《呼吸衰竭》课件.ppt
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1、呼呼吸吸衰衰竭竭首都医科大学附属首都医科大学附属-北京朝阳医院北京朝阳医院北京呼吸疾病研究所北京呼吸疾病研究所张洪玉教授张洪玉教授v呼吸衰竭呼吸衰竭(respiratoryfailure)系指由于各种原因引系指由于各种原因引起的起的肺通气肺通气和和(或或)换气功能换气功能的严重障碍,使机体不能进的严重障碍,使机体不能进行有效的气体交换行有效的气体交换,导致导致缺氧缺氧(伴或不伴伴或不伴)二氧化碳潴留二氧化碳潴留。从而产生一系列的病理生理改变和相应的临床表现的一从而产生一系列的病理生理改变和相应的临床表现的一种综合症。正常值为种综合症。正常值为:即在海平面大气压下,在静息状态即在海平面大气压下,
2、在静息状态呼吸室内空气并除外心内解剖分流,动脉血氧分压呼吸室内空气并除外心内解剖分流,动脉血氧分压PaO26.67kPa(50mmHg)时,作为呼吸衰竭的标准时,作为呼吸衰竭的标准。q但在使用血气分析结果来判断呼吸衰竭时,应注意但在使用血气分析结果来判断呼吸衰竭时,应注意PaO2值可随年龄的增长而下降,不同年龄可按值可随年龄的增长而下降,不同年龄可按PaO2=102-0.33年龄年龄)0.133kPa计算。计算。如如70岁:岁:79mmHg,80岁岁75.6mmHg,90岁岁72mmHg可视可视为正常。为正常。呼吸衰竭的分类呼吸衰竭的分类呼吸衰竭有多种分类方法,呼吸衰竭有多种分类方法,1.如按
3、病程可分为急如按病程可分为急性性(常指原无呼吸系统疾病,在数小时或数天内常指原无呼吸系统疾病,在数小时或数天内PaO2和和PaCO2达到了呼吸衰竭的水平达到了呼吸衰竭的水平)与慢性与慢性(常指在慢性常指在慢性呼吸病的基础上发生呼吸衰竭。如呼吸病的基础上发生呼吸衰竭。如COPD,肺间质病,肺间质病,其间常伴有病情急性发作,呼吸衰竭加重,根据病情其间常伴有病情急性发作,呼吸衰竭加重,根据病情临床上分为代偿性和失代偿性临床上分为代偿性和失代偿性);2.按病理可分为通气按病理可分为通气功能衰竭和换气功能衰竭功能衰竭和换气功能衰竭;3.按部位可分为中枢性和按部位可分为中枢性和周围性周围性;4.按血气改变
4、可分为按血气改变可分为型和型和型呼吸衰竭。由型呼吸衰竭。由于以动脉血气分析改变分类对临床诊断与治疗更实际于以动脉血气分析改变分类对临床诊断与治疗更实际更快捷故多被采用。即更快捷故多被采用。即PaO26.67kPa者为者为型呼衰。型呼衰。型呼衰多为急性呼衰,表现为换气功能障碍为主。型呼衰多为急性呼衰,表现为换气功能障碍为主。型呼衰多为慢性呼衰,表现为通气功能障碍为主。型呼衰多为慢性呼衰,表现为通气功能障碍为主。v近年来也有学者提出呼吸衰竭分类根据病近年来也有学者提出呼吸衰竭分类根据病因可分成因可分成:泵衰竭即由于呼吸驱动力不足泵衰竭即由于呼吸驱动力不足(呼吸呼吸运动中枢运动中枢)或呼吸运动受限或
