1、第二节 慢性呼吸衰竭病因慢性呼吸衰竭常为支气管-肺疾患所引起，如慢性阻塞性肺病、重症肺结核、肺间质性纤维化、尘肺等。胸廓病变和胸部手术、外伤、广泛胸膜增厚、胸廓畸形亦可导致慢性呼吸衰竭。发病机制和病理生理一、缺 O2 和 CO2 潴留的发生机制（一）通气不足 在静息呼吸空气时，总肺泡通气量约为 4L/min，才能维持正常的肺泡氧和二氧化碳分压。肺泡通气量减少，肺泡氧分压下降，二氧化碳分压上升。呼吸空气条件下（吸入氧浓度为 20.93%,二氧化碳接近零），肺泡氧和二氧化碳分压与肺泡通气量的关系见图 2-6-1。图 2-6-1 肺泡氧和二氧化碳分压与肺泡通气量的关系（二）通气血流比例失调 肺泡的通
2、气与灌注周围毛细血管血流的比例必须协调，才能保证有效的气体交换。正常每分钟肺泡通气量（VA）4L，肺毛细血管血流量（Q）5L ，两者之比为 0.8。如肺泡通气量在比率上大于血流量（0.8）。则形成生理死腔增加，即为无效腔效应；肺泡通气量在比率上小于血流量（0.8）,使肺动脉的混合静脉血未经充分氧合进入肺静脉 ，则形成 动静脉样分流（图 2-6-2）。通气血流比例失调，产生缺 O2，而无 CO2 潴留。此因混合静脉血与动脉血的氧分压差要比 CO2 分压差大得多，前者为 7.98kPa，而后者仅 0.79kPa，相差 10 倍。故可藉健全的肺泡过度通气，排出较多的CO2，以代偿通气不足肺泡潴留的
3、CO2，甚至可排出更多的 CO2，发生呼吸性碱中毒。由于血红蛋白氧离解曲线的特性，正常肺泡毛细血管血氧饱和度已处于平坦段，即使增加通气量，吸空气时，肺泡氧分压虽有所增加，但血氧饱和度上升甚少，因此藉健全的通气过度的肺泡不能代偿通气不足的肺泡所致的摄氧不足，因而发生缺 O2。通气血流 正常 血流通气（死腔效应）（有效换气）（静动脉分流效应）图 2-6-2 通气血流比例对气体交换的影响（三）肺动-静脉样分流 由于肺部病变如肺泡萎陷、肺不张、肺水肿和肺炎实变均可引起肺动脉样分流增加，使静脉血没有接触肺泡气进行气体交换的机会。因此，提高吸氧浓度并不能提高动脉血氧分压。分流量越大，吸氧后提高动脉血的氧分
4、压效果越差，如分流量超过 30%以上，吸氧对氧分压的影响有限。（四）弥散障碍 氧弥散能力仅为二氧化碳的 120，故在弥散障碍时，产生单纯缺氧。（五）氧耗量 氧耗量增加是加重缺 O2 的原因之一，发热、寒战、呼吸困难和抽搐均将增加氧耗量。寒战耗氧量可达 500ml/min，严重哮喘，随着呼吸功的增加，氧耗量可为正常的十几倍。氧耗量增加，肺泡氧分压下降，正常人藉助增加通气量以防止缺氧。图 2-6-3 表示呼吸空气时，氧耗量的变化对肺泡氧分压和肺泡通气量关系的影响。图中各条曲线与虚线相交之点为不同氧耗量时，维持正常肺泡氧分压所需的肺泡通气量，随着氧耗量的增加，亦相应明显增加，每分钟氧耗量分别为 20
