ARDS的病理生理

原因
1. 肺脏是唯一接受全部心排血量的器官，原位炎症介质+循环中全身各组织炎症 细胞和介质损伤 2. 肺泡巨噬细胞释放炎症介质同时，产生大量局部趋化因子，引起中性粒细胞在 肺内聚集 3. 肺有丰富的毛细血管网，血管内皮细胞在局部炎症反应中起积极作用
肺脏是连续病理过程中最易受损的首位靶器官（受损时间最早、程度重、发生快）
胸膜腔——呼 吸
胸廓的弹性回位力 肺的弹性回缩力
胸内压 （胸内负压）
呼吸
胸内压为负压的生理学意义：
（1）保证肺在呼气与吸气时均处于扩张状态，以确 保气体交换的顺利进行。
（2）有利于胸腔其它组织器官生理功能的正常发挥。 在呼吸周期中，肺被动扩张的程度和因此产生的肺回缩 力的大小不一一样，所以，胸内负压也随呼吸周期而变化。但 无论是呼气还是吸气时，胸内压均为负压。
u 患者首次符合 ARDS 诊断标准出现缺氧表现时， 只有 34% 的患者会被诊断为 ARDS。
u 只有 60% 的 ARDS 患者能在住院期间得到正确的 ARDS 诊断。
u 40% 的患者会被漏诊。
u 目前对于 ARDS 的临床认知较差。 u 漏诊的 ARDS 患者更可能接受较大潮气量机械
膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回 位，缩小胸廓上下、前后、左右径
胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩 张(因肺无主动扩缩的组织结构)
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
吸气
胸廓容积缩小,肺被动缩小
肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺
呼气
②用力呼吸： 用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一一步扩大。 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌 +腹壁肌收缩），胸廓容积进一一步缩小。
肺通气的动力
PB=0
PB=0
Inspiration
Expiration
原动力:呼吸运动是 肺通气的原动力。
直接动力:肺内压与 外界大气压间的压力差。
PA<0 venous O2
CO2
arterial
venous O2 CO2
arterial
呼吸过程： ①平静呼吸：
膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径，肋 间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径
③人工呼吸: 原理:使肺内与外界大气压间产生压力差 方法:负压吸气式(压胸法) 正压吸气式( 口对口呼吸法，呼吸机)
呼吸
气体交换原理：
混合气体中，每种气 体分子运动所产生的压力 为该气体的分压。
气体分子不停地进行 着无定向运动，其结果是 气体分子从高分压区域向 低分压区域扩散。
呼吸
肺和组织内气体交换过程： 肺换气——
胸腔对肺在输送容积上的变化：
胸膜内压是在两层胸膜之间的压力。当 正常平静呼吸时低于大气压在 –4 - -8 cmH2O。 当吸气时加大时可有不同程度的上升，最大达 -40 cmH2O.用力呼气胸腔内压可达 +40 cmH2O。
如果空气进入胸膜腔则胸膜就被分开， 肺不再随着胸部活动,由于肺自身的弹性回缩而萎 陷 - 即气胸。
危 险 因 素
直接因素(肺内ARDS)
肺或胸部挫伤
误吸
淹溺
严重肺部感染
吸入有毒气体
氧中毒
脂肪栓塞
肺移植再灌注损伤
间接因素(肺外ARDS)
败血症，脓毒症

肺脏是连续病理过程中最易受损的首位靶器官（受损时间最早、程度重、发生快）
原因
1. 肺脏是唯一接受全部心排血量的器官，原位炎症介质+循环中全身各组织炎症 细胞和介质损伤 2. 肺泡巨噬细胞释放炎症介质同时，产生大量局部趋化因子，引起中性粒细胞在 肺内聚集 3. 肺有丰富的毛细血管网，血管内皮细胞在局部炎症反应中起积极作用
严重的非胸部创伤
休克
大量输血（输液）
重症胰腺炎
药物过量
体外循环
D IC
病变的非均一一性
重力依赖区域的肺不张
三 ARDS的病理生理
损伤 SIRS 全身炎症反应失控 器官功能障碍 MODS
功能残气量

ARDS主要病生表现：
1. 早期（渗出期）：弥漫性肺损伤，肺毛细血管内皮细胞与肺泡上皮细胞屏障的通透性增高，肺泡与 肺间质内积聚大量的水肿液，其中富含蛋白及以中性粒细胞为主的多种炎症细胞，透明膜形成及I 型肺泡上皮或内皮细胞坏死、水肿
2. 亚急性期（增生期）：少数ARDS患者在发病第1周内可缓解，但多数患者在发病的5-7d后病情仍然 进展，进入亚急性期。病理上可见肺间质和肺泡纤维化，II型肺泡上皮细胞增生，部分微血管破坏 并出现大量新生血管
自发呼吸的吸气由于胸部扩张所 引起. 在肺泡内负压梯度的上升引起空气 进入肺泡。当呼气时胸膜内压力同样是负 压，但可促进静脉血回流入心脏。
人工呼吸时通常是使用正压到气 道,对肺泡也引起压力梯度。由于胸膜内压 正如同在吸气末胸腔压力的上升一样（图 7），因而减少了静脉血的回流量.
