单肺通气的病理生理进展

第1篇一、实验目的了解肺通气的生理机制，掌握肺通气功能的检测方法，通过实验观察肺通气的生理现象，分析影响肺通气的因素，从而加深对呼吸生理学的认识。

二、实验原理肺通气是指气体在呼吸过程中从外界吸入肺泡，再从肺泡排出体外的过程。

肺通气的动力来源于呼吸肌的收缩与舒张，其影响因素包括呼吸膜的厚度、呼吸膜的面积、通气与血流比值等。

通过测量肺通气量、最大通气量等指标，可以评估肺通气功能。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：肺活量计、肺功能仪、生理盐水、吸氧管、吸痰管、鼻导管等。

2. 实验仪器：计算机、生理信号采集与分析系统、呼吸机、血压计、心电图机等。

四、实验方法1. 受试者取坐位，平静呼吸5分钟，待呼吸平稳后，开始实验。

2. 使用肺活量计测定受试者的肺活量（VC）、用力肺活量（FVC）和用力呼气量（FEV1）。

3. 使用肺功能仪测定受试者的最大通气量（MVV）。

4. 测量受试者的呼吸频率（R）、潮气量（VT）和每分钟通气量（VE）。

5. 观察并记录受试者在实验过程中的生理现象，如呼吸音、呼吸幅度、呼吸频率等。

6. 分析影响肺通气的因素，如呼吸肌力量、胸廓形态、呼吸道的通畅程度等。

五、实验结果1. 肺活量（VC）：男性受试者平均为（4.2±0.5）L，女性受试者平均为（2.8±0.3）L。

2. 用力肺活量（FVC）：男性受试者平均为（3.5±0.4）L，女性受试者平均为（2.3±0.2）L。

3. 用力呼气量（FEV1）：男性受试者平均为（2.8±0.3）L，女性受试者平均为（1.9±0.1）L。

4. 最大通气量（MVV）：男性受试者平均为（100±10）L/min，女性受试者平均为（80±5）L/min。

5. 呼吸频率（R）：男性受试者平均为（16±2）次/min，女性受试者平均为（15±1）次/min。

6. 潮气量（VT）：男性受试者平均为（0.6±0.1）L，女性受试者平均为（0.4±0.05）L。

单肺通气肺损伤机制及保护策略研究进展单肺通气(one-lung ventilation，OLV)指胸外科手术患者经支气管导管仅利用单侧肺(非术侧肺)进行通气的方法。

其主要目的是隔离患侧肺，防止液性分泌物流入健侧，如支气管扩张、肺脓肿以及肺大泡等。

近年来，随着胸外科手术快速发展及胸腔镜技术的推广，单肺通气技术现已广泛应用于食管、肺叶、全肺、胸腔镜等手术。

但OLV 期间由于无通气侧肺的血液没有得到氧合而造成了静脉血的掺杂，从而引起肺组织缺氧导致肺组织细胞的损伤以及功能的损害。

此外，由于肺的反复萎陷复张以及在通气过程中过度的牵张等都可导致肺的损伤，甚至可引起呼吸机相关性肺损伤(ventilator associatedlung injury，V ALI)，导致肺部并发症甚至死亡率增高，对此已引起临床的广泛关注。

本文就有关单肺通气肺损伤机制及保护策略的研究进展作一综述。

1 OLV 肺损伤机制1．1 V ALI V ALI 是一种肺部弥漫性肺泡-毛细血管膜损伤和通透性增加综合征[1]。

包括肺气压伤、肺容量伤、肺萎缩伤及肺生物伤。

这几个方面在本质上可看作是机械力诱导的炎症细胞激活为基础的生物学损伤[2]。

1．2 术中操作损伤术中手术操作对肺组织的牵拉、挤压等均可引起肺损伤，这与手术的范围以及创伤大小有一定相关性。

肺内淋巴管侧支回路众多，术中淋巴管道破坏与输液过多也是发生急性肺损伤（acute lung injury，ALI）的原因[3]。

1．3 缺血缺氧性损伤OLV 时萎陷肺的血流灌注明显下降，对机体生理的影响主要是造成低氧血症与非通气侧肺的缺氧性肺血管收缩（hypoxic pulmonary vasoconstriction，HPV）。

OLV 时术侧肺无通气导致通气/血流（V/Q）比值下降，肺内分流增加。

HPV 是一个重要的自身调节机制，它可减少功能性分流，血管扩张剂、低碳酸血症、异常混合静脉血氧分流可抑制HPV 并加重肺内分流，部分吸入麻醉药也可抑制HPV。

呼吸生理机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸，包括三个环节来完成：1、外呼吸：肺通气及肺换气2、气体在血液中的运输3、内呼吸：组织换气、细胞内氧化代谢肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程。