5、0ml、400ml、800ml 时，肺泡通气量分别达 3L、6L、12l 。从图中每条曲线前段陡直，后段平坦的特点亦能看出，氧耗量增加的通气功能障碍的患者，肺泡氧分压不能提高，缺氧亦难缓解。图 2-6-3 不同氧耗量时肺泡通气量与肺泡氧分压的关系（曲线旁数字表示氧耗量 ml/min）二、缺 O2、CO2 潴留对机体的影响（一）对中枢神经的影响 脑组织耗氧量约占全身耗量的 1/51/4 。中枢皮质神经原细胞对缺氧最为敏感，缺 O2 的程度和发生的急缓对中枢神经产次价高生不同的影响。如突然中断供 O2，改吸纯氮 20 秒钟可出现深昏迷和全身抽搐。逐渐降低吸 O2 的浓度，症状出现缓慢，轻度缺 O2
6、 可引起注意力不集中、智力减退、定向障碍；随缺 O2 加重，动脉血氧分压(PaO2) 低于 6.66kPa 可致烦躁不安、神志恍惚、谵妄；低于 3.99kPa 时，会使神志丧失，乃至昏迷；低于 2.66kPa 则会发生不可逆转的脑细胞损伤。CO2 潴留使脑脊液氢离子浓度增加，影响脑细胞代谢，降低脑细胞兴奋性，抑制皮质活动；随着 CO2 的增加，对皮质下层刺激加强，引起皮质兴奋；若 CO2 继续升高，皮质下层受抑制，使中枢神经处于麻醉状态。在出现麻醉前的患者，往往有失眠、精神兴奋、烦躁不安的先兆兴奋症状。缺 O2 和 CO2 潴留均会使脑血管扩张，血流阻力减小，血流量增加以代偿之。严重缺 O2
7、会发生脑细胞内水肿，血管通透性增加，引起脑间质水肿，导致颅内压增高，挤压脑组织，压迫血管，进而加重脑组织缺 O2，形成恶性循环。（二）对心脏、循环的影响 缺 O2 可刺激心脏，使心率加快和心搏量增加，血压上升。冠状动脉血流量在缺 O2 时明显增加，心脏的血流量远超过脑和其他脏器。心肌对缺 O2 十分敏感，早期轻度缺 O2即在心电图上显示出现，急性严重缺 O2 可导致心室颤动或心脏骤停。缺 O2 和 CO2 潴留均能引起肺动脉小血管收缩而增加肺循环阻力，导致肺动脉高压和增加右心负担。吸入气中 CO2 浓度增加，可使心率加快，心搏量增加，使脑、冠状血管舒张，皮下浅表毛细血管和静脉扩张，而使脾和肌肉
8、的血管收缩，再加心搏量增加，故血压仍升高。（三）对呼吸影响 缺 O2 对呼吸的影响远较 CO2 潴留的影响为小。缺 O2 主要通过颈动脉窦和主动脉体化学感受器的反射作用刺激通气，如缺 O2 程度缓慢加重，这种反射迟钝。CO2 是强有力的呼吸中枢兴奋剂，吸入 CO2 浓度增加，通气量成倍增加，急性 CO2 潴留出现深大快速的呼吸；但当吸入超过 12CO2 浓度时，通气量不再增加，呼吸中枢处于被抑制状态。而慢性高碳酸血症，并无通气量相应增加，反而有所下降，这与呼吸中枢反应性迟钝、通过肾脏对碳酸氢盐再吸收和H排出，使血 pH 值无明显下降，还与患者气阻力增加、肺组织损害严重，胸廓运动的通气功能减退有
9、关。（四）对肝、肾和造血系统的影响 缺 O2 可直接或间接损害肝使谷丙转氨酶上升，但随着缺 O2的纠正，肝功能逐渐恢复正常。动脉血氧降低时，肾血流量、肾小球滤过量、尿排出量和钠的排出量均有增加；但当 PaO25.3kPa时，肾血流量减少，肾功能受到抑制。组织低氧分压可增加红细胞生成素促使红细胞增生。肾脏和肝脏产生一种酶，将血液中非活性红细胞生成素的前身物质激活成生成素，刺激骨髓引起继发性红细胞增多。有利于增加血液携氧量，但亦增加血液粘稠度，加重肺循环和右心负担。轻度 CO2 潴留会扩张肾血管，增加肾血流量，尿量增加；当 PaCO2 超过 8.64kPa，血 pH 明显下降，则肾血管痉挛，血流减