5、呼吸运动受限(周围神经麻痹,呼周围神经麻痹,呼吸肌疲劳,胸廓畸形吸肌疲劳,胸廓畸形)引起呼吸衰竭称引起呼吸衰竭称泵衰竭泵衰竭;由于气道阻塞,肺组织病变和肺血管病变所致由于气道阻塞,肺组织病变和肺血管病变所致的呼吸衰竭称为的呼吸衰竭称为肺衰竭。肺衰竭。治疗上应针对病因处治疗上应针对病因处理。按照呼吸功能不全侧重程度又可将呼吸衰理。按照呼吸功能不全侧重程度又可将呼吸衰竭分成氧合衰竭和通气衰竭如肺间质病,肺炎竭分成氧合衰竭和通气衰竭如肺间质病,肺炎等。等。ARDS主要表现氧合衰竭,而慢性阻塞性主要表现氧合衰竭,而慢性阻塞性肺疾病则二者兼有之。肺疾病则二者兼有之。呼吸衰竭的病因呼吸衰竭的病因可从病理的
6、角度可分成通气功能障碍和换气功能障碍,病因如下可从病理的角度可分成通气功能障碍和换气功能障碍,病因如下。1.通气功能障碍2.换气功能障碍通气功能障碍通气功能障碍通气功能障碍通气功能障碍1.1.阻塞性通气功能障碍疾病阻塞性通气功能障碍疾病阻塞性通气功能障碍疾病阻塞性通气功能障碍疾病:伴有气流受限的慢性支气管伴有气流受限的慢性支气管伴有气流受限的慢性支气管伴有气流受限的慢性支气管炎,阻塞性肺气肿炎,阻塞性肺气肿炎,阻塞性肺气肿炎,阻塞性肺气肿(又称又称又称又称COPD)COPD),晚期支气管哮喘、阻,晚期支气管哮喘、阻,晚期支气管哮喘、阻,晚期支气管哮喘、阻塞性睡眠呼吸暂停,气管内异物,炎症性肉芽
7、肿,肿塞性睡眠呼吸暂停,气管内异物,炎症性肉芽肿,肿塞性睡眠呼吸暂停,气管内异物,炎症性肉芽肿,肿塞性睡眠呼吸暂停,气管内异物,炎症性肉芽肿,肿瘤及肿大的淋巴结压迫都可造成局限性气道狭窄和阻瘤及肿大的淋巴结压迫都可造成局限性气道狭窄和阻瘤及肿大的淋巴结压迫都可造成局限性气道狭窄和阻瘤及肿大的淋巴结压迫都可造成局限性气道狭窄和阻塞,引起呼吸衰竭。塞,引起呼吸衰竭。塞,引起呼吸衰竭。塞,引起呼吸衰竭。2.2.限制性通气障碍性疾病限制性通气障碍性疾病限制性通气障碍性疾病限制性通气障碍性疾病:胸廓膨胀受限胸廓膨胀受限胸廓膨胀受限胸廓膨胀受限:见于胸廓畸形,见于胸廓畸形,见于胸廓畸形,见于胸廓畸形,外伤
8、,脊柱侧弯或后凸,类风湿性关节炎中央型,广外伤,脊柱侧弯或后凸,类风湿性关节炎中央型,广外伤,脊柱侧弯或后凸,类风湿性关节炎中央型,广外伤,脊柱侧弯或后凸,类风湿性关节炎中央型,广泛的胸膜肥厚和粘连。泛的胸膜肥厚和粘连。泛的胸膜肥厚和粘连。泛的胸膜肥厚和粘连。横隔活动受限,腹部手术后,横隔活动受限,腹部手术后,横隔活动受限,腹部手术后,横隔活动受限,腹部手术后,大量腹水,腹膜炎和重度肥胖,腹腔巨大肿物等。大量腹水,腹膜炎和重度肥胖,腹腔巨大肿物等。大量腹水,腹膜炎和重度肥胖,腹腔巨大肿物等。大量腹水,腹膜炎和重度肥胖,腹腔巨大肿物等。肺膨胀不全肺膨胀不全肺膨胀不全肺膨胀不全:大量胸腔积液,气胸
