病理生理学-呼吸衰竭、ards

呼吸衰竭respiratoryfailure

主要内容概念分类原因、发生机制对机体的主要影响防治的病理生理基础一、概念呼吸衰竭：严重的外呼吸功能障碍导致在静息状态下，PaO2<8.0kPa，伴有或不伴有PaCO2>6.67kPa，的病理过程。呼衰指数（RFI）：PaO2/FiO2≤300，即可确诊。二、分类根据PaCO2是否↑Ⅰ型Ⅱ型根据发生速度急性慢性根据原发病部位中枢性外周性按发病机制通气型换气型

三、原因及发病机制PiO2150mmHgPAO2100PACO240外呼吸externelresp.通气ventilation换气gasexchangePvO240mmHgPvCO246mmHgPaO2100mmHgPaCO240mmHg通气功能障碍的发病环节呼吸中枢抑制脊髓高位损伤脊髓前角细胞受损运动神经受损呼吸肌无力弹性阻力增加

胸壁损伤气道狭窄或阻塞（一）通气功能障碍1.限制性通气功能障碍（1）呼吸神经受损:

中枢神经和周围神经受损:脑外伤、脑血管意外、脑炎、脊髓灰质炎、麻醉意外（包括镇静剂、安眠药过量）；多发性神经炎

（2）呼吸肌受损:

外伤、重症肌无力、有机磷中毒、低钾血症

（3）胸廓的顺应性↓及胸内负压消失气胸和胸腔积液，胸内负压消失，肺泡塌陷纤维素性胸膜炎、胸廓畸形、脊柱侧凸可限制胸廓的扩张（4）肺的顺应性（compliance）↓肺的顺应性（compliance）↓

即肺的易扩张性，顺应性∝1/R。纤维增生：TB、肺气肿、慢支炎，纤维增生，弹性阻力增加表面活性物质↓，表面张力↑Ⅱ型肺泡上皮细胞发育不全急性受损肺水肿急性胰腺炎，磷脂酶活化扩张R=弹性纤维产生的R+肺泡表面张力2.阻塞性通气功能障碍影响气道阻力的因素R∝1/r4管壁痉挛（哮喘）、肿胀、纤维化（慢支炎）、管腔内黏液、渗出物、异物（喉头水肿、肿瘤压迫）气道阻塞可分为中央性和外周性气道阻塞：（1）中央气道阻塞阻塞位于胸外（如声带麻痹、炎症、喉头水肿、异物肿瘤等）：吸气性呼吸困难阻塞位于胸内：呼气性呼吸困难阻塞部位对呼吸的影响中央气管阻塞----气管分叉以上吸气呼气*吸气性呼吸困难胸外常见于炎症、肿瘤的压迫阻塞部位对呼吸的影响中央气道阻塞吸气呼气*呼气性呼吸困难胸内（2）外周气道阻塞内径小于2mmCOPD，主要表现为呼气性呼吸困难机制：等压点上移阻塞部位对呼吸的影响*呼气性呼吸困难外周气道阻塞20203025正常肺气肿等压点等压点气道等压点上移用力呼气引起气道闭合外周气道阻塞isobaricpoint：呼气过程中，气道上气道内压与胸内压相等的一点，该点为等压点

。小气道阻力↑↑，等压点上移，移至无软骨支撑的膜性气道，导致小气道受压而闭合。肺残气量增加3.血气变化特点◆通气障碍引起Ⅱ型PaO2↓与

PaCO2↑成比例变化PaO2↓与

PaCO2↑成比例变化16.013.310.78.005.332.67246810kPa肺泡通气量(L/min)PACO2PAO2肺泡毛细血管膜结构：肺泡内皮细胞上皮细胞间质O2CO2表面活性物质血液（二）换气功能障碍1.气体弥散障碍2.V/Q失调3.解剖分流增加1.气体弥散障碍弥散膜面积↓：（肺癌、TB）肺叶切除，肺不张，肺实变等。弥散膜厚度↑：肺水肿、间质性肺炎、肺内透明膜形成，肺纤维化，稀血症等。血液与肺泡接触的时间↓血气变化特点：Ⅰ型呼衰2.V/Q失调部分肺泡通气不足：V/Q↓部分肺泡血流不足：V/Q↑（1）部分肺泡通气不足：V/Q↓概念：病变部位肺泡通气↓↓，血流未相应↓，流经这部分肺泡的V血未经充分A化，便掺入到A血中，类似A-V短路，称功能性分流，又称静脉血掺杂。原因血气变化特点PaO2↓PaCO2可正常PaCO2↓:代偿性通气过度PaCO2↑:病变极严重，失代偿功能性分流时病肺、健肺和全肺的动脉血血气变化病肺健肺全肺Va/Q<0.8>0.8=0.8>0.8<0.8PaO2↓↓↑↑↓CaO2↓↓↑↓

