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鼓店项
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1 呼吸衰竭 Respiratory Failure 病理生理学系高远生

2 呼吸全过程 Respiration 外呼吸 external respiration 气体血液运输 gas transport in the blood 内呼吸 internal respiration 肺通气 pulmonary ventilation 肺换气 gas exchange in the lungs 组织换气 gas exchange in the tissues 细胞氧化代谢 cellular respiration

3 mmhg PA PV

4 Symbols P Pressure Partial pressure A a v. V. Q Alveolar arterial venous Volume of gas / unit time Volume of blood/ unit time

5 呼吸衰竭 (Respiratory Failure) 外呼吸功能严重障碍有或不伴有 PaCO 2 的病理过程 PaO 2, 伴判断标准 : PaO 2 < 60mmHg ( 正常 :100 mmhg) PaCO 2 > 50mmHg ( 正常 :40 mmhg) 呼吸功能不全 (Respiratory Insufficiency)

6 呼衰的类型 Classification of Respiratory failure 1. 按 PaCO 2 是否升高 : 低氧血症型 (I 型 ) 低氧血症伴高碳酸血症 (II 型 ) 2. 按主要发病机制 : 通气障碍型换气障碍型 3. 按病变部位 : 中枢性和外周性

7 一呼衰的原因和发病机制 Respiratory Failure: The Causes and the Mechanisms.. 肺通气功能障碍 Disorders in Pulmonary Ventilation 肺换气功能障碍 Disorders in Gas Exchange of the Lungs

8 ( 一 ) 肺通气功能障碍 : Disorders in Pulmonary Ventilation 1. 限制性通气不足 : 肺泡扩张受限 2. 阻塞性通气不足 : 呼吸道阻塞或狭窄气道阻力增加

9 1. 限制性通气不足 (Restrictive Hypoventilation): 肺泡扩张受限呼吸肌活动障碍中枢神经受损, 周围神经受损, 呼吸肌本身收缩功能障碍肺顺应性降低肺纤维化, 肺泡表面活性物质减少胸廓顺应性降低严重的胸廓畸形, 肋骨骨折, 胸膜纤维化胸腔积液和气胸

10 2. 阻塞性通气不足 (Obstructive Hypoventilation): 呼吸道阻塞或狭窄气道阻力增加气道阻力 ( 正常人平静呼吸 ): 80%: 直径 >2mm 气管 20%: 直径 <2mm 气管病因 : 气管痉挛 ` 物 ` 异物 ` 肿瘤 ` 肿胀纤维化 ` ` 气道内外压力改变渗出

11 Generation Bronchi Generation number

12 阻塞位于胸外, 表现为吸气性呼吸困难 (Inspiratory Dyspnea) mmhg 吸气呼气

13 阻塞位于胸内, 表现为呼气性呼吸困难 (Exspiratory Dyspnea) -1 5 mmhg 吸气呼气

14 用力呼气时等压点 (isobaric point) 移向小气道 mmhg 正常人慢性支气管炎 : 小气道阻力异常增大, 小气道内压降低快, 致使等压点移向无软骨支撑的膜性小气道肺气肿 : 肺弹性回缩力降低, 肺泡内压力降低, 致使等压点向小气道移

15 问题 : 呼吸衰竭? 限制性通气不足的定义及其发生原因? 阻塞性通气不足的定义?

16 弥散障碍 (Diffusion Impairment) 弥散面积减少弥散膜厚度增弥散时间缩短 Netter s Atlas of Human Physiology (Hansen JT & Koeppen BM; 朱大年译 )

17 肺泡 - 毛细血管膜 Alveolar-Capillary Membrane ( 弥散膜, diffusion membrane) 肺泡 I 型细胞基膜毛细血管内皮细胞红细胞

18 1. 弥散面积减少 (Decrease in the Surface Area of the Membrane) 正常成人肺泡面积 :70 m 2 静息时换气面积 : 40 m 2 弥散面积减少 : 肺不张, 肺实变, 肺叶切除等

