醫(yī)學(xué)教材 病理生理學(xué)呼吸衰竭

呼吸衰竭

Respiratoryfailure

川北醫(yī)學(xué)院病生教研室精品課件第一節(jié)呼吸衰竭的概念和分類廣義的呼吸外呼吸氣體在血液中運(yùn)輸內(nèi)呼吸

呼吸衰竭僅針對外呼吸功能功能而言。外呼吸肺通氣肺換氣精品課件精品課件一、呼吸衰竭的概念：呼吸衰竭：指由于外呼吸功能的嚴(yán)重障礙，以至動脈血養(yǎng)分壓低于正常范圍，伴或不伴二氧化碳分壓增高的病理過程。判斷標(biāo)準(zhǔn)：PaO2＜8kPa，PaCO2＞6.67kPa。精品課件二、呼吸衰竭的分類：1、根據(jù)PaCO2的變化分類：Ⅰ型呼衰（低氧血癥型呼吸衰竭）：只有PaO2降低。Ⅱ型呼衰（高碳酸血癥型呼吸衰竭）：既有低氧血癥又有高碳酸血癥。2根據(jù)發(fā)病機(jī)制的不同分類：通氣性呼吸衰竭換氣性呼吸衰竭精品課件4根據(jù)病變部位分類：3根據(jù)起病緩急分類：急性呼吸衰竭慢性呼吸衰竭中樞性呼吸衰竭外周性呼吸衰竭精品課件第二節(jié)呼吸衰竭的原因和機(jī)制一、肺通氣功能障礙－肺泡通氣不足潮氣量：每次呼吸時吸入或呼出的氣量。肺活量：用力吸氣后從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量。正常成人靜息時肺通氣量約為6L/min，其中死腔通氣量占30％，肺泡通氣量約為4L/min，若各種原因使肺泡通氣量明顯減少可以導(dǎo)致呼吸衰竭。精品課件（一）限制性通氣不足概念：吸氣時肺泡擴(kuò)張受限制所引起的肺泡通氣不足稱為限制性通氣不足（restrictivehypoventilation)。原因和機(jī)制①呼吸肌損傷：重癥肌無力外傷損傷呼吸肌呼吸肌麻痹精品課件②呼吸中樞和周圍神經(jīng)受損腦外傷呼吸中樞受損腦血管意外顱內(nèi)腫瘤顱內(nèi)感染周圍神經(jīng)受損多發(fā)行神經(jīng)炎脊髓灰質(zhì)炎精品課件③肺的順應(yīng)性降低肺嚴(yán)重纖維化肺泡表面活性物質(zhì)↓肺淤血肺水腫肺實變④胸廓順應(yīng)性降低胸廓畸形肋骨骨折胸腔集液和氣胸精品課件（二）阻塞性通氣不足1、概念：由氣道狹窄和阻塞所致的通氣障礙稱之為阻塞性通氣不足（obstructivehypoventilation)。2、原因和機(jī)制公式:R＝8Lηπr4由公式可知：氣道阻力主要取決于氣道內(nèi)徑精品課件（1）大氣道阻塞：大氣道多指內(nèi)徑大于2mm的氣道，其特點(diǎn)是有軟骨支撐。阻塞的原因：異物、滲出物、喉頭水腫、腫瘤壓迫、管腔痙攣等。阻塞發(fā)生在大氣道胸外部分，引起吸氣性呼吸困難。阻塞發(fā)生在大氣道胸內(nèi)部分，引起呼氣性呼吸困難。精品課件精品課件（2）小氣道阻塞小氣道：多指直徑小于2mm的小支氣管、細(xì)支氣管。特點(diǎn)：無軟骨支撐，管壁薄，與周圍的肺組織緊密相連。外周氣道阻塞主要引起呼氣性呼吸困難。肺氣腫的形成等壓點(diǎn)平移原理精品課件精品課件精品課件通氣功能障礙引起的呼衰血?dú)庾兓奶攸c(diǎn)：既有低氧血癥又有高碳酸血癥，因此通氣功能障礙引起的呼吸衰竭屬于Ⅱ型呼衰。精品課件二、肺換氣障礙氣體彌散障礙肺泡通氣血流比例失調(diào)肺內(nèi)解剖分流增加（一）彌散障礙1.概念：由肺泡膜面積減少、肺泡膜厚度增加和氣體彌散時間縮短所引起的氣體交換障礙。精品課件彌散障礙的原因：2、彌散障礙的機(jī)制氣體彌散量（交換量）氣體分壓差氣體彌散能力彌散膜面積厚度血流速度（1）肺泡膜面積減少：肺不張肺實變肺葉切除精品課件（2）肺泡膜厚度增加－彌散距離增加彌散障礙時血?dú)庾兓奶攸c(diǎn)只引起低氧血癥，無高碳酸血癥，屬于Ⅰ型呼衰。