一起呼吸鸭:呼吸衰竭

呼吸衰竭是指呼吸系统不能保持足够的气体交换来满足新陈代谢的需要,即氧化和/或二氧化碳的排出。传统定义为动脉血氧分压(PaO2)<8.0kPa(60mmHg),或动脉血氧分压(PaCO2)>6.0kPa(45 MmHg)或两者兼而有之。
呼吸衰竭通常被归类为
1、急性低氧血症,或I型。低氧,二氧化碳正常/低。最常见的V:Q匹配不良(肺区通气不良,但仍保持灌注)--例如肺炎,肺水肿或急性呼吸窘迫综合征,或肺栓塞(使血流重新分配);
2、通气性,或II型。继发于通气泵故障继发于呼吸泵故障(例如,中枢神经系统抑制,呼吸肌无力),特征是低通气伴高碳酸血症;
3、术后(III型呼吸衰竭)在很大程度上是I型衰竭的一个版本,继发于肺不张和功能性剩余容量减少;
4、IV型呼吸衰竭,继发于低灌注或休克。流向肺的血液不足以供氧或清除二氧化碳。
低氧性(I型)呼吸衰竭
急性低氧性(I型)呼吸衰竭源于以下四种病理生理机制中的一种或多种:
第一个也是最常见的机制是由于通气/灌注不匹配,如上所述。这发生在肺泡单位与其灌注相关的通气不良时(低Va/Q单位)。随着Va/Q分布不均程度的增加,低氧血症恶化,因为更大比例的心输出量(CO)仍然是低氧的。
第二种机制是弥散损伤,原因是肺泡毛细血管膜厚度增加,毛细血管通过时间缩短(例如,非常剧烈的运动或高动力状态,血液通过肺泡毛细血管的速度太快,无法摄取更多的氧气),以及肺毛细血管血容量减少。这在临床实践中很少发生。
第三种机制是(局部)肺泡通气不足,即“用二氧化碳填充肺泡,减少供氧的空间”(见上文)。
第四种机制是真正的分流,即去氧混合静脉血绕过通气的肺泡,导致“静脉混合”。其中一部分来自支气管血液流入肺静脉(见上文)。这会加重低氧血症,但实际上不是“呼吸衰竭”的一部分。这可能是您需要知道的全部内容,但如果您想了解更多:
心输出量(Qt)包括通过肺毛细血管的血流量(Qc)和旁路肺的血流量(Qs)。因此,qt=qc+qs。心输出量的含氧量是Qt x CaO2,其中CaO2是动脉含氧量。这由分流血的含氧量(Qs x CvO2,其中CvO2是静脉含氧量)和毛细血管血的含氧量(Qc x CcO2,其中CcO2是肺毛细血管含氧量)组成。稍微学点数学(试试吧!)。可以计算出分流分数(Qs/Qt)、=(CcO2-CaO2)/(CcO2-CvO2)或Qs/Qt=(1-SaO2)/(1-SvO2)。在实践中很难区分真正的分流和Va/Q不匹配。然而,有一种方法可以找出答案!Va/Q分布不良导致低氧血症,因为肺泡氧张力分布不均匀。然而,当呼吸FiO2 = 1时,肺泡O2张力变得均匀。在FiO2 = 1时,Va/Q散布对肺泡动脉O2梯度的影响可忽略不计,因此可以区分两个过程。
低混合静脉血氧饱和度(SvO2)也可能导致动脉缺氧。这表示通过组织后血液中剩余的氧气量,通常表示氧气输送和消耗之间的平衡。正常情况下,动脉血中只有20-30%的氧被组织提取(氧提取率,O2ER),其余的返回静脉循环,其饱和度可以从中心静脉导管的样本中估计(中心静脉氧饱和度,ScvO2),或使用肺动脉导管准确地估计在肺动脉中的氧饱和度(混合静脉氧饱和度,SvO2)。SvO2值在70-80%之间代表了O2供需之间的最佳平衡。如果氧输送下降(动脉血氧含量或心输出量下降)或代谢需求(氧耗量,VO2)增加,则数值降低。这种下降使分流或低V/Q比值对PaO2的影响恶化。因此,通过输血增加动脉血氧含量(以达到红细胞压积 > 30%)和优化心输出量(使用液体和/或正性肌力药物)有时可以帮助动脉血氧饱和度!(框1,更多详细信息见下文)。