19 600,000,000

20 2. 弥散膜厚度增加 (Increase in the Thickness of the Membrane) 肺泡膜厚度 : 弥散距离 : 1 μm 5 μm 弥散膜厚度增加 : 肺水肿, 肺泡透明膜形成, 肺纤维化, 肺泡毛细血管扩张等

21 Solubility Coefficient (vol/vol, 760 mmhg): O 2 : CO 2 : 0.57

22 3. 弥散时间缩短 (Shortening in the Diffusion Time) 正常静息状态 : 血流通过毛细血管时间 : 0.75 s 弥散时间 : 0.25 s 弥散时间缩短 : 心输出量增加, 肺血流加快

23 ( 三 ) 肺泡通气与血流比例失调 Ventilation-Perfusion Imbalance 正常静息状态下 : 每分钟肺泡. 通气量 (V( A ): ~ 4L 每分钟肺血. 流量 (Q):( ~ 5L.. V A /Q: 0.8

24 1. 部分肺泡通气不足 (Alveolar 功能性分流 (functional shunt). 静脉血掺杂 (venous admixture) V A 病肺健肺全肺.. V A /Q <0.8 >0.8 =0.8 >0.8 <0.8 PaO 2 Ventilation Insufficiency) PaCO 2 N

25 血液氧和二氧化碳解离曲线 Oxygen and Carbon Dioxide Dissociation Curves

26 氧和二氧化碳血液中的运输 Transport of O 2 and CO 2 in the Blood O 2 transported as: O 2 : 1.5% Hb. O 2 : 98.5% CO 2 transported as: CO 2 : 7% Hb. CO 2 : 23% HCO 3- : 70%

27 2. 解剖分流增加 (Increase in Anatomic Shunt) 解剖分流 (anatomic shunt) 又称真性分流 (true shunt): 生理条件下一部分静脉血经支气管静脉和极少的肺内 A-V 吻合支直接流入肺静脉 ( ~ 2%-3% 心输出量 ). 支气管扩张症支气管血管扩张, 肺内 A-V 短路开放解剖分流 P a O 2.

28 支气管循环 (Bronchial Circulation) Netter s Atlas of Human Physiology (Hansen JT & Koeppen BM; 朱大年译 ) 由支气管动脉毛细血管网和支气管静脉组成, 属体循环, 是气道和胸膜等的营养血管支气管动脉 : 起源于胸主动脉, 进入肺门后与支气管伴行, 形成毛细血管网营养各级支气管胸膜脏层等支气管静脉及静脉丛 : 1, 在呼吸性细支气管水平静脉丛的较大部分与肺小动脉的网状相连结, 进入肺静脉 ;2, 一些以支气管壁和邻近一些组织形成的静脉丛, 联合成为支气管肺静脉, 流向肺静脉 ;3, 静脉丛自气管隆突, 叶段等支气管壁, 成为真正的支气管静脉, 经奇静脉半奇静脉或肋间静脉到达右心房

29 Q. V. A /Q. 3. 部分肺泡血流不足 (Alveolar Perfusion Insufficiency) 死腔样通气 (dead space like ventilation) 病肺健肺全肺 >0.8 <0.8 =0.8 >0.8 <0.8 PaO 2 PaCO 2 N

30 血液氧和二氧化碳解离曲线 Oxygen and Carbon Dioxide Dissociation Curves

31 问题 : 弥散障碍的发生机制? 功能性分流, 静脉血掺杂? 解剖分流, 真性分流? 死腔样通气?

32 ( 四 ) 急性呼吸窘迫综合征 Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) 肺泡 - 毛细血管膜 (alveolar capillary membrane) 损伤引起的急性呼吸衰竭病因 : 感染 ( 肺炎, 败血症等 ), 休克, 严重创伤, 吸入毒物或胃酸等诊断 : Acute onset PaO 2 /FIO mm Hg Bilateral infiltrates on chest radiograph No clinical evidence of left atrial hypertension or pulmonary artery occlusion pressure 18 mmhg (normal: 6-12 mmhg; an assessment of left ventricular preload) Bernard GR, et al. Am J Respir Crit Care Med 149: , 1994; Phua J, et al. Crit Care Med 36: ,2008.