图7.自发和人工呼吸的压力-时间曲线
ARDS概念
Ø 在严重感染、休克、创伤及烧伤等非心源性疾病过程中，肺毛细血管内皮 细胞和肺泡上皮细胞损伤造成弥漫性肺间质及肺泡水肿，导致的急性、进行 性低氧性呼吸功能不全或衰竭
Ø 病理生理特征：肺容积减少、肺顺应性降低、严重的通气/血流比例失调 Ø 临床表现：进行性低氧血症和呼吸窘迫 Ø 肺部影像学：非均一性的渗出性病变
3. 晚期（纤维化期）：部分患者呼吸衰竭持续超过14d，病理上常表现为严重的肺纤维化，肺泡结构 破坏和重建
正常肺泡和血流
肺泡内充满液体
Ø 每分肺泡通气量与每分肺血 流量的比值。正常人安静时 为4.2/5.0=0.84。
Ø 比值↑，部分肺泡气不能与血 液进行充分交换，相当于增 加了肺泡无效腔。
Ø 比值↓，得不到充分的气体 更新，相当于动－静脉短路。
直立时，肺尖部比值较大， 可高达2.5，而肺底部比值较 小，可低至0.6。
ARDS的病理生理
昆明医科大学附一一院急救医学部、EICU 昆明医科大学急诊、危重症教研室 吴海鹰
目录
呼吸系统的生理 ARDS的的流行病学及概念 ARDS的病理生理
一 呼吸生理
呼吸
肺通气的原理：
气体进出肺取决于两方面的因素的作用：
推动气体流动的动力 阻止气体流动的阻力 前者必须克服后者，方能实现肺通气。
二 ARDS的流行病学
u 在美国，每10万患者ARDS每年发病34例，在欧洲 大约5-7例。
u 在欠发达国家的卫生系统中报告率不足，这其中， 由于资源有限。
u 有报道指出7％的ICU患者和16％的机械通气患者患 有ARDS。
u 在过去3年发表的随机对照试验中，数据显示ARDS患者的28天死亡 率约为20-40％，到第12个月时额外有15-20％患者发生死亡，主要 是因为合并症而不是ARDS的残留效应。
通气，接受获益治疗的可能性也显著下降，如： 较高的呼气末正压（PEEP）、俯卧位通气或神 经肌肉阻滞治疗。
u 反复漏诊的 ARDS 患者不能得到正确的治疗， 这些都会导致这些患者的临床转归变差。
解决方案：
u 需要在医务工作者中加强 ARDS 概念的推广， 但是仅依靠加强医务工作者 ARDS 概念的了解并 不足以改善 ARDS 的诊断和治疗。 u 新的方法，如：电子警报系统或默认小潮气量 通气，或能改善医务工作者对 ARDS 的认知。
弥漫性肺损伤 肺微循环障碍
基
本
肺泡毛细血管内皮损伤
病
通透性增加
理
Ⅱ型肺泡上皮细胞损伤 表面活性物质缺失
生
理 改
肺泡水肿 肺泡萎缩
变
透明膜形成，氧弥散障碍
通气血流比例失调
肺不张 肺内分流 肺顺应性
呼吸窘迫 难治性低氧血症
肺与血液间的气体交换。
组织换气——
血液与组织间的气体交换。
呼吸
影响肺内气体交换的主要因素： 气体分压差、溶解度和分子量 呼吸膜的面积和厚度 通气/血流量比值（VA/Q）
气体交换的生理1：
正常肺部气体交换有三种重 要因素（图15）
1)通气 2)弥散 3)血流灌注
图15.气体交换的组成
呼吸的机制： 2 胸腔对肺在输送容积上的变化
ARDS的概念
急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome， ARDS）是一种没有心衰依据而表现以低氧血症与胸部影像学提 示双肺渗出为临床表现的综合征。 ARDS患者死亡率仍然高达30％。