框1:心脏耗氧量、氧摄取率与混合静脉饱和度的关系

VO2的Fick方程有助于解释SvO2:

式中CO是心输出量(升/分钟),VO2是身体耗氧量/分钟。这意味着,对于给定的动脉饱和度,增加VO2/CO比率(增加VO2或减少CO)将导致SvO2降低。

从以下公式可以看出O2ER和SvO2之间的关系:

因此,全体和区域的SvO2可以代表O2ER。

I型呼吸衰竭的缺氧通常与动脉二氧化碳分压的降低有关,这是由于HVR引起的通气增加(上图)。如果随后出现呼吸肌疲劳或中枢神经系统损伤,每分钟通气量下降,二氧化碳分压会升高。
高碳酸血症(II型)呼吸衰竭
在正常情况下,CO2生成(V CO2)驱动每分钟通气量增加,这意味着动脉PCO2(PaCO2)维持在非常严格的范围内(36-44 mmHg,4.8-5.9 kpa)(呼吸控制)。但是,如果患者的肺泡通气量相对于VCO2减少,PaCO2将升高。简单地说,这可能是由于较少的呼吸和/或(特别是)较小的呼吸导致的,此时每次呼吸中仅有较大比例用于气道通气,而不是肺泡通气(VD/VT升高)。
导致高碳酸血症的(呼吸泵)故障主要有以下原因:
1、呼吸驱动的中枢性抑制(例如脑干病变、阿片类药物、Pickwickian综合征即肺—脑综合征);
2、死腔无补偿增加。这些可以是解剖学的(例如,气管导管、热湿交换器等设备,或者由于通气灌注不匹配而导致的高V/Q:在这里,大部分的通气进入灌注不良的肺泡,肺泡的二氧化碳输送有限,起到死腔的作用;
3、神经肌肉疾病(例如,脊髓损伤时运动传导到呼吸肌的失败,或格林巴利综合征等周围神经疾病)或肌肉萎缩(例如营养不良、癌症恶病质或重症监护获得性虚弱)导致呼吸肌力量下降;
4、呼吸肌疲劳。PI是由每次呼吸的吸气肌形成的平均潮气量吸气压,而Pmax是可能的最大吸气压-呼吸机神经肌肉能力的一个指数。呼吸功随着整体通气量(VE)的增加而增加,或者由于弹性负荷(肺部僵硬,肺水肿)或阻力负荷(例如气道阻塞,例如哮喘)增加而导致PI升高。请注意,平躺、腹部较大(脂肪、腹水等)也会因膈肌受损而大大增加通气负荷。
如果FRC升高,通气功也会升高。这最常见的原因是气道阻塞,此时需要更长时间才能充分呼气。如果呼气相(tE)不足,则FRC随着连续呼吸而升高(所谓的“动态肺过度充气”),并在呼气末保持正压(内源性PEEP、iPEEP)。这增加了通气功,潮气呼吸发生在呼吸顺应性曲线的较平坦部分的事实也是如此:吸气肌被迫在其力/长度关系的低效部分工作。此外,扁平的膈膜发现很难将张力转换为压力。
如果通气做功过高,呼吸肌就会疲劳,CO2清除率会下降,动脉CO2会上升。
严重的高碳酸血症会导致低氧血症(肺泡中的氧气被较高的二氧化碳水平“稀释”)。
在没有基础肺部疾病的情况下,低氧血症伴低通气的特征是肺泡和动脉血氧分压的正常梯度(P(A-a)O2梯度)。相反,其中其他三种机制均起作用的疾病的特征是肺泡/动脉梯度变宽,导致严重的低氧血症。
如果f在总通气量(VE)不变的情况下减小,则VT必须增加才能使VE保持不变。因此,通气死腔与总潮气量的比率(Vd/VT)下降,从而增加了VA,降低了PaCO2。

