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肺的通氣功能障礙包括限制性通氣功能障礙和阻塞性通氣功能障礙。胸廓畸形或受壓、嚴(yán)重腹內(nèi)壓升高導(dǎo)致膈肌上抬擠壓肺組織會(huì)導(dǎo)致限制性通氣功能障礙。慢性阻塞性肺疾病會(huì)引起阻塞性通氣功能障礙。

肺的換氣功能障礙包括通氣血流比例失調(diào)和彌散功能障礙。

肺的氣體交換取決于肺泡通氣（V）和肺毛細(xì)血管血流（Q），也就是通氣血流比例（V/Q）比值。從圖1可以看出，只要是通氣-血流比例失調(diào)，就會(huì)導(dǎo)致低氧血癥，而二氧化碳是否增加受到諸多因素影響。影響V/Q比值主要包括無效腔通氣和肺內(nèi)分流。

1.無效腔通氣

未參與血流氣體交換的腔隙稱為無效腔，包括解剖無效腔（大的傳導(dǎo)性氣道）和生理無效腔（肺泡氣體不能與毛細(xì)血管血流匹配）。正常情況下，無效腔通氣（Vd）占通氣（Vt）的20%-30%。

無效腔增加可見于以下情況：

a.肺泡-毛細(xì)血管交換面破壞，無法進(jìn)行氣體交換（肺氣腫）；

b.血流減少（CO₂降低）；

c.肺泡過度膨脹（正壓通氣）。Vd/Vt＞0.5，可出現(xiàn)高碳酸血癥。

2.肺內(nèi)分流

肺毛細(xì)血管血流相對(duì)超過通氣，這時(shí)候V/Q血流比例＜1。這部分不參與氣體交換的血流被稱為肺內(nèi)分流。肺內(nèi)分流量指的是心輸出量中未經(jīng)過氧合直接流入左心的血流量，正常情況下肺內(nèi)分流（Qs）占總心輸出量（Qt）的比例不超過10%。

肺內(nèi)分流增加見于以下情況：

a.小氣道梗阻如哮喘；

b.肺泡水腫如肺水腫、肺炎；

c.肺泡塌陷如肺不張；

d.肺毛細(xì)血管血流過量如肺栓塞患者的非栓塞區(qū)域。

肺內(nèi)分流增加（圖2），PaO₂降低，但PaO₂常常沒有改變，直至分流超過50%。如果患者伴有低氧血癥、誘發(fā)呼吸增快，PaO₂反而會(huì)降低。吸氧對(duì)改善PaO₂來說，如果分流超過50%，增加吸入氧濃度，效果也不好。

圖2分流對(duì)氧分壓和二氧化碳分壓的影響

彌散功能障礙是特殊的肺換氣功能障礙。正常人肺泡總面積為80m²，當(dāng)面積減少50%的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)換氣功能障礙，可見于肺實(shí)變、肺不張、肺葉切除。當(dāng)肺水腫、肺泡透明膜形成、肺纖維化及肺泡毛細(xì)血管擴(kuò)張等，可因彌散距離增加而使彌散速度減慢。正常血液流經(jīng)肺部毛細(xì)血管時(shí)間為0.75s，而血液氧分壓只需要0.25s就可以完成彌散。當(dāng)彌散功能障礙的時(shí)候，平靜呼吸下，這個(gè)時(shí)間差可以導(dǎo)致代償。但劇烈運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)代償能力消失。需要知道的是，二氧化碳彌散快、水中溶解度高，只要肺泡通氣量正常，彌散功能障礙一般不會(huì)引起二氧化碳升高。

1.通氣不足

肺泡通氣不足可引起低氧血癥和高碳酸血癥，類似于屏氣呼吸。導(dǎo)致肺泡通氣不足的原因有：

1.呼吸中樞抑制（嗎啡、肺泡低通氣綜合征）；

2.周圍神經(jīng)功能（吉蘭-巴雷綜合征）；

3.肌無力（危重癥肌肉病變、低磷血癥、重癥肌無力）。最大吸氣壓可反映患者呼吸肌肉力量（PI，不低于-80cmH₂O）。

2.V/Q不匹配

大部分的低氧血癥都是V/Q不匹配導(dǎo)致的，事實(shí)上所有的肺部疾病都可歸于此類，常見的有：肺炎、ARDS、阻塞性肺疾病、靜水壓肺水腫和肺栓塞。這種情況下，肺泡-動(dòng)脈氧分壓差（A-aPO₂）梯度通常會(huì)增高。

3.DO₂/VO₂失衡

氧輸送減少會(huì)伴隨毛細(xì)血管中氧攝取的增加，從而維持組織氧攝取量。毛細(xì)血管中氧攝取增加會(huì)導(dǎo)致靜脈血氧分壓降低，對(duì)動(dòng)脈氧合帶來不良效應(yīng)。動(dòng)脈血氧是混合靜脈（肺動(dòng)脈）血液和來自肺泡中的氧之和，氧攝取率增加會(huì)降低肺動(dòng)脈氧，導(dǎo)致同樣氧交換的情況下，動(dòng)脈血氧也會(huì)降低。

4.假性低氧血癥

以動(dòng)脈氧分壓降低但氧飽和度并不降低為表現(xiàn)，很少見，考慮為白細(xì)胞或血小板增多（加大耗氧）所致。

PaCO₂=k×（VCO₂/Va），其中VCO₂為機(jī)體產(chǎn)生CO₂的速率，Va指的是肺泡通氣率，K是比例常數(shù)。通過公式我們可以看出，PaCO₂受到通氣、機(jī)體代謝、比例系數(shù)三者的影響。具體分析見下。

1.通氣不足

通氣不足可以引起低氧血癥和高二氧化碳分壓，具體原因前文已說明。需要注意的是，高碳酸血癥對(duì)于神經(jīng)肌肉疾病出現(xiàn)得相對(duì)較遲，直到最大吸氣壓力低于正常50%的時(shí)候，才出現(xiàn)。

2.V/Q異常

如前所述，高碳酸血癥可作為無效腔通氣的特征，當(dāng)無效腔通氣超過50%的時(shí)候，二氧化碳分壓開始升高。

3.二氧化碳產(chǎn)生增加

這和氧代謝相關(guān)。不管是何種原因?qū)е碌亩趸籍a(chǎn)生增加，通常伴隨著分鐘通氣量的增加，以排出過多的二氧化碳，維持穩(wěn)定的PaCO₂。因此，一般來講，CO₂產(chǎn)生過多通常不會(huì)引起高碳酸血癥。但二氧化碳清除能力受損的時(shí)候，CO₂量的增加才是高碳酸血癥的重要因素。