呼吸衰竭分为通气功能障碍导致的呼吸衰竭和换气功能障碍导致的呼吸衰竭。通气功能障碍包括限制性通气不足（胸廓顺应性降低、呼吸肌活动障碍、肺顺应性降低等致胸廓扩张受限、肺泡通气量减少，儿童易因发育异常、老年易因呼吸肌衰退等出现，长期吸烟老年肺顺应性降低易致）和阻塞性通气不足（气道狭窄或阻塞如COPD患者气道炎症、痉挛等致气道阻力增加，儿童支气管哮喘发作时气道痉挛可致）；换气功能障碍包括弥散障碍（肺泡膜面积减少如肺实变、厚度增加如肺纤维化致气体弥散障碍，儿童先天肺发育不良、老年特发性肺纤维化等易出现，长期接触粉尘职业人群易患尘肺致）和通气/血流比例失调（V/Q增大如肺栓塞致无效腔样通气增加，V/Q减小如慢支、肺气肿等致功能性分流增加，儿童肺炎、老年肺栓塞等易出现，长期吸烟老年易患慢支致）。
一、通气功能障碍导致的呼吸衰竭
限制性通气不足
机制：胸廓的顺应性降低、呼吸肌活动障碍、肺的顺应性降低等均可引起限制性通气不足。例如，胸廓畸形（如严重脊柱侧凸）会使胸廓的顺应性下降，导致胸廓扩张受限，进而引起肺的扩张受限，肺泡通气量减少。对于儿童来说，先天性胸廓发育异常可能导致这种情况，影响其正常的肺通气功能。在老年人群中，呼吸肌功能随着年龄增长而减退，也可能出现呼吸肌活动障碍，引发限制性通气不足。
相关因素：年龄方面，儿童的胸廓和呼吸肌发育尚未完善，更容易因发育异常等因素出现限制性通气不足；老年人群呼吸肌功能衰退是常见的导致限制性通气不足的因素。生活方式上，长期吸烟的老年人可能因肺组织受损导致肺顺应性降低，增加限制性通气不足的发生风险。病史方面，有胸廓畸形病史的患者再次出现胸廓相关病变时，更易发生限制性通气不足。
阻塞性通气不足
机制：气道狭窄或阻塞是主要原因，包括气道的炎症、痉挛、异物、肿瘤等。如慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者，气道存在慢性炎症，气道黏膜肿胀、分泌物增多，同时气道平滑肌痉挛，导致气道阻力增加，出现阻塞性通气不足。在儿童中，支气管哮喘是常见的引起气道痉挛的疾病，发作时气道痉挛，通气受阻。对于有过敏史的儿童，接触过敏原后易诱发支气管哮喘，导致阻塞性通气不足。老年COPD患者由于长期吸烟等因素，气道炎症持续存在，反复出现阻塞性通气不足。
二、换气功能障碍导致的呼吸衰竭
弥散障碍
机制：肺泡膜面积减少、肺泡膜厚度增加等可引起弥散障碍。例如，肺实变、肺不张等会使参与气体交换的肺泡膜面积减少。在肺部感染性疾病中，大面积的肺实变可导致弥散面积明显减少，影响气体的弥散。肺泡膜厚度增加可见于肺纤维化患者，肺泡膜增厚，气体弥散速度减慢。对于长期接触粉尘的工人，易患尘肺，肺纤维化逐渐加重，导致肺泡膜厚度增加，引起弥散障碍。儿童先天性肺发育不良可能出现肺泡膜面积减少的情况，影响气体交换。老年人群如果患有特发性肺纤维化，也会因肺泡膜增厚出现弥散障碍。
相关因素：年龄上，儿童肺发育尚未成熟，先天性肺发育不良等情况更易导致弥散障碍；老年人群的特发性肺纤维化等疾病发生率相对较高，是弥散障碍的常见人群。生活方式中，长期接触粉尘的职业人群患尘肺的风险高，易出现弥散障碍。病史方面，有肺部感染、肺纤维化病史的患者更易发生弥散障碍相关的呼吸衰竭。
通气/血流比例失调
机制：正常情况下，通气/血流（V/Q）比例约为0.8。当V/Q增大时，如肺栓塞，部分肺泡血流减少，而通气正常或增加，导致无效腔样通气增加；当V/Q减小，如慢性支气管炎、肺气肿等疾病，部分肺泡通气减少，而血流未相应减少，形成功能性分流增加。在慢性支气管炎患者中，气道阻塞导致部分肺泡通气不足，而血流相对正常，V/Q比例减小，出现功能性分流增加。对于儿童肺炎患者，炎症可导致局部肺泡通气减少，同时血流可能相对正常，也会出现V/Q比例失调。老年肺栓塞患者，肺栓塞使部分肺组织血流减少，V/Q增大，无效腔样通气增加。
相关因素：年龄上，儿童肺炎等疾病易引起V/Q比例失调；老年人群肺栓塞等疾病发生率较高，是V/Q比例失调的常见人群。生活方式中，长期吸烟的老年人易患慢性支气管炎等疾病，增加V/Q比例失调的风险。病史方面，有慢性支气管炎、肺栓塞病史的患者更易出现通气/血流比例失调相关的呼吸衰竭。