10、少，HCO3和 Na再吸收增加，尿量减少。（五）对酸碱平衡和电解质的影响 严重缺 O2 可抑制细胞能量代射的中间过程，如三羧酸循环、氧化磷酸化作用和有关酶的活动。这不但降低产生能量效率，还因产生乳酸和无机磷引起代谢性酸中毒。由于能量不足，体内离子转运的钠泵遭损害，使细胞内钾离子转移至血液，而 Na和 H进入细胞内，造成细胞内酸中毒和高钾血症。代谢性酸中毒产生的固定酸与缓冲系统中碳酸氢盐起作用，产生碳酸，使组织二氧化碳分压增高。PH 值取决于碳酸氢盐与碳酸的比值，前者靠肾脏调节（13 天），而碳酸调节靠肺（数小时）。健康人每天由肺排出碳酸达 15000mmol 之多，故急性呼衰 CO2 潴留对
11、pH 影响十分迅速，往往与代谢性酸中毒同时存在时，因严重酸中毒引起血压下降，心律失常，乃至心脏停搏。而慢性呼衰因 CO2 潴留发展缓慢，肾减少碳酸氢排出，不致使 pH 明显降低。因血中主要阴离子 HCO3和 CI之和为一常数，当 HCO3增加，则 CI相应降低，产生低氯血症。临床表现除引起慢性呼吸衰竭的原发症状外，主要是缺 O2 和 CO2 潴留所致的多脏器功能紊乱的表现。一、呼吸困难表现在频率、节律和幅度的改变。如中枢性呼衰呈潮式、间歇或抽泣样呼吸；慢阻肺是由慢而较深的呼吸转为浅快呼吸，辅助呼吸肌活动加强，呈点头或提肩呼吸。中枢神经药物中毒表现为呼吸匀缓、昏睡；严重肺心病并发呼衰二氧化碳麻醉
12、时，则出现浅慢呼吸。二、紫绀是缺 O2 的典型症状。当动脉血氧饱和度低于 85时，可在血流量较大的口唇指甲出现紫绀；另应注意红细胞增多者紫绀更明显，贫血者则紫绀不明显或不出现；严重休克末梢循环差的患者，即使动脉血氧分压尚正常，也可出现紫绀。紫绀还受皮肤色素及心功能的影响。三、精神神经症状急性呼衰的精神症状较慢性为明显，急性缺 O2 可出现精神错乱、狂躁、昏迷、抽搐等症状。慢性缺O2 多有智力或定向功能障碍。CO2 潴留出现中枢抑制之前的兴奋症状，如失眠、烦躁、躁动，但此时切忌用镇静或安眠药，以免加重 CO2 潴留，发生肺性脑病，表现为神志淡漠、肌肉震颤、间歇抽搐、昏睡、甚至昏迷等。pH 代偿，
13、尚能进行日常个人生活活动，急性 CO2 潴留，pH 7.3 时，会出现精神症状。严重 CO2 潴留可出现腱反射减弱或消失，锥体束征阳性等。四、血液循环系统症状严重缺 O2 和 CO2 潴留引起肺动脉高压，可发生右心衰竭，伴有体循环淤血体征。CO2 潴留使外周体表静脉充盈、皮肤红润、湿暖多汗、血压升高、心搏量增多而致脉搏洪大；因脑血管扩张，产生搏动性头痛。晚期由于严重缺 O2、酸中毒引起心肌损害，出现周围循环衰竭、血压下降、心律失常、心跳停搏。五、消化和泌尿系统症状严重呼衰对肝、肾功能都有影响，如谷丙转氨酶与非蛋白氮升高、蛋白尿、尿中出现红细胞和管型。常因胃肠道粘膜充血水肿、糜烂渗血，或应激性溃