实现肺通气的器官包括呼吸道、肺泡、胸廓。

气体进出肺取决于两方面因素：1、推动气体流动的动力2、阻止气体流动的阻力动力：气体进出肺是由于大气和肺泡之间存在压力差，此压力差产生于由呼吸运动使肺的张缩引起的肺内压变化，一旦呼吸停止，可以人为的方法改变肺内压，建立肺内压的大气压之间的压力差来维持肺通气，如：呼吸机进行正压通气，口对口的人工呼吸，节律性的挤压胸廓等。

主要决定于呼吸运动、肺内压、胸膜腔内压。

呼吸肌的舒缩是肺通气的原动力，它引起胸廓张缩，由于胸膜腔和肺的结构功能特征，肺随胸廓的张缩而张缩，肺容积的这种变化又造成肺内压和大气压之间的压力差，此压力差直接推动气体进出肺。

阻力：1、弹性阻力：肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力占70%2、非弹性阻力：气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力，占30%，以气道阻力为主肺的弹性阻力和顺应性：肺在被扩张变形时，会产生回缩力，回缩力的方向与肺扩张的方向相反，因而是吸气的阻力，即肺的回缩力构成了肺扩张的弹性阻力；顺应性是在外力作用下弹性组织的可扩张性，容易扩张者，顺应性大，弹性阻力小，不易扩张者，顺应性小，弹性阻力大，顺应性和弹性阻力成反比。

比顺应性：肺顺应性还受肺总量的影响，肺总量大，其顺应性也较大，单位肺容量下的顺应性即比顺应性。

肺弹性阻力的来源：三分之一来自肺组织本身，肺扩张越大，肺的回缩力和弹性阻力也越大；三分之二来自肺泡表面张力，肺泡表面张力是由肺表面活性物质决定的，它能：1、有助于维持肺泡的稳定性2、减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿发生3、降低吸气阻力，减少吸气做功。

当肺充血、肺组织纤维化或肺表面活性物质减少时，肺的弹性阻力增加，顺应性降低，患者表现为吸气困难，而在肺气肿，肺弹性成分大量破坏，肺回缩力减小，弹性阻力减小，顺应性增大，患者表现为呼气困难。

食道癌是世界上第8大最常见的癌症，也是第6大最常见的癌症死亡原因［1］。

我国食管癌发病率及死亡率居全球首位［2］。

手术治疗是食管癌的根治手段之一［3］，而单肺通气在食管癌根治术中被广泛应用［4］。

单肺通气（OLV ）作为一种常用的胸科手术通气模式，可以有效地实现双肺隔离，使手术术野清晰，为术者提供操作条件，保护正常肺免受患侧肺引起的出血或脓肿［5］。

但因其非生理状态的通气模式，术中常常出现肺内通气灌注匹配受损和肺内分流，从而导致低氧血症的发生［6］。

近年来，由于肺保护性通气策略的实施，低氧血症的发生率有所下降，但胸科手术中低氧血症的发生率仍有10%~25%［7］。

因此研究如何减少低氧血症仍有需要。

OLV 期间低氧血症的主要病理生理机制是肺内通气灌注匹配受损。

而OLV 时缺氧性肺血管收缩效应（HPV ）有助于维持肺内的区域通气灌注匹配，降低肺内分流的严重程度［7］。

HPV 是肺血管系统固有的一种稳态机制，肺动脉因缺氧而收缩，将血液转移到氧合较好的肺段，从而优化通气/灌注匹配和全身氧供［8］，而HPV 受到抑制是OLV 期间发生低氧血症的主要原因之一［9］。

红景天，被称为“金根”或“玫瑰根”，主要分布在喜马拉雅地区、亚洲西部至北部和美洲北部［10］，是一种世界性植物适应原［11］，具有多种药理活性，即抗氧化，抗Effects of Rhodiola rosea injection on intrapulmonary shunt and blood IL-6and TNF-αlevels during single lung ventilation in patients undergoing radical resection of esophageal cancerLIU Xi,HU Huan,FANG Jing,HUANG Lu,CHENG XiangyangDepartment of Anesthesiology,First Affiliated Hospital of Bengbu Medical University,Bengbu 233000,China摘要：目的探究红景天对食管癌根治术患者单肺通气期间肺内分流及血炎症介质的影响。

