1、1第十四章第十四章肺功能不全肺功能不全 Chapter 14Respiratory Failure 3一、肺的正常功能及其评价指标；一、肺的正常功能及其评价指标；Respiratory function(External respiration)Non-respiratory functions概 述 General description4呼吸功能的评价指标呼吸功能的评价指标1.肺容量；肺通气功能的评价指标肺容量；肺通气功能的评价指标5呼吸功能的评价指标呼吸功能的评价指标v肺弥散量(diffusing capacity)： 指气体 在分压差作用下，每分钟经肺泡膜弥散的容量。 正常值为：188
2、ml/minkPa。 反映肺换气效率。v肺泡气-动脉血氧分压差(PA-aO2)： 指肺泡 气氧分压与动脉血氧分压之差。 PA-aO2=PAO2-PaO2 反映肺泡膜氧交换状态。2.换气功能的评价指标换气功能的评价指标63.肺通气、换气功能指标肺通气、换气功能指标 呼衰指数呼衰指数( (respiratory failure index，RFI) )： 指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。反映外呼吸效率。反映外呼吸效率。 呼吸功能的评价指标呼吸功能的评价指标74.呼吸动力功能：呼吸动力功能： v呼吸的动力功能包括：气道阻力（Raw）肺顺应性（CL）呼吸肌力（F
3、m）等。v最常用的测定指标是气道阻力（最常用的测定指标是气道阻力（Raw）。）。呼吸功能的评价指标呼吸功能的评价指标8Non-respiratory functionsvFiltrationvDefense and immune function Clearance of the foreign body in the airway Immune functionvMetabolism9 Generally diagnosed by PaO2 60mmHg（at sea level）; When FiO2 20%, then RFI 300 can be used as the index o
4、f diagnosis .二、概念二、概念 ConceptExternal respiratory dysfunction PaO2 60mmHg（at sea level） With or without PaCO2 50mmHg v呼吸衰竭呼吸衰竭（Respiratory failure）10v呼吸功能不全（呼吸功能不全（Respiratory insufficiency）外呼吸功能障碍而不能维持血气稳态但未达外呼吸功能障碍而不能维持血气稳态但未达上述水平；或在静息状态时上述水平；或在静息状态时,血气值正常，仅血气值正常，仅在运动负荷时在运动负荷时PaO2才明显下降或才明显下降或伴伴PaC
5、O2增增高者，称为呼吸功能不全。高者，称为呼吸功能不全。二、概念二、概念 Concept111. According to whether PaCO2 is normal vType PaO2 (60mmHg); PaCO2 (normal)vType PaO2 (50mmHg)三、呼吸衰竭的分类三、呼吸衰竭的分类Classifications122. According to PathogenesisVentilation RF; Exchanging RF.3. According to Primary SiteCentral RF; Peripheral RF.4. According
6、to DurationAcute RF; Chronic RF. 三、呼吸衰竭的分类三、呼吸衰竭的分类Classifications Pulmonary ventilation disorder Pulmonary gas exchange dysfunction14一、肺通气功能障碍 Pulmonary ventilation disorder -hypoventilation v限制性通气不足 Restrictive hypoventilation v阻塞性通气不足 Obstructive hypoventilation 15（一）限制性通气不足Restrictive hypoventil
7、ation v指呼吸动力减弱或胸廓和肺的扩张性能降低（弹性阻力增大）使肺泡扩张受限引起的通气功能障碍。During inspiration, the dilation or inflation of alveoli are restricted.It is caused by the diseases that affect the distensibility of the alveolar. 16Paralysis of respiratory muscles Decreased compliance of chest wall Causes of restrictive hypovent
