呼吸病理生理学ppt课件.ppt

呼吸病理生理 Respiratorypathophysiology DepartmentofPathologyShanghaiUniversityofTCM ExternalRespiration GasTransport InternalRespiration 3 第一节 肺外呼吸功能的评价 肺通气 Pulmonaryventilation 肺总容量 totallungcapacity TLC 用力肺活量 forcedvitalcapacity FVC 肺泡通气量 alveolarventilation VA 残气量 residualvolume RV 死腔量 deadspacevolume VD 顺应性 compliance 肺换气 Gasexchange 肺弥散量 diffusingcapacity 肺泡气 动脉血氧分压差 P A a O2 4 肺通气功能的评价指标 肺总容量 totallungcapacity TLC 指肺所能容纳的最大气量 成年男性平均约5000ml 女性约3500ml 用力肺活量 forcedvitalcapacity FVC 指最大吸气后用力呼出的气量 正常成年男性平均约为3500ml 女性约2500ml 肺活量反映了肺一次通气的最大能力 一般来说肺活量越大 肺的通气功能越好 5 肺通气功能的评价指标 残气量 residualvolume RV 指最大呼气末气道内残留的气量 正常成人约为1000 1500ml 功能残气量 functionalresidualcapacity FRC 指平静呼气末存留于肺内的气量 正常成年人约为2500ml 功能残气量能缓冲呼吸过程中肺泡内氧和二氧化碳分压的急剧变化 6 肺通气功能的评价指标 肺泡通气量 alveolarventilation VA 指的是参与气体交换的通气量 是真正有效的通气量 因此 也称为有效通气量 肺泡通气量与肺通气量不同 肺通气量中有一部分气体是不能进行气体交换的 死腔量 deadspacevolume VD 进入气道但不参与气体交换的气量 顺应性 compliance 在外力作用下 弹性组织扩张的难易程度 容易扩张即顺应性大 不易扩张则顺应性小 它与弹性阻力呈反比关系 7 肺换气功能的评价指标 肺弥散量 diffusingcapacity 指气体在1mmHg分压差下 每分钟经肺泡膜弥散的容量 反映了肺换气的效率 肺泡气 动脉血氧分压差 P A a O2 指肺泡气氧分压与动脉血氧分压之差 可反映肺泡膜氧交换状态 8 第二节 呼吸衰竭 呼吸衰竭 respiratoryfailure 是指由于外呼吸功能严重障碍 导致动脉血氧分压降低 伴有或不伴有二氧化碳分压增高的病理过程 诊断呼吸衰竭的主要血气标准是PaO 低于60mmHg和 或PaCO2高于50mmHg 呼吸功能不全 respiratoryinsufficiency 9 呼吸衰竭的分类 按动脉血气改变 低氧血症型 I型 高碳酸血症型 II型 按发病机制 通气障碍型和换气障碍型按病变部位 中枢性和外周性按发生快慢和持续时间的长短 急性和慢性 10 呼吸衰竭的病因与发病机制 11 一 肺通气功能障碍 限制性通气不足 restrictivehypoventilation 因吸气时肺泡扩张受限制而引起的肺泡通气不足 阻塞性通气不足 obstructivehypoventilation 由于呼吸道狭窄或阻塞 使气道阻力增加所致的通气障碍 12 1 限制性通气不足常见原因 呼吸肌活动障碍中枢神经系统或周围神经系统器质性病变麻醉药 镇静药过量所致的呼吸中枢抑制和神经阻滞 呼吸肌收缩功能障碍 呼吸肌疲劳 呼吸肌营养不良性萎缩 低钾血症 酸中毒引起的呼吸肌无力等 13 1 限制性通气不足常见原因 胸廓或肺的顺应性降低严重的胸部畸形 胸膜粘连增厚或纤维化严重的肺纤维化 石棉肺 矽肺 弥漫性肺间质纤维化 表面活性物质 alveolarsurfactant 生成不足和 或 消耗 破坏增多胸腔积液和气胸肺扩张受限 14 肺泡表面活性物质 Laplace定律 P 2T r Neonatalrespiratorydistresssyndrome NRDS lackofsurfactant retractionofsofttissueoninspiration 16 2 阻塞性通气不足 阻塞性通气不足 obstructivehypoventilation 由于呼吸道狭窄或阻塞 