一型呼吸衰竭是动脉血氧分压<60mmHg、二氧化碳分压正常或降低的呼吸衰竭,其常见原因包括气道病变(如各年龄段因不同因素致气道阻塞影响气体交换)、肺组织病变(如不同年龄肺炎致肺泡病变影响气体弥散,肺水肿致气体交换结构和功能破坏)、肺血管病变(如肺栓塞致通气/血流比例失调引发)、胸廓与胸膜病变(如胸廓畸形致胸廓运动受限影响通气,大量胸腔积液压迫肺组织减少通气面积)。
(一)气道病变
1.各种原因导致的气道阻塞
年龄因素:儿童时期气道相对较窄,若发生异物吸入,可迅速引起气道部分或完全阻塞,从而影响气体交换。例如,儿童在玩耍时误将小玩具等异物吸入气道,导致通气障碍。对于成人,慢性阻塞性肺疾病(COPD)是引起气道阻塞的常见原因之一,其发病与长期吸烟等生活方式相关,烟草中的有害物质长期刺激气道,引起气道炎症、黏液分泌增加、气道平滑肌痉挛等,进而导致气道狭窄,影响气体进出肺组织。
具体机制:气道阻塞会使肺泡通气不足,导致氧的吸入减少,二氧化碳排出受阻,最终引发一型呼吸衰竭。
(二)肺组织病变
1.肺部炎症
不同年龄差异:儿童易患的肺炎,如病毒性肺炎(如流感病毒、呼吸道合胞病毒等感染引起的肺炎),由于儿童肺部组织相对娇嫩,炎症容易广泛累及肺组织,影响气体交换。成人的肺炎,如细菌性肺炎(如肺炎链球菌肺炎等),炎症可导致肺泡内渗出增加,肺泡实变,使有效气体交换面积减少。
病理过程:肺部炎症时,肺泡壁充血水肿,炎性细胞浸润,肺泡内充满炎性渗出物,阻碍了氧气从肺泡向血液的弥散以及二氧化碳从血液向肺泡的弥散,进而引起一型呼吸衰竭。例如,在病毒性肺炎中,病毒在肺组织内复制,引发免疫炎症反应,导致上述病理改变。
2.肺水肿
病因及影响:心源性肺水肿常见于有心脏病史的患者,如左心衰竭患者,由于心脏泵血功能减退,肺静脉回流受阻,肺毛细血管静水压升高,液体渗出到肺泡和间质,影响气体交换。非心源性肺水肿,如急性呼吸窘迫综合征(ARDS),可由严重感染、创伤、休克等多种原因引起,肺血管通透性增加,大量液体进入肺间质和肺泡,导致肺顺应性降低,通气/血流比例失调,从而引发一型呼吸衰竭。无论是心源性还是非心源性肺水肿,都会破坏正常的气体交换结构和功能。
(三)肺血管病变
1.肺栓塞
发病情况:任何年龄都可能发生肺栓塞,但有基础疾病如长期卧床、下肢静脉血栓形成的患者更易发病。肺栓塞时,肺动脉或其分支被血栓等阻塞,导致肺循环障碍,affected肺组织的通气无法与血流充分匹配,进而影响氧的摄取和二氧化碳的排出。例如,长期卧床的老年患者,下肢静脉血流缓慢,容易形成血栓,血栓脱落随血流到达肺动脉引起肺栓塞。
病理影响:肺栓塞使部分肺组织血流减少甚至中断,而通气仍存在,导致通气/血流比例严重失调,引起一型呼吸衰竭。
(四)胸廓与胸膜病变
1.胸廓畸形
年龄相关:儿童时期的胸廓畸形,如先天性胸廓畸形,可能影响胸廓的正常运动,导致肺的扩张受限。例如漏斗胸,胸廓的畸形使胸腔容积减小,肺组织受压,通气功能受到影响,进而影响气体交换。成人的胸廓畸形,如严重的脊柱侧弯,也会使胸廓形态改变,限制肺的通气,导致一型呼吸衰竭。
具体机制:胸廓畸形改变了胸廓的正常结构和运动幅度,使吸气时胸廓扩张受限,进入肺内的气体量减少,影响氧气的吸入和二氧化碳的排出。
2.胸膜病变
常见情况:大量胸腔积液是常见的胸膜病变原因,无论是感染性(如结核性胸膜炎引起的胸腔积液)还是非感染性(如恶性肿瘤胸膜转移引起的胸腔积液),大量胸腔积液会压迫肺组织,使肺组织不能充分扩张,导致肺的通气面积减少,影响气体交换,从而引发一型呼吸衰竭。例如,恶性肿瘤患者出现大量胸腔积液时,随着积液量的增加,肺被压缩,气体交换功能明显受损。