8、ilation Decreased compliance of lungHydrothorax or pneumothorax 17v由于气道阻塞或狭窄由于气道阻塞或狭窄,使使气道阻力增加气道阻力增加引起的通引起的通气障碍。气障碍。Obstructive hypoventilation is produced by airway constriction or obstruction. （二）阻塞性通气不足Obstructive hypoventilation Central airway obstruction Peripheral airway obstruction trachea cr
9、otch 影响气道阻力的最主要因素是气道内径181. 中央气道阻塞:Central airway obstructionExtrathoracic airwayobstruction Intrathoracic airway obstruction ExpirationExpiration* *吸气性呼吸困难吸气性呼吸困难Inspiratory dyspnea* *呼气性呼吸困难呼气性呼吸困难Exspiratory dyspneaInspirationIntra-airway pressure Atmospheric pressureInspirationIntra-airway pressu
10、re Intra-thoracic pressureIntra-airway pressure Intra-thoracic pressure192. 外周气道阻塞Peripheral airway obstructionvIt refers to the airway obstruction at the bronchiole whose diameter is 2mm. vCauses ：慢性支气管炎慢性支气管炎 chronic bronchitis支气管哮喘支气管哮喘 bronchial asthma慢性阻塞性肺气肿等慢性阻塞性肺气肿等 chronic obstructive emphy
11、sema ,etc. （主要损害小气道（主要损害小气道）20v呼气时肺泡缩小，对小气道的牵拉作用减弱，胸内负压减小，气道内径变小，阻力增大，小气道狭窄更加明显；v吸气时反之，小气道狭窄减轻。21v肺气肿病人肺弹性回缩力降低，等压点也向肺泡端移动(上移)，易致小气道受压而闭合.202035252020203020100051020202022（三）全肺通气不足时的血气变化Blood gas changes in hypoventilationPAO2 = PiO2 PACO2 RR=PACO2VA （PiO2-PAO2）VA PaCO2 PaO2= R 0.8 Alveolar hypovent
12、ilationPaCO2 PaO2PACO2 PAO2 Type RF23二、肺换气功能障碍 Pulmonary gas exchange dysfunctionv弥散障碍弥散障碍 (Diffusion disorder)v肺泡通气与血流比例失调肺泡通气与血流比例失调(Ventilation/perfusion imbalance) v解剖分流增加解剖分流增加 (Increase of anatomic shunt)24(一) 弥散障碍Diffusion disorder 1. 1. 概念概念 ConceptConceptv弥散障碍弥散障碍是指由肺泡膜面积减小或肺泡是指由肺泡膜面积减小或肺泡膜
13、异常增厚和弥散时间缩短引起的气体膜异常增厚和弥散时间缩短引起的气体交换障碍交换障碍。252. 2. 弥散障碍的常见原因弥散障碍的常见原因Common causes of diffusion disorderCommon causes of diffusion disordervArea of alveolar-capillary membrane 肺泡大肺泡大量破坏量破坏或因血或因血液供应液供应减少减少呼吸膜呼吸膜面积减少面积减少（超过一半）（超过一半）Normal adult R-M: 80 m2At rest, used R-M: 3540 m2Causes: 肺不张肺不张(atelect
