呼吸系统病理生理学

1、呼吸系统病理生理学第一节 概述一、肺外呼吸功能评价指标（一）肺通气功能指标（二）肺换气功能指标（三）肺通气、换气功能指标（一）肺通气功能指标1. 肺总容量( total lung capacity, TLC )：指肺所能容纳的最大气量，即肺活量与残气量之和。2. 肺活量( forced vital capacity, FVC )：在最大吸气后，尽力呼气时所能呼出的气量，称为肺活量。3. 第一秒时间肺活量 (Forced expiratory volume in 1 second, FEV 1.0) 健康人可以在一秒钟内呼出肺活量的83%，两秒呼出94%，三秒呼出96%。凡第一秒呼出量下降，说明

2、气道阻塞，多见于肺组织弹性丧失、支气管痉挛、狭窄。 4. 残气量 ( residual volume, RV )：指最大呼气后残留在肺内的气体。5. 死腔量( dead space volume, VD )：呼吸过程中,处于呼吸性细支气管以上气道内的气体,通常并不能与血液气体进行交换.这部分气体量称为生理死腔,正常人约为150ml6. 肺顺应性( compliance )（二）肺换气功能指标 1. 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。反映肺换气效率。正常值为：188ml/minkPa。 2. 肺泡气-动脉血氧分压差(PA-aO

3、2)：指肺泡 气氧分压与动脉血氧分压之差。反映肺泡膜氧交换状态。 PA-aO2=PAO2-PaO2 吸空气时：1520 mmHg，随年龄增加而增大，上限不超过30mmHg； 吸纯氧时：2575 mmHg。 衡量外呼吸功能正常与否的最终指标：血气分压血气分压：kPa (mmHg) A VO2 13.3(100) 5.32(40)CO2 5.32(40) 6.18(46) 动脉血氧分压（PaO2）水平是呼吸功能活动各环节正常与否的总结果，是气体交换完善与否的直接表现。呼吸衰竭的定义则以动脉血氧分压的量值为定义。 呼衰指数(respiratory failure index，RFI)：指动脉血氧分压

4、与吸入气氧浓度之比值。反映外呼吸效率。 （三）肺通气、换气功能指标 是指由于外呼吸功能发生严重障碍，导致静息状态下动脉氧分压（PaO2） 或伴有动脉CO2分压（PaCO2）并引起一系列机能障碍、代谢紊乱的病理过程。 呼吸衰竭 (respiratory failure)：低于8 kPa (60 mmHg)，高于6.6 kPa(50mmHg)，呼吸衰竭的分型 I型呼吸衰竭=低氧血症性呼吸衰竭 PaO2 常因换气功能障碍所致II型呼吸衰竭=低氧血症伴高碳酸血症性呼衰 PaO2 ，PaCO2 常因通气功能障碍I型 II型呼衰 呼衰指数(respiratory failure index，RFI) 指动

5、脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。 反映外呼吸效率。 RFI正常值为500左右； 当FiO221%时，对判断呼吸衰竭有重要意义。 如果RFI300，则可诊断为呼衰。 呼吸功能不全(respiratory insufficiency) PaO2 FiO2RFI=4. 根据病程： 急性 慢性2. 根据外呼吸不同环节：通气障碍型 换气障碍型3. 根据发病部位：中枢性 外周性肺泡扩张动力系统 限制性通气障碍肺通气 阻塞性通气障碍 弥散障碍肺换气 通气血流比例失调 解剖分流异常增加 第二节 原因和发病机制一、肺通气功能障碍 （一）、类型与原因 1. 限制性通气不足 (restrictive hypoven

6、tilation) (1). 概念：主动吸气时肺泡扩张受限 (2). 病因：病因很多，多个环节均可发生表面活性物质（Pulmonary or lung Surfactant）： 产生于： 性质： 作用： 病理情况下：维持肺泡表面张力于正常水平的物质肺泡II型上皮细胞二棕榈酰磷脂酰胆碱降低表面张力，削弱肺泡的回缩力，增加肺顺应性，防止肺泡的塌陷。合成减少，分解增多，含量减少rTP25r L8R湍流：4r L8R层流：泊肃叶定律：气道阻塞不同部位气道阻塞所致呼气与吸气时气道阻力的变化胸外阻塞胸内阻塞吸气性呼吸困难（二）通气障碍时的血气变化 型呼衰： PaO250 mmHg。肺泡通气不足，肺泡气不能

7、及时更新 由于代偿作用，呼吸肌做功明显增强，耗氧增多，CO2生成增多（三）限制性与阻塞性通气障碍肺容量改变比较MWdSATPD 气体分压溶解度肺泡呼吸面积 弥散速度 - 弥散膜厚度 AB 分压差 溶解度 弥散系数 弥散速度CO2 6 0.592(24) (20) (2) O2 60 0.0244(1) (1) (1) 分子量2 . 1440 . 132 分子量溶解度弥散常数Sf dTAPfD膜厚度温度面积分压差弥散系数弥散速度MWdSATPD需代偿值的差异： PO2 ： 100 40 = 60 （mmHg）PCO2 ： 46 40 = 6 （mmHg）（一）类型 1. 部分肺泡通气不足 V，

8、Q N， VA/Q 功能性分流（functional shunt) 又称：静脉血掺杂（venous admixture) (1）病因：支气管哮喘、COPD、肺气肿、 肺水肿、肺纤维化等 (2）程度： 功能分流占肺血流量30%50% 2、部分肺泡血流 不足 Q ， V N， VA/Q 又称：死腔样通气（ dead space like ventilation) 1）病因：肺动脉栓塞、炎症、收缩、肺内DIC等 2）程度： 死腔样通气占潮气量60%70% （二）血气变化 型呼衰： PaO2 PaCO2 正常四、解剖分流增加 (anatomic shunt) 1. 概念 一部分静脉血经支气管静脉和极少