PaCO2↑↑

↓↓N↓↑CaCO2↑↑

↓↓N↓↑

解离曲线（2）部分肺泡血流不足：V/Q↑概念：肺血流↓，通气未↓，一部分通气未被充分利用，称功能性死腔原因血气变化特点

PaO2↓PaCO2可正常，升高或降低死腔样通气时病肺、健肺和全肺的动脉血血气变化病肺健肺全肺Va/Q>0.8<0.8=0.8>0.8<0.8PaO2↑↑

↓↓↓CaO2↑↓↓↓

PaCO2↓↓↑↑

N↓↑CaCO2↓↓↑↑

N↓↑

3.解剖分流增加：原因支气管扩张症、严重创伤、休克，伴A-V短路大量开放及先天性A-V瘘肺不张、肺实变、肺泡通气完全停止概念：严重的肺部疾患，部分肺泡完全失去通气功能而仍有血流，这部分血流完全未经气体交换而掺入动脉血，类似解剖分流，也称真性分流。如何区别功能性分流和真性分流？功能性分流解剖分流吸入纯氧吸入纯氧功能性分流和解剖分流的鉴别

呼吸肌和呼吸神经受损

限制性肺的顺应性↓

胸廓的顺应性↓

通气功能障碍

中央气道阻塞

呼吸衰竭阻塞性

外周气道阻塞

弥散障碍

换气功能障碍V/Q失调

解剖分流↑

四、机能代谢的改变呼吸系统中枢神经系统循环系统酸碱平衡、电解质紊乱肾胃肠道低氧血症和高碳酸血症可影响各系统的代谢和功能。（一）

呼吸系统1.PaO2↓PaO2↓<8.0kPa，呼吸中枢兴奋PaO2↓<4.0kPa，呼吸中枢抑制2.PaCO2↑PaCO2↑>5.33-6.67kPa，呼吸中枢兴奋PaCO2↑>10.7kPa，“

CO2麻醉”，呼吸中枢抑制（二）

CNS

1.PaO2↓PaO2↓<8.0kPa，智力、视力↓。PaO2↓<5.33-6.67kPa，头痛、不安、定向与记忆障碍，精神错乱，嗜睡、惊厥、昏迷。PaO2↓<2.67kPa，神经细胞不可逆损伤。2.PaCO2↑“CO2麻醉”（carbondioxidenarcosis）头痛、头晕、烦躁不安、言语不清、扑翼样震颤、精神错乱、嗜睡昏迷、抽搐、呼吸抑制

3.肺性脑病

pulmonaryencephalopathy概念机制PaO2↓（缺氧）、PaCO2↑及酸中毒对脑血管和脑细胞的作用缺氧、高碳酸血症、酸中毒对脑血管的作用对脑细胞的作用脑血管扩张，血流↑脑血管内皮细胞损伤通透性↑脑血管内皮细胞损伤，DIC脑充血脑间质水肿脑微循环障碍颅内压↑细胞内钠水潴留，脑水肿中枢抑制细胞膜损伤，溶酶体酶释放细胞膜ATPase功能障碍GABA↑磷脂酶活化肺性脑病（三）循环系统兴奋抑制肺心病（corpulmonale）由COPD所致肺循环阻力升高，肺动脉高压，引起右心肥大与衰竭称之为肺心病。

发生机制：与PaO2↓、PaCO2↑密切相关。1.缺氧、酸中毒（H+）肺小血管痉挛收缩肺血管R↑，肺动脉压↑2.长期肺小动脉收缩肺小动脉纤维化、硬化，管壁增厚，管腔狭窄

3.长期肺小动脉炎症cap床破坏，肺栓塞4.缺氧刺激RBC↑，血液黏度↑肺血管R↑，肺动脉压↑

5.缺氧、酸中毒心肌舒缩功能受损6.呼吸困难使胸内压增高，心脏受压，影响心脏的舒缩功能

（四）

酸碱平衡、电解质紊乱

1.呼酸:见于Ⅱ型呼衰，高K+、低Cl-2.代酸:见于Ⅰ、Ⅱ型呼衰，高K+、Cl-正常/↑3.呼碱：见于Ⅰ型呼衰，低K+、高Cl-4.代碱5.混合型（五）

肾PaO2↓

交感兴奋肾血管收缩血流↓PaCO2↑

功能性肾衰

（六）

胃肠PaO2↓

肠壁血管收缩胃肠黏膜血流↓

PaCO2↑

糜烂、坏死、出血、溃疡形成

五、防治的病理生理基础防治原发病，去除病因改善通气清除气道内容物解痉抗炎气管插管、人工呼吸中枢兴奋剂吸氧Ⅰ型呼衰，可吸入较高浓度的O2（一般≤50%）Ⅱ型呼衰者宜吸入低浓度的O2（一般≤30%），如由鼻管给O2，流速为1-2L/min，PO2达到8kPa即可防止并发症，纠正酸碱平衡紊乱，正确使用呼吸机

