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞發(fā)育不全、缺血、缺氧消耗與破壞過(guò)多肺過(guò)度通氣、肺水腫、肺炎NRDS162023/3/31（二）阻塞性通氣不足呼吸道狹窄或阻塞，氣道阻力增加。氣道阻力：(正常人平靜呼吸)

80%:直徑>2mm氣管

20%:直徑<2mm氣管病因：氣管痙攣、腫脹、纖維化、滲出物、異物、腫瘤、氣道內(nèi)外壓力改變沉默區(qū)172023/3/31左圖：健康人氣管；右圖：COPD病人

182023/3/31肺炎滲出

192023/3/31

中央性—指氣管分叉處以上的氣道阻塞。又分為可變型與固定型阻塞，前者又分胸外和胸內(nèi)。

外周性—內(nèi)徑小于2mm的小支氣管阻塞。常見于慢性阻塞性肺疾病(COPD)氣道阻塞分類：202023/3/31中央性氣道阻塞

可變型胸外阻塞：可變型胸內(nèi)阻塞：固定型上氣道阻塞：見于氣道軟化、聲帶麻痹表現(xiàn)為吸氣性呼吸困難見于氣管炎癥、腫瘤表現(xiàn)為呼氣性呼吸困難見于氣道狹窄、甲狀腺腫、瘢痕形成等表現(xiàn)為呼氣、吸氣均受限212023/3/31可變型胸外阻塞－吸氣性呼吸困難呼氣吸氣大氣壓氣道內(nèi)壓222023/3/31呼氣期吸氣期232023/3/31三凹征：指患者上呼吸道阻塞，吸氣時(shí)由于呼吸肌運(yùn)動(dòng)而使胸內(nèi)負(fù)壓極度增大，導(dǎo)致胸骨上窩、鎖骨上窩、肋間肌在有明顯凹陷稱之為三凹征。

242023/3/31可變型胸內(nèi)阻塞－呼氣性呼吸困難呼氣吸氣氣道內(nèi)壓胸內(nèi)壓252023/3/31呼氣性呼吸困難262023/3/31呼氣期吸氣期272023/3/31呼氣期吸氣期282023/3/31正常頸部結(jié)構(gòu)甲狀腺腫292023/3/31外周性氣道阻塞—呼氣性呼吸困難用力呼氣時(shí)等壓點(diǎn)移向小氣道02520+353520202030正常人020+3525202020肺氣腫慢性支氣管炎0+3535202020202020102010151015302023/3/31睡眠呼吸疾病-----指睡眠狀態(tài)下的上氣道阻塞性呼吸疾?。òǎ鹤枞运吆粑鼤和＞C合癥和肥胖低通氣綜合癥等），主要表現(xiàn)為由于頻發(fā)呼吸暫停與低通氣，引起血氧飽和度下降，患者夜間頻繁覺(jué)醒，白天嗜睡，睡眠不解乏，注意力難以集中，常見于有重度鼾聲的患者。312023/3/31無(wú)創(chuàng)經(jīng)鼻面罩正壓通氣322023/3/31（三）肺泡通氣不足時(shí)的血?dú)庾兓闻萃獠蛔銜r(shí)的血?dú)庾兓?

PaCO2↑與PaO2↓成一定的比例關(guān)系（呼吸商）。

PaCO2是反映總肺泡通氣量變化的最佳指標(biāo)。PaO2↓,PaCO2↑332023/3/31正常肺容量用力肺活量1秒用力呼氣量肺總量殘氣量深吸氣量342023/3/31肺順應(yīng)性降低限制性通氣障礙肺容量變化用力肺活量1秒用力呼氣量肺總量殘氣量深吸氣量352023/3/31氣道阻力增加阻塞性通氣障礙肺容量變化用力肺活量1秒用力呼氣量殘氣量空氣潴留362023/3/31肺總?cè)萘?TLC)肺活量(FVC)時(shí)間肺活量(FEV1.0)FEV1.0/FVC殘氣量限制性↓↓↓↑↓阻塞性↑↓↓↓↑限制性與阻塞性通氣障礙肺容量改變比較372023/3/31解剖分流增加通氣血流比例失調(diào)彌散障礙肺換氣功能障礙二、肺換氣功能障礙382023/3/31（一）彌散障礙（diffusionimpairment）肺泡膜面積減少肺泡膜厚度增加彌散時(shí)間縮短呼吸膜392023/3/31肺泡膜面積減少