33 ARDS: Common Precipitating Conditions with Effect on Incidence and Outcome Condition Incidence of acute respiratory distress syndrome (%) *, Defined as multiple fractures with or without pulmonary contusion. SIRS: systemic inflammatory response syndrome) Mortality (%) Sepsis syndrome (SIRS) Pneumonia Extra pulmonary source Septic shock Pulmonary source Extra pulmonary source Trauma* Blood transfusion (>8 units within 24 hours) Gastrointestinal aspiration Leaver SK, BMJ 335: , 2007.

34 ARDS 发生机制 (Pathogenesis) 致病因子肺泡上皮细胞损伤表面活性物质合成肺不张肺泡膜内皮细胞损伤肺泡膜通透性肺水肿功能性分流中性粒细胞巨噬细胞释放细胞因子 (TNFα,IL,PAF) 蛋白酶, 活性氧炎症介质血管收缩微血栓支气管痉挛死腔样通气 PaO 2, PaCO 2

35 Clinical Case A previously healthy 23-year-old male sustained numerous traumatic crush, burn, and smoke inhalation injuries during a landing accident in an airplane. His initial B.P. was 80/50 mmhg, and he was immediately infused with saline at the maximal rate. In the ER he was intubated and had no signs of pneumothorax. His orthopedic injuries and burns were treated. The ventilator was placed on the assist-control mode with the initial settings of inspired O 2 concentration at 40%, respiration rate at 12/min, and tidal volume at 900 ml. Arterial blood gas measurements were: ph = 7.47, P a CO 2 of 33 mmhg, and P a O 2 of 62 mmhg.

36 Clinical Case 24 hrs. after admission, the patient becomes agitated and his respiration rate increased to 30/min. His minute ventilation also increased from 8.5 l to 20 l. Airway pressure increased from 18 to 65 cm H 2 O. Repeat arterial blood gas measurement of P a O 2 indicated 35 mmhg and chest x-ray now showed diffuse infiltrates in a "white out" pattern.

37 Diagnosis of ARDS Acute onset PaO 2 /FIO mm Hg Bilateral infiltrates on chest radiograph No clinical evidence of left atrial hypertension or pulmonary artery occlusion pressure 18 mmhg (normal: 6-12 mmhg; an assessment of left ventricular preload) Bernard GR, et al. Am J Respir Crit Care Med 149: , 1994; Phua J, et al. Crit Care Med 36: ,2008.

38 Severe acute respiratory syndrome (SARS) is a good example of a probable infectious pneumonia that pathologically and clinically is ARDS. Experts have speculated that the cause is from a corona virus that may be transmitted via respiratory secretions and develops after 2-11 days of a febrile illness.

39 2003 年 6 月的一个星期六上午 10 点左右花园北路 - 北大医学部南门附近

40 问题 : 急性呼吸窘迫综合征 (ARDS) 的概念及发生机制?

41 二呼衰时机体功能和代谢变化 Functional and Metabolic Change in Respiratory Failure ( 一 ) 酸碱平衡紊乱和电解质变化呼酸 : Ⅱ 型呼衰 CO 2 潴留血 K +, 血 Cl - 血中 H + 与细胞内的 K + 交换使血 K + 升高同时肾排 H + 增多, 而排 K + 减少, 可以导致细胞外钾浓度增高血浆内 CO 2 弥散入红细胞, 在细胞内在碳酸酐酶作用下生成的 HCO 3- ( 碳酸氢根 ) 进入血浆与 Cl - 进行交换, 使血清 CI - 浓度降低 )

42 二呼衰时机体功能和代谢变化 ( 一 ) 酸碱平衡紊乱和电解质变化呼碱 :I 型呼衰肺过度通气血 K +, 血 Cl - 代酸 : 严重缺氧无氧代谢乳酸

43 ( 二 ) 呼吸系统的变化 (Changes in Respiratory System) 1. 呼吸调节 (Regulation of Respiration) 的变化 PaO 2 <60 mmhg PaCO 2 >50 mmhg 外周化学感受器中枢化学感受器呼吸加深加快 PaO 2 <30 mmhg PaCO 2 >80 mmhg 抑制呼吸中枢