14、asis)肺实变肺实变(pulmonary consolidation)肺叶切除肺叶切除(lobar resection)肺气肿肺气肿(emphysema) 26vArea of alveolar-capillary membrane vThickness of the membrane 肺纤维化肺纤维化(pulmonary fibrosis) 肺水肿肺水肿(pulmonary edema)肺泡透明膜形成等肺泡透明膜形成等(formation of pulmonary hyaline membrane)呼吸膜厚度呼吸膜厚度绝对或相对增大绝对或相对增大对气体的通透性降低对气体的通透性降低气体弥散
15、速度减慢气体弥散速度减慢2. 2. 弥散障碍的常见原因弥散障碍的常见原因Common causes of diffusion disorderCommon causes of diffusion disorder27vArea of alveolar-capillary membrane vThickness of the membrane vShortening of the diffusion time 体力负荷增加（劳动、运动）2. 2. 弥散障碍的常见原因弥散障碍的常见原因Common causes of diffusion disorderCommon causes of diffu
16、sion disorder2800.250.500.75 sPvCO2PvO2PaO2PaCO2vAt rest-no changes. vOnly when the pulmonary blood stream speeds up-PaO2 , PaCO2 normal or . 3.3.弥散障碍时的血气变化弥散障碍时的血气变化Blood Gas Changes in Diffusion DisorderBlood Gas Changes in Diffusion DisorderType RF29（二）肺泡通气与血流比例失调Ventilation-perfusion imbalance30
17、Normal = = 0.8 VAQ4L/min5L/minNormal ventilation and blood flow distribution in lungmore marked31v肺部疾病时，通气与血流比例严重失调，肺部疾病时，通气与血流比例严重失调，患者不能进行有效的换气。这是肺部疾病患者不能进行有效的换气。这是肺部疾病引起呼吸衰竭引起呼吸衰竭最常见最常见的机制。的机制。 vVentilation/perfusion imbalance consists of 1.部分肺泡通气不足（功能性分流）部分肺泡通气不足（功能性分流） Partial alveolar hypovent
18、ilation (Functional shunt / Venous admixture) 2.部分肺泡血流不足（死腔样通气部分肺泡血流不足（死腔样通气） Partial alveolar hypoperfusion (Dead space like ventilation)321.部分肺泡通气不足 Partial alveolar hypoventilation（VA/Q）支哮、慢支、阻塞性肺气肿部分肺泡阻塞性通气不足肺纤维化、肺水肿、肺不张等部分肺泡限制性通气不足33部分肺泡通气部分肺泡通气血流正常血流正常V/QV/Q静脉血掺杂静脉血掺杂 （功能性分流）（功能性分流）3%30-50%病肺：
19、病肺：PaO2 、CaO2 健肺：健肺：PaO2 、CaO2 PaO2CaO2 PaCO2、CaCO2 PaCO2 、CaCO2PaCO2 N/CaCO2 N/34肺A炎、肺小血管收缩、栓塞 、DIC部分肺泡血流2.部分肺泡血流不足 Partial alveolar hypoperfusion （VA/Q）35病肺：PaO2 、CaO2 健肺：PaO2 、CaO2 PaO2CaO2 PaCO2、CaCO2 PaCO2、CaCO2PaCO2 N/CaCO2 N/30%60-70%部分肺泡血流通气量正常气体不能被充分利用36vFunctional shunt ( local hypoventila
20、tion)vDead space like ventilation ( local hypoperfusion PaO2 PaCO2 N The total lung37（三）解剖分流增加v正常人生理状态下有一小部分血液未在肺进行气体交换，直接进入体循环动脉血中，称解剖分流（真性分流）。v仅占心输出量的2-3%。38支扩伴支气管血管扩张和肺动-静脉短路开放、肺实变、肺不张等解剖分流增加病变处血液完全未经气体交换就掺入动脉血PaO2解剖分流增加的原因机制39vFunctional shunt ( local hypoventilation)vDead space like ventilation