单肺通气对心功能和血流动力学的影响侯领弟;李占军;李胜男;杨树峰;宁新宇【摘要】目的探讨胸外科手术中单肺通气对患者心功能及血流动力学的影响.方法选择美国麻醉医师协会(American of society anesthesiologists,ASA)分级Ⅰ～Ⅱ级,择期全身麻醉下侧卧位行双腔气管插管手术患者101例.应用FloTrac/Vigileo 系统监测患者各项血流动力学参数.记录时间点分别为患者入室后(T0)、插管后仰卧位双肺5 min(T1)、侧卧位双肺5min(T2)、侧卧位单肺5 min(T3)、侧卧位单肺10 min(T4)、侧卧位单肺30 min(T5)、侧卧位单肺60 min(T6)、鼓肺后(T7)、平卧位双肺5 min(T8).结果 T0时MAP、HR高于Tz (P ＜0.05);T1时SVR高于T6(P ＜0.05);T1、T2时MAP、HR、CO、CI低于T3(P＜0.05);T3时MAP高于T4,HR低于T4(P ＜0.05);T5时SpO2最低(P ＜0.05);T6时HR高于T7,MAP、SV低于T7(P＜0.05),余比较无统计学差异.结论单肺通气后,患者出现短暂的血流动力学不稳,与双肺通气时比较MAP、HR、CO、CI增高,SpO2、SVR减低,但随着单肺通气时间延长,各指标逐渐达到平稳状态.%Objective To evaluate the effect of one lung ventilation (OLV) on patient's cardiac function and hemodynamic status during thoracic surgery by FloTrac/Vigileo system.Methods A total of 101 class Ⅰ-Ⅱ adult patients by American Society of Anesthesiologists (ASA) who had undergone the double lumen endotracheal intubation in the lateral position during thoracic surgery were enrolled in this study.Each hemodynamic parameter was recorded by FloTrac/Vigileo system at different time points that included the time before anesthesia induction(T0),5 min into intubation in the supine position by two lung ventilation (T1),5 min after the lateral position by twolung ventilation(T2),5 min after OLV (T3),10 min after OLV (T4),30 min after OLV (T5),60 min after OLV (T6),after lung inflation (T7),and 5 min after the supine position by two lung ventilation (T8).Results MAP and HR were higher at T0 than at T2 (P ＜ 0.05).SVR was higher at T1 than at T6 (P ＜0.05).MAP,HR,CO and CI were lower at T1 、T3 than at T4 (P ＜ 0.05).MAP was higher at T2 than at T4,and HR was lower at T3 than at T4 (P ＜0.05).SpO2 was the lowest at T5 (P ＜0.05).HR was higher at T6 than atT7,while MAP and SV were lower at T6 than at T7 (P ＜ 0.05).Conclusions After one lung ventilation,patients can experience transient hemodynamic instability,for MAP,HR,CO and CI tend to increase while SpO2 and SVR tend to decrease compared with double lung ventilation.However,as the one lung ventilation continues,the indicators gradually become stable.【期刊名称】《武警医学》【年(卷),期】2017(028)010【总页数】4页(P1005-1007,1011)【关键词】单肺通气;FloTrac/Vigileo监测系统;心功能;血流动力学【作者】侯领弟;李占军;李胜男;杨树峰;宁新宇【作者单位】121001,锦州医科大学研究生院;100039北京,武警总医院麻醉科;100039北京,武警总医院麻醉科;100039北京,武警总医院麻醉科;100039北京,武警总医院麻醉科;100039北京,武警总医院麻醉科【正文语种】中文【中图分类】R614.2单肺通气(one lung ventilation，OLV)在胸外科手术过程中可引起多种病理生理学改变，导致缺氧性肺血管收缩、低氧血症、炎性反应、心输出量改变等血流动力学变化。

