ARDS的病理生理

,4/29/2021,#,ARDS,的病理生理,呼吸系统的生理,ARD,S,的的流行病学及概念,ARDS,的病理生理,目录,一呼吸生理,肺通气的原理：,气体进出肺取决于两方面的因素的作用：,推动气体流动的动力,阻止气体流动的阻力,前者必须克服后者，方能实现肺通气,。,肺通气的动力,原动力,:,呼吸运动是 肺通气的原动力。,直接动力,:,肺内压与,外界大气压间的压力差。,venous,O,2,CO,2,arterial,P,B,=0,P,A,0,venous,O,2,CO,2,arterial,P,B,=0,Inspiration,Expiration,呼吸过程,：,平静呼吸,：,肺内压大气压，气体经呼吸道出肺,胸廓容积缩小,肺被动缩小,膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回 位，缩小胸廓上下、前后、左右径,肺内压大气压，气体经呼吸道入肺,胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩 张,(,因肺无主动扩缩的组织结构,),膈肌,收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径，,肋 间外肌,收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径,吸气,呼气,用力呼吸,：,用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌,+,腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。,人工呼吸,:,原理,:,使肺内与外界大气压间产生压力差 方法,:,负压吸气式,(,压胸法,),正压吸气式,(,口对口呼吸法，呼吸机,),气体交换原理：,混合气体中，每种气 体分子运动所产生的压力 为该气体的,分压,。,气体分子不停地进行 着无定向运动，其结果是,气体分子从高分压区域向 低分压区域扩散,。,肺和组织内气体交换过程：,肺换气,肺与血液间的气体交换。,组织换气,血液与组织间的气体交换。,影响肺内气体交换的主要因素：,气体分压差,、,溶解度和分子量,呼吸膜的面积和厚度,通气,/,血流量比值,（,VA/Q,）,气体交换的生理,1,：,正常肺部气体交换有三种重 要因素（图,15,）,通气,弥散,血流灌注,图15.气体交换的组成,胸腔对肺在输送容积上的变化,2,呼吸的机制：,胸内压,（胸内负压,）,胸廓的弹性回位力 肺的弹性回缩力,胸膜腔,胸内压为负压的生理学意义：,保证肺在呼气与吸气时均处于扩张状态,，,以确 保气体交换的顺利进行,。,有利于胸腔其它组织器官生理功能的正常发挥,。,在呼吸周期中，肺被动扩张的程度和因此产生的肺回缩,力的大小不一样，所以，胸内负压也随呼吸周期而变化。但,无论是呼气还是吸气时,，,胸内压均为负压,。,胸腔对肺在输送容积上的变化,：,胸膜内压是在两层胸膜之间的压力。当 正常平静呼吸时低于大气压在,4,-,-8,cmH2O,。当吸气时加大时可有不同程度的上升，最大达,-40,cmH2O.,用力呼气胸腔内压可达,+40,cmH2O,。,如果空气进入胸膜腔则胸膜就被分开，肺不再随着胸部活动,由于肺自身的弹性回缩而萎 陷,-,即气胸。,图6.在自发呼吸期的胸膜内压,Ficks,law,J=DA,(,C/,X),Chest,Wall,Lung,Stuck,T,og,et,h,er,Lung,Air,leak,Pneumothorax,Lung,collapses,&,Chest,expands,自发呼吸与人工呼吸的差别,3,呼吸的机制：,自发呼吸与人工呼吸的差别,：,自发呼吸,的吸气由于胸部扩张所 引起,.,在肺泡内负压梯度的上升引起空气 进入肺泡。当呼气时胸膜内压力同样是负 压，但可促进静脉血回流入心脏。,人工呼吸,时通常是使用正压到气 道,对肺泡也引起压力梯度。