21、 ( local hypoperfusion PaO2 PaCO2 N The total lung40Pathogenesis of respiratory failure1. Ventilatory disorder(1) Restrictive ventilatory disorder(2) Obstructive ventilatory disorder2. Gas-exchange dysfunction(1) Diffusion disorder(2) Ventilation/perfusion imbalance(3) Increase of anatomic shuntsumm
22、ary41三、急性呼吸窘迫综合征急性呼吸窘迫综合征 Acute respiratory distress syndrome（ARDS）v是指许多原因导致是指许多原因导致急性肺泡急性肺泡-毛细血管膜损伤毛细血管膜损伤引起引起的急性呼吸衰竭的急性呼吸衰竭.v主要临床表现主要临床表现:进行性呼吸困难和进行性低氧血症进行性呼吸困难和进行性低氧血症.vThe acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a common form of acute respiratory failure caused by injury of alveolar-capill
23、ary membranes.421. 病因:v1 1、全身性病理过程、全身性病理过程: :休克休克、 DICDIC等；等；v2 2、物理性因素、物理性因素: :严重创伤、烧伤、放射损伤；严重创伤、烧伤、放射损伤；v3 3、化学性因素、化学性因素: :麻醉过量、吸入有毒气体；麻醉过量、吸入有毒气体；v4 4、生物性因素、生物性因素: :严重感染引起的败血症严重感染引起的败血症, ,肺部感染肺部感染是最重要原因；是最重要原因；v5 5、治疗不当、治疗不当 : :大量输液、吸高浓度氧等；大量输液、吸高浓度氧等；v6 6、其他、其他: :羊水栓塞、羊水栓塞、 糖尿病、急性胰腺炎等。糖尿病、急性胰腺炎等
24、。432. 病理变化Pathologic features of ARDSvPulmonary edemavAtelectasis vMicro-thrombusvHyaline membranes occurs in alveoli v肺水肿肺水肿v肺不张肺不张v微血栓形成微血栓形成v肺泡透明膜形成等肺泡透明膜形成等443. ALI和ARDS的发生机制致病因子血小板激活、聚集中性粒细胞激活、聚集肺泡-毛细血管膜损伤和通透性增高微血栓形成氧自由基蛋白酶活性增高脂质代谢产物45致病因子血小板激活、聚集中性粒细胞激活、聚集肺泡-毛细血管膜损伤和通透性增高低氧血症死腔样通气弥散障碍肺内分流微血栓形成
25、肺水肿、透明膜形成肺不张支气管痉挛肺血管收缩氧自由基蛋白酶活性增高脂质代谢产物4. ARDS引起呼吸衰竭的发生机制46四、慢性阻塞性肺病四、慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, , COPD)v概念：慢性阻塞性肺病（COPD）是指慢性支气管炎、肺气肿及哮喘伴有气流受阻的一类疾病。v其共同特征是：管径小于2mm的小气道阻塞和阻力增高。v病情常呈进行性发展，最后发展为呼吸衰竭。47COPD导致呼衰的机制导致呼衰的机制COPD支气管壁肿胀、痉挛、堵塞肺泡表面活性物质,呼吸肌衰竭肺泡膜面积，厚度部分肺泡低通气或低血流阻塞性通气障碍限制性通气障碍弥
26、散障碍通气血流比例失调呼吸衰竭 49l外呼吸功能障碍引起的直接效应是血气的外呼吸功能障碍引起的直接效应是血气的变化，变化，即即PaOPaO2 2降低或同时伴有降低或同时伴有PaCOPaCO2 2增高。增高。l呼吸衰竭时机体各系统的机能变化的最重呼吸衰竭时机体各系统的机能变化的最重要的原因就是低氧血症，高碳酸血症和酸要的原因就是低氧血症，高碳酸血症和酸碱平衡紊乱。碱平衡紊乱。l代偿代偿紊乱。紊乱。 50一、酸碱平衡及电解质紊乱一、酸碱平衡及电解质紊乱 Acid-base imbalance and electrolyte disturbance lRespiratory acidosis：CO2
27、潴留引起潴留引起 lRespiratory alkalosis：缺氧（尤其缺氧（尤其型）引起型）引起 lMetabolic acidosis ：缺氧、肾功能不全所致缺氧、肾功能不全所致 lMetabolic alkalosis ：多为医源性多为医源性混合性酸碱失衡最多见！混合性酸碱失衡最多见！51二、呼吸系统变化二、呼吸系统变化 Changes of respiratory system 化 学 感化 学 感受器受器PaO2呼吸兴奋呼吸兴奋60mmHg80mmHg抑制呼吸中枢抑制呼吸中枢52Central respiratory failure breath turns shallow and
