呼吸衰竭的病理生理

呼吸中枢功能异常

脑炎、脑膜脑炎
脑外伤
脑血管意外
麻醉药、安眠药
原发性肺泡低通气
睡眠呼吸暂停综合症（中枢型）
呼吸肌的特点

在一定范围内，肌纤维初长度短，肌力低
收缩速度快，肌力低
刺激频率低，肌力低
呼吸肌功能的监测



望诊 矛盾呼吸、交替呼吸 呼吸肌力指标 MIP、MEP、Pdimax 呼吸肌耐力指标 Pdi/Pdimax· Ti/Ttot 最大耐受呼吸MSV 60%MVV作过度通气的时间 最大通气量MVV
影响因素
疾病状态肺顺应性变化
位置 肺气肿 哮喘 左移 左移 斜率 增加 正常
肺间质纤维变化
肺容量减少
右移
正常
减低
减低Leabharlann Baidu
机械通气患者肺胸静态总顺应性
FRC FRC+VT △P=P1+P2 P1克服气道阻力 P2克服肺和胸廓静态回缩压 肺胸静态总顺应性=潮气量/(平台压-PEEP)
肺泡压 0 0+ △P
气道阻力 层流公式 8l △P= V r4

r管道半径，l管道长度，气体粘度系数， V流速
通气的负荷
气道阻力 涡流公式 Kpl △P= V 2 r2

K常数，p气体质量
通气的负荷
气道阻力 涡流常数 2pV NR= r

气道阻力的影响因素

气体质量和粘度 粘度Poise×10-6
0.3
40 40 46
通气衰竭发生机理
通气功能
动力↓ 呼吸中枢 呼吸肌 阻力↑ 弹性阻力 肺 胸廓 非弹性阻力
气 道 阻 力
惯 性
呼吸的调节
大脑皮层 脑桥呼吸调节中枢 中枢化学感受器 延脑呼吸中枢
周围化学感受器
脊髓 呼吸肌 呼吸器官 (牵张感受器) (丁一感受器)
呼吸中枢功能检测

P0.1 高CO2反应性 低O2反应性
呼吸衰竭的病理生理
上海医科大学呼吸病研究所 蔡映云
呼吸衰竭的定义
呼吸功能严重损害 PaO2<60mmHg或
（通气、换气）
PaCO2>50mmHg
呼吸气体的分压mmHg
外环境气体
肺泡气 动脉血 组织静脉血
PIO2
PAO2 PaO2 PVO2
150
104 96 40
PICO2
PACO2 PaCO2 PVCO2
影响呼吸肌功能的疾病



中枢神经系统疾病 重症肌无力，格林-巴利综合症，多发性 肌炎 营养不良 代谢因素，如低血钾 药物
呼吸肌能量的平衡
呼吸运动消耗能量 供应能量
呼吸负荷 气道阻力 肺顺应性
呼吸效率 肺过度充气 死腔
贮存能量
血流提供 的能量
营养状况
贫血、休克 低血氧
COPD患者呼吸肌功能异常
减轻肺水肿

减轻肺部炎症
降低通气需要

控制发热
抗抽搐
饮食调整
减少死腔

减少活动
改善换气功能的措施

控制肺部感染
减轻肺水肿

处理肺不张 调节呼吸机 Ti↑，RR↓，吸 气未停顿
利尿
分泌物引流

支气管扩张剂

PEEP，IRV
肺过度充气 气道阻力↑ 负 荷 横膈曲 效率↓ 率半径 呼吸功↑ ↑ ← 主动呼气
吸气肌 纤维初 长度↓
肌力↓
能量需求↑
COPD患者呼吸肌功能异常
呼吸浅速 PaO2↓ 负 荷 ← 能量供应↓ 营养不良
FPC↑
Ti/Ttot↑
加重肺过 呼吸肌血 度充气 流灌注↓
呼 吸 肌 能 量 贮 存 ↓
通气的负荷
肺顺应性与肺弹性阻力
△V △P 顺应性 某一段的斜率， 与曲线平移无关 弹性阻力 某一点的力，与 曲线平移有关
动态顺应性
呼吸动作 测定方法 潮气呼吸 同步测定容 积和压力变 化 受气道阻力 影响
静态顺应性
深吸气到肺总量，再缓慢 呼气到残气位 间断阻断呼气流，每次12秒，测定容积和压力变 化 不受气道阻力影响


不同肺容量
残气位 肺尖>肺底 肺尖<肺底
功能残气位 肺尖<肺底
肺总量
影响肺血流分布的因素

低PO2
高PCO2
交感神经兴奋
肺血管栓塞
肺毛细血管破坏，如肺气肿
肺血管扭曲变形，如胸水
改善通气的方法

增加通气动力

呼吸兴奋剂
营养
纠正低血钾
机械通气
呼吸兴奋剂作用机理
呼吸兴奋剂
中枢化学感受器 外围化学感受器 观察指标 神经电活动 肌电活动 P 0.1 VT VT/Ti VE VA PaCO2
延髓呼吸中枢 呼吸肌 传出神经
呼吸运动 通气
血气
呼吸兴奋剂
通气↑ 降低 PaCO2 氧耗量↑
CO2生成↑
增高
减轻通气负荷

支气管解痉剂
分泌物湿化引流
控制感染
180 184 203 214
质量g/ml ×10-3 112 110 15.6 126
空气 N2 He O2

肺容积 肺容积大，肺弹性回缩力大，气道 扩张，气道阻力↓
流速 P=K1V+K2V2

通气负荷(呼吸顺应性)
肺顺应性=肺容积变化(△V)/经肺压(△P) 胸壁顺应性=肺容积变化 (△V)/经胸壁压(△P) 总顺应性=肺容积变化(△V)/经胸廓压(△P) 经肺压：胸腔内压与肺泡内压以及肺弹性回 缩力的代数和 经胸壁压：胸腔内压与外环境压差 经胸廓压：肺泡内压与外环境压差
通气/血流比例
吸入气的分布

不同肺容量 接近残气位 中间 接近肺总量 上肺>下肺 上肺=下肺 上肺<下肺
通气分布的影响因素

年龄
潮气量、吸气流速、吸气时间 气道阻塞 肺顺应性不同 肺扩张受限 支气管解痉剂
血流的分布

左右肺的分布 仰卧位 右>左 侧卧位 下肺>上肺
上下肺区(血流受重力影响) 上肺区血流少 下肺区血流多
病人弥散功能的变化

弥漫性肺间质纤维化
阻塞性肺气肿

肺叶切除
气胸
肺水肿
左心衰竭
脊柱畸形
贫血

肺部感染

运动
通气/血流比例
吸入气的分布

左右肺的分布 坐位、仰卧位 侧卧位 右>左 低侧>高侧
通气/血流比例
吸入气的分布

上下肺区(胸腔负压梯度) 上肺区 中间 下肺区 通气少，血流更少 通气血流适当 通气多，血流更多
弥散

肺泡膜的弥散
与气体分子量平方根成反比 O2弥散比CO2稍快
80%气体在0.002秒内完成，可忽略不计。

肺泡毛细血管膜的弥散 与气体分子量平方根成反比，与溶解度 成正比，因此CO2弥散速度是O2的20.6倍

弥散面积 弥散距离 氧分压差

与血红蛋白结合
肺血管中血容量 毛细血管血流速度 血红蛋白含量