成人肺泡膜總面積80m2，平靜呼吸35～40m2肺實(shí)變、肺不張、肺葉切除等（減少面積>50%）彌散障礙的原因402023/3/31兩肺多發(fā)云霧狀斑片影，部分實(shí)變，沿肺葉段分布

1例確診H7N9病例肺部CT結(jié)果412023/3/31肺泡膜厚度增加

肺泡膜薄部<1μm，肺泡腔到紅細(xì)胞膜<5μm

肺水腫、肺纖維化、肺泡透明膜形成 彌散距離增寬，減慢彌散速度

彌散時(shí)間縮短

422023/3/31432023/3/31正常與肺泡膜增厚時(shí)Hb氧合所需時(shí)間PO2（KPa）肺動(dòng)脈肺毛細(xì)血管（1）（2）正常肺泡膜面積減少或厚度增加時(shí)間（S）肺靜脈13.310.78.05.32.7000.250.50

0.75靜息時(shí)（1）運(yùn)動(dòng)時(shí)（2）肺泡膜病變心輸出量增加和肺血流加快0.13CO2442023/3/31彌散障礙時(shí)的血?dú)庾兓疘型呼衰：PaO2↓，PaCO2

正常。原因：O2和CO2彌散速度的差異（CO2快）O2和CO2解離曲線的差異452023/3/31血液O2與CO2解離曲線020406080100mmHg2.675.338.0010.713.3kPaPvCO297.5%HbO2PaCO270%HbO2PvO2PaO2PCO2

和PO2CO2和O2含量（md/dl）604020462023/3/31（二）肺泡通氣與血流比例失調(diào)通氣血流比值

(Ventilation/perfusionratio,VA/Q)，平均為4/5=0.8通氣血流比值范圍

0.6~3.0

L/min血流量通氣量（％肺容量）VA/Q肺泡容積472023/3/311.部分肺泡通氣不足氣道阻塞限制性通氣障礙肺泡通氣不足血流未減少，甚至增多下降VA/QVA/Q↓482023/3/31——指因通氣障礙引起部分肺泡通氣嚴(yán)重不足，但血流量未相應(yīng)減少，顯著降低，以致流經(jīng)該部分肺泡的靜脈血未經(jīng)充分氧合便摻入動(dòng)脈血中的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象因類似動(dòng)－靜脈短路，故又稱功能性分流(functionalshunt)。VA/Q靜脈血摻雜(venousadmixture)：492023/3/31功能性分流見于： 慢性阻塞性肺疾病、肺纖維化、肺水腫等正常成人 功能性分流約占肺血流量3%慢性阻塞性肺疾病占30%～50%，→肺換氣(-)VA/Q下降502023/3/31部分肺泡通氣不足時(shí)血?dú)獾淖兓闻萃饬縑AVA/QPaO2動(dòng)脈血氧含量CaO2PaCO2動(dòng)脈血CO2含量CaCO2

N//N//N//N//病肺健肺全肺512023/3/312.部分肺泡血流不足死腔樣通氣(deadspacelikeventilation)：

——指肺動(dòng)脈栓塞、肺動(dòng)脈炎癥、肺毛細(xì)血管床大量破壞等可使流經(jīng)該部分肺泡的血液量減少，而通氣相對(duì)良好，VA/Q比可顯著大于正常，患部肺泡血流少而通氣多，肺泡通氣不能充分被利用的現(xiàn)象。生理死腔：占潮氣量30%疾病時(shí)功能性死腔：高達(dá)60%～70%VA/Q↑522023/3/31部分肺泡血流不足時(shí)血?dú)獾淖兓闻菅髁縌VA/QPaO2動(dòng)脈血氧含量CaO2PaCO2動(dòng)脈血CO2含量CaCO2