44 ( 三 ) 循环系统变化 (Changes in Circulation System) 轻度 PaO 2 和 PaCO 2 血管运动中枢可兴奋心严重 PaO 2 和 PaCO 2 抑制心血管运动中枢

45 呼吸衰竭右心衰竭肺源性心脏病 (cor pulmonale) 缺氧肺小动脉收缩肺动脉压右心后负荷长期缺氧肺血管平滑肌增殖管壁增厚长期缺氧红细胞增多血液粘度心负荷缺氧酸中毒心肌舒缩功能

46 ( 四 ) 中枢神经系统变化 Changes in Central Nervous System PaO 2 : 60 mmhg 智力, 视力轻度减退 mmhg 神经精神症状 20 mmhg 神经细胞不可逆损坏 ( 慢性呼衰 PaO 2 20 mmhg 神志仍可清醒 ) PaCO 2 >80 mmhg CO 2 麻醉 ( 头痛, 头昏, 嗜睡, 精神错乱, 扑翼样震颤, 抽搐, 及昏迷等中枢神经系统症状 ) 肺性脑病 (pulmonary encephalopathy): 呼衰引起的脑功能障碍

47 肺性脑病发生机制 Pathogenesis of pulmonary encephalopathy PO 2 PaCO 2 脑血管扩张血管内皮损伤血管通透性脑充血脑水肿颅内压脑脊液 ph γ- 氨基丁酸磷脂酶活性溶酶体酶释放中枢抑制神经损伤

48 问题 : 呼吸衰竭时呼吸调节的变化? 肺源性心脏病发生机制? 肺性脑病的定义及发生机制?

49 五呼衰的防治原则 Principals of the Prevention and Treatment of Respiratory Failure ( 一 ) 一般原则 (General Principals) 1. 防治原发病 2. 防止或去除诱因 3. 改善肺通气 4. 纠正水电解质及酸碱平衡紊乱, 保护重要器官功能

50 ( 二 ) 吸氧 (Oxygen Inhalation) 1. I 型呼衰只有缺 O 2 而无 CO 2 潴留, 可吸入较高浓度 O 2, 一般不超过 50% 2. II 型呼衰有 CO 2 潴留, 应持续低浓度低流量吸氧, 如 30%,1~2L/min, 使 P a O 2 上升到 60 mmhg

51 问题 : II 型呼吸衰竭吸氧的原则?

52 Vocabulary respiratory failure ( 呼吸衰竭 ) respiratory insufficiency ( 呼吸功能不全 ) restrictive hypoventilation ( 限制性通气不足 ) obstructive hypoventilation ( 阻塞性通气不足 ) diffusion impairment ( 弥散障碍 ) functional shunt ( 功能性分流 ) venous admixture ( 静脉血掺杂 ) anatomic shunt ( 解剖分流 ); true shunt( 真性分流 ) dead space like ventilation ( 死腔样通气 ).. ventilation-perfusion ratio ( V A /Q ) ( 肺泡通气与血流比例 ) acute respiratory distress syndrome (ARDS) ( 急性呼吸窘迫综合征 ) cor pulmonale ( 肺源性心脏病 ) pulmonary encephalopathy ( 肺性脑病 )

53 Thanks! 谢谢! 蘆笛岩水晶宮

Microsoft PowerPoint - 呼吸衰竭 [兼容模式]

Microsoft PowerPoint - 呼吸衰竭 [兼容模式] 呼吸衰竭 Respiratory Failure 病理生理学系高远生 2013.10.14 呼吸全过程 Respiration 外呼吸 external respiration 气体血液运输 gas transport in the blood 内呼吸 internal respiration 肺通气 pulmonary ventilation 肺换气 gas exchange in the lungs