9、的肺内动-静脉交通支直接流入 肺静脉，称解剖分流。 2. 病因 支气管扩张症、肺内动-静脉短路大量开放严重的肺实变和肺不张3. 机制 静脉血入动脉4. 血气变化 PaO2 降低， PaCO2 降低、升高或正常5. 与功能性分流鉴别 吸纯氧15min 前情提要前情提要低氧血症（60 mmHg）高碳酸血症（？）呼吸衰竭的直接后果： 各系统功能受影响的主要机制是：低氧血症、高碳酸血症。 血液气体的变化 通过血气的变化判断呼衰的发生机制 低浓度(30%)、低流量(12L/min)、持续给氧。 使PaO2 上升不超过 60mmHg 2. 不同原因 呼衰对呼吸运动的影响 中枢性呼衰: 浅、慢呼吸、 潮式呼

10、吸、 间歇呼吸、 抽泣样呼吸 叹气样呼吸 外周性呼衰 限制性通气不足浅快呼吸 阻塞性通气不足深慢呼吸 吸气性呼吸困难 呼气性呼吸困难 2. 肺源性心脏病 （pulmonary heart disease) (1) 概念 肺的慢性器质性病变在引起呼吸衰竭的同 时，可引起右心负荷增加，进而引起右心肥 大 和心力衰竭。(2) 机制 肺动脉高压 右心后负荷 缺氧、酸中毒肺小动脉收缩 肺血管壁增厚、硬化、狭窄肺小A重塑 肺小动脉炎症、栓塞、DIC 肺血管床 缺氧、酸中毒直接抑制心肌舒缩功能 呼吸困难时用力呼气胸内压 心脏舒张受限 呼吸困难时用力吸气胸内压 心脏收缩受限 长期缺氧RBC代偿性、血黏度 右心

11、后负荷 2. CO2潴留对中枢神经系统的影响 轻度：脑血管扩张 ，头痛、头晕、烦躁 重度（80mmHg）：CO2麻醉定向障碍、肌肉震 颤、嗜睡、木僵、昏迷等。3. 肺性脑病(pulmonary encephalopathy) 由呼吸衰竭引起的 脑功能障碍 高碳酸血症低氧血症脑细胞酸中毒血管扩张、血流量增加毛细血管通透性增加-氨基丁酸生成增多中枢抑制神经细胞膜受损脑水肿溶酶释放增加组织受损脑水肿毛细血管内皮受损无氧代谢增强DIC酸中毒ATP生成不足二氧化碳麻醉脑功能障碍肺性脑病肺性脑病的发病机制g急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress sydrome, ARDS

12、) 1. 概念 由急性肺损伤(acute lung injury, ALI，以弥 漫性呼吸膜损伤为主要特征)引起的呼吸衰竭，以进行性呼吸困难和顽固性低氧血症为特征。ALI： RFI 300 mmHgARDS: RFI 30 次/min (3). 胸片：“白肺” (4). RFI 200 mmHg，一般氧疗难以改善 (5). 排除心源性肺水肿引起的呼吸衰竭由冠状病毒家族的新成员(世界卫生组织命名为SARS病毒)引起的严重急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome, SARS)，国内又称非典型肺炎，是21世纪出现的凶险的呼吸系统传染病，其病理过程就是ARDS

13、。SARS:主要临床表现: 持续高烧(高于38)，头痛和全身酸痛、乏力，干咳、少痰，部分病人有气促等呼吸困难症状，少数进展为呼吸窘迫综合征，肺部影像学显示肺炎改变。 一般感冒病征包括发烧，咳嗽，头痛，可在数日后转好，并且一般没有肺炎迹象外周血白细胞计数无明显变化，淋巴细胞计数减少。 SARS病毒能侵犯多种脏器，引起免疫系统对脏器的过度攻击，导致严重的脏器损伤。 抗菌药无效。SARS患者胸片（3天）SARS患者胸片（5天）SARS患者胸片（8天）SARS患者胸片（10天）第四节 防治原则 1、防止和去除呼吸衰竭的病因 2、改善肺通气 3、吸氧（不同类型，不同原则） 4、改善机体内环境和重要器官功

14、能谢谢！谢谢！谢谢！（一）肺通气功能指标1. 肺总容量( total lung capacity, TLC )：指肺所能容纳的最大气量，即肺活量与残气量之和。2. 肺活量( forced vital capacity, FVC )：在最大吸气后，尽力呼气时所能呼出的气量，称为肺活量。3. 第一秒时间肺活量 (Forced expiratory volume in 1 second, FEV 1.0) 健康人可以在一秒钟内呼出肺活量的83%，两秒呼出94%，三秒呼出96%。凡第一秒呼出量下降，说明气道阻塞，多见于肺组织弹性丧失、支气管痉挛、狭窄。 4. 残气量 ( residual volume

15、, RV )：指最大呼气后残留在肺内的气体。5. 死腔量( dead space volume, VD )：呼吸过程中,处于呼吸性细支气管以上气道内的气体,通常并不能与血液气体进行交换.这部分气体量称为生理死腔,正常人约为150ml6. 肺顺应性( compliance )表面活性物质（Pulmonary or lung Surfactant）： 产生于： 性质： 作用： 病理情况下：维持肺泡表面张力于正常水平的物质肺泡II型上皮细胞二棕榈酰磷脂酰胆碱降低表面张力，削弱肺泡的回缩力，增加肺顺应性，防止肺泡的塌陷。合成减少，分解增多，含量减少rTP2(2) 机制 肺动脉高压 右心后负荷 缺氧、酸中毒肺小动脉收缩 肺血管壁增厚、硬化、狭窄肺小A重塑 肺小动脉