急診醫學/通氣的肺內分布

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人的肺總容量不過3~5L,但每日為了攝入O2和呼出CO2所必需的交換面積則高達70~80m2。唯有當肺臟被分隔為3億左右的微小肺泡才能滿足此要求。這樣,吸入氣必須經過20餘代呼吸道分支才能抵達肺泡。

即使正常生理狀況下,通氣在肺內並非均勻分布。從殘氣位緩慢吸氣時,雖然通氣首先流向肺尖部,但肺尖部的通氣量低於肺其他部位,較多吸入氣流向基底。這種肺通氣不均的原因是因為在胸腔不同位置胸腔內壓(跨肺壓)不同。當人站立或坐位時,肺尖部肺回縮力與地心引力(肺重量)共同作用,肺尖部跨肺壓最負;肺底因肺重量本身抵消了彈性回力,跨肺壓接近正值。也就是自肺尖向肺底跨肺壓以0.025kPa/cm(0.25cmH2O/cm)逐漸增加。因為區域性壓力的差異,使不同區域肺泡處於壓力-容積曲線的不同位置。當從低肺容量(殘氣位)(圖3-6A)吸氣時,肺尖部分已較肺底部肺泡擴張,雖然該處負壓較高,但流入氣量較肺底部少。繼續吸氣達功能殘氣位(圖3-6B)時,上下各部肺泡均被充張,但因上部區域肺已離開壓力-容積曲線最陡峭部分,充氣氣量將小於基底區域的肺組織。當吸氣達到肺總量位(圖3-6C),雖肺尖、肺底間壓力仍存在不同,但因均已處於曲線平坦部分,容積變化就很小了。

胸腔內壓對通氣分布的影響


圖3-6 胸腔內壓對通氣分布的影響

A.低肺容量;B.功能殘氣位;C.肺總量位。

造成吸入氣分布不均除跨肺壓差別外,氣道阻力、局部肺順應性都有影響。

關閉容積(closing volume)的測定是對肺通氣分布不均的一有力證明。受試者或吸純氧或吸混有標誌氣體(氮、或133氙)的吸入到肺總量,然後緩緩均勻呼出至殘氣位,將氮氣或標誌氣體濃度和肺容積記錄製成圖線(圖3-7)。可見第一相因是氣管支氣管內氣體,不混有氮氣,第Ⅱ相為肺泡內氣體開始排空,第Ⅲ相系肺內各區肺泡氣均陸續排出,含氮或標誌氣均勻故曲線平坦,再繼續呼氣曲線突然出現一陡峭升高進入第Ⅳ相,這是由於肺基底部胸腔內壓增高,小氣道關閉,呼出氣已非自基底部排出,肺尖部肺泡內含氮氣濃度高於基底部,第Ⅳ期呼出氣系由肺尖部排出故曲線出現轉折。Ⅲ、Ⅳ相交界區域以下氣量即為閉合氣量及閉合總量(閉合氣量與殘氣容積之和)。此項檢查可用以了解小於2mm以下小氣道的功能狀態,為篩選小氣道病變之用。臨床日常工作中應用雖不十分普遍,但確能用以闡述通氣分布不均的呼吸生理狀態。

正常人的關閉容量曲線


┃←關閉氣量→┃

圖3-7 正常人的關閉容量曲線

一旦肺組織發生病變,如肺氣腫,或氣道狹窄、堵塞時,氣體分布不均的現象更為顯著。

32 動態條件下的肺通氣 | 通氣功能障礙 32
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