PaCO2与肺泡通气量(Va)的关系为:

式中,k为数学常数('模糊因子’),Ve为每分钟通气量和Vd死腔通气量,VT为潮气量和f呼吸频率。因此,在恒定的VCO2和Vd下,VA取决于VT或f。这意味着高碳酸血症可能由以下四种可能的情况引起:

1总通气量不变伴f降低,

2总通气量不变,f增加,

3总通气量降低伴f降低,或

4 VT降低

在总通气量(VE)不变的情况下,如果f增加,VT必然降低:Vd/VT比值升高,Va减小,PaCO2升高。
氧合和通气指标
您可能听到的最常见的指数是:肺泡到动脉(P(A-a))的O2梯度是肺泡PaO2(使用肺泡气体方程计算,PAO2=PIO2-(PaCO2/R))和PaO2之间的差值。呼吸室内空气的患者的正常A-a梯度约为2.5+(0.21x年龄),但受FiO2的影响。
P(A-a)O2梯度除以PaO2计算出的呼吸指数受FiO2的影响较小。当FiO2为0.21时,它通常在0.74-0.77之间变化;当FiO2为1时,它通常在0.80-0.82之间变化。
PaO2/FiO2比值易于计算,可以很好地估计分流分数。根据最近的定义(柏林对急性呼吸窘迫综合征的定义,2012年),PaO2/FiO2<300mmHg(40kPa)是用于定义急性呼吸窘迫综合征的标准。PaO2/FiO2比值越低,分流部分越大,这意味着流经肺实质的更大比例的血液不与通气(和充氧)的肺泡接触。例如,PaO2/FiO2比率<300-201 mmHg(40-26.8kPa)约相当于分流分数20%,PaO2/FiO2比率200-101 mmHg(26.6-13.5kPa)约相当于分流分数30%,而PaO2/FiO2比率<100mmHg(<13kPa)对应于分流分数>40%。
氧合指数(OI)考虑了平均气道压力,计算公式为:
死腔通气
死腔是不参与气体交换的分钟通气部分。其计算是基于呼气末CO2(PECO2)与PaCO2的差值,采用Bohr方程;Vd/Vt =(PaCO2—PECO2)/PaCO2。
在正常情况下,Vd/Vt为0.2-0.4。
(0)

相关推荐

  • 急性呼吸衰竭应该做哪些检查?

    向您详细介急性呼吸衰竭应该做哪些检查,常用的急性呼吸衰竭检查项目有哪些,急性呼吸衰竭应该如何鉴别诊断? 急性呼吸衰竭的诊断: 一.辅助检查 (1)为明确临床诊断:首先要明确呼吸衰竭诊断,动脉血气检查是 ...

  • 急性呼吸衰竭时经鼻高流量氧疗的应用(上)

    翻译:阮志强 苏俊  编辑:未亚平 摘要: 在ICU中,经鼻高流量(NHF)越来越被广泛使用于治疗急性呼吸衰竭患者,针对这一变化发表了诸多重要文献.在本综述中,一个国际专家小组评估了NHF在不同领域急 ...

  • 低氧和缺氧

    肺通气和肺换气共同影响了动脉血氧分压,如果氧分压低于正常值(估算公式:100-年龄/4)就被称为低氧血症(Hypoxemia),简称低氧.动脉氧分压会影响动脉血氧饱和度(氧解离曲线)和动脉血里氧的溶解 ...

  • 国家卫生健康委「新型冠状病毒肺炎」重型及危重型诊疗方案(试行第一版)

    2019 年 12 月以来,我国陆续出现新型冠状病毒感染引起的以肺部病变为主的新型传染病 (COVID-19).临床主要表现为发热.干咳.乏力.气促等.部分患者肺部病变进行性加重,进展迅速.为规范重型 ...