肺泡透明膜形成肺水腫肺纖維化（3）彌散時間縮短精品課件（二）肺泡通氣血流比例失調(diào)正常VA/VQ為0.84，肺泡通氣血流比例失調(diào)的原因和類型1、部分肺泡通氣不足（VA/VQ降低）：部分肺泡通氣不足時，VA/VQ顯著降低，流經(jīng)這部分肺泡的血液未經(jīng)充分氧合便摻入動脈血中，這類似于動－靜脈短路，故稱為功能性分流（functionalshunt)。又稱之為靜脈血摻雜。精品課件2、部分肺泡血流不足：部分肺泡血流不足時，VA/VQ顯著增大，這部分肺泡的通氣不能充分參與氣體交換，這類似于增大了生理性死腔，稱之為死腔樣通氣（deadspacelikeventilation)。血?dú)庾兓攸c(diǎn)：PaO2降低，PaCO2取決于健肺代償?shù)某潭?，可增高、降低、也可正常。精品課件精品課件為什么通氣－血流比例失調(diào)時，PaO2降低，PaCO2可增高、降低、也可正常？機(jī)制：①部分肺泡通氣不足時，病變部位VA/VQ顯著降低，流經(jīng)這部分肺泡的血液氧分壓和氧含量降低，這種血?dú)庾兓梢鸫鷥斝酝庠鰪?qiáng)，結(jié)果使健肺肺泡通氣量增加，VA/VQ大于0.8，流經(jīng)健肺的血液氧分壓增高，而氧含量則無明顯增加（氧離曲線特點(diǎn)決定），但二氧化碳分壓與含量均降低（二氧化碳解離曲線決定），結(jié)果來自病肺與健肺的血液混合而成的動脈血的氧分壓是降低的，二氧化碳的分壓與含量則可正常，若代償性通氣過度則可低于正常，若病變范圍太大，加之代償不足，又可高于正常。精品課件精品課件②部分肺泡血流不足時，病變區(qū)VA/VQ顯著增大，這部分血液PO2增高，而氧含量無明顯增加（由氧離曲線決定），健肺血流量增加使VA/VQ減小，這部分血液不能充分氧合，其氧分壓合氧含量均明顯降低，二氧化碳分壓與含量均明顯增高。由此混合而成的動脈血氧分壓降低，而二氧化碳分壓則取決于呼吸代償?shù)某潭?，可正常、增高、降低。精品課件精品課件(四）解剖分流增加：解剖分流：正常情況下，一部分靜脈血經(jīng)支氣管靜脈或肺內(nèi)動靜脈交通支直接流入肺靜脈，稱為解剖分流。當(dāng)肺水腫、肺不張時，部分肺泡完全喪失通氣，流經(jīng)這部分肺泡的血液完全沒有參加氣體交換，類似于解剖分流，稱之為真性分流（trueshunt)吸純氧可以鑒別功能性分流與真性分流。精品課件第四節(jié)呼吸衰竭時機(jī)體的主要代謝和功能變化一、對酸堿平衡和電解質(zhì)的影響四種單純性酸堿中毒均可能發(fā)生，常為混合性酸堿平衡紊亂。1、呼吸性酸中毒：見于Ⅱ型呼衰電解質(zhì)變化：①血鉀升高，②血氯降低（一）酸堿平衡紊亂精品課件3、呼吸性堿中毒：主要見于Ⅰ型呼衰，代償性通氣過度，或使用人工呼吸機(jī)時通氣量過大。4、代謝性堿中毒：使用NaHCO3過量、肺心病使用大量利尿劑2、代謝性酸中毒：主要原因是缺氧，乳酸生成增多。5、混合性酸堿平衡紊亂：使用NaHCO3過量、肺心病使用大量利尿劑精品課件（二）電解質(zhì)代謝紊亂1.高鉀血癥（1）細(xì)胞內(nèi)外離子交換（4）缺氧使腎血管收縮，GFR降低，K+排泄減少H+K+（2）腎小管泌H+增加，泌K+減少（3）缺氧使組織分解代謝增強(qiáng)，K+釋放增多精品課件2.低氯血癥紅細(xì)胞HCO3-Cl-（1）紅細(xì)胞內(nèi)外離子交換（2）酸中毒，腎小管泌H+和泌NH3增多，NaHCO3重吸收增多，NaCl的重吸收減少精品課件二、呼吸系統(tǒng)的變化PaO2在60－30mmHg時，可興奮外周化學(xué)感受器，使呼吸加深加快PaCO2增高可作用于呼吸中樞，引起呼吸加深加快PaO2低于30mmHg時直接抑制呼吸中樞PaCO2超過80mmHg反而抑制呼吸中樞慢性Ⅱ型呼衰為什么不能給高濃度氧？