1、 第十四章第十四章 呼吸衰竭呼吸衰竭 （respiratory failure）黄佳祎内呼吸内呼吸外呼吸外呼吸气体运输气体运输 概念概念 由于外呼吸功能严重障碍，以致机体在海平由于外呼吸功能严重障碍，以致机体在海平面，静息状态下呼吸空气时，动脉血氧分压低面，静息状态下呼吸空气时，动脉血氧分压低于于8kpa8kpa（60mmHg60mmHg），伴有或不伴有动脉血二氧），伴有或不伴有动脉血二氧化碳分压高于化碳分压高于6.67kpa6.67kpa（50mmHg50mmHg）的病理过程称）的病理过程称为为呼吸衰竭呼吸衰竭。呼吸功能不全呼吸功能不全(respiratory insufficiency)(
2、respiratory insufficiency)分类按发病速度分：急性；慢性 按发病机制分：通气性呼衰；换气性呼衰 按动脉血气变化特点分按动脉血气变化特点分 低氧血症型（低氧血症型（型）型）PaOPaO2 2 高碳酸血症型（高碳酸血症型（型）型）PaOPaO2 2 PaCO PaCO2 24.4.根据原发病变部位不同根据原发病变部位不同 中枢性中枢性 外周性外周性 二、呼吸衰竭的原因和发生机制 能直接、间接影响能直接、间接影响肺通气、肺换气肺通气、肺换气的的因素都可导致呼衰：因素都可导致呼衰：功能功能功能功能（一）肺通气功能障碍（一）肺通气功能障碍n正常成人静息时肺通正常成人静息时肺通气量
3、为气量为6L/min，30%为死腔通气（气道），为死腔通气（气道），肺泡通气量为肺泡通气量为4L/min。只有肺泡通气量是只有肺泡通气量是有有效通气量效通气量.进行有效通气需要：有赖于肺泡的正常扩张进行有效通气需要：有赖于肺泡的正常扩张与回缩和呼吸道的畅通与回缩和呼吸道的畅通。肺泡扩张受限呼吸道阻塞或狭窄 气道阻力增加。原因原因机制机制(restrictive hypoventilation)顺应性顺应性吸气时肺泡的扩张受限引起的肺泡通气不足吸气时肺泡的扩张受限引起的肺泡通气不足呼吸中枢抑制呼吸中枢抑制呼吸肌不能收缩呼吸肌不能收缩呼吸动力呼吸动力胸廓及胸膜疾患胸廓及胸膜疾患限制性限制性通气通气
4、障碍障碍肺组织变硬肺组织变硬胸腔积液和气胸胸腔积液和气胸压迫肺压迫肺 阻塞性通气不足 (obstructive hypoventilation)概念 由于气道狭窄或阻塞引起肺泡通气不足。就是气道阻力增加。病因：病因：气管痉挛 肿胀 纤维化 渗出物 异物 肿瘤 气道内外压力改变分类分类:中央性：指气管分叉处以上的气道阻塞。又分为胸外与胸内阻塞2种。外周性：内径小于2mm的小支气管阻塞。常见于慢性阻塞性肺疾病(COPD)原因与机制原因与机制 中央气道阻塞 指气管分叉以上的气道阻塞。n胸外可变阻塞 吸气性呼吸困难(inspiratory dyspnea)三凹征n胸内可变阻塞 呼气性呼吸困难(expi
5、ratory dyspnea)阻塞位于胸外，表现为阻塞位于胸外，表现为吸气性吸气性呼吸困难呼吸困难 (Inspiratory Dyspnea)呼气呼气吸气吸气阻塞位于胸内，表现为阻塞位于胸内，表现为呼气性呼气性呼吸困难呼吸困难 (Exspiratory Dyspnea)呼气呼气吸气吸气 外周小气道阻塞外周小气道阻塞 内径2mm的细支气管无软骨支撑，管壁薄，与周围的肺泡结构紧密相连，随着吸气与呼气，其内径也随之扩大和缩小。吸气时随肺泡的扩张，细支气管被周围弹性组织牵拉，其口径变大管道拉长；呼气时，由于胸内压的增高可使小气道被压而闭合阻塞，用力呼气时等压点用力呼气时等压点(isobaric iso