  • 医学笔记|低氧血症和高碳酸血症

    一.肺气体交换 肺气体交换涉及两个方面:通气和换气,因而可将呼吸衰竭从这两个方面分为泵衰竭和肺衰竭.泵衰竭指的是胸廓.呼吸肌.调节呼吸肌收缩的神经系统功能障碍从而引起通气不足,例如胸腔积液.脊髓灰质炎 ...

  • 不同肠内营养输注方式对慢阻肺急性发作期无创通气患者氧疗效果的影响

    钟孟秋,张克标,古满平 重庆医科大学附属第一医院 目的:比较三种不同肠内营养输注方式对慢性阻塞性肺疾病急性发作期(AECOPD)无创通气患者氧疗效果产生的影响. 方法:采用前瞻对照研究方法,将96例A ...

  • 一起呼吸鸭:解剖生理学

    解剖学和生理学 呼吸系统的结构和功能 通气 死腔 通气/灌注匹配 呼吸控制 我们为以下人员提供通气支持: 1.缓解呼吸困难 2.减少呼吸功 3.改善氧合 4.提高二氧化碳清除率 5.提供上述功能的某种 ...

  • 一起呼吸鸭:动脉血气分析,血氧测定和二氧化碳波形

    酸碱平衡和缓冲 体液的pH反映了氢离子浓度([H+]):pH值为0.1,则[H+]变化10倍.动脉的pH值通常通过包括血红蛋白和白蛋白在内的缓冲液的作用而保持在一个狭窄的范围内.磷酸盐(H2PO4-/ ...

  • 一起呼吸鸭:补充氧疗

    当氧气输送量低于需求量时,应提供补充氧气,以便维持氧气输送量在与生存率相称的水平,理想情况下,器官功能不受损害.这可能需要干预以维持血红蛋白和一氧化碳,以及使用维持动脉血氧饱和度的技术.其中最简单的就 ...

  • 一起呼吸鸭:湿化

    当病人通过鼻子呼吸时,吸入的空气被加热到体温,并在进入气管之前被水蒸气饱和.医疗气体的水分含量非常低,通过气管插管或气管切开术输送,冷却并干燥下气道.粘液变稠("堵塞"气道).气道 ...

  • 一起呼吸鸭:持续气道正压通气(CPAP)

    持续气道正压通气包括在自主呼吸患者的整个呼吸周期中应用恒定的气道正压.肺泡就像派对气球:当它们小的时候,需要很大的力气才能把它们吹起来,而且(特别是当它们小的时候)有塌陷和空的倾向.如果发生这种情况, ...

  • 一起呼吸鸭:评估是否需要通气支持

    机械通气有三个主要适应症: 1.支持氧合(通过改善输送和/或通过呼吸功减少消耗) 2.支持二氧化碳清除,以及 3.减少呼吸功-辅助或让呼吸肌得到"休息". 此外,在管理躁动患者(例 ...

  • 一起呼吸鸭:无创通气(NIV)

    虽然CPAP是一种非侵入性的"通气"支持,但人们在谈论非侵入性通气或"NIV"时通常指的是"某种形式的正压支持".当呼吸功超过患者的执行能力 ...

  • 一起呼吸鸭:人工气道和环甲膜切开术

    强制机械通气难以无创输送.因此,需要安全的气道.这可能是经口气管气道-通俗地称为气管插管(目前很少使用鼻气管插管)或气管造口术. 气管内插管 气管插管提供了固定患者气道的方法(即确保进入气管进行通气, ...

  • 一起呼吸鸭:气管造口术

    气管切开术是插入第一和第四气管环之间的人工气道(☞图11).在ICU,气管切开术最常见的适应症是需要长时间的机械通气. 气管切开术的优点: 1.更大的患者舒适度(和更少的镇静,促进积极参与脱机和康复) ...