病理生理学-第十五章-呼吸功能不全
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COPD等。 气道阻力增加是关键。
层流与湍流的气道阻力
泊肃叶定律：
层流：
R
8L r4
湍流： R 8L r5
中央性气道阻塞 ：气管分叉以上的气道阻塞
气 道
胸外阻塞→吸气性呼吸困难
阻
胸内阻塞→呼气性呼吸困难
塞 外周性气道阻塞：内径<2mm的小支气管
小气道阻塞→ 呼气性呼吸困难
正常时上气道压力与流量-容积环
第十五章 呼吸衰竭
(Respiratory Failure)
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
呼衰指数(respiratory failure index，RFI)： 指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。反映外 呼吸效率。
（一）肺通气功能指标
4. 残气量 ( residual volume, RV ) 5. 死腔量( dead space volume, VD ) 6. 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。 正常值为：188ml/min·kPa。 反映肺换气效率。
可变胸外阻塞气道压力与流量-容积环
可变胸内阻塞气道压力与流量-容积环
固定上气道阻塞气道压力与流量-容积环
吸气性呼吸困难
中央性气道阻塞 ：气管分叉以上的气道阻塞
气 道
胸外阻塞→吸气性呼吸困难
阻
胸内阻塞→呼气性呼吸困难
塞 外周性气道阻塞：内径<2mm的小支气管
小气道阻塞→ 呼气性呼吸困难
外周气道阻塞与等压点上移
多种疾病可导致呼吸衰竭的发生
内科:
COPD、支气管哮喘持续发作、 尘肺、
重症肺结核（慢纤空）、胸膜纤维化
外科： 气胸、 肺癌、肺大部切除 （并发症）
儿科： 新生儿呼吸窘迫综合症
产科： 羊水栓塞
传染科: SARS
耳鼻喉科： 异物误吸
麻醉科： 麻醉意外
急症科： 溺水、安眠镇静剂过量、酒精中毒、
毒品过量、腐蚀气体误吸 等等
2. 肺泡气-动脉血氧分压差(PA-aO2)：指肺泡 气 氧分压与动脉血氧分压之差。
PA-aO2=PAO2-PaO2 反映肺泡膜氧交换状态。
（三）肺通气、换气功能指标
呼衰指数(respiratory failure index，RFI)： 指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。反映 外呼吸效率。
二、定义
呼吸衰竭(respiratory failure)：是指由于 外呼吸功能严重障碍， 导致动脉血氧分压低 于正常范围， 伴有或不伴有二氧化碳分压异 常的一种病理过程。
正常成人
呼吸衰竭
PaO2(mmHg) 80～100 (100) PaCO2(mmHg) 36～44 (40)
<60 >50、正常、降低
成人海平面：PaO2=(100-0.33×年龄) ±5 mmHg
↑
肺活量 时间肺活量 (FVC) (FEV1.0)
↓
↓
↓
↓
FEV1.0 /FVC
↑
↓
残气量 ↓ ↑
（四）呼吸功能评估(临床评估)
呼吸功能评定包括主观症状和客观 检查两大类。
1．主观症状： 通常以有无出现气短、气促症状 为标准。采用六级制，即按日常生活中出现气 短、气促症状，分成六级：
0级：虽存在有不同程度的呼吸功能有减退，但活动 如常人。对日常生活能力不受影响，即和常人 一样，并不过早出现气短、气促。
表面活性物质的生理功能
降低肺泡表面张力 Laplace 定律：一个液膜组成的球,
其内压与半径成反比，与表面张力成正 比。
P 2T r
保证大、小肺泡的稳定性
2. 阻塞性通气不足
(obstructive hypoventilation)
(1) 概念：气道狭窄或阻塞导致的通气障碍 (2) 病因：呼吸道肿瘤、异物、声带水肿、
呼衰指数(respiratory failure index，RFI)
指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。
