定義和基礎(chǔ)生理學(xué)
當(dāng)呼吸系統(tǒng)不能滿足機體代謝需求時，機體出現(xiàn)急性呼吸衰竭。肺臟具有兩個主要功能：氧化血液和排出二氧化碳。因此，呼吸衰竭分為兩種類型：低血氧型呼吸衰竭、高碳酸血癥型呼吸衰竭。當(dāng)患者吸空氣，動脈血氧分壓（PaO2）≤60mmHg時，診斷為“低血氧型呼吸衰竭”；若同時存在動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）≥50mmHg，則診斷為“高碳酸血癥型呼吸衰竭”。
依呼吸衰竭持續(xù)時間及代償性質(zhì)，可分為“急性呼吸衰竭”和“慢性呼吸衰竭”。急性呼吸衰竭可發(fā)生于無基礎(chǔ)肺疾患的患者中或并發(fā)于慢性呼吸衰竭患者。
急性呼吸衰竭的病理生理
通過對呼吸衰竭病理生理的理解，不僅有助于對病因和疾病狀態(tài)進(jìn)行分類，也有助于作出正確的臨床處理。呼吸系統(tǒng)主要功能是把大氣中氧轉(zhuǎn)運到血液中，并使其能被分布到組織中，同時排出CO2。氧氣通過吸氣動作進(jìn)入肺、跨過肺泡膜、進(jìn)入血液。以下簡介呼吸衰竭病理生理學(xué)。
吸入氧濃度降低
如果肺吸入氣中氧濃度不足，那么氧氣跨肺泡膜彌散的梯度便不能維持，將導(dǎo)致急性呼吸衰竭。
通氣不足
肺臟缺少與大氣進(jìn)行氣體交換正常能力時，將導(dǎo)致肺泡和血CO2濃度升高（產(chǎn)生的CO2不能被排除體外）、肺泡和血O2濃度下降（O2被利用但又未得到補充）。因此，肺通氣不足導(dǎo)致的呼吸衰竭將同時發(fā)生低氧血癥和高碳酸血癥。
肺泡氧分壓和動脈血氧分壓梯度稱為肺泡－動脈氧分壓差（A-aDO2）,它可用來分析伴有有高碳酸血癥的低氧血癥病因。PAO2(單位為mmHg)可通過肺泡氣公式計算：
PAO2＝FiO2(PB－47)－PaCO2/R
FiO2為吸入氧濃度；PB是大氣壓力，單位為mmHg；47是水蒸氣校正系數(shù)；PaCO2可由動脈血氣分析獲得；R是呼吸商；如果壓力單位為“KPa”，水蒸氣校正系數(shù)應(yīng)為6.27 KPa。
PaO2可由動脈血氣分析獲得。P(A-a)O2應(yīng)＜20mmHg，但可隨著年齡和FiO2變化而改變。P(A-a)O2正常時，低血氧癥可解釋為由高碳酸血癥導(dǎo)致；P(A-a)O2升高時表明通氣血流比失調(diào)或彌散功能障礙導(dǎo)致的低氧血癥。
通氣血流比失調(diào)
正常情況，肺通氣和血流之間的比例是匹配的。進(jìn)出肺泡氣流減少（由于肺泡塌陷或充滿膿液、血或水腫液）時，流經(jīng)肺泡的血流相對增多，導(dǎo)致血流未能被充分氧合便回流至肺靜脈。此時肺靜脈處于低氧合狀態(tài)。這是低氧血癥性呼吸衰竭最常見的病理生理性原因，當(dāng)通氣完全沒有時，稱為“分流”。雖然機體會作出缺氧性肺血管收縮以及減少異常肺泡的血流等代償反應(yīng)，但仍不能有效代償。低氧和血離開異常肺泡匯入肺靜脈，導(dǎo)致肺靜脈氧飽和度下降（圖－2）。
解剖分流（如右到左心臟內(nèi)分流）也導(dǎo)致低氧血癥。
如果肺泡血流灌注很少，而保持通氣，將出現(xiàn)另一種類型的通氣血流比例失調(diào)。氣體進(jìn)出肺泡，但未能與血流進(jìn)行交換（死腔顯著增加），CO2未能有機會從血流彌散至肺泡。因此，血液以高濃度CO2回流到左心房（圖－3）。
彌散功能障礙