急性呼吸窘迫综合征AcuteRespiratoryDistressSyndrome，

ARDS

HistoricalReview1800’sDescribedbyWilliamOslerintheAdultRespiratoryWetLungStifflungPostPerfusionLungShockLungTraumaticWetLungHyalinemembranedisease1967Ashbaugh,BigelowandPetty,Lancetpathologysimilartohyalinemembranediseaseinneonates1992,Newcriteriaanddefinition

概念由急性肺泡-毛细血管膜损伤引起的，以进行性呼吸困难和顽固性低氧血症为特征的Ⅰ型呼衰。死亡率高，大多数患者在发病后2W内死亡。MortalityDeathsdueto:multi-organfailureSepsisMortalitymaybedecreasinginrecentyearsbetterventilatorystrategiesearlierdiagnosisandtreatment40-60%EtiologyDirectinjuryIndirectinjury肺或胸部挫伤败血症，脓毒症误吸严重的非胸部创伤(烧伤)淹溺休克严重肺部感染大量输血（输液）吸入有毒气体重症胰腺炎氧中毒药物过量脂肪栓塞体外循环肺移植再灌注损伤

ALI/ARDS的主要病理特征:中性粒细胞等介导的局部炎症反应，形成肺毛细血管通透性增高性肺水肿。

富含蛋白质的肺水肿以及透明膜形成，并伴有肺间质纤维化。ARDS的病理改变STAGESAcute,exudativephaseSubacute,ProliferativephaseFibroticphasePATHOGENESIS直接损伤肺泡上皮细胞损伤毛细血管内皮细胞损伤间接损伤细胞因子：IL-8、IL-1受体拮抗剂、可溶性TNF-a受体、抗IL-8的自抗体和抗炎症细胞因子（IL-10、IL-11）炎症介质:PAF、TXA2、氧自由基、蛋白酶、补体、粘附分子、花生四烯酸代谢产物（LTB4），激肽AlveolardamageinARDSpatientARDS是ALI的最严重的阶段ARDS可能是MODS在肺部的表现MODS也可能是ARDS的严重结局Mechanismsofrespiratoryfailure致病因子肺泡毛细血管损伤透明膜形成肺水肿肺不张肺血管收缩微血栓形成弥散障碍肺内分流死腔样通气低氧血症Ⅰ型呼衰ALI/ARDS的诊断标准有发病的高危因素；急性起病，呼吸频数和/或呼吸窘迫；低氧血症：ALI,PaO2/FiO2≤300mmHg，ARDS,PaO2/FiO2≤200mmHg；胸部X线检查双肺浸润阴影；肺毛细血管楔压（PCWP）≤18mmHg或临床上能除外心源性肺水肿。ExamsandTestsforARDS

Arterialbloodgasanalysisrevealshypoxemia.Acompletebloodcountmaybetaken.Chestx-raymayshowthepresenceoffluidinthelungs.CTscanofthechestmayberequiredonlyinsomesituationsEchocardiogram(anultrasoundoftheheart)mayhelpexcludeanyheartproblemsthatcancausefluidbuild-upinthelung.Monitoringwithpulmonaryarterycathetermaybedonetoexcludeacardiaccauseforthedifficultyinbreathing.Bronchoscope(aprocedureusedtolookinsidethewindpipeandlargeairwaysofthelung)maybeconsideredtoevaluatethepossibilityoflunginfection.TreatmentNospecifictherapyforARDSexists.Treatmentisprimarilysupportiveusingamechanicalrespiratorandsupplementaloxygen.appropriateantibiotictherapyisadministeredCorticosteroidsmaysometimesbeadministeredinlatephasesofARDSorifthepatientisinshock

男,55岁,因肺炎入院,应用抗生素和输液后,体温未降,今晨出现呼吸急促,烦躁,体检:呼吸46次/分,血压100/70mmHg,脉博100次/分,口唇发绀,两肺闻及哮鸣音.1.可能是并发了A.支气管哮喘B.自发性气胸C.ARDSD.心肌炎E.脑膜炎2.为明确诊断应首选哪项检查A.胸片B.心电图C.脑脊液D.血气分析E.血常规

思考题1、基本概念：呼吸衰竭、功能性分流、死腔样通气、肺性脑病、肺心病、ARDS2、熟悉分类方式3、掌握呼吸衰竭的原因和发病机制。4、ARDS的发生机制及其引起呼衰的机制是什么？5、ARDS发生地主要原因是什么？6、为什么单纯弥散障碍不伴有PaCO2升高？7、引起限制性通气不足的原因及机制？8、试述肺泡通气与血流比例失调的表现形式、原因及其血气变化。9、呼吸衰竭患者为何发生右心衰竭？10、试述肺性脑病的发生机制。11、呼吸衰竭患者吸氧的原则是什么？为什么？12、试述ARDS的血气变化的特点。case患者，男性，58岁。因反复咳喘13年，双下肢水肿两年，近2天加重