9、,肺不张,肺实变等。大量胸腔积液,气胸,肺不张,肺实变等。大量胸腔积液,气胸,肺不张,肺实变等。大量胸腔积液,气胸,肺不张,肺实变等。中枢神经系统病变中枢神经系统病变中枢神经系统病变中枢神经系统病变:脑外伤,脑肿瘤,脑血管意外,脑外伤,脑肿瘤,脑血管意外,脑外伤,脑肿瘤,脑血管意外,脑外伤,脑肿瘤,脑血管意外,脑炎等。脑炎等。脑炎等。脑炎等。神经肌肉病变神经肌肉病变神经肌肉病变神经肌肉病变:脊髓灰质炎,多发性神经根脊髓灰质炎,多发性神经根脊髓灰质炎,多发性神经根脊髓灰质炎,多发性神经根炎,重症肌无力,进行性肌营养不良,系统硬化症,炎,重症肌无力,进行性肌营养不良,系统硬化症,炎,重症肌无力,进
10、行性肌营养不良,系统硬化症,炎,重症肌无力,进行性肌营养不良,系统硬化症,呼吸肌疲劳,肿瘤等。呼吸肌疲劳,肿瘤等。呼吸肌疲劳,肿瘤等。呼吸肌疲劳,肿瘤等。呼吸中枢受限制呼吸中枢受限制呼吸中枢受限制呼吸中枢受限制:吗啡,苯巴吗啡,苯巴吗啡,苯巴吗啡,苯巴比妥类,各种安眠药,有机磷农药中毒等。比妥类,各种安眠药,有机磷农药中毒等。比妥类,各种安眠药,有机磷农药中毒等。比妥类,各种安眠药,有机磷农药中毒等。换气功能障碍换气功能障碍:1.肺水肿肺水肿:心原性或非心原性肺水肿。心原性或非心原性肺水肿。2.慢慢性肺间质病,特发性肺间质纤维化,结节性肺间质病,特发性肺间质纤维化,结节病,尘肺,放射性肺炎,氧
11、中毒等。病,尘肺,放射性肺炎,氧中毒等。3.闭塞闭塞性肺血管病性肺血管病:肺栓塞及肺梗塞,肺血栓形成。肺栓塞及肺梗塞,肺血栓形成。4.急性呼吸窘迫综合症急性呼吸窘迫综合症(acuterespiratorydistresssydromeARDS)发病机理发病机理肺泡通气不足肺泡通气不足:肺泡正常的通气依赖于正常的气道,同肺泡正常的通气依赖于正常的气道,同时还必须具备正常的胸廓和肺的顺应性。当通气功能障碍时,时还必须具备正常的胸廓和肺的顺应性。当通气功能障碍时,导致肺泡通气不足。例如支气管粘膜水肿,分泌物增加可导致导致肺泡通气不足。例如支气管粘膜水肿,分泌物增加可导致支气管管腔狭窄,阻塞;当胸廓畸
12、形,胸膜有广泛肥厚粘连时,支气管管腔狭窄,阻塞;当胸廓畸形,胸膜有广泛肥厚粘连时,胸廓的扩张受限;当大量胸水,气胸,肺不张时,肺的膨胀受胸廓的扩张受限;当大量胸水,气胸,肺不张时,肺的膨胀受限。以上原因均可使肺泡通气不足,导致缺限。以上原因均可使肺泡通气不足,导致缺O2和和CO2潴留。从潴留。从PaCO2方程式可以看出它与肺泡通气的关系:方程式可以看出它与肺泡通气的关系:*VCO2为每分钟为每分钟CO2产生量,产生量,VA为每为每分钟肺泡通气量,分钟肺泡通气量,0.863为换算系数。为换算系数。若若VCO2是常数,是常数,VA与与PaCO2呈反比呈反比关系。即每分钟肺泡通气量越低,关系。即每分
