缺氧的病理生理

在海平面，呼吸室内空气时，正常的PaO2为80～100mmHg，低氧血症的定义是PaO2＜80mmHg。为了维持正常的组织氧合，必须具备以下的条件：适当的吸氧浓度，适当的通气和血流灌注（/）比值，足够的血红蛋白，足够的心输出量和适当的组织摄氧率。不具备以上条件中的任何一项条件，都可以引起组织缺氧。在海平面，有许多能引起心肺功能异常的情况，均可引起低氧血症。临床上常见的有分流增加、/比例失衡、弥散障碍、低通气等，心血管功能损害可加重低氧血症。

1.分流　分流是指有灌注而没有通气。存在分流时，静脉血（分流血）在肺静脉或左心与动脉血混合，引起离开左心的动脉血PaO2降低。因为大量的O2是由血红蛋白携带的，因此，即使小量的分流（图16-1）也可引起明显的低氧血症。增加FiO2，只有在少量分流的情况下才能改善氧合。大量的分流并不能因增加FiO2而改善。在大量的分流情况下，要改善氧合只有解决分流问题（例如解除气胸的压迫，肺炎的治疗，肺不张的复张，利尿药等）。加用PEEP，使萎陷肺泡复张的操作，增加平均气道压的各种呼吸及参数调整对改善分流时的氧合经常是有用的。较常见但常不被认识的，机械通气患者发生分流的原因是卵圆孔开放，如果机械通气时肺血管阻力增加，功能性闭合的卵圆孔可能开放。

图16-1　在0%、15%和30%分流时，理论上FiO2和PaO2的关系

注：这些关系是在假定正常通气，血红蛋白15g，C（a-）O25vol%、正常心输出量、代谢率、pH和PCO2的情况下算出来的。注意：当分流增加时，在一定FiO2下PaO2降低

2./比例失调　正常的/比值为0.8，当这种比例降低时（图16-2）可引起低氧血症。在/比例失调时，改善PaO2的最有效方法是改善通气的分布和增加FiO2。这对于慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者是非常有效的，这些患者存在明显的/比例失调。如图16-2所说明的，在一些情况下，FiO2的小量增加就可以引起PaO2的明显增加。有许多机械通气患者，低氧血症是由分流和/比例失调这两种原因引起的。在这些患者，氧合的治疗可能需要增加FiO2、加用PEEP和增加平均气道压。

3.弥散障碍　弥散障碍时的低氧血症是由于氧跨肺泡-毛细血管膜的平衡的时间增加所引起的。这是由于肺泡-毛细血管膜增厚或用于弥散的表面积减小的结果。间质液增加，肺泡-毛细血管膜的纤维变、肺实质的气肿改变均是弥散障碍的主要原因。增加FiO2可改善弥散障碍患者的氧合。

4.低通气　按照肺泡气体等式，肺泡PCO2的升高使肺泡PO2降低。动脉PCO2的升高引起氧解离曲线右移，降低SaO2，但增加组织对氧的摄取。改善通气是对低通气引起的低氧血症的最好的治疗，虽然这种原因的低氧血症对氧疗也有反应。

图16-2　/比例失调对氧合的影响

5.心血管功能的减低　健康人心输出量的减低并不引起低氧血症，然而，已有心血管功能改变可使/比例失调或分流引起的低氧血症的影响加重。当心输出量降低时，组织对氧的摄取是高的，混合静脉血PO2和氧合量是低的。当存在分流和/比例失调并有心输出量降低时，来自分流区的低氧含量的血和来自无分流区的血混合，与心输出量较高时比较，会导致较严重的低氧血症。由于心血管功能异常所致低氧血症的治疗必须以适当的血流动力学处理来纠正。此外，增加FiO2，在某些情况（如心源性肺水肿）时加用适当的PEEP均是有效的。

6.吸氧浓度（FiO2）　因为机械通气可引起/比例失调，即使是没有明显心肺功能低下（如手术后，药物过量），也可能需要增高FiO2以维持正常的PaO2。然而，在这些情况下，需要FiO2＞0.40是罕见的，除非在一些特殊的操作（如吸痰、支气管镜检查）期间。

7.氧毒性　氧对危重病患者的毒性是有争议的。在健康哺乳动物，呼吸100%的氧24h可引起毛细血管膜结构性的改变，肺水肿、肺不张和PaO2下降。在健康人，也已观察到相似的变化过程，但需要较长的时间。因此，氧疗的原则，总是用能维持PaO2目标值的最低的FiO2。然而，在患有严重疾病的肺，可能诱发可减弱高FiO2毒性作用的抗氧化能力，使肺能耐受高FiO2而不导致进一步损害。对于急性肺损伤患者，通常应避免FiO2＞0.60，然而在必要时，将FiO2增加高于此水平，与让肺承受高肺泡峰压（＞30cmH2O）比较，其危险性还是较小的。

8.100%O2　如上所述，应避免连续应用100%O2。除了氧毒性的潜在作用，高FiO2还可在通气不良、不稳定的肺单位，由于去氮气作用而引起吸收性肺不张。这并不意味着无论何种情况都不能应用100%O2。事实上在临床实践中，当患者的氧合状况很差或发生严重的心肺功能不稳定时，是常给予100%O2的。不过，只要严重低氧血症纠正，病情趋于稳定，就应该尽快降低FiO2至适当的水平。在患者运输、行纤维支气管镜检查、吸痰和任何其他紧张的操作过程中，均推荐短时间地给予100%O2。此外，在经气管插管，开始进行机械通气时，也常给予100%O2，当PaO2和SpO2达适当水平后，再尽快降低FiO2。