精品課件代償性變化：一定程度PaO2降低和PaCO2增高可興奮心血管運(yùn)動中樞，使心率加快，心肌收縮力增強(qiáng)。嚴(yán)重PaO2降低和PaCO2增高可直接抑制心血管中樞。三循環(huán)系統(tǒng)的變化呼吸衰竭對循環(huán)系統(tǒng)影響最突出的表現(xiàn)是肺源性心臟病。其發(fā)生機(jī)制：精品課件（1）肺血管收縮（2）肺血管重塑1.肺動脈高壓、右心后負(fù)荷過重（3）血液粘度增高（2）胸內(nèi)壓的變化2.右心功能受損（1）心肌舒縮功能障礙：缺氧、酸中毒、高鉀（4）血管床的器質(zhì)性損害精品課件缺氧和二氧化碳潴留可導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能紊亂。四、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的變化二氧化碳麻醉：當(dāng)二氧化碳分壓超過80mmHg時，可引起一系列中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的臨床表現(xiàn)，如頭痛、煩躁不安、言語不清、精神錯亂、嗜睡、驚厥、昏迷等，稱之為二氧化碳麻醉肺性腦?。╬ulmonaryencephalopathy)概念：指由呼吸衰竭所引起的腦功能障礙，患者初期可表現(xiàn)為興奮、躁動，繼而出現(xiàn)記憶力和定向力障礙、譫妄、驚厥、昏迷等表現(xiàn)。精品課件（1）缺氧和酸中毒均可使腦血管擴(kuò)張、引起顱內(nèi)高壓1.缺氧、高碳酸血癥和酸中毒對腦血管的影響基本機(jī)制是：低氧血癥、高碳酸血癥和酸堿失衡發(fā)生機(jī)制：（2）缺氧和酸中毒損傷腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致腦水腫和DIC（3）缺氧酸中毒引起細(xì)胞毒性腦水腫，進(jìn)一步壓迫腦血管，加重腦缺血精品課件（1）缺氧和酸中毒導(dǎo)致腦細(xì)胞能量代謝障礙2.缺氧、高碳酸血癥和酸中毒對腦細(xì)胞的影響（2）缺氧和酸中毒引起腦細(xì)胞膜鈉泵功能障礙（3）缺氧酸中毒使腦脊液pH值↓,谷氨酸脫羧酶活性↑,GABA↑（4）酸中毒使磷脂酶活性升高，溶酶體水解酶釋放，破壞神經(jīng)細(xì)胞。精品課件（四）腎功能變化（五）胃腸功能變化四呼吸衰竭的防治原則（一）去處病因（二）提高PaO2應(yīng)盡快把PaO2提高到60mmHg以上。精品課件Ⅰ型呼衰可吸入較高濃度的氧,但一般不超過50％。Ⅱ型呼衰應(yīng)低濃度、低流量給氧（濃度30％左右、流量1～2L/min）。（三）降低PaCO2（四）改善內(nèi)環(huán)境和防治器官功能障礙。精品課件急性呼吸窘迫綜合征一概念急性呼吸窘迫綜合征（AcuteRespiratoryDistressSyndrome,ARDS）:是由于急性肺泡毛細(xì)血管膜損傷所引起的急性呼吸衰竭，是一種以急性呼吸窘迫和低氧血癥為特征的綜合征。該病死亡率極高，60%患者在發(fā)病后兩周內(nèi)死亡。精品課件三肺的病理改變尸檢發(fā)現(xiàn)，病肺重量增加，呈暗紅色或暗紫色的肝樣變，肺泡含氣量少或不含氣。鏡下見肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)水腫，肺微血管內(nèi)廣泛的微血栓形成，局灶性肺出血，肺不張以及肺內(nèi)透明膜形成等。休克，嚴(yán)重感染，外傷，輸血輸液過多，DIC,長期使用呼吸機(jī)，體外循環(huán)，大面積燒傷等。