13、钟肺泡通气量越低,PaCO2就越高。就越高。VAVEVD,VE为为每分钟通气量,每分钟通气量,VD为生理死腔,为生理死腔,VE的下降和的下降和VD的上升均可使肺泡通气量的上升均可使肺泡通气量下降,造成缺下降,造成缺O2及及CO2潴留。潴留。(二)(二)通气血流(通气血流(VQ)比例失调:)比例失调:有效的气体交换要求吸入气和肺血流分布均有效的气体交换要求吸入气和肺血流分布均匀,正常人通气为匀,正常人通气为4升分;肺血流量为升分;肺血流量为5升分,升分,其比例为其比例为0.8,此为最合适的比例。进入肺泡的,此为最合适的比例。进入肺泡的气体可以和肺泡血流充分进行气体交换。气体可以和肺泡血流充分进行
14、气体交换。VQ0.8表明病变部位通气正常而缺少血流,称为表明病变部位通气正常而缺少血流,称为“死腔通气死腔通气”。造成缺。造成缺O2,如肺栓塞和休克时。,如肺栓塞和休克时。VQ0.8表明血流正常,而通气不足,指使肺表明血流正常,而通气不足,指使肺动脉血未能充分氧合就进入了静脉,形成动脉血未能充分氧合就进入了静脉,形成“分流分流效应效应”,如肺不张,肺水肿。,如肺不张,肺水肿。肺内分流增加:肺内分流增加:正常情况下肺内右至左仅正常情况下肺内右至左仅占占5%,称为生理分流。但在严重的慢性支气管,称为生理分流。但在严重的慢性支气管肺疾病时,肺泡及毛细血管破坏,气道的阻肺疾病时,肺泡及毛细血管破坏,气
15、道的阻塞,使肺血分流量明显增加,成为病理性分流,塞,使肺血分流量明显增加,成为病理性分流,由于肺血流没有与氧交换,故可造成严重的低由于肺血流没有与氧交换,故可造成严重的低氧血症,即使吸入高浓度氧气,也难以纠正,氧血症,即使吸入高浓度氧气,也难以纠正,为肺内分流的临床特征。为肺内分流的临床特征。(四(四)弥散功能障碍)弥散功能障碍:肺泡和毛细血管之肺泡和毛细血管之间的气体交换是一种物理弥散过程,通常肺间的气体交换是一种物理弥散过程,通常肺泡泡毛细血管膜(呼吸膜)分六层:即肺泡毛细血管膜(呼吸膜)分六层:即肺泡表面活性物质,肺泡上皮细胞,肺泡基底膜,表面活性物质,肺泡上皮细胞,肺泡基底膜,肺间质,
16、毛细血管基底膜和毛细血管内皮细肺间质,毛细血管基底膜和毛细血管内皮细胞。呼吸膜平均厚度胞。呼吸膜平均厚度0.7m,气体的弥散效果,气体的弥散效果取决于以下几个因素:取决于以下几个因素:1.呼吸膜面积(呼吸膜面积(A)2.呼吸膜厚度(呼吸膜厚度(T)3.气体的弥散系数(气体的弥散系数(d)肺泡与毛细血管内气体的分压差(肺泡与毛细血管内气体的分压差(P1P2),用公式表),用公式表示即:示即:在在COPD患者中,由于大量肺泡受损,呼吸面积减患者中,由于大量肺泡受损,呼吸面积减少;肺水肿,肺间质纤维化时,呼吸膜厚度增加,上少;肺水肿,肺间质纤维化时,呼吸膜厚度增加,上述因素均可使述因素均可使D下降。
17、由于下降。由于CO2的弥散系数为氧的的弥散系数为氧的20倍,倍,故一般不出现弥散障碍。故一般不出现弥散障碍。(五)呼吸肌疲劳:(五)呼吸肌疲劳:呼吸肌是呼吸运呼吸肌是呼吸运动的动力泵,呼吸肌疲劳在呼吸衰竭动的动力泵,呼吸肌疲劳在呼吸衰竭发病中起一定作用。引起呼吸肌疲劳发病中起一定作用。引起呼吸肌疲劳的原因很多,例如呼吸中枢动力不足,的原因很多,例如呼吸中枢动力不足,神经,肌肉病变,呼吸负荷增加,能神经,肌肉病变,呼吸负荷增加,能量供应不足等。量供应不足等。病理生理病理生理呼吸衰竭的病理生理,主要表呼吸衰竭的病理生理,主要表现为缺现为缺O2和和CO2潴留,酸中毒对于潴留,酸中毒对于机体的危害。机