反映外呼吸效率。 RFI=
PaO2 FiO2
RFI正常值为500左右；
当FiO2<21%时，对判断呼吸衰竭有重要意义。 如果RFI≤300，则可诊断为呼衰。
呼吸功能不全(respiratory insufficiency)
1. 肺总容量( total lung capacity, TLC )
2. 肺活量( forced vital capacity, FVC )
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。
呼气时等压点理论示意图
（二）通气障碍时的血气变化
Ⅱ 型呼衰： PaO2<60 mmHg； PaCO2>50 mmHg。
（三）通气障碍时的肺容量变化
限制性通气障碍与阻塞性通气障碍时肺 容量改变的异同。
限制性与阻塞性通气障碍肺容量改变比较
限制性 通气障碍
阻塞性 通气障碍
肺总容量 (TLC) ↓
胸廓
↓
胸膜腔
O2 → 气管、支气管↓
肺泡
O2↓肺泡膜 肺泡毛细血管
肺通气 肺换气
限制性通气障碍
阻塞性通气障碍
弥散障碍 通气血流比例失调 解剖分流异常增加
呼吸衰竭的常见发病环节
一、肺通气功来自百度文库障碍
（一）、类型与原因 1. 限制性通气不足 (restrictive hypoventilation)
(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
三、 分类
1. 根据血气改变 ：
I型
PaO2 ↓
II 型
↓
III 型
↓
PaCO2 N （低氧血症型） ↑ （高碳酸血症型） ↓
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
4. 根据病程： 急性 慢性
第二节 原因和发病机制
呼吸中枢
↓
神经
↓
肺泡扩张 动力系统
呼吸肌 ↓
限制性通气不足的病因
呼吸中枢： 脑外伤、“中风”、中枢镇静剂、酒精 神经： 格林巴利综合征、脊髓灰质炎 呼吸肌： 疲劳、萎缩、无力 胸廓： 多发性肋骨骨折、严重畸形 胸膜腔：胸膜纤维化、胸腔积液、胸腔积气 肺泡 ：表面活性物质↓:
合成↓： 早产儿呼吸窘迫综合征 消耗↑： 肺气肿过度通气 稀释性： 肺水肿
层流与湍流的气道阻力
泊肃叶定律：
层流：
R
8L r4
湍流： R 8L r5
中央性气道阻塞 ：气管分叉以上的气道阻塞
气 道
胸外阻塞→吸气性呼吸困难
阻
胸内阻塞→呼气性呼吸困难
塞 外周性气道阻塞：内径<2mm的小支气管
小气道阻塞→ 呼气性呼吸困难
正常时上气道压力与流量-容积环
第十五章 呼吸衰竭
(Respiratory Failure)
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
呼衰指数(respiratory failure index，RFI)： 指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。反映外 呼吸效率。
（一）肺通气功能指标
4. 残气量 ( residual volume, RV ) 5. 死腔量( dead space volume, VD ) 6. 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。 正常值为：188ml/min·kPa。 反映肺换气效率。
可变胸外阻塞气道压力与流量-容积环
可变胸内阻塞气道压力与流量-容积环
固定上气道阻塞气道压力与流量-容积环
吸气性呼吸困难
中央性气道阻塞 ：气管分叉以上的气道阻塞
气 道
胸外阻塞→吸气性呼吸困难
阻
胸内阻塞→呼气性呼吸困难
塞 外周性气道阻塞：内径<2mm的小支气管
小气道阻塞→ 呼气性呼吸困难
外周气道阻塞与等压点上移
多种疾病可导致呼吸衰竭的发生
内科:
COPD、支气管哮喘持续发作、 尘肺、
重症肺结核（慢纤空）、胸膜纤维化
外科： 气胸、 肺癌、肺大部切除 （并发症）
儿科： 新生儿呼吸窘迫综合症
产科： 羊水栓塞
传染科: SARS
耳鼻喉科： 异物误吸
麻醉科： 麻醉意外
急症科： 溺水、安眠镇静剂过量、酒精中毒、