使气道阻力增加所致的通气障碍 气道阻力 airwayresistance 气体流动时 气体分子之间和气体与呼吸道内壁之间产生摩擦而形成的阻力 影响气道阻力的因素是多方面的 其中以气道内径最为重要 R 1 r4 17 2 阻塞性通气不足 气道阻塞 中央性 指气管分叉处以上的气道阻塞 又分为胸外与胸内阻塞2种 外周性 内径小于2mm的小支气管狭窄或阻塞 常见于慢性阻塞性肺疾病 COPD 18 中央性气道阻塞 阻塞位于胸外 extrathoracicobstruction 吸气性呼吸困难 Inspiratorydyspnea 阻塞位于胸内 intrathoracicobstrucdtion 呼气性呼吸困难 Expiratorydyspnia 中央性气道阻塞 位于胸外 吸气性呼吸困难 Expiratory Inspiratory 中央性气道阻塞 位于胸内 呼气性呼吸困难 Expiratory Inspiratory 21 外周性气道阻塞 主要表现为呼气性呼吸困难发生机制 小气道的解剖结构等压点 isobaricpoint IP 上移等压点 在气道上 气道内压与胸内压相等的部位 正常人用力呼气 肺气肿者用力呼气 等压点上移时用力呼气引起气道压缩而闭合 等压点上移 23 通气障碍的血气变化 型呼衰 PaO250mmHg PAO2 PACO2 PaO2 PaCO2 PaCO2取决于 每分CO2产量 每分肺泡通气量 PaCO2是反映肺泡通气量变化的最佳指标 PaCO2 PACO2 0 86 Vco2 VA 24 二 肺换气功能障碍 肺换气功能障碍 弥散障碍diffusionimpairment肺泡通气与血流比例失调ventilation perfusionimbalance解剖分流增加increaseofanatomicalshunt 25 一 弥散障碍 弥散障碍 diffusionimpairment 是由肺泡膜面积减少或肺泡膜异常增厚和弥散时间缩短引起的气体交换障碍 气体弥散速度 肺泡膜两侧的气体分压差 气体的分子量和溶解度 肺泡膜面积与厚度气体弥散量 血液与气体接触的时间 26 弥散障碍的原因 肺泡膜面积减少肺泡膜厚度增加弥散时间缩短 27 弥散障碍的原因 肺泡膜面积减少正常成人肺泡膜总面积80m2 平静呼吸时 35 40m2面积肺实变 肺不张 肺叶切除等肺泡膜厚度增加肺泡膜薄部 1um 肺泡腔到红细胞膜 5um肺水肿 肺纤维化 肺泡透明膜形成时使弥散距离增宽 减慢弥散速度弥散时间缩短 PO2 KPa 肺动脉 肺毛细血管 肺静脉 13 310 78 005 332 670 00 250 500 75 正常与肺泡膜增厚时Hb氧合所需时间示意图 1 静息时血液流经肺泡的时间 2 运动时血液流经肺泡的时间 1 2 正常 肺泡膜面积减少或厚度增加 时间 S 29 弥散障碍时的血气变化 I型呼衰 PaO2 PaCO2正常 原因 O2和CO2解离曲线的差异O2和CO2弥散速度的差异 血液O2与CO2解离曲线 31 弥散障碍时的血气变化 由于CO2的弥散速度比O2快 能够较快的弥散入肺泡 因此只要肺泡通气量是正常的 单纯弥散障碍时PaCO2多是正常的 32 二 肺泡通气与血流比例失调 通气血流比值 Ventilation perfusionratio VA Q 4 2 5 0 84通气血流比值范围 0 6 3 0 33 二 肺泡通气与血流比例失调 肺泡通气血流比例失调 ventilation perfusionimbalance 引起的气体交换障碍 是呼吸衰竭发生的最常见机制 VA Q VenousAdmixture 静脉血掺杂 VA Q AlveolarDeadSpace 死腔样通气 34 1 部分肺泡通气不足 VA Q 因阻塞性或限制性通气障碍引起部分肺泡通气严重不足 但血流量未相应减少 VA Q显著降低 以致流经该部分肺泡的静脉血未经充分氧合便掺入动脉血中 称为静脉血掺杂 venousadmixtrue 因如同动 静脉短路 故又称功能性分流 functionalshunt 35 1 部分肺泡通气不足 VA Q 功能性分流见于 慢性阻塞性肺疾病 肺纤维化 肺水肿等正常成人 功能性分流约占肺血流量3 慢性阻塞性肺疾病 占30 50 肺换气 36 2 部分肺泡血流不足 VA Q 肺动脉栓塞 肺动脉炎症 肺毛细血管床大量破坏等可使流经该部分肺泡的血液量减少 而通气相对良好 VA Q比可显著大于正常 患部肺泡血流少而通气多 