6、baric point)point)移向小气道移向小气道02520+353520202030正常人正常人0152020+3525202020肺气肿肺气肿慢性支气管炎慢性支气管炎0+3535152520202020表现：表现：呼气性呼吸困难呼气性呼吸困难常见于：慢性阻塞性肺疾病（常见于：慢性阻塞性肺疾病（COPD）肺通气功能障碍时的血气变化特点肺通气功能障碍时的血气变化特点 总肺泡通气量不足，使肺泡气氧分压(PAO2)下降和肺泡气二氧化碳分压(PACO2)升高，流经肺泡毛细血管的血液不能充分动脉化，必然导致PaO2，PaCO2，而且两者呈比例变化。PaO2 PaCO2解剖分流解剖分流增加增加通气
7、血流通气血流比例失调比例失调弥散弥散障碍障碍肺换气肺换气功能障碍功能障碍（二）肺换气功能障碍（二）肺换气功能障碍1.弥散障碍弥散障碍 (diffusion impairment)n气体弥散速度取决于气体弥散速度取决于肺泡膜两侧的气压差、肺泡膜两侧的气压差、肺泡膜面积与厚度及肺泡膜面积与厚度及气体弥散能力（气体气体弥散能力（气体的分子量和溶解度）的分子量和溶解度），气体弥散量还取决于气体弥散量还取决于血液与肺泡接触的时血液与肺泡接触的时间间。毛细血管内皮细胞毛细血管内皮细胞肺泡肺泡I I型细胞型细胞基膜基膜红细胞红细胞肺泡肺泡-毛细血管膜毛细血管膜Alveolar-Capillary Membr
8、aneAlveolar-Capillary Membrane(弥散膜弥散膜,diffusion membrane)diffusion membrane)（1）概念）概念 指由于指由于肺泡膜面肺泡膜面积减少积减少或或肺泡膜异常增肺泡膜异常增厚厚和和气体弥散时间缩短气体弥散时间缩短所引的气体交换障碍称所引的气体交换障碍称为为弥散障碍弥散障碍。肺肺泡泡红红细细胞胞毛毛细细血血管管血血浆浆（2）原因与机制）原因与机制1).弥散面积减少弥散面积减少(Decrease in the Surface Area of the Membrane)正常成人肺泡面积：70 m2静息时换气面积：40 m2弥散面积减少
9、：肺不张，肺实变，肺叶切除等。弥散膜厚度增加弥散膜厚度增加(Increase in(Increase in the the Thickness of the Membrane)Thickness of the Membrane)肺泡膜厚度：肺泡膜厚度：1 1 m mM M弥散距离：弥散距离：5 5 m mM M弥散膜厚度增加：弥散膜厚度增加：肺水肿，肺泡透明膜形成，肺水肿，肺泡透明膜形成，肺纤维化，肺泡毛细血管扩张等。肺纤维化，肺泡毛细血管扩张等。3 3）.弥散时间缩短弥散时间缩短 (Shortening in the(Shortening in the Diffusion Time)Diff
10、usion Time)正常静息状态：正常静息状态：血流通过毛细血管时间血流通过毛细血管时间:PO2（KPa）肺动脉肺动脉肺毛细血管肺毛细血管（1）（2）正常正常肺泡膜面积肺泡膜面积减少或厚度增加减少或厚度增加时间（时间（S）肺静脉肺静脉13.310.7 8.0 5.3 2.700 0.250.50 0.75完成气体交换的时间，O2需0.25秒，CO2更短，仅需0.13秒。（3）弥散障碍时的血气变化弥散障碍时的血气变化nI I型呼衰：型呼衰：PaOPaO2 2，PaCOPaCO2 2 正常。正常。n原因：原因：O O2 2和和COCO2 2弥散速度的差异弥散速度的差异（COCO2 2快）快）（P