毒品过量、腐蚀气体误吸 等等
2. 肺泡气-动脉血氧分压差(PA-aO2)：指肺泡 气 氧分压与动脉血氧分压之差。
PA-aO2=PAO2-PaO2 反映肺泡膜氧交换状态。
（三）肺通气、换气功能指标
呼衰指数(respiratory failure index，RFI)： 指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。反映 外呼吸效率。
二、定义
呼吸衰竭(respiratory failure)：是指由于 外呼吸功能严重障碍， 导致动脉血氧分压低 于正常范围， 伴有或不伴有二氧化碳分压异 常的一种病理过程。
正常成人
呼吸衰竭
PaO2(mmHg) 80～100 (100) PaCO2(mmHg) 36～44 (40)
<60 >50、正常、降低
成人海平面：PaO2=(100-0.33×年龄) ±5 mmHg
↑
肺活量 时间肺活量 (FVC) (FEV1.0)
↓
↓
↓
↓
FEV1.0 /FVC
↑
↓
残气量 ↓ ↑
（四）呼吸功能评估(临床评估)
呼吸功能评定包括主观症状和客观 检查两大类。
1．主观症状： 通常以有无出现气短、气促症状 为标准。采用六级制，即按日常生活中出现气 短、气促症状，分成六级：
0级：虽存在有不同程度的呼吸功能有减退，但活动 如常人。对日常生活能力不受影响，即和常人 一样，并不过早出现气短、气促。
表面活性物质的生理功能
降低肺泡表面张力 Laplace 定律：一个液膜组成的球,
其内压与半径成反比，与表面张力成正 比。
P 2T r
保证大、小肺泡的稳定性
2. 阻塞性通气不足
(obstructive hypoventilation)
(1) 概念：气道狭窄或阻塞导致的通气障碍 (2) 病因：呼吸道肿瘤、异物、声带水肿、
呼衰指数(respiratory failure index，RFI)
指动脉血氧分压与吸入气氧浓度之比值。
反映外呼吸效率。 RFI=
PaO2 FiO2
RFI正常值为500左右；
当FiO2<21%时，对判断呼吸衰竭有重要意义。 如果RFI≤300，则可诊断为呼衰。
呼吸功能不全(respiratory insufficiency)
1. 肺总容量( total lung capacity, TLC )
2. 肺活量( forced vital capacity, FVC )
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。
呼气时等压点理论示意图
（二）通气障碍时的血气变化
Ⅱ 型呼衰： PaO2<60 mmHg； PaCO2>50 mmHg。
（三）通气障碍时的肺容量变化
限制性通气障碍与阻塞性通气障碍时肺 容量改变的异同。
限制性与阻塞性通气障碍肺容量改变比较
限制性 通气障碍
阻塞性 通气障碍
肺总容量 (TLC) ↓
胸廓
↓
胸膜腔
O2 → 气管、支气管↓
肺泡
O2↓肺泡膜 肺泡毛细血管
肺通气 肺换气
限制性通气障碍
阻塞性通气障碍
弥散障碍 通气血流比例失调 解剖分流异常增加
呼吸衰竭的常见发病环节
一、肺通气功来自百度文库障碍
（一）、类型与原因 1. 限制性通气不足 (restrictive hypoventilation)
(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
三、 分类
1. 根据血气改变 ：
I型
PaO2 ↓
II 型
↓
III 型
↓
PaCO2 N （低氧血症型） ↑ （高碳酸血症型） ↓
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
4. 根据病程： 急性 慢性
第二节 原因和发病机制
呼吸中枢
↓
神经
↓
肺泡扩张 动力系统
呼吸肌 ↓
限制性通气不足的病因
呼吸中枢： 脑外伤、“中风”、中枢镇静剂、酒精 神经： 格林巴利综合征、脊髓灰质炎 呼吸肌： 疲劳、萎缩、无力 胸廓： 多发性肋骨骨折、严重畸形 胸膜腔：胸膜纤维化、胸腔积液、胸腔积气 肺泡 ：表面活性物质↓:
合成↓： 早产儿呼吸窘迫综合征 消耗↑： 肺气肿过度通气 稀释性： 肺水肿