治疗：以支持治疗为主，主要是保护性机械通气和避免液体过
v 越南战争 1961-1975 休克肺
v 1967 Ashbaugh首次报道 Adult Respiratory Distress Syndrome
v 1992 AECC Adult → Acute
关
u 2012年柏林关于ARDS的定义（诊断标准）对 以前的ARDS的诊断标准作了一定的修改和补 充。
u 会议是由欧洲危重病医学学会发起，并得到 美国胸科学会和美国危重病医学学会认可。
u 文章发表：Intensive Care Med (2012)38:1573-1582
1994年AECC提出ARDS诊断标准并被广泛接受
• 急性发作的低氧血症 • 氧合指数（PaO2/FiO2≤200mmHg），与 PEEP 水平无关 • 胸片后前位示双肺的浸润病变 • 肺动脉嵌楔压≤18mmHg，没有左房高压的表现 • ALI： 氧合指数（PaO2/FiO2≤300mmHg），与 PEEP 水平无
u 许多人有肌肉消瘦，体质虚弱和包括认知损伤、焦虑、抑郁和创伤 后应激障碍等神经精神疾病。尽管肺的呼吸功能恢复正常，在ICU 出院6年后，也仅有50%的人恢复劳动能力。
大规模观察性研究了解急性 重症呼吸衰竭对全球的影响（LUNG-SAFE）
u 为期 4 周的前瞻性队列研究， u 在全球 50 个国家的 459 个重症监护室（ICU） u 招募了 13566 名接受有创或无创机械通气的患者， 3022 名患者满足柏林 ARDS 诊断标准。
v
Acute Lung Injury （ALI）
v 2005 Delphi标准
v 2012 Berlin Definition
Lancet. 1967; 2(7511):319-323
1967年首次由Ashbaugh及同事提出ARDS定义
• 病人有严重的低氧血症，并且给氧以后无缓解。 • 有些病人在应用PEEP后有改善。 • 尸检发现广泛的肺部侵润，水肿，透明膜形成
负荷。患有严重低氧血症的患者可以早期短时间使用神经肌肉 阻滞、俯卧位通气或体外膜肺氧合。吸入一氧化氮几乎没有应 用指证，而β2受体激动剂和后期使用皮质类固醇也应避免。
定义变迁
v 第一次世界大战 1914-1918 创伤相关性大片肺不张
v 第二次世界大战 1939-1945 创伤性湿肺
图6.在自发呼吸期的胸膜内压
Chest Wall Lung
Stuck Together
Fick’s law J = DA (ΔC/ ΔX)
Lung
Air leak Pneumothorax Lung collapses & Chest expands
呼吸的机制： 3 自发呼吸与人工呼吸的差别
自发呼吸与人工呼吸的差别：
（二）影响肺换气的因素
1. 呼吸膜厚度 肺炎、肺水肿、肺纤维化、尘肺→
呼吸膜增厚→肺换气↓
2ห้องสมุดไป่ตู้ 呼吸膜的面积
3亿肺泡，70 m2。安静时，扩散面积为40 m2。运动时，因肺毛细血管 开放数量和程度增加，扩散面积增大（有较大的贮备面积）。
肺不张、肺实变、肺气肿、肺毛细血管关闭和阻塞→扩散面积↓
3. 通气／血流比值 (ventilation / perfusion ratio, VA / Q)