肺部生理学的研究进展肺是人类呼吸系统的核心，负责供应氧气和排出二氧化碳。

因此，对肺部生理学的深入研究具有非常重要的意义。

在过去的几十年里，科学家们不断地深入研究肺的结构、功能和疾病，希望有所进展。

在本文中，我们将介绍一些最新的研究进展。

肺的结构肺是复杂的器官，其结构可分为两部分：气道和肺胞。

气道是由支气管分支形成的管道系统，可将空气从外部引入肺部。

肺泡是肺部最小的结构单位。

其形状多样，最常见的是圆球形，直径约150微米。

肺泡是气体交换的主要场所，它们和薄壁的血管在功能上紧密相连。

从肺泡壁上的细胞开始，氧气进入血液，二氧化碳从血液中排出，然后呼气将二氧化碳从肺泡排出体外。

气道和肺泡直接的连接通道被称为导气管，该区域的病理生理变化非常有意义。

导气管和血管紧密相连，导致许多肺部疾病对气管和血管的生理过程产生重要影响。

研究者试图通过模拟体内条件，比如细胞和组织形态的仿真和体外培养，来模拟导气管的复杂结构和其内部的流动特性。

这为研究导气管疾病的发生和发展提供了更具可行性的实验平台。

近年来，肺的三维重建技术取得了突破。

使用高清晰度CT和高恢复力MRI，科学家们可以将肺部的三维形状都准确地展示出来。

这种将肺部结构可视化的技术已经在肺癌诊断等领域取得了显著的进展，它使我们可以更全面地了解肺的结构和功能。

肺的呼吸过程肺部的呼吸过程分为两个部分：吸气和呼气。

吸气是从空气中吸入氧气的过程，而呼气则是将空气中含有的二氧化碳排出体外的过程。

这两个过程是由肺部的气道，肺泡，肺毛细血管和血液组成的复杂系统协调完成的。

最近的研究对肺的生态学和生理学背景下的呼吸和气道道路动力学有了新的认识。

科学家们发现，长时间的锻炼可以改变肺的形态和功能，使肺更能有效地通气。

另外，抽烟会损害呼吸道上皮细胞，导致在肺泡内聚集的有毒物质影响肺的整体功能。

肺部疾病肺部疾病是导致死亡和失能的主要原因之一。

过去的几十年里，科学家们对肺部疾病的研究取得了巨大的进展，但是这种疾病仍然是一个巨大的医学挑战。

脑氧饱和度监测在单肺通气中的应用进展沈心怡;余建明【期刊名称】《浙江中西医结合杂志》【年(卷),期】2019(029)004【总页数】3页(P343-345)【关键词】脑氧饱和度;单肺通气;术后认知功能障碍【作者】沈心怡;余建明【作者单位】浙江中医药大学第二临床医学院,杭州 310053;浙江省中西医结合医院麻醉科,杭州 310003【正文语种】中文局部脑氧饱和度监测利用了近红外光谱技术，通过连续无创的监测来反映脑组织的氧供需状态。

局部脑氧饱和度监测在临床上被广泛用于心脏手术及神经外科、胸科、腹部等非心脏手术[1]。

尤其在胸科手术中，需要在全身麻醉下行单肺通气。

由于单肺通气会影响正常生理机制，引起一系列生理病理变化，导致通气/血流比失衡，产生肺内分流，引起低氧血症等严重并发症，与术后认知功能障碍的发生也有一定相关性。

使用局部脑氧饱和度监测能针对性的间接反映脑组织的氧供与氧耗，有助于术中麻醉管理，降低术后并发症发生率，从而改善预后。

1 脑氧饱和度监测概况1.1 近红外光谱技术原理近红外光谱技术是根据人体组织对近红外光谱的吸收不同从而实现对局部氧饱和度进行连续无创的监测[2]。

局部脑氧饱和度监测仪通过持续发射波长在700～1100nm的近红外光[3]，穿透皮肤、骨骼及脑组织深处，被氧合血红蛋白和去氧血红蛋白分别吸收，根据两者的吸收光谱不同加以区分，根据朗伯比尔定律（Lambert-Beer law），计算出组织中两者的相对浓度，进而得出局部氧饱和度。

1.2 近红外光谱技术优点近红外光谱技术测得的脑氧饱和度是脑组织混合氧饱和度，由30%的动脉血和70%的静脉血加权后得出[4]，对脑缺氧较敏感，且不受动脉搏动、低血压、无血流的影响，可对局部脑氧饱和度进行无创、连续的监测，反映脑组织氧供和氧耗的平衡情况。

1.3 影响因素影响脑氧饱和度的因素有年龄、血红蛋白浓度、指脉氧饱和度、呼末二氧化碳、体温、探头放置位置、术中体位等。

精选文档呼吸病学病理生理及解剖1、呼吸系统从初期胚胎发生到出生后分为：假腺期（24 天～ 16 周）、小管期（ 17 周～２６周）、终末囊泡期（２６周～出生）。

至８岁时才停止发育。

2、在２４时节从内胚层的消化管腹侧开始，适在咽部的尾侧发生肺芽，此芽近端连于喉的管道即为气管，气管与食管之间有气管食管隔，两者之间有瘘管相连，称为气管食管瘘，气管远端分为左右肺囊，产生左右支气管，既而形成叶支气管，第５周开始产生段支气管，第１０周可分至４～８级支气管，１２周时肺叶也显然形成，１６周时肺内支气管已达１５～２５级，此后又分出细支气管及呼吸性细支气管，连续到肺泡期，在肺芽扩展分支时，包绕肺芽的间质伸入分支间并包绕各级分支，分化成为呼吸道的光滑肌、软骨、血管、淋巴管以及结缔组织、脏层胸膜等。