18、体的危害。缺缺O2:缺:缺O2对机体的影响取决于缺对机体的影响取决于缺O2的程度,速度与持续时间。的程度,速度与持续时间。1、对中枢神经系统的影响:、对中枢神经系统的影响:大脑皮层对缺大脑皮层对缺O2最敏感,脑耗最敏感,脑耗O2量为量为3ml100g分。突然中断供分。突然中断供O2二十秒钟即可出现抽搐昏迷。如果逐二十秒钟即可出现抽搐昏迷。如果逐渐缺渐缺O2,症状出现比较缓慢。首先表现注意力不集中,症状出现比较缓慢。首先表现注意力不集中,定向力减退,严重时出现谵妄,昏迷。缺定向力减退,严重时出现谵妄,昏迷。缺O2可使脑血管可使脑血管扩张,血管通透性增加,脑血管阻力下降,颅内压上升。扩张,血管通透
19、性增加,脑血管阻力下降,颅内压上升。而颅内压升高又压迫脑血管,脑血流进一步减少,从而而颅内压升高又压迫脑血管,脑血流进一步减少,从而形成恶性循环,此外还与钠泵功能失调及细胞内酸中毒,形成恶性循环,此外还与钠泵功能失调及细胞内酸中毒,酶的功能丧失等有关。酶的功能丧失等有关。2、对呼吸系统的影响:、对呼吸系统的影响:机体对缺机体对缺O2的反应比的反应比CO2为低,当吸氧浓度为低,当吸氧浓度至至16%,PaO28kPa时,通气开始增加,时,通气开始增加,通气量增加是通过颈动脉体和主动脉体化通气量增加是通过颈动脉体和主动脉体化学感受器的刺激起作用的。如果给予高浓学感受器的刺激起作用的。如果给予高浓度(
20、度(50%)的氧浓度吸入,缺)的氧浓度吸入,缺O2的刺激的刺激解除,反而可导致呼吸抑制。解除,反而可导致呼吸抑制。3、对循环系统的影响:、对循环系统的影响:早期与轻度的缺早期与轻度的缺O2使交感神经兴奋性使交感神经兴奋性增加,心率增快,心肌收缩力增强,心输增加,心率增快,心肌收缩力增强,心输出量增加,血压上升。严重的缺出量增加,血压上升。严重的缺O2,心肌,心肌受抑制,心律失常,心率减慢,心肌收缩受抑制,心律失常,心率减慢,心肌收缩力减弱,心输出量下降,缺力减弱,心输出量下降,缺O2可使肺血管可使肺血管收缩,肺循环阻力增高,形成肺动脉高压,收缩,肺循环阻力增高,形成肺动脉高压,使右心后负荷加重
21、。久而久之,右室肥厚,使右心后负荷加重。久而久之,右室肥厚,形成慢性肺原性心脏病。形成慢性肺原性心脏病。4、对血液系统的影响:对血液系统的影响:慢性缺慢性缺O2,引起继发性红细胞增多,引起继发性红细胞增多,使血容量和血液粘稠度增加加重心脏负荷。使血容量和血液粘稠度增加加重心脏负荷。由于缺由于缺O2和细胞毒素的作用,引起毛细血和细胞毒素的作用,引起毛细血管内皮损伤,容易诱发管内皮损伤,容易诱发DIC。5、其它:、其它:缺缺O2可使消化机能减退,表现为腹胀气,可使消化机能减退,表现为腹胀气,恶心,消化道应激性溃疡,出血。肝脏中心小恶心,消化道应激性溃疡,出血。肝脏中心小叶坏死,酶和胆红素增高。可使