病肺健肺全肺N//N//N//N//532023/3/31通氣/血流比值及其變化示意圖VA/Q正常VA/Q增大VA/Q減小542023/3/31失調(diào)的血?dú)庾兓裥秃羲ィ篜aO2↓，PaCO2

正常/↑/↓原因：與健全肺臟的代償功能，以及氧與二氧化碳解離曲線的特性有關(guān)。VA/Q552023/3/31（三）解剖分流增多解剖分流(anatomic/trueshunt)

：一小部分靜脈血經(jīng)支氣管靜脈和肺內(nèi)動(dòng)-靜脈交通支直接回流肺靜脈，以及心內(nèi)最小靜脈直接流至左心，其分流量約占心輸出量的2%～3%。COPD、支氣管擴(kuò)張癥伴支氣管血管擴(kuò)張和肺內(nèi)動(dòng)-靜脈短路開放，使解剖（真性）分流增加，而發(fā)生Ⅰ呼衰。PaO2

降低，PaCO2

降低、升高或正常~吸入純氧可鑒別真性分流和功能性分流~562023/3/31原因與發(fā)病機(jī)制小結(jié)1.通氣障礙通常引起Ⅱ型呼衰2.換氣障礙通常引起Ⅰ型呼衰3.臨床上常為多種機(jī)制參與

包括限制性和阻塞性2種類型。由彌散障礙、通氣/血流比例失調(diào)、解剖分流增加引起。572023/3/31急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）：---指在多種原發(fā)病過(guò)程中，因急性肺損傷（ALI）引起的急性呼吸衰竭，以進(jìn)行性呼吸困難和頑固性低氧血癥為特征。三、常見呼吸系統(tǒng)疾病582023/3/31原因：

①化學(xué)性因素：吸入毒氣、煙霧、胃內(nèi)容物②物理性因素：放射性損傷，廣泛的肺挫傷③生物因素：冠狀病毒④全身性病理過(guò)程：嚴(yán)重感染、敗血癥、休克、大面積燒傷⑤某些治療措施所致：體外循環(huán)，血液透析592023/3/31

ALI形成機(jī)制：①致病因子對(duì)肺泡膜的直接損傷作用；②激活的白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和血小板的間接損傷作用；③大量中性粒細(xì)胞黏附、聚集、釋放；④肺血管內(nèi)微血栓形成進(jìn)一步引起肺損傷；

⑤各損傷因子損傷肺泡上皮細(xì)胞，使其屏障作用減弱；肺泡表面活性物質(zhì)減少，導(dǎo)致肺不張、肺水腫。602023/3/31

ALI引起呼衰的機(jī)制：

①滲透性肺水腫，肺彌散功能障礙②肺泡表面活性物質(zhì)↓順應(yīng)性↓形成肺不張③水腫液阻塞、支氣管痙攣導(dǎo)致功能性分流↑④肺內(nèi)DIC形成及炎性介質(zhì)引起的肺血管收縮可導(dǎo)致死腔樣通氣↑

V/Q失調(diào)612023/3/31肺水腫肺不張微血栓形成肺血管收縮彌散障礙肺內(nèi)分流死腔樣通氣低氧血癥致病因子支氣管痙攣肺泡-毛細(xì)血管膜損傷、炎癥ARDS引起呼衰發(fā)病機(jī)制622023/3/31PaO2↓肺充血、水腫肺泡Cap旁J感受器呼吸加深加快呼吸窘迫、PaCO2

↓Ⅰ型呼衰血管化學(xué)感受器Ⅱ型呼衰632023/3/31

低氧血癥胸部X片顯示彌散性霧狀浸潤(rùn)肺順應(yīng)性降低排除心源性肺病有適當(dāng)病史ARDS診斷依據(jù)：642023/3/31慢性阻塞性肺病支氣管壁腫脹痙攣、堵塞,氣道等壓點(diǎn)上移肺泡表面活性物質(zhì)呼吸肌衰竭肺泡彌散面積肺泡膜炎性增厚