3、气管与支气管的软骨是有近端向远端发展的，在第４周时，软骨第一在气管内壁出现，第１０周时在主支气管内出现，第１２周时见于段支气管，１６周时可增至６～１２环。

呼吸道上皮发源于内胚层，间或也来自外胚层和中胚层，有８种上皮细胞和２种游走细胞。

在假腺期，呼吸道粘膜与食管相像，上皮为复层上皮，此后渐渐衍变为假复层柱状上皮。

上皮细胞开端时一致的未分化型，此后渐渐分化成７种细胞。

纤毛细胞出现较早，在第１０周时可在气管上皮内见到，在第１３周可见于全部支气管树的各级支气管－细支气管－呼吸性细支气管。

杯状细胞在第１３周开始出现于气管和支气管，渐渐远向生长直到３２周，此中分泌性糖蛋白与分泌酸性糖蛋白的杯状细胞相等，在成人则以分泌酸性者为主。

浆液细胞在胎儿出生后才发生，可能发源于基底细胞。

Clara 细胞是细支气管上皮的主要细胞，无纤毛，有丰富的分泌颗粒，供给纤毛液体环境。

刷状细胞近似小肠上皮细胞，游离缘有微绒毛，在人胚呼吸道上皮中无此种细胞，可能存在于成人。

中间细胞发源于内胚层细胞，为纤毛细胞和腺细胞的前驱细胞。

基底细胞在人胚１０周上皮分化成假复层时即已形成，位于柱状上皮细胞的深面。

- 175 -*基金项目：滨州医学院附属医院科研创新团队项目（滨附行发[2020]31号）①滨州医学院附属医院　山东　滨州　256603通信作者：燕厚永单肺通气所致肺内分流的研究*王业文①　张全意①　燕厚永① 【摘要】　目前单肺通气技术已经广泛应用于胸科手术的麻醉。

但单肺通气会导致肺内分流的骤然增加，肺内分流会引起一系列不良的影响，危害患者围手术期的安全。

肺内分流量受多种因素的影响，其中缺氧性肺血管收缩（HPV）是机体主要的保护性代偿机制，增强HPV 的作用和降低对HPV 作用的抑制是术中改善肺内分流的关键。

术中常用的多种药物会对HPV 产生影响，不同的呼吸参数也会影响肺内分流的变化。

本文就国内外近年来关于单肺通气所致肺内分流的不良影响、代偿机制及影响因素等进行综述，为临床实践提供理论基础，保障患者围手术期的安全。

【关键词】　单肺通气　肺内分流　缺氧性肺血管收缩　低氧血症 Research Progress of Intrapulmonary Shunt Caused by One-lung Ventilation/WANG Yewen, ZHANG Quanyi, YAN Houyong. //Medical Innovation of China, 2023, 20(34): 175-180 [Abstract]　At present, one-lung ventilation has been widely used in thoracic surgery anesthesia. However, single lung ventilation can lead to a sudden increase in pulmonary shunt, which can cause a series of adverse effects and harm the safety of patients in perioperative period. Pulmonary shunt volume is affected by many factors, among which hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV) is the main protective compensatory mechanism. Enhancing the effect of HPV and reducing the inhibition of the effect of HPV is the key to improve intraoperative pulmonary shunt. HPV can be affected by a variety of drugs commonly used during surgery, and different respiratory parameters can also affect changes in pulmonary shunt. In this paper, the adverse effects of one-lung ventilation induced intrapulmonary shunt, the compensatory mechanism of intrapulmonary shunt and the factors affecting intrapulmonary shunt are reviewed, which could provide theoretical basis for clinical practice and guarantee the safety of patients during perioperative period. [Key words]　One-lung ventilation　Intrapulmonary shunt　HPV　Hypoxemia First-author's address: Binzhou Medical University Hospital, Binzhou 256603, China doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2023.34.039 全身麻醉是胸科手术主要的麻醉方式，胸科手术的主要挑战之一是在满足机体氧合需求的同时，又满足外科手术操作的需求。