肺损伤与急性呼吸窘迫综合征

呼吸系统临床解剖和生理功能 呼吸系统由鼻、咽、喉、气道和肺组成。主要功能是呼吸，即吸入O2和呼出CO2，使人体能在自然环境中生存。 呼吸道以环状软骨为界分为上、下呼吸道。 上呼吸道由鼻、鼻窦、咽、喉组成，除输送气体外，还有加温、湿化和过滤空气的作用。 传道气道（conducting airway）：鼻、咽、气管、支气管、段支气管、细支气管、终末细支气管。 呼吸区（respiratory zones）：呼吸性细支气管、肺泡管、肺泡囊。

细支气管 终末细支气管 呼吸性细支气管 肺泡管 肺泡

肺组织学 *肺实质 *肺间质 *肺导气部 *肺呼吸部 *小气道 *肺小叶 *肺腺泡 *肺实质 *肺间质 *肺导气部 *肺呼吸部 *小气道 *肺小叶 *肺腺泡 *肺泡(肺泡上皮 肺泡毛细血管膜 肺泡隔 肺泡间孔) * Lambert管道(孔)

肺泡 结构和功能： 全肺约3亿个肺泡，总面积70m2，有扩张性和弹性。 肺泡－毛细血管膜：厚度1um，通透性大，肺水肿、肺炎时因液体量增多，厚度增大，气体交换减少。毛细血管内皮的胞浆突起间存在裂隙，血容量增多，毛细血管流体静脉压增高时，裂隙可以扩张，液体外渗增加。肺泡上皮的胞浆突起间的裂隙远较前者小，可有效防止间质内液体进入肺泡。 通气血流比率：4L/5L=0.8。

肺泡 结构和功能： 气体的弥散量与该气体的弥散系数、弥散面积、气体在不同介质中的分压差成正比，与气体交换膜的厚度成反比氧气分压差为60mmHg,二氧化碳为5mmHg，而二氧化碳的弥散速度较氧气快20倍，故二氧化碳较氧气更易于排出体外。 肺泡隔有孔氏小孔，直径10～15um。肺气肿时小孔扩大，隔组织破坏，融合成少数大肺泡，但肺泡膜面积大大减少，换气功能下降。细支气管与邻近细支气管所属肺泡之间的通气侧支称Lambert通路。病理情况下，细支气管之间可能形成侧支通路，称为Martin通路。

肺泡 肺泡细胞： I型肺泡细胞：扁平，覆盖96％肺泡面积，与血管内皮融合。 II型肺泡细胞：分泌细胞，与表面活性物质生成有关。 毛细血管内皮细胞：除气体交换外尚有代谢功能。 巨噬细胞：吞噬功能，可生成、释放多种细胞因子，在肺部疾病发病过程中起重要作用。 肥大细胞：分泌多种代谢活性物质。

肺泡

呼吸系统的主要功能 呼吸功能： 防御功能： 1、物理防御：鼻腔过滤；粘液毯；上皮屏障；喷嚏、咳嗽；α1-抗胰蛋白酶。 2、吞噬细胞防御：颗粒；微生物；递呈抗原至淋巴细胞。 3、免疫防御：淋巴组织；IgA等。

胸内压和肺内压变化 胸内负压：平均－6.7cmH2O，随呼吸周期变化。直立位时，由于肺的重力作用，胸膜腔顶端的负压大于底部，差距约－5.3cmH2O，对静脉、淋巴回流及右心充盈有影响，以上压力梯度也是气胸好发于上肺的原因。 肺内压： 正常人呼吸暂停、声带开放、气道通畅时，肺内压（肺泡内压）与大气压相等。 吸气时，胸内负压增加，牵引肺扩张，肺容量增加，肺内压下降，与大气压产生压力梯度，使空气进入肺泡。 呼气时，胸内负压减少，肺回缩，肺容量减小，肺内压升高，气体排出。

呼吸阻力 弹性阻力 非弹性阻力 来自肺、胸廓弹性成分和肺泡表面张力。 肺弹性阻力始终趋于回缩。 胸廓弹性阻力与不同呼吸状态有关。 大小用顺应性表示，顺应性是弹性阻力的倒数。 顺应性（C）＝容量变化（V）/压力变化（P） 非弹性阻力 主要来自气道，少部分来自组织阻力。 气道阻力与其长度、直径、气流速度、气流状态有关。 小气道正常状态下不占阻力主要成分，但管径变化大，病理状态下小气道阻力是产生呼吸困难的主要原因。