11、aO2下降引起代偿性过度通气也可下降引起代偿性过度通气也可使使PaCO2、PACO2下降）。下降）。2.肺泡通气与血流比例失调肺泡通气与血流比例失调n通气血流比值通气血流比值(Ventilation/perfusion ratio,VA/Q)，平平均为均为4/5=0.8n通气血流比值通气血流比值范围范围 0.63.0 L/min 血流量血流量通气量（肺容量）通气量（肺容量）VA/Q肺肺 泡泡 容容 积积平均肺泡通气量（VA）为4.2L/min，平均肺血流量（Q）为5L/min，通气血流（VA/Q）比值为0.84。通气通气/血流比值及其变化示意图血流比值及其变化示意图VA/Q正常正常VA/Q增大
12、增大VA/Q减小减小 肺部疾患时，常常肺内病变轻重程度与分肺部疾患时，常常肺内病变轻重程度与分布不均匀，使肺内各部分的通气与血流比例严布不均匀，使肺内各部分的通气与血流比例严重失调，导致换气功能障碍。重失调，导致换气功能障碍。肺的总通气量正常，但肺通气或肺的总通气量正常，但肺通气或(和和)血流不血流不均匀，也可引起气体交换障碍均匀，也可引起气体交换障碍.。肺泡通气与血流比例失调肺泡通气与血流比例失调是导致低氧血症是导致低氧血症最常见的原因。最常见的原因。类型与原因类型与原因 部分肺泡通气不足部分肺泡通气不足概念：概念：病变部位肺泡通气明显减少，而血流正常，流经该处的静脉血没有充分氧合便流进动脉
13、。这种情况类似动-静脉短路称为功能性分流(functional shunt)增加，又称静脉血掺杂(venous admixture)。VA/Q 0.8n生理死腔：占潮气量生理死腔：占潮气量30%30%n疾病时功能性死腔：高达疾病时功能性死腔：高达60%60%70%70%原因：肺动脉栓塞、DIC、肺动脉炎、肺血管收缩导致病变部位肺泡血流减少。部分肺泡血流不足部分肺泡血流不足时血气的变化时血气的变化肺泡血流量肺泡血流量 QVA/QPaO2动脉血氧含量动脉血氧含量 CaO2PaCO2动脉血动脉血CO2含量含量 CaCO2 NN NN病肺病肺 健肺健肺 全肺全肺解剖分流解剖分流 (anatomic s
14、hunt)(anatomic shunt)又称真性分流又称真性分流(true(true shunt):shunt):生理条件下一部分静脉血经支气管静脉生理条件下一部分静脉血经支气管静脉和极少的肺内和极少的肺内A-VA-V吻合支直接流入肺静脉吻合支直接流入肺静脉 (2%-2%-3%3%心输出量心输出量).).肺实变、肺不张、支气管扩张症伴支气管血管扩肺实变、肺不张、支气管扩张症伴支气管血管扩张和肺内动张和肺内动-静脉短路开放，使解剖（真性）分流静脉短路开放，使解剖（真性）分流增加增加(anatomic/true shuntanatomic/true shunt)，而发生呼衰。，而发生呼衰。（三）
15、解剖分流增多（三）解剖分流增多(Increase in(Increase in Anatomic Shunt)Anatomic Shunt)原因与发病机制小结原因与发病机制小结如休克肺如休克肺 包括限制性和阻塞性包括限制性和阻塞性2种类型。种类型。由弥散障碍、通气由弥散障碍、通气/血流比例失调、解剖分血流比例失调、解剖分流增加引起。流增加引起。急性呼吸窘迫综合征急性呼吸窘迫综合征（ARDSARDS）n急性肺损伤（急性肺损伤（acute lung injury，ALI，肺肺泡泡-毛细血管膜损伤）引起的呼吸衰竭。毛细血管膜损伤）引起的呼吸衰竭。原因：原因：化学性因素：吸入毒气、烟雾、胃内容物化学性