由于胸膜内压 正如同在吸气末胸腔压力的上升一样（图,7,），因而减少了静脉血的回流量,.,图7.自发和人工呼吸的压力-时间曲线,原因,1.,肺脏是唯一接受全部心排血量的器官，原位炎症介质,+,循环中全身各组织炎症 细胞和介质损伤,肺泡巨噬细胞释放炎症介质同时，产生大量局部趋化因子，引起中性粒细胞在 肺内聚集,肺有丰富的毛细血管网，血管内皮细胞在局部炎症反应中起积极作用,肺脏,是连续病理过程中,最易,受损的首位靶器官（受损时间最早、程度重、发生快）,（二,）,影响肺换气的因素,1.,呼吸膜厚度,肺炎,、,肺水肿,、,肺纤维化,、,尘肺,呼吸膜增厚,肺换气,2.,呼吸膜的面积,3,亿肺泡,，,70,m,2,。,安静时,，,扩散面积为,40,m,2,。,运动时,，,因肺毛细血管 开放数量和程度增加,，,扩散面积增大（有较大的贮备面积,）。,肺不张,、,肺实变,、,肺气肿,、,肺毛细血管关闭和阻塞,扩散面积,3.,通气血流比值,(ventilation,/,perfusion ratio,VA,/,Q),每分肺泡通气量与每分肺血,流量的比值,。,正常人安静时,为,4.2/5.0=,0.84,。,比值,，,部分肺泡气不能与血,液进行充分交换，,相当于增,加了肺泡无效腔,。,比值,，,得不到充分的气体,更新，,相当于动静脉短路,。,直立时,，,肺尖部比值较大,，,可高达,2.5,，,而肺底部比值较,小,，,可低至,0.6,。,二,ARD,S,的流行病学,在美国，每,10,万患者,ARD,S,每年发病,34,例，在欧洲 大约,5-7,例。,在欠发达国家的卫生系统中报告率不足，这其中，由于资源有限。,有报道指出,7,的,ICU,患者和,16,的机械通气患者患 有,ARDS,。,在过去,3,年发表的随机对照试验中，数据显示,ARD,S,患者的,28,天死亡 率约为,20-40,，到第,12,个月时额外有,15-20,患者发生死亡，主要 是因为合并症而不是,ARDS,的残留效应。,许多人有肌肉消瘦，体质虚弱和包括认知损伤、焦虑、抑郁和创伤 后应激障碍等神经精神疾病。尽管肺的呼吸功能恢复正常，在,ICU,出院,6,年后，也仅有,50%,的人恢复劳动能力。,大规模观察性研究了解急性,重症呼吸衰竭对全球的影响,（,LUNG-SAFE,）,为期,4 周的前瞻性队列研究，,在全球,50 个国家的,459 个重症监护室（ICU）,招募了,13566,名接受有创或无创机械通气的患者，,3022,名患者满足柏林,ARDS,诊断标准。,患者首次符合,ARDS,诊断标准出现缺氧表现时，只有,34%,的患者会被诊断为,ARDS,。,只有,60%,的,ARDS,患者能在住院期间得到正确的,ARDS,诊断。,40%,的患者会被漏诊,。,目前对于,ARDS,的临床认知较差。,漏诊的,ARDS,患者更可能接受较大潮气量机械 通气，接受获益治疗的可能性也显著下降，如：,较高的呼气末正压,（,PEEP,）,、,俯卧位通气或神 经肌肉阻滞治疗,。,反复漏诊的,ARDS,患者不能得到正确的治疗，这些都会导致这些患者的临床转归变差。,解决方案：,需要在医务工作者中加强,ARDS,概念的推广，但是仅依靠加强医务工作者,ARDS,概念的了解并 不足以改善,ARDS,的诊断和治疗。,新的方法，如：电子警报系统或默认小潮气量 通气，或能改善医务工作者对,ARDS,的认知。,ARD,S,的概念,急性呼吸窘迫综合征（,Acut,e,respirator,y,distres,s,syndrom,e,，,ARDS,）是一种没有心衰依据而表现以低氧血症与胸部影像学提,示双肺渗出为临床表现的,综合征,。,ARDS,患者死亡率仍然高达,30,。,治疗,：,以支持治疗为,主,，主要是,保护性机械通,气,和,避免液体过,负荷,。患有严重低氧血症的患者可以,早期,短时间使用,神经肌肉 阻滞,、,俯卧位通气或体外膜肺氧合,。吸入一氧化氮几乎没有应,用指证，而,2,受体激动剂和后期使用皮质类固醇也应避免。