二病因：精品課件四臨床表現(xiàn)和診斷要點(diǎn)：1、在原有疾病的基礎(chǔ)上突然發(fā)生進(jìn)行性的呼吸窘迫，其呼吸窘迫的特點(diǎn)在于不能用通常給氧的方式加以改善，也不能用原發(fā)性心肺疾患加以解釋，呼吸頻率超過20次/分，嚴(yán)重時超過35次/分。2、頑固性的低氧血癥，PaO2低于60mmHg(8kPa)，吸純氧15分鐘后PaO2仍低于350mmHg（46.7kPa）。精品課件[正常人吸純氧15分鐘后PaO2可達(dá)550mmHg。PaCO2早期低于正常，晚期則可高于正常。3、胸廓肺順應(yīng)性降低，一般低于50ml/98Pa，正常為100ml/98Pa.4、胸部X線檢查可見肺紋理增粗，逐漸發(fā)展為斑片狀陰影，甚至呈毛玻璃樣。5、必須排除由慢性肺部疾病及左心衰竭引起的肺水腫。精品課件五ARDS的發(fā)生機(jī)制1、中性粒細(xì)胞在肺部聚集激活，釋放氧自由基、蛋白酶和脂質(zhì)代謝產(chǎn)物，從而導(dǎo)致肺泡毛細(xì)血管膜損傷，是ARDS發(fā)生的主要機(jī)制。氧自由基導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化，損害生物膜，還可破壞巰基酶活性。蛋白酶可分解組織蛋白，損傷肺泡毛細(xì)血管膜。脂質(zhì)代謝產(chǎn)物如白三烯、前列腺素等可增高肺毛細(xì)血管的通透性，引起肺水腫。精品課件通常情況下有10％－20％的中性粒細(xì)胞聚集在肺泡毛細(xì)血管中，稱之為“物理性扣留”，這是因為中性粒細(xì)胞直徑大于肺泡毛細(xì)血管，其變形能力比紅細(xì)胞差，容易被扣留于肺泡毛細(xì)血管中。ARDS發(fā)生過程中中性粒細(xì)胞在肺毛細(xì)血管的聚集不是物理性扣留，而是化學(xué)性粘付。是由于各種趨化因子作用的結(jié)果。由于肺泡毛細(xì)血管膜的總面積可達(dá)80m2，可粘付大量中性粒細(xì)胞，以至于外周血中白細(xì)胞減少。精品課件2、某些致病因子直接損傷肺泡毛細(xì)血管膜，如吸入有毒氣體、細(xì)菌栓塞等。3、血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷以及中性粒細(xì)胞和肺組織釋放的促凝物質(zhì)，導(dǎo)致肺內(nèi)DIC，阻斷肺的血流，引起肺組織損傷。4、纖溶系統(tǒng)活化后形成纖維蛋白降解產(chǎn)物，以及血小板活化后釋放TXA2等，可使肺微血管通透性增高，從而加重肺水腫。精品課件六ARDS導(dǎo)致呼吸窘迫和呼吸衰竭的機(jī)制1、通氣血流比例失調(diào)它是ARDS患者呼吸衰竭的主要機(jī)制。由于肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞受損，表面活性物質(zhì)生成減少，使肺泡表面張力增高，形成肺不張，水腫液阻塞氣道，以及炎性介質(zhì)引起支氣管痙攣，都可使肺泡通氣量減少，導(dǎo)致功能性分流增加。肺毛細(xì)血管內(nèi)廣泛微血栓形成以及炎性介質(zhì)引起肺微血管收縮可使部分肺泡血流量減少，形成死腔樣通氣。精品課件3、肺泡通氣不足肺水腫、肺泡表面活性物質(zhì)生成減少使肺順應(yīng)性降低，可引起限制性通氣不足，水腫液阻塞氣道以及炎性介質(zhì)引起的氣道痙攣、狹窄，可導(dǎo)致阻塞性通氣不足，兩種情況均可使肺泡通氣量明顯減少。4、氣體彌撒障礙肺間質(zhì)和肺泡水腫、肺內(nèi)透明膜形成均可增加肺泡毛細(xì)血管膜的厚度，導(dǎo)致氣體彌散障礙。2、肺內(nèi)解剖分流增加：肺不張、肺實變精品課件缺氧可通過主動脈體和頸動脈體的外周化學(xué)感受器反射性引起呼吸中樞興奮，肺充血、水腫還可刺激肺泡毛細(xì)血管旁的J感受器，反射性引起呼吸中樞興