静态肺容量 潮气量（VT）：平静呼吸时每次吸入或呼出的容量。约400～500ml。 深吸气量（IC）：平静呼气末所能吸入的最大气量。 补吸气量（IRV）：平静吸气末所能吸入的最大气量。 补吸气量（ERV）：平静呼气末所能呼出的最大气量。 功能残气量（FRC）：平静呼气末肺内残留的气体量。 残气量（RV）：最大呼气末肺内残留的气体量。 肺活量（VC）：最大吸气末缓慢而完全呼出的最大气体量。VC＝IRV＋VT＋ERV。 肺活量（TLC）：最大吸气末肺内所含的气体量。 TLC＝VC＋RV。

肺容量测量及组成

动态肺容量 用力肺活量（FVC）：深吸气后用力呼气在最短时间内将全部肺活量呼出为FVC ，第1、2、3秒呼出的气量为时间肺活量。FVC与呼吸速度和时间有关。常用FEV1及FEV1/FVC%，可鉴别阻塞性与限制性通气功能障碍。 最大呼气中期流速（MMEF25%-75%）：一次用力呼气过程中，呼气在VC水平的呼气流速。 MMEF25%-75%与用力无关，主要反映肺泡弹性回缩力和气道阻力。 流速－容积曲线（F-V）:流量为纵轴，容积为横轴，记录一次用力呼气过程中不同肺活量水平的呼气流速。V25、V50、V75分别代表25％、50%、75%VC水平的呼气流速， V25、V50可作为反映小气道病变的敏感指标。 最大通气量（MVV）：以最快频率和最大幅度呼吸1分钟的通气量.反映呼吸肌和体力强弱、胸廓、气道、肺组织的状态。 每分静息通气量（MV）：静息状态下每分出入肺的气量。MV=VT× f。

F-V曲线临床意义 正常 咳嗽 轻度阻塞 重度阻塞 限制性通气障碍

肺泡通气和无效腔 每分肺泡通气量（VA）：每分钟进入呼吸性细支气管和肺泡的气量，只有这部分气体才参与气体交换。 死腔通气或无效通气（VD）：未参与气体交换的通气。 解剖死腔和肺泡死腔: 解剖死腔：指终末细支气管以上气道。 肺泡死腔：指进入终末呼吸单位而没有参加气体交换的部分。 生理死腔=解剖死腔＋肺泡死腔。 PTE时，肺泡死腔增加可达100～200ml。 VD /VT：表明呼吸效率的重要指标，正常<36％。

肺换气 通气血流比值（V/Q）：正常0.8。 肺内气体弥散 V/Q正常：见于正常状态或运动后，也见于病理状态，如气胸。 影响弥散量因素：气体物理特性、弥散膜两侧的气体分压差、弥散面积及厚度。

通气/血流比值

表面活性物质产生： 肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)

表面活性物质作用 降低表面张力 维持大小肺泡容积稳定

肺换气

肺损伤与急性呼吸窘迫综合征 急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征(acute lung injury/ acute respiratory distress syndrome，ALI/ARDS)是指由心源性以外的各种肺内外致病因素导致的急性、进行性缺氧性呼吸衰竭。多发生于原心肺功能正常的患者。ALI和ARDS具有相同的病理生理学改变，严重的ALI被定义为ARDS 病因和发病机制 尚未阐明 在导致直接肺损伤的原因中，国外报道胃内容物吸入为首位，而国内以重症肺部感染为主要原因

病 因 容易引起ALI/ARDS的危险因素 直接因素 间接因素 反流误吸 全身性感染综合征 肺炎 严重非胸部外伤 溺水 心肺复苏时大量输液 病 因 容易引起ALI/ARDS的危险因素 直接因素 间接因素 反流误吸 全身性感染综合征 肺炎 严重非胸部外伤 溺水 心肺复苏时大量输液 吸人毒物 体外循环 肺挫伤 急性胰腺炎 长时间吸入纯氧 烧伤、尿毒症 放射 其他，如药物、休克等

发 病 机 制 在早期(ALl)阶段是全身性炎症反应（Systemic inflammatory response syndrom， SIRS）过程的一部分 病理基础是急性肺损伤（ALI） ARDS是ALI最严重的阶段 常可引发或合并多器官功能障碍综合征（Multiple organ dysfunction syndrom ，MODS） 多系统器官功能衰竭（Multisystem and organ failure，MSOF）

发 病 机 制 多种炎性细胞和细胞因子构成细胞网络和细胞因子网络学说 主要参与的细胞有中性粒细胞、巨噬细胞（肺泡、肺血管和肺间质）和肺泡上皮细胞、血管内皮细胞等，其中PMN和肺内巨噬细胞在损伤中起关键作用 促炎细胞因子（TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8、PAF、IFN-1）与抗炎因子（IL-4、IL-10、IL-13、IL-17等）的失衡可发生SIRS，导致器官或组织损伤 多种蛋白酶（弹性、胶原、组织）、氧自由基、白三烯和前列腺素也参与了肺损伤的过程 细胞激活的信号途径、细胞凋亡和核因子-κβ等是目前的研究热点