肺泡低通氣肺泡低血流呼吸衰竭阻塞性通氣障礙限制性通氣障礙彌散功能障礙通氣血流比例失調(diào)652023/3/31第二節(jié)呼吸衰竭時(shí)主要功能代謝變化

PaO2

＜60mmHg代償反應(yīng)為主＜30mmHg代謝、機(jī)能嚴(yán)重紊亂

PaCO2

＞50mmHg代償反應(yīng)為主＞80mmHg代謝機(jī)能嚴(yán)重紊亂662023/3/311.酸堿平衡及電解質(zhì)紊亂呼吸性酸中毒Ⅱ型呼吸衰竭（CO2潴留）可引起高血鉀和低血氯（高碳酸血癥使紅細(xì)胞中HCO3-生成增多）代謝性酸中毒

缺氧時(shí)無(wú)氧代謝加強(qiáng)，乳酸等酸性代謝產(chǎn)物增多高鉀（K+

H+↑）、高氯（HCO3-↓Cl-排出↓）672023/3/31呼吸性堿中毒

Ⅰ型呼衰病人伴過(guò)度通氣，血鉀降低、血氯增高代謝性堿中毒

人工呼吸機(jī)過(guò)快排出大量二氧化碳，但體內(nèi)代償增加的HCO3-來(lái)不及排出去。682023/3/31CO2CO2H2OH2CO3H＋HCO3-＋Hb(O2)-HHb(O2)HCO3-Cl-RBC＋H＋K＋K＋Cl-呼吸性酸中毒692023/3/31PaO2↓30~60mmHg外周化感器呼吸中樞化感器+PaO2<30mmHg

PaCO2>80mmHg-呼吸幅度、頻率、節(jié)律改變PaCO2↑40~80mmHg++強(qiáng)大迅速但不長(zhǎng)久2.呼吸系統(tǒng)變化1).低氧血癥和高碳酸血癥對(duì)呼吸中樞的影響呼吸中樞（+）702023/3/312).呼吸節(jié)律的變化阻塞性通氣障礙深快呼吸（吸氣或呼氣性呼吸困難）肺順應(yīng)性↓→限制性通氣障礙→牽張感受器，肺cap旁感受器

淺快呼吸中樞性呼衰呼吸淺慢、節(jié)律改變：潮式、間歇、抽泣樣、嘆氣樣呼吸等+712023/3/31中樞興奮性過(guò)低→呼吸暫?！狿aCO2↑→中樞興奮→呼吸運(yùn)動(dòng)↑→排出CO2→中樞興奮性過(guò)低→…722023/3/313.循環(huán)系統(tǒng)變化低氧血癥和高碳酸血癥對(duì)心血管系統(tǒng)影響：

輕、中度→心血管中樞興奮：（代償反應(yīng)）心率↑、心收縮力↑、外周血管收縮、全身血液重新分配。

重度→心血管中樞抑制：心率失常、心收縮力↓、外周血管擴(kuò)張、血壓↓。732023/3/31肺源性心臟?。╬ulmonaryheartdisease)---肺的慢性器質(zhì)性病變?cè)谝鸷粑ソ叩耐瑫r(shí)，可引起右心負(fù)荷增加，進(jìn)而引起右心肥大和心力衰竭。742023/3/31肺心病的發(fā)病機(jī)制：1)肺動(dòng)脈壓升高→右心后負(fù)荷↑酸中毒→肺小動(dòng)脈收縮肺血管壁增厚、硬化、狹窄肺小動(dòng)脈炎癥、栓塞、DIC肺A高壓2)長(zhǎng)期缺氧→RBC代償性↑、血黏度↑

→右心后負(fù)荷↑3)缺氧、酸中毒→直接抑制心肌舒縮功能4)呼吸困難時(shí)用