Ventilation

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Ventilation-Perfusion relationships

關於換氣和灌流

為了達成有效率的氣體交換,必須氣流和血流密切配合。 正常換氣:灌流比值(V/Q) 根據肺泡每分鐘換氣量(V)通常大約是4L/min;而肺血流(Q)大約是5.0/min故V/Q比值是0.8。

換氣與灌流局部變化

  • 因為重力影響,換氣與灌流在肺底都會比肺尖大。且因血液密度比空氣大,灌流所受到的重力影響大於換氣。造成V/Q比值在肺尖時較高,在肺底時較低。
  • 因為上述的V/Q比值的局部變化,是由肺直立造成的,所以姿勢改變當然也會影響整個肺的V/Q比值。例如 :躺著時,靠近背後肺臟的V/Q較低,靠近胸前的V/Q高。

改變V/Q比例

  • 如果某個單位只有換氣沒有血流,該單位的PO2、PCO2濃度=吸入氣體濃度,因為沒有血流來與氣體作交換,當此單位的血流漸漸增加(V/Q比值下降)PCO2會上升PO2會下降。故若V/Q比值上升,會使PCO2下降而PO2增加,而V/Q比值下降則反之
  • 所以在V/Q比值較低時(如肺底)。
  1. 對CO2濃度的影響: CO2會從血液擴散到血液,不過因為換氣太少,無法很快將CO2帶走。因此,CO2會傾向堆積在肺泡內,直到達成新的,更高的PACO2穩定濃度為止。

擴散會一直進行到平衡,即PaCO2=PACO2止。如果在某個肺泡單位裡沒有換氣的話,PACO2會很快地昇高至混合靜脈PvCO2為止,此時就不會擴散了。假設整體的肺功能正常的話,此PaCO2的局部變化不會影響整體的PvCO2。因此,減少V/Q比值不會使PaCO2上升大於混合靜脈血的程度。

  1. 對O2濃度的影響:氧氣會從肺泡擴散到血液,不過因為換氣太少,O2被血帶走後,無法很快地由新進到肺的新鮮氣體完全補充。因此肺泡內的氧會一直被消耗,直到達成新的、更低的PAO2穩定濃度為止。擴散會一直進行到平衡,即PaCO2=PACO2止。此單位的PaCO2會很高。
  • 所以在V/Q比值較高時(如肺尖)
  1. 對O2濃度的影響:從血液擴散到CO2,幾乎全部會被帶走;肺泡內的CO2會被抽掉,直到達成新的、更低的PACO2穩定濃度為止。擴散會一直進行到平衡,此單位的PaCO2會很低。
  2. 對CO2濃度的影響:O2會由肺泡擴散到血液,不過因為血流太少,O2無法被血液大量地帶走。除此之外,在每一次呼吸中,都會補充新的O2到肺泡中,因此,氧會傾向堆積在肺泡內,直到達成新的穩定濃度為止。擴散會一直進行到平衡,此單位的PaO2會很高。

換氣與灌流局部變化

  1. 要是從肺尖到肺底的V/Q不均勻的更嚴重時,氧與CO2的運輸會大大的受影響。大部分血液都來自換氣較差的肺底,此處PaO2低,PaCO2會高。氧合血紅素的解離曲線是非線性的(換言之,即使PO2高,但是氧飽合度無法再增加),因此無法來容許V/Q比值高的區域(即換氣過度)來代償比值低的區域(換氣不足)。

V/Q分佈

  1. 當V/Q比值高時:換氣絕對較低
  2. 當V/Q比值低時:血流絕對較低
  3. 因此,大部分的血流與通氣都來自V/Q接近平均值的區域。如果肺有病,情況就不是如此,血液會流往V/Q比值較低的區域,其效果就=分流。
  4. 在V/Q比值較高的區域,換氣的絕對值可能很高,卻只接受到很少的血流,可視為浪費的換氣。