病 理 病理过程可分成渗出期、增生期和纤维化期。在渗出期ARDS的肺脏呈暗红或暗紫红的肝样变，称为“湿肺”。镜下可见肺微血管充血、出血、微血栓。3天可见透明膜形成。1～3周过渡到增生期和纤维化期。3～4周后ARDS患者肺泡膈和气腔壁广泛增厚。肺血管床发生广泛纤维增厚，动脉变形扭曲。肺脏结构毁损性改变，通气／血流比例的失调、免疫调节能力下降易合并肺部感染

病理生理 上述因素综合作用引起弥散障碍和肺内分流，造成严重的低氧血症和呼吸窘迫 肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞的受损，肺泡-毛细血管屏障通透性增加，引起肺间质和肺泡水肿，肺表面活性物质减少，导致小气道闭陷、肺泡萎陷不张 由于肺泡萎陷不张和功能残气量（FRC）减少，有效参与气体交换的肺泡面积减少，从而导致严重的通气/血流比例失调和肺内动—静脉样分流增加，肺顺应性降低，常常只有正常肺的1/4-1/3 上述因素综合作用引起弥散障碍和肺内分流，造成严重的低氧血症和呼吸窘迫

急性呼吸窘迫综合征基本病理生理示意图 肺泡毛细血管内皮损伤，通透性增加 透明膜形成，氧弥散障碍 通气/血流比例失调 肺水肿 肺不张、肺内分流增加 肺顺应性下降 功能残气量减少 肺水肿 肺泡萎陷 广泛肺损伤 肺微循环障碍 II型肺泡上皮细胞损伤表面活性物质缺失 氧耗对氧输送的病理性依赖，形成MODS 呼吸窘迫 低氧血症

临 床 表 现 症状 呼吸频数、突发性进行性呼吸窘迫、气促、发绀，常伴有烦躁、焦虑、出汗等。呼吸窘迫的特点是感胸廓紧束，吸气费力，常规吸氧呼吸困难难以改善，亦不能用其他原发心肺疾病(如气胸、肺气肿、肺不张、肺炎、心力衰竭)解释 体征 早期可闻双肺少量细湿罗音；随病情的进展，出现吸气“三凹征”，唇甲发绀，后期多可闻及双肺水泡音，有的可合并胸腔积液

实验室检查 X线胸片 早期表现为边缘模糊的肺纹理增多，重者可见小片状模糊影。继之出现斑片状，并可见融合成大片状浸润阴影，甚至可因广泛肺水肿、实变出现“大白肺”。后期可出现双肺结节影或网状影的改变。 动脉血气分析(ABG) 典型的改变为Pa02下降，PaC02下降，pH值升高，表现为呼吸性碱中毒。目前氧合指数降低是ARDS诊断的必要条件。正常值为400～500mmHg。急性肺损伤（ALI）时<300mmHg，ARDS时<200mmHg。

实验室检查 床边肺功能监测 ARDS时肺顺应性降低，死腔通气量比例(VD／VT)增加 血流动力学监测 仅用于与左心衰竭鉴别有困难时。PCWP一般应<12cm H20，当PCWP>16cmH20，应考虑急性左心衰竭的诊断

诊 断 病史 存在有引起ARDS的基础疾病(危险因素） 诊 断 病史 存在有引起ARDS的基础疾病(危险因素） 症状 出现急性进行性呼吸窘迫，呼吸加快>28次／分，明显缺氧的表现，常规给氧方法不能缓解 动脉血气分析 明显的低氧血症(吸空气时，Pa02<60 mmHg)和氧合功能异常，一般以氧合指数作为氧合功能异常评价的主要指标，≤300mmHg时诊断为ALI；≤200mmHg时诊断为ARDS X线胸片 所见符合ARDS的改变，临床上能够除外心源性肺水肿 血流动力学监测 提示肺毛细血管楔嵌压≤18mmHg

鉴别诊断 心源性肺水肿 非心源性肺水肿 急性肺动脉栓塞 特发性肺间质纤维化

治 疗 ARDS是一种危急重症，关键在于积极迅速纠正缺氧，控制原发病及其病因，如处理创伤、脓毒症；寻找感染灶，使用敏感抗生素等 治 疗 ARDS是一种危急重症，关键在于积极迅速纠正缺氧，控制原发病及其病因，如处理创伤、脓毒症；寻找感染灶，使用敏感抗生素等 治疗的目标包括：努力改善肺氧合功能，纠正低氧血症，保护重要器官功能，防治并发症发生