,定义变迁,创伤相关性大片肺不张 创伤性湿肺,第一次世界大战,1914-1918,第二次世界大战,1939-1945,越南战争,1961-1975,1967,Ashbaugh,首次报道,休克肺,Adult,Respiratory,Distress,Syndrome,1992AECC,Adult,Acute,Acute,Lung,Injury,（,ALI,）,Delphi,标准,2005,2012,Berlin,Definition,Lancet.1967;,2(7511):319-323,1967,年首次由,Ashbaugh,及同事提出,ARDS,定义,病人有严重的低氧血症，并且给氧以后无缓解。,有些病人在应用,PEEP,后有改善。,尸检发现广泛的肺部侵润，水肿，透明膜形成,1994,年,AECC,提出,ARDS,诊断标准并被广泛接受,急性发作的低氧血症,氧合指数,（,PaO2/FiO2200mmHg,），,与,PEEP,水平无关,胸片后前位示双肺的浸润病变,肺动脉嵌楔压,18mmHg,，,没有左房高压的表现,ALI,：,氧合指数,（,PaO2/FiO2300mmHg,），,与,PEEP,水平无 关,201,2,年柏林关于,ARD,S,的定义（诊断标准）对 以前的,ARDS,的诊断标准作了一定的修改和补 充。,会议是由欧洲危重病医学学会发起，并得到 美国胸科学会和美国危重病医学学会认可。,文章发表,：Intensive,Care,Med,(2012)38:1573-1582,在严重感染、休克、创伤及烧伤等,非心源性,疾病过程中，肺毛细血管内皮,细胞和肺泡上皮细胞损伤造成,弥漫性肺间质及肺泡水肿,，导致的,急性,、,进行 性,低氧性呼吸功能不全或衰竭,病理生理特征：肺容积减少、肺顺应性降低、严重的通气,/,血流比例失调,临床表现：进行性低氧血症和呼吸窘迫,肺部影像学：非均一性的渗出性病变,ARDS,概念,危 险 因 素,直接因素,(,肺内,ARDS),间接因素,(,肺外,ARDS,),肺或胸部挫伤,败血症，脓毒症,误吸,严重的非胸部创伤,淹溺,休克,严重肺部感染,大量输血（输液）,吸入有毒气体,重症胰腺炎,氧中毒,药物过量,脂肪栓塞,体外循环,肺移植再灌注损伤,DIC,重力依赖区域的肺不张,三,ARD,S,的病理生理,损伤,SIRS,全身炎症反应失控,器官功能障碍,MODS,肺脏,是连续病理过程中,最易,受损的首位靶器官（受损时间最早、程度重、发生快）,原因,肺脏是唯一接受全部心排血量的器官，原位炎症介质,+,循环中全身各组织炎症 细胞和介质损伤,肺泡巨噬细胞释放炎症介质同时，产生大量局部趋化因子，引起中性粒细胞在 肺内聚集,肺有丰富的毛细血管网，血管内皮细胞在局部炎症反应中起积极作用,肺泡毛细血管内皮损伤 通透性增加,型肺泡上皮细胞损伤 表面活性物质缺失,肺泡水肿 肺泡萎缩,透明膜形成,，,氧弥散障碍 通气血流比例失调,肺不张 肺内分流 肺顺应性 功能残气量,呼吸窘迫,难治性低氧血症,弥漫性肺损伤,肺微循环障碍,基 本 病 理 生 理 改 变,ARD,S,主要病生表现：,早期（渗出期）：弥漫性肺损伤，肺毛细血管内皮细胞与肺泡上皮细胞屏障的,通透性增高,，肺泡与 肺间质内积聚大量的水肿液，其中富含蛋白及以中性粒细胞为主的多种炎症细胞，,透明膜形成,及,I,型肺泡上皮或内皮细胞坏死、水肿,亚急性期（增生期）：少数,ARD,S,患者在发病第,1,周内可缓解，但多数患者在发病的,5-7d,后病情仍然 进展，进入亚急性期。病理上可见肺间质和肺泡纤维化,，,II,型肺泡上皮细胞增生,，部分微血管破坏,并出现大量新生血管,晚期（纤维化期）：部分患者呼吸衰竭持续超过,14d,，病理上常表现为严重的,肺纤维化,，肺泡结构 破坏和重建,正常肺泡,和,血流,肺泡内充,满,液体,透明膜形成,肺小血管,栓,塞,肺不张,V,o,lu,m,e,Pressure,NORMAL,ARDS,顺应性曲线明显向右下移位,肺内分流增加,肺泡塌陷：ARDS重力依赖区炎症或不张区,生理性低氧缩血管反应：障碍,