28、 slow, respiratory rhythm disturbance; Restrictive hypoventilation respiratory rate， respiratory depth ; Obstructive hypoventilation deepened, dyspnea . 原发疾病本身也可引起呼吸运动变化：原发疾病本身也可引起呼吸运动变化：53三、循环系统变化三、循环系统变化 Changes of circulatory system l一定程度缺氧和一定程度缺氧和COCO2 2潴留，可反射性兴奋心潴留，可反射性兴奋心血管运动中枢血管运动中枢 ；l严重时则抑制心
29、血管中枢和心脏活动严重时则抑制心血管中枢和心脏活动。 l肺源性心脏病肺源性心脏病呼吸衰竭可伴发心力衰竭，尤其是右心呼吸衰竭可伴发心力衰竭，尤其是右心肥大和衰竭，称为肺源性心脏病。肥大和衰竭，称为肺源性心脏病。 肺源性心脏病肺源性心脏病RBC肺动脉高压肺动脉高压管壁增厚硬化管壁增厚硬化肺肺A A收缩收缩血黏度血黏度肺部病变本身肺部病变本身H+缺缺氧氧心肌舒缩功能心肌舒缩功能用力用力呼吸呼吸胸内压异常胸内压异常影响心脏舒缩影响心脏舒缩右右心心衰衰竭竭心肌受损心肌受损晚期，则可发展为全心衰竭。晚期，则可发展为全心衰竭。55（四）中枢神经系统变化（四）中枢神经系统变化缺氧缺氧: :PaOPaO2 2降
30、至降至60mmHg60mmHg时时,CNS,CNS症状较轻症状较轻; ;PaOPaO2 2降至降至40-50 mmHg40-50 mmHg时时, CNS, CNS症状较重症状较重; ; PaOPaO2 2低于低于20mmHg20mmHg时时, CNS, CNS发生不可逆性损伤发生不可逆性损伤. . PaCOPaCO2 2： 超过超过80mmHg80mmHg时时, ,出现头疼、扑翼样震颤、昏迷、抽出现头疼、扑翼样震颤、昏迷、抽搐等一系列症状搐等一系列症状, ,即所谓的即所谓的“二氧化碳麻醉二氧化碳麻醉Carbon Carbon dioxide anaesthesiadioxide anaesth
31、esia : : 。56肺性脑病肺性脑病Pulmonary EncephalopathyPulmonary Encephalopathy概念：概念：l呼吸衰竭时由于中枢神经功能障碍而出现一系列呼吸衰竭时由于中枢神经功能障碍而出现一系列神经精神症状的病理过程称为肺性脑病。神经精神症状的病理过程称为肺性脑病。lIt means the central nervous system It means the central nervous system dysfunction resulting from chronic dysfunction resulting from chronic resp
32、iratory failure. respiratory failure. 57脑血管脑血管脑细胞脑细胞缺氧、高碳酸缺氧、高碳酸血症、酸中毒血症、酸中毒脑血管扩张，血流量脑血管扩张，血流量脑血管内皮细胞受损通透性脑血管内皮细胞受损通透性血管内皮细胞损伤引起血管内皮细胞损伤引起DICDIC脑血管充血脑血管充血脑间质水肿脑间质水肿脑微循环障碍脑微循环障碍颅内压颅内压脑功能障碍脑功能障碍CNSCNS症状症状膜膜NaNa+ +-K-K+ +泵功能障碍泵功能障碍GABAGABA磷脂酶活化磷脂酶活化细胞内脑水肿细胞内脑水肿中枢抑制中枢抑制细胞膜损伤、溶酶体酶释放细胞膜损伤、溶酶体酶释放肺性脑病肺性脑病58
33、五、肾功能变化五、肾功能变化 Changes of urinary system lMild-urine changeslSevere:hypoxia and hypercapnia -renal vessels contract -renal blood flow- functional renal failure 59六、胃肠道功能变化六、胃肠道功能变化 Changes of digestive system lSerious hypoxia -vessel in stomach contract-barrier function of gastric mucosa lCO2 retention-gastric acid secretion gastrointestinal mucosal erosion, necrosis, hemorrhage and helcosis etc 6263PvO2