治 疗 非控制性氧疗 一般需用高浓度给氧，才能使PaO2>60mmHg或Sa02>90％ 治 疗 非控制性氧疗 一般需用高浓度给氧，才能使PaO2>60mmHg或Sa02>90％ 机械通气 原则 当FiO2>50%时，但PaO2仍<8.0Kpa，SaO2<90%，应尽早施行机械通气。轻症患者可试用无创性机械通气，重者需经口或气管插管机械通气。目的 减少呼吸作功，应用PEEP或CPAP，使呼气末肺容量增加，闭陷了的小气道和肺泡重新开放从而改善弥散功能和通气／血流比例，减小肺内分流，达到改善氧合功能和肺顺应性的目的

治 疗 应用PEEP时注意： ①对血容量不足的患者，应补充足够的血容量以代偿回心血量的不足 治 疗 应用PEEP时注意： ①对血容量不足的患者，应补充足够的血容量以代偿回心血量的不足 ②PEEP应从低水平开始，先用3～5cmH20逐渐增加至合适的水平。常用的PEEP水平为5—15cmH20 ③注意吸气末气道峰压（PIP）应控制在35cmH20水平以下，以免影响静脉回流和心功能，并减少气压伤的发生 ④病情好转至FiO2≤40%时SaO2≥90%且稳定12小时以上者可逐步下调PEEP的水平至停用

治 疗 肺保护性通气策略的要点 ①应用合适的PEEP水平，避免呼气末肺泡及小气道闭陷 治 疗 肺保护性通气策略的要点 ①应用合适的PEEP水平，避免呼气末肺泡及小气道闭陷 ②用较低的潮气量，限制吸气末气道峰压在35cmH20水平以下 ③允许PaC02高于正常水平 ④长吸气策略：通过增加吸呼比（增加吸气时间）可以使吸气末气道峰压降低，从而改善氧合 ⑤肺开放策略：采用肺复张手法一次或多次给予高于常规平均气道压的压力并维持一定的时间可以使更多的萎陷肺泡开放，从而减少肺损伤和改善氧合

治 疗 目前改善肺氧合功能常用的通气模式 ①双水平气道内正压（Bi-CPAP），就是允许患者在二个正压水平（25～30cmH2O,5～10cmH2O）上间断随意自主呼吸，提高了人机配合，由于呼吸末均为正压，改善了氧合功能 ②反比通气：即吸气时间>呼气时间，较长时间吸气使肺维持在相对高压力和高容量状态 ③俯卧位通气：通过体位的改变，改善重力依赖性区域肺的通气血流比例，从而改善氧合功能。此外还有气管内吹气，部分液体通气支持技术等

治 疗 维持适当的液体平衡 多主张高渗限液的补液原则。用库存1周以上的血时，应加用微过滤器，以免微栓塞而加重ARDS。在血压稳定的前提下，出入液体量宜轻度负平衡(每天500ml～1000 ml左右)；可使用强效利尿剂促进水肿的消退。一般不主张输胶体液。理想的补液量应使PCWP维持在14-16cmH2O 之间

治 疗 积极治疗基础疾病，防止医院获得性肺炎 基础疾病是ARDS发生和发展最重要的病因，必须及时治疗 治 疗 积极治疗基础疾病，防止医院获得性肺炎 基础疾病是ARDS发生和发展最重要的病因，必须及时治疗 机械通气治疗4天后，机体免疫功能下降，容易发生院内感染，呼吸机相关肺炎时有发生（VAP），必须加强无菌观念，加强洗手，切断交叉感染的途径 采用“有创-无创序贯机械通气”撤离呼吸机，减少有创通气时间

治 疗 肾上腺皮质激素的应用 肾上腺皮质激素具有广泛的抗炎、抗休克、抗毒素及减少毛细血管渗出的作用，多主张在ARDS增生期使用，以防止广泛的肺纤维化。有毒气体吸入、或急性出血性胰腺炎引起的休克，早期应用糖皮质激素(地塞米松20～40mg／d)，对于控制ARDS病情进展有一定帮助

治 疗 维护重要脏器功能，防止MODS的发生 治 疗 维护重要脏器功能，防止MODS的发生 ARDS患者常处于高代谢状态，能量消耗增加，故即使在恢复期亦要持续供应能量较长时间，每日供应能量 30～40kcal/Kg 其它 目前国内外也在研究使用肺表面活性物质替代疗法，吸入NO，抗氧化剂以及免疫治疗等

预 后 ARDS的死亡率在50％左右，与疾病严重程度有关。常死于基础疾病、多器官功能衰竭和顽固性低氧血症 预 后 ARDS的死亡率在50％左右，与疾病严重程度有关。常死于基础疾病、多器官功能衰竭和顽固性低氧血症 回顾性分析显示：与预后不佳的指标包括：年龄超过60岁；外周血涂片中未成熟中性粒细胞相对缺乏；机械通气无法纠正的酸中毒；需要大量输血等。1/3患者在3个月时仍有限制性通气功能障碍；肺弥散功能异常通常持续6个月以上，但一般症状较轻或没有症状；部分留下肺纤维化

致谢