14、疡引起上消化道出血。以上这些症状均可随缺 O2 和 CO2 潴留的纠正而消失。诊断慢性呼吸衰竭失代偿期，根据患者呼吸系统慢性疾病或其他导致呼吸功能障碍的病史，有缺 O2 和（或）CO2 潴留的临床表现，结合有关体征，诊断并不困难。动脉血气分析能客观反映呼衰的性质和程度，对指导氧疗、机械通气各种参数的调节，以及纠正酸碱平衡和电解质均有重要价值。一、动脉血氧分压（PaO2）指物理溶解于血液中氧分子所产生的压力。健康人 PaO2 随年龄的增长逐渐降低，并受体位等生理影响。根据氧分压与血氧饱和度的关系，氧合血红蛋白离解曲线呈 S 形态，当 PaO28kPa(60mmHg)以上，曲线处平坦段，血氧饱和度
15、在 90以上，PaO2 改变 5.3kPa(40mmHg)，而血氧饱和度变化很少，说明氧分压远较氧饱和度敏感；但当 PaO26.6kPa(50mmHg)时，按 Henderson-Hassellbalch 公式计算，pH 已低于 7.20，会影响循环和细胞代谢。慢性呼衰由於机体代偿机制，PaCO26.65kPa(50mmHg)作为呼衰诊断指标。五、pH 值 为血液中氢离子浓度的负对数值。正常范围为 7.35-7.45，平均 7.40。低于 7.35 为失代偿性酸中毒，高于 7.45 为失代偿性碱中毒，但不能说明是何种性质的酸碱中毒。临床症状与 pH 的偏移有密切相关。六、碱过剩（BE）在 38
16、，CO2 分压 5.32kPa（40mmHg），血氧饱和度量 100条件下，将血液滴定至 pH7.4 所需的酸碱量。它是人体代谢性酸碱失衡的定量指标，加酸量为 BE 正值，系代谢性碱中毒；加碱量 EB 为负值，系代谢性酸中毒。正常范围在 02.3mmol/L。在纠正代谢性酸碱失衡时，它可作为估计用抗酸或抗碱药物剂量的参考。七、缓冲碱（BB）系血液中各种缓冲碱的总含量，其中包括重碳酸盐、磷酸盐、血浆蛋白盐、血红蛋白盐等。它反映人体对抗酸碱干扰的缓冲能力，及机体对酸碱失衡代偿的具体情况。正常值为 45mmol/L。八、实际重碳酸盐（AB）AB 是在实际二氧化碳分压及血氧饱和度下人体血浆中所含的碳酸
17、氢根的含量。正常值为 22-27mmol/L，平均值为 24mmol/L。HCO3含量与 PaCO2 有关，随着 PCO2 增高，血浆 HCO3含量亦增加。另一方面 HCO3血浆缓冲碱之一，当体内固定酸过多时，可通过 HCO3缓冲而 pH 保持稳定，而 HCO3含量则减少。所以 AB 受呼吸和代谢双重影响。九、标准碳酸氢盐（SB）系指隔绝空气的全血标本，在 38，PaCO2 为 5.3kPa，血红蛋白 100氧合的条件下，所测的血浆中碳酸氢根（HCO3）含量，正常值为 2227mmol/L ，平均 24mmol/L。SB 不受呼吸因素的影响，其数值的增减反映体内 HCO3储备量的多少，因而说明
18、代谢因素的趋向和程度。代谢性酸中毒时 SB 下降；代谢性碱中毒时 SB 升高。ABSB 时，表示有 CO2 潴留。十、二氧化碳结合力（CO2CP）正常值为 22-29mmol/L，反映体内的主要碱储备。代谢性酸中毒或呼吸性碱中毒时，CO2CP 降低；代谢性碱中毒或呼吸性酸中毒时，则 CO2CP 升高。但呼吸性酸中毒伴代谢性酸中毒时，CO2CP 不一定升高，因呼吸性酸中毒，肾以 NH4或 H形式排出 H，回吸收 HCO3进行代偿，碱储备增加，故CO2CP 的增高在一定程度上反映呼吸性酸中毒的严重程度，但不能及时反映血液中 CO2 的急剧变化，还受到代谢性碱或酸中毒的影响，故 CO2CP 有其片面