22、肾血管收缩,叶坏死,酶和胆红素增高。可使肾血管收缩,肾血流量减少,肾小球滤过率下降并影响细胞肾血流量减少,肾小球滤过率下降并影响细胞代谢生物氧化过程及造成酸碱失衡。代谢生物氧化过程及造成酸碱失衡。CO2潴留:潴留:1、对中枢神经系统的影响:对中枢神经系统的影响:可使脑血管扩张,脑血流量增加,可使脑血管扩张,脑血流量增加,PaCO2增加增加1.33kPa,脑血流量增加,脑血流量增加50%,血流,血流量增加,可使颅内压升高。早期可表现头痛,量增加,可使颅内压升高。早期可表现头痛,精神兴奋,当精神兴奋,当PaCO210.7kPa时,病人可由时,病人可由嗜睡转入昏迷,称为嗜睡转入昏迷,称为CO2麻醉。
23、麻醉。2、对呼吸系统的影响、对呼吸系统的影响:CO2是强有力的呼吸兴奋剂,在吸入是强有力的呼吸兴奋剂,在吸入CO2的浓度的浓度10%范围内,通气量随吸入气的范围内,通气量随吸入气的CO2浓度增加而增加。浓度增加而增加。如吸入如吸入5%CO2,可使通气量增加,可使通气量增加34倍。但吸入倍。但吸入CO2浓度浓度12%时,由于呼吸中枢受抑制,肺泡通气量下时,由于呼吸中枢受抑制,肺泡通气量下降。在降。在型慢性呼衰时,当型慢性呼衰时,当PaCO210.7kPaCO2失去失去了兴奋呼吸中枢的作用,此时呼吸靠缺了兴奋呼吸中枢的作用,此时呼吸靠缺O2的刺激来维的刺激来维持,如果采用高浓度氧疗时,解除缺持,如
24、果采用高浓度氧疗时,解除缺O2的刺激,就使的刺激,就使得通气量下降,得通气量下降,CO2潴留加重,导致肺性脑病。潴留加重,导致肺性脑病。3、对心血管系统的影响:、对心血管系统的影响:轻度的轻度的CO2潴留。刺激交感神经,儿茶酚潴留。刺激交感神经,儿茶酚胺释放增加,心率加快,腹腔内脏血管收缩,胺释放增加,心率加快,腹腔内脏血管收缩,回心血量增加,心排出量增加,血压升高。随回心血量增加,心排出量增加,血压升高。随CO2潴留增加,心率,心输出量和血压逐渐下降,潴留增加,心率,心输出量和血压逐渐下降,皮肤血管扩张。表现为颜面潮红,多汗。皮肤血管扩张。表现为颜面潮红,多汗。4、对酸碱平衡及电解质的影响:
25、、对酸碱平衡及电解质的影响:CO2潴留使潴留使PaCO2升高,造成呼吸性酸升高,造成呼吸性酸中毒。中毒。PaCO2和碳酸氢根(和碳酸氢根(HCO3)成一定)成一定比例。故血液比例。故血液PH可保持在可保持在7.357.45之间,之间,这三者的关系用亨这三者的关系用亨海方程式(海方程式(Henderson-Hanalbach)表示。)表示。v当当CO2潴留时,潴留时,PaCO2上升时,如机体能及时代偿上升时,如机体能及时代偿(通过缓冲系统,离子交换,肾功能调节),使(通过缓冲系统,离子交换,肾功能调节),使HCO3增加,增加,PH保持正常成为代偿性呼吸性酸中毒,保持正常成为代偿性呼吸性酸中毒,否
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