16、因素：吸入毒气、烟雾、胃内容物 物理性因素：放射性损伤，广泛的肺挫伤物理性因素：放射性损伤，广泛的肺挫伤 生物因素：冠状病毒生物因素：冠状病毒 全身性病理过程：严重感染、败血症、休全身性病理过程：严重感染、败血症、休克、大面积烧伤克、大面积烧伤 某些治疗措施所致：体外循环，血液透析某些治疗措施所致：体外循环，血液透析ARDS引起呼衰发病机制引起呼衰发病机制慢性阻塞性肺病慢性阻塞性肺病支气管壁肿胀支气管壁肿胀痉挛、堵塞痉挛、堵塞,气道等压点上移气道等压点上移肺泡肺泡表面活性物质表面活性物质 呼吸肌衰竭呼吸肌衰竭肺泡弥散面积肺泡弥散面积 肺泡膜炎性增厚肺泡膜炎性增厚 肺泡低通气肺泡低通气肺泡低血流
17、肺泡低血流阻塞性阻塞性通气障碍通气障碍限制性限制性通气障碍通气障碍弥散功能弥散功能障碍障碍通气血流通气血流比例失调比例失调三、机体机能代谢变化三、机体机能代谢变化 呼吸衰竭时，缺氧和二氧化碳潴留以及由此而引起的酸碱平衡紊乱是引起各系统机能代谢发生改变的基础。PaO2 60mmHg 代偿反应为主 30mmHg 代谢、机能严重紊乱 PaCO2 50mmHg 代偿反应为主 80mmHg 代谢机能严重紊乱1.酸碱平衡及电解质紊乱酸碱平衡及电解质紊乱2.呼吸系统变化呼吸系统变化3.循环系统变化循环系统变化4.中枢神经系统变化中枢神经系统变化5.肾功能变化肾功能变化6.胃肠变化胃肠变化 酸碱平衡紊乱酸碱平
18、衡紊乱酸中毒：呼吸性酸中毒 型呼衰 CO2潴留 PH7.35 高钾：急性呼衰时细胞内外HK交换增多 慢性呼衰时肾小管上皮细胞排H增多排K减少。低氯：血氯进入红细胞；肾脏排氯化铵增多2.代谢性酸中毒 严重缺O2导致代酸。发生功能性肾功能不全时，肾脏排酸保碱功能降低。代酸合并呼酸时可加重酸中毒。血钾浓度进一步增高。呼吸性碱中毒 I型呼衰病人，由于缺氧刺激，发生过度通气。(二二)呼吸系统变化呼吸系统变化1PaO2降低通过外周化学感受器反射性增强呼降低通过外周化学感受器反射性增强呼吸运动，缺氧直接抑制呼吸中枢，吸运动，缺氧直接抑制呼吸中枢，PaO2低于低于30mmHg抑制大于反射性兴奋作用，使呼吸抑抑
19、制大于反射性兴奋作用，使呼吸抑制。制。2PaCO2升高主要作用于中枢化学感受器，使升高主要作用于中枢化学感受器，使呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快；呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快；PaCO2大于大于80mmHg 时，抑制呼吸中枢。时，抑制呼吸中枢。3慢性慢性II型呼衰，中枢化学感受器已被抑制，对型呼衰，中枢化学感受器已被抑制，对CO2的敏感性降低，此时主要靠低氧刺激外周的敏感性降低，此时主要靠低氧刺激外周化学感受器而维持呼吸，这时，治疗只能吸低化学感受器而维持呼吸，这时，治疗只能吸低浓度氧，以免缺氧完全纠正后反而呼吸抑制，浓度氧，以免缺氧完全纠正后反而呼吸抑制，使高碳酸血症加重，病情恶化。使高碳酸血症加
20、重，病情恶化。IIII型呼吸衰竭的给氧原则：型呼吸衰竭的给氧原则：低浓度低浓度(30%)(30%)、低流量、低流量(1(12 L/min)2 L/min)、持续给氧。、持续给氧。使使P Pa aO O2 2 上升不超过上升不超过505060mmHg60mmHg。循环系统循环系统 低氧血症低氧血症与与高碳酸血症高碳酸血症对心血管系统的损害有对心血管系统的损害有协同作用。协同作用。1轻中度低氧轻中度低氧 高碳酸血症高碳酸血症n 反射性兴奋心血管运动中枢反射性兴奋心血管运动中枢 心率加快心收心率加快心收缩力增加缩力增加 心输出量增加心输出量增加n 外周小血管收缩外周小血管收缩 血液重新分布，血压轻度