19、性，必须结合临床和电解质作全面考虑。以上这些指标中以 PaO2、PaCO2 和 pH 最为重要，反映呼衰时缺 O2、CO2 潴留，以有酸碱失衡的情况，如加上 BE 就能反映机体代偿情况，有无合并代谢性酸或碱中毒，以及电解质紊乱。治疗慢性呼吸衰竭多有一定的基础疾病，但急性发作发生失代偿性呼衰，可直接危及生命，必须采取及时而有效的抢救。呼衰处理的原则是保持呼吸道通畅条件下，改善缺 O2 和纠正 CO2 潴留，以及代谢功能紊乱，从而为基础疾病和诱发因素的治疗争取时间和创造条件，但具体措施应结合患者的实际情况而定。一、建立通畅的气道 在氧疗和改善通气之前，必须采取各种措施，使呼吸道保持通畅。如用多孔导
20、管通过口腔、咽喉部，将分泌物或胃内反流物吸出。痰粘稠不易咳出，用溴已新喷雾吸入，亦可保留环甲膜穿刺塑料管，注入生理盐水稀释分泌物，或用支气管解痉剂 2 兴奋剂扩张支气管，必要时可给予肾上腺皮质激素吸入缓解支气管痉挛；还可用纤支镜吸出分泌物。如经上述处理效果差，则采用经鼻气管插管或气管切开，建立人工气道。二、氧疗 是通过提高肺泡内氧分压（PaO2），增加 O2 弥散能力，提高动脉血氧分压和血氧饱和度，增加可利用的氧。（一）缺氧不伴二氧化碳潴留的氧疗 氧疗对低肺泡通气、氧耗量增加，以及弥散功能障碍的患者可较好地纠正缺 O2；通气血流比例失调的患者提高吸入氧浓度后，可增加通气不足肺泡氧分压，改善它周
21、围毛细血管血液氧的摄入，使 PaO2 有所增加。对弥慢性肺间质性肺炎、间质性肺纤维化、肺间质水肿、肺泡细胞癌及癌性淋巴管炎的患者，主要表现为弥散损害、通气血流比例失调所致的缺氧，并刺激颈动脉窦、主动脉体化学感受器引起通气过度，PaCO2 偏低，可给予吸较高氧浓度（3545 ），纠正缺 O2，通气随之改善。但晚期患者吸高浓度氧效果较差。对肺炎所致的实变、肺水肿和肺不张引起的通气血流比例失调和肺内动脉分流性缺 O2，因氧疗并不能增加分流静脉血的氧合，如分流量小於 20，吸入高浓度氧（50 ）可纠正缺 O2；若超过 30，其疗效差，如长期吸入高浓度氧会引起氧中毒。（二）缺氧伴明显二氧化碳潴留的氧疗
22、其氧疗原则应给予低浓度（35）持续给氧，其原理如下。慢性呼吸衰竭失代偿者缺 O2 伴 CO2 潴留是通气不足的后果，由於高碳酸血症的慢性呼衰患者，其呼吸中枢化学感受器对 CO2 反应性差，呼吸的维持主要靠低 O2 血症对颈动脉窦、主动脉体的化学感受器的驱动作用。若吸入高浓度氧，PaO2 迅速上升，使外周化学感受器失去低 O2 血症的刺激，患者的呼吸变慢而浅，PaCO2 随之上升，严重时可陷入 CO2 麻醉状态，这种神志改变往往与 PaCO2 上升的速度有关；吸入高浓度的 O2 解除低 O2 性肺血管收缩，使高肺泡通气与血流比（VAQA）的肺单位中的血流向低 VAQA 比肺单位，加重通气与血流比