氧跨肺泡毛細(xì)血管彌散能力下降，將導(dǎo)致動脈氧濃度下降，造成低氧血癥。（圖－4）
呼吸衰竭的病因
下面介紹的呼吸衰竭病因是依上述介紹的病理生理來分類的；表－1列舉了呼吸暫停的病因（以發(fā)生時間分類）。
低吸入氣氧分壓
高海拔
通氣不足
呼吸中樞受抑制：藥物過量、麻醉、腦外傷、腦病、疲勞等
神經(jīng)傳導(dǎo)功能障礙：脊髓損傷、運動神經(jīng)元病、格林－巴利綜合征
神經(jīng)肌肉接頭功能障礙：肌松劑、重癥肌無力
呼吸肌肉功能障礙：肌病、呼吸肌肉疲勞、營養(yǎng)不良、營養(yǎng)障礙等
胸壁異常：脊柱后側(cè)凸、強直性脊柱炎、胸膜纖維化等
通氣血流比例失調(diào)
肺炎、肺水腫、肺出血、挫傷、膨脹不全等導(dǎo)致生理性分流。解剖性分流可由心臟內(nèi)分流造成（如法樂氏四聯(lián)癥、Eisenmenger綜合癥等）。
生理死腔增加（導(dǎo)致高碳酸血癥）原因有：低血容量、肺栓塞、心功能下降或增高胸內(nèi)壓（正壓通氣可導(dǎo)致）。
彌散異常
少見?？梢娪诜卫w維化等嚴(yán)重破壞性疾病、肺水腫和ARDS等。
患者也常同時合并多種病因，并導(dǎo)致復(fù)合型呼吸衰竭。
表1. 呼吸暫停的病因（以發(fā)生時間分類）
幾分鐘 | 幾小時 | 幾天～幾周 |
氣胸 肺栓塞 肺水腫 | 哮喘 肺炎 肺水腫 代謝性酸中毒 | 滲出性胸膜炎 慢喘肺急性加重期 肺炎 |
呼吸監(jiān)測
臨床
低氧血癥和/或高碳酸血癥常導(dǎo)致呼吸窘迫，癥狀和體征：
呼吸作功增加 --- 呼吸急促,動用輔助呼吸機呼吸,鼻翼撲動
肋間隙/胸骨上窩/鎖骨上窩下凹（三凹癥）和反常呼吸
發(fā)汗、心動過速、高血壓（低血壓和心動過緩是晚期征象）
精神狀態(tài)改變 --- 從興奮到昏迷和癲癇
紫紺 --- 中心性和外周性
脈搏血氧飽和度測定
圖6. 氧合血紅蛋白解離曲線
脈搏血氧飽和度是一個非常有用的監(jiān)測指標(biāo)，能通過它判斷動脈血氧飽和狀態(tài)。血氧飽和度和氧分壓關(guān)系可通過氧離曲線描述。
飽和度～90％是危險閾值。低于此值時，輕微的PaO2減少，導(dǎo)致急劇的飽和度下降；相反，在此值以上時，較大的PaO2增加只導(dǎo)致輕微飽和度的上升。注意！決定血氧容量和氧向組織輸送的主要是氧飽和度，而非PaO2。
脈搏血氧飽和度監(jiān)測中一個常見的錯誤來源為“外周低灌注”，這將導(dǎo)致血氧儀測定的心率與心電圖測定的心率出現(xiàn)差異。評估（SpO2）時，應(yīng)該觀察這種差異。
其它錯誤原因包括：黑皮膚、人工指甲或指甲油、脂血癥、周圍光線高亮度、監(jiān)測位置接觸不佳、患者肢體動作激烈、碳氧血紅蛋白血癥。
二氧化碳描計術(shù)
二氧化碳只產(chǎn)生于肺，因此，呼氣末氣中存在二氧化碳可確定氣管內(nèi)導(dǎo)管尖端位于氣道中。對于具有相對正常的肺功能和心輸出量的患者，通過監(jiān)測其呼氣末二氧化碳分壓可間接反映PaCO2。
動脈血氣分析
詳見“動脈血氣分析”章節(jié)。
處理原則
低氧血癥對組織有害，如果不被及時糾正，將出現(xiàn)致命后果?？焖偌m正低氧血癥至關(guān)重要。當(dāng)病理生理病因已明確及相關(guān)的治療已進(jìn)行，應(yīng)該進(jìn)行氧氣補充治療以糾正低氧血癥。注意，對于慢性阻塞性肺病急性發(fā)作患者，由于給氧而導(dǎo)致低通氣的風(fēng)險是較低的，因此不應(yīng)懼怕出現(xiàn)給氧后的低通氣反應(yīng)而忽視對低氧血癥的糾正。