21、血液重新分布，血压轻度上升上升n 缺氧缺氧 代偿性通气增加代偿性通气增加 胸腔负压增加胸腔负压增加 回心血量增加回心血量增加2严重低氧严重低氧 高碳酸血症高碳酸血症n肺泡气氧分压降低肺泡气氧分压降低 肺小动脉收肺小动脉收缩缩 肺动脉高压肺动脉高压抑制心血管中枢抑制心血管中枢 心收缩力降低、外心收缩力降低、外周血管扩张周血管扩张 血压下降、心输出量减少血压下降、心输出量减少肺源性心脏病肺源性心脏病：由慢性肺部疾病或肺动脉由慢性肺部疾病或肺动脉病变，使肺循环阻力增加，形成肺动脉高压，病变，使肺循环阻力增加，形成肺动脉高压，导致右心肥大，晚期失代偿合并心肌缺氧变导致右心肥大，晚期失代偿合并心肌缺氧变
22、性坏死，发展为心力衰竭。性坏死，发展为心力衰竭。肺源性心脏病的发生机制：肺源性心脏病的发生机制：n心肌受损心肌受损缺缺O2、CO2潴留、酸中毒，电介质紊乱。潴留、酸中毒，电介质紊乱。n负荷过重负荷过重缺O2、CO2潴留、酸中毒肺小血管收缩，肺A压上升，后负荷上升肺血管肌层增厚、血管硬化，持续而稳定的慢性肺A高压肺血管病变：肺小A炎，肺毛细血管大量破坏，肺栓塞肺A高压慢性缺O2引起的红细胞增多，血液粘度上升，肺血流阻力上升，负荷上升。用力呼吸，加重心脏舒张收缩负荷。(四四)中枢神经系统中枢神经系统1.缺氧对中枢神经系统影响 中枢神经系统对缺氧最敏感。PaO2 60mmHg 智力视力轻度减退PaO
23、2 4050mmHg 出现一系列神经精神症状PaO2 20mmHg 神经细胞不可逆性损害2CO2储留对中枢神经系统影响 PaCO2大于80mmHg 头痛、头晕、烦躁不安、言语不清、扑翼样震颤、精神错乱、嗜睡、抽搐、呼吸抑制二氧化碳麻二氧化碳麻醉醉肺性脑病肺性脑病(pulmonary encephalopathy)(pulmonary encephalopathy)肺性脑病：由呼吸衰竭引起的脑功能障碍肺性脑病：由呼吸衰竭引起的脑功能障碍发病机制：发病机制：1.1.酸中毒和缺氧对脑血管的作用酸中毒和缺氧对脑血管的作用 n脑血管扩张脑血管扩张 n脑细胞水肿：脑细胞水肿：ATPATP生成生成NaNa+
24、-K-K+泵功能泵功能障碍障碍n脑间质水肿：血管内皮损伤脑间质水肿：血管内皮损伤通透性增通透性增高高2.2.酸中毒和缺氧对脑细胞的作用酸中毒和缺氧对脑细胞的作用 n-氨基丁酸生成增多氨基丁酸生成增多中枢抑制中枢抑制 n脑内磷酯酶活性增强脑内磷酯酶活性增强溶酶体水解酶释溶酶体水解酶释放放神经细胞损伤神经细胞损伤 5.5.肾或胃肠功能变化肾或胃肠功能变化n缺氧、酸中毒缺氧、酸中毒交感神经兴奋交感神经兴奋肾血管收肾血管收缩缩GFRGFR功能性急性肾功能衰竭。功能性急性肾功能衰竭。n缺氧、缺氧、酸中毒酸中毒 交感神经兴奋交感神经兴奋腹腔内腹腔内脏血管收缩脏血管收缩胃肠黏膜缺血胃肠黏膜缺血糜烂、坏死、糜烂、坏死、出血、出血、溃疡溃疡形成。形成。呼吸衰竭的防治原则呼吸衰竭的防治原则n防治原发病防治原发病n吸氧吸氧以提高以提高P Pa aO O2 2n对对型呼吸衰竭，型呼吸衰竭，改善肺通气改善肺通气降低降低P Pa aCOCO2 2解除气道阻塞；增强通气动力解除气道阻塞；增强通气动力人工辅助通气；补充营养人工辅助通气；补充营养n改善内环境及重要脏器的功能改善内环境及重要脏器的功能四、给氧原则型呼衰可吸入较高浓度的氧（50%）型呼衰宜吸较低浓度的氧（30%）流速12L/min。CO2CO2H2OH2CO3HHCO3-Hb(O2)-HHb(O2)HCO3-Cl-RBCHKKCl-