23、例失调，引起生理死腔与潮气量之比（VD VT）的增加,从而使肺泡通气量减少，PaCO2 进一步升高；根据血红蛋白氧离解曲线的特性，在严重缺 O2 时，PaO2与 SaO2 的关系处于氧离解曲线的陡直段，PaO2 稍有升高，SaO2 便有较多的增加，但仍有缺 O2，能刺激化学感受器，减少对通气的影响；低浓度 O2 疗能纠正低肺泡通气量（ VA）的肺泡氧分压（PaO2），此与吸入不同氧浓度时肺泡氧分压与肺泡通气量的关系曲线，都有前段陡直，后段平坦的特点，见图 2-6-4。当吸入氧浓度在 30以上时，虽肺泡通气量低于 1.5L/min，肺泡氧分压保持在 10.67kPa（80mmHg），而肺泡二氧化
24、碳分压（PaCO2）将超过 13.3kPa（100mmHg ）。一般吸入低浓度 O2，PaCO2 上升不超过 1721，即 PaO2 上升 2.8kPa(21mmHg)，则 PaCO2 上升不超过 2.26kPa(17mmHg)。（三）氧疗的方法 常用的氧疗为鼻导管或鼻塞吸氧，吸入氧浓度（F1O2）与吸入氧流量大致呈如下关系：F1O2 214吸入氧流量（L min）。但应注意同样流量，鼻塞吸入氧浓度随吸入每分钟通气量的变化而变化。如给低通气量吸入，实际氧浓度要比计算的值高；高通气时则吸入的氧浓度比计算的值要低些。图 2-6-4 吸入不同浓度氧时的肺泡气 O2 和 CO2 分压与肺泡通气量的关系
25、细曲线为肺泡通气量与肺泡氧分压的关， 系粗曲线为肺泡通气量与 CO2分压的关系，曲线旁数字为吸氧浓度（），O2；CO2面罩供氧是通过 Venturi 原理，利用氧射流产生负压，吸入空气以稀释氧，调节空气进量可控制氧浓度在 2550 范围内，分档次调节结构示意图 2-6-5，面罩内氧浓度稳定，不受呼吸频率和潮气量的影响。其缺点是进食、咳痰不便。氧疗一般以生理和临床的需要来调节吸入氧浓度，使动脉血氧分压达 8kPa 以上，或 SaO2 为 90以上。氧耗量增加时，如发热可增加吸入氧浓度。合理的氧疗提高了呼衰的疗效，如慢阻肺呼衰患者长期低浓度氧疗（尤在夜间）能降低肺循环阻力和肺动脉压，增强心肌收缩力
26、，从而提高患者活动耐力和延长存活时间。图 26 5 可调氧浓度面罩工作原理示意图三、增加通气量、减少 CO2 潴留CO2 潴留是肺泡通气不足引起的，只有增加肺泡通气量才能有效地排出 CO2。机械通气治疗呼衰疗效已肯定；而呼吸兴奋剂的应用，因其疗效不一，尚存在争论。现简介如下：（一）合理应用呼吸兴奋剂 呼吸兴奋剂刺激呼吸中枢或周围化学感受器，通过增强呼吸中枢兴奋性，增加呼吸频率和潮气量以改善通气。与此同时，患者的氧耗量和 CO2 产生量亦相应增加，且与通气量成正相关。由于其使用简单、经济，且有一定疗效，故仍较广泛使用于临床，但应掌握其临床适应证。患者低通气量若因中枢抑制为主，呼吸兴奋剂疗效较好；慢性阻塞性肺病呼衰时，因支气管肺病变、中枢反应性低下或呼吸肌疲劳而引起低通气量，此时应用呼吸兴奋剂的利弊应按上述三种因素的主次而定。在神经传导系统和呼吸肌病变，以及肺炎、肺水肿和肺广泛间质纤维化的换气功能障碍者，则呼吸兴奋剂有弊无利，不宜使用。在应用呼吸兴奋剂的同时，应重视减轻胸、肺和气道的机械负荷，如分泌物的引流、支气管解痉剂的应用、消除肺间质水肿和其他影响胸肺顺应性的因素。否则通气驱动会加重气急和增加呼吸功，同时需增加吸入氧浓度。此外，还要充分利用一些呼吸兴奋剂的神志回苏作用，要鼓励患者咳嗽、排痰，保持呼吸道的通畅。必要时可配合鼻或口鼻面罩机械通气支持。