氧氣治療
給氧方法有很多選擇。不同的裝置，其滿足患者瞬間吸氣流速的能力將影響每次呼吸時被同時吸入的空氣量。能提供肺相對恒定氧濃度的裝置被稱為恒量裝置；變量裝置提供不穩(wěn)定的氧濃度，主要受病人的呼吸頻率和吸氣氣流模式影響。
鼻導(dǎo)管
這是一個常用裝置。最高FiO2不超過40％。較高的流速將產(chǎn)生干燥和刺激等的不良反應(yīng)。低流速使病人感覺舒服且具有很好耐受性，但不能精確控制FiO2。
空氣稀釋面罩(Venturi 面罩)
Venturi面罩能輸送恒定氧濃度，F(xiàn)iO2 0.24-0.5。與患者吸氣流速方式和呼吸頻率無關(guān)，這類面罩對于需要控制FiO2或了解FiO2的治療非常有用。
儲氧面罩
儲氧面罩包括一個帶閥面罩和一個儲氧囊。儲氧囊充滿100％氧氣。調(diào)整氧輸送流速，使儲氧囊于整個呼吸周期保持膨脹，因此在吸氣時氧氣從氧源和儲氧囊兩方面吸入，使氧氣輸送達(dá)到最佳化。由于面罩未能緊貼面部，因此在吸氣時會有部分空氣被卷入，所以此裝置也非恒量裝置。當(dāng)氧氣流速為15L/min時，F(xiàn)iO2大約為0.7。
自張氣囊和面罩（簡易人工呼吸器）
當(dāng)面罩緊貼患者面部時，卷入的空氣量大大減少。如果吹向氣囊的氧流速保持高水平，就能保證以足夠的流速向患者提供高的氧氣濃度。儲氧囊的配備，增加了保證提供100％氧氣的能力。加入PEEP閥進(jìn)一步提高氧合能力（詳見“機械通氣－基礎(chǔ)”）
由于簡易呼吸器的氣閥系統(tǒng)允許患者自主呼吸，所以氣囊無需通過擠壓供氧。這是一個密閉的，提供高濃度、高流速氧氣的裝置。
治療呼吸衰竭病因
診斷和治療潛在病因一直是最重要的。
機械通氣
臨床很多情況下，促使醫(yī)生決定給患者行機械通氣的原因明確?；颊呶邼舛妊跞员憩F(xiàn)為低氧血癥，或由于高碳酸血癥導(dǎo)致意識不清時無疑需要機械通氣治療。病人需要借助氣管插管保護(hù)氣道時，通常也需要機械通氣，至少是暫時的。然而，對于很多病例，決定行機械通氣時需考慮多種因素，包括：
n 呼吸衰竭的嚴(yán)重性
n 心肺儲備。若儲備量較低，應(yīng)盡早接受機械通氣治療
n 代償能力?；颊叱霈F(xiàn)失代償時，需盡早接受機械通氣治療。另外，通氣需求量也要考慮。病人處于高通氣代償需求時（如嚴(yán)重全身感染、嚴(yán)重代謝性酸中毒），如果無適當(dāng)?shù)耐庵С?，患者將出現(xiàn)呼吸肌疲勞，最終未能滿足機體需求
n 預(yù)料機體對原發(fā)病治療的反應(yīng)速度。對治療反應(yīng)良好的患者，接受機械通氣的益處較低，因為他們更適于無需通氣支持來應(yīng)付呼衰。評估機體對原發(fā)病治療的反應(yīng)應(yīng)基于已了解原發(fā)病和已進(jìn)行治療
n 機械通氣并發(fā)癥的風(fēng)險性。某些疾病狀態(tài)下（如哮喘）出現(xiàn)機械通氣并發(fā)癥的風(fēng)險較高
n 非呼吸原因時對機械通氣的必要性。如：氣管插管保護(hù)氣道；外科手術(shù)治療
當(dāng)決定給予機械通氣治療時，應(yīng)考慮該患者是否必須行氣管插管或者是否可以行無創(chuàng)通氣（詳見“機械通氣－一般模式”）