肺泡通气不能充分被利用 称为死腔样通气 deadspacelikeventilation 生理 占潮气量30 病理 高达60 70 38 VA Q失调的血气变化 I型呼衰 PaO2 PaCO2正常 原因 O2和CO2解离曲线的差异O2和CO2弥散速度的差异 部分肺泡通气不足时血气的变化 病肺健肺全肺肺泡通气量VAVA QPaO2动脉血氧含量CaO2PaCO2动脉血CO2含量CaCO2 NN NN 部分肺泡血流不足时血气的变化 病肺健肺全肺肺泡血流量QVA QPaO2动脉血氧含量CaO2PaCO2动脉血CO2含量CaCO2 NN NN 41 3 解剖分流增加 生理情况下 肺内存在解剖分流 anatomicshunt 即一部分静脉血经支气管静脉和肺内动 静脉吻合支直接流入肺静脉 其分流量约占心输出量的2 3 这部分血液未经氧合即流入动脉血中 称之为真性分流 turevenousadmixture 支气管扩张 肺实变 肺不张时增加 42 呼衰时主要代谢与功能变化 酸碱平衡及电解质紊乱呼吸系统变化循环系统变化中枢神经系统变化肾功能变化胃肠变化 43 1 酸碱平衡及电解质紊乱 呼吸性酸中毒 型呼吸衰竭 CO2潴留 血清K 浓度升高血清氯浓度降低 45 1 酸碱平衡及电解质紊乱 代谢性酸中毒缺氧时 无氧代谢加强 乳酸等酸性代谢产物增多 呼吸性碱中毒 型呼衰的病人伴肺过度通气 血钾降低 血氯增高 代谢性碱中毒人工呼吸机过快排出大量二氧化碳 46 2 呼吸系统变化 低氧血症和高碳酸血症对呼吸中枢的影响PaO2 50mmHg直接兴奋呼吸中枢PaCO2 80mmHg直接抑制呼吸中枢 此时呼吸运动主要依靠PaO2对外周化学感受器的刺激得以维持 47 2 呼吸系统变化 II型呼吸衰竭的给氧原则 低浓度 30 低流量 1 2L min 持续给氧 使PaO2上升不超过50 60mmHg 48 3 循环系统变化 低氧血症和高碳酸血症对心血管系统的影响 轻 中度 心血管中枢兴奋 心率 心收缩力 外周血管收缩 全身血液重新分配 循环系统的代偿反应 重度 心血管中枢抑制 心率失常 心收缩力 外周血管扩张 肺血管收缩 血压 49 肺源性心脏病 肺的慢性器质性病变在引起呼吸衰竭的同时 可引起右心负荷增加 进而引起右心肥大和心力衰竭 肺源性心脏病的发生机制 肺动脉压升高缺氧 酸中毒 肺小血管收缩 肺A压升高 增加右心后负荷 3 循环系统变化 50 持久稳定的慢性肺动脉高压肺小血管长期收缩 缺氧 肺血管平滑肌细胞 成纤维细胞增生 胶原蛋白 弹性蛋白合成增多 持久稳定的慢性肺A高压代偿性红细胞增多症 血液粘度增高肺血管床的大量破坏 肺动脉高压缺氧 酸中毒降低心肌舒缩功能胸内压升高使心脏舒张受限 胸内压降低使心脏收缩负荷增加 3 循环系统变化 51 4 中枢神经系统变化 PaO2 60mmHg智力和视力轻度减退PaO2 40 50mmHg神经精神症状PaO2 20mmHg神经细胞不可逆损害PaCO2 80mmHg定向障碍 肌肉震颤 嗜睡 木僵 昏迷等 CO2麻醉 52 肺性脑病 pulmonaryencephalopathy 肺性脑病 由呼吸衰竭引起的脑功能障碍 发病机制 酸中毒和缺氧对脑血管的作用脑血管扩张脑细胞水肿 ATP生成 Na K 泵功能障碍脑间质水肿 血管内皮损伤 通透性增高酸中毒和缺氧对脑细胞的作用 氨基丁酸生成增多 中枢抑制脑内磷酯酶活性增强 溶酶体水解酶释放 神经细胞损伤 53 5 肾或胃肠功能变化 缺氧 酸中毒 交感神经兴奋 肾血管收缩 GFR 功能性急性肾功能衰竭 缺氧 酸中毒 交感神经兴奋 腹腔内脏血管收缩 胃肠黏膜缺血 糜烂 坏死 出血 溃疡形成 54 呼吸衰竭的防治原则 防治原发病吸氧以提高PaO2对 型呼吸衰竭 改善肺通气以降低PaCO2解除气道阻塞增强通气动力人工辅助通气补充营养改善内环境及重要脏器的功能 55 第三节 急性呼吸窘迫综合征与呼衰 急性呼吸窘迫综合征 acuterespiratorydistresssyndrome ARDS 是指在多种原发病过程中 因急性肺损伤 acutelunginjury ALI 引起的急性呼吸衰竭 以弥漫性肺泡 毛细血管膜损伤为主要病理特征 临床主要表现为进行性呼吸困难和顽固性低氧血症 56 急性肺损伤的发病原因 直接损伤肺泡 毛细血管膜化学性因素 吸入毒气 烟雾 胃内容物等物理性因素 微生物感染 肺部 全身性病理过程败血症 休克 大面积创伤和烧伤 面积大于40 医源性原因血液透析和体外循