肺west三分区是什么?病理生理意义如何? | 推荐

文摘   2024-11-08 06:25   河北  


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一、肺West三分区的具体内容

肺的West三分区模型(West Zones of the Lung)是由英国生理学家 John West 提出的一个描述肺部血流分布的模型。这个模型根据肺内不同区域的血流灌注压力和气压差异,将肺分为三个区域(zone 1、zone 2 和 zone 3),用于解释肺内在直立位时的血流和气流分布情况。这种分区有助于理解肺内通气/血流比值(V/Q 比值)如何随位置发生变化。以下是对每个区域的详细解释:

1. Zone 1: 上肺区

在 Zone 1 区域,肺泡压力(Palv)> 肺动脉压力(Ppa)> 肺静脉压力(Ppv)。换句话说,这一区域的血管因为肺泡内较高的压力而被压迫闭塞,血液不能通过。

- 血流情况:基本上没有血流,或血流非常少,因为肺泡压力(Pa)一直高于动脉压力(Ppa),导致血管塌陷。

- 气流情况:尽管气体可以进入肺泡,但由于缺少血流参与气体交换,这个区域的通气/灌注比值(V/Q 比)极高(接近无限大)。

- 生理意义:在健康人正常情况下,直立位时几乎没有 Zone 1,因为动脉压力一般足够高,能够克服肺泡压力。但在一些病理条件下,如低血压或机械通气时(特别是高压力的机械通气),上肺区可能会变为 Zone 1。

2. Zone 2: 中肺区

在 Zone 2 区域,肺动脉压力(Ppa)> 肺泡压力(Pa)> 肺静脉压力(Ppv)。这意味着血流量取决于动脉和肺泡压力之间的差值。

- 血流情况:此区域的血流是有限的,但能够发生,因为动脉压力(Ppa)大于肺泡压力(Pa)。然而,静脉压力低于肺泡压力,所以血流的驱动力是动脉压与肺泡压之间的差异。

- 气流情况:通气和血流都存在,因此气体交换相对较好,但通气/灌注比值(V/Q 比)仍然大于 1,意味着通气大于血流。

- 生理意义:Zone 2 区域一般是中肺区,在正常人直立位时是气体交换的主要场所。

3. Zone 3: 下肺区

在 Zone 3 区域,肺动脉压力(Ppa)> 肺静脉压力(Ppv)> 肺泡压力(Pa)。因此,这一区域的血流主要由动脉和静脉压力之间的差异决定,肺泡压力不再起显著影响。

- 血流情况:血流量最大,因为动脉压和静脉压均高于肺泡压,血液可以自由通过血管,因此血管呈开放状态,血流受重力影响最大。

- 气流情况:通气和血流都很丰富,气体交换较为充分,通气/灌注比值(V/Q 比)接近 1,表明通气与血流匹配良好。

- 生理意义:在直立位时,Zone 3 区域主要位于下肺区,这里是血流最丰富、气体交换最充分的区域。

肺的West三分区模型主要描述了由于重力影响造成的肺内血流分布不均的情况。Zone 1 血流最少甚至没有血流,Zone 2 血流中等,Zone 3 血流最多。随着重力的影响,从上肺到下肺血流逐渐增加,而气流则相对较均匀分布。

二、West三分区与肺容积、肺血管阻力和功能残气量的关系
1. West三分区与肺容积的关系
肺容积的变化显著影响West三分区的分布,肺容积的增加会改变肺泡内压,从而影响每个区域的血流特性:
- Zone 1:在较低的肺容积下,如功能残气量(FRC)以下,Zone 1的范围通常较小甚至不存在。然而,当肺容积增加(如深吸气或机械通气时),特别是在高PEEP(呼气末正压)情况下,肺泡内压升高,可能导致Zone 1区域的扩大,从而增加肺尖部的无效通气区域。
- Zone 2:随着肺容积的增加,Zone 2的范围逐渐扩大。在吸气过程中,肺容积增加使动脉压逐渐超过肺泡压,血流量增加,Zone 2区域扩展到更多的肺组织。
- Zone 3:Zone 3通常位于肺底部,肺容积增加时,Zone 3的范围也会扩大,特别是在深呼吸时。这时,更多的肺组织被纳入Zone 3,使得血流量最大,气体交换效率最高。
2. West三分区与肺血管阻力的关系
肺血管阻力(PVR)在不同West区域中表现出显著差异,肺血管阻力由肺泡内压和血管内压之间的相互作用决定:
- Zone 1:在Zone 1中,由于肺泡内压大于动脉压和静脉压,血管被压迫或闭合,肺血管阻力最大,几乎没有血流通过。这种高阻力区域通常仅在病理状态下出现,例如正压通气或低血压时。
- Zone 2:Zone 2中的肺血管阻力由肺泡压和动脉压之间的差异决定。随着肺容积的增加,动脉压逐渐超过肺泡压,肺血管阻力逐渐减小,血流量增加。
- Zone 3:在Zone 3中,动脉压和静脉压均大于肺泡压,血管处于开放状态,血流量最大,肺血管阻力最低。Zone 3是肺血流分布最广的区域,也是气体交换最有效的区域。
3. West三分区与功能残气量(FRC)的关系
功能残气量(FRC)是指在正常呼吸时呼气末肺内所剩的气体量。FRC对肺血流分布有重要影响:
- FRC与Zone 1:在正常FRC水平下,Zone 1通常较小甚至不存在。然而,当FRC降低时,例如在仰卧位、麻醉或某些病理状态下,Zone 1可能扩大,导致无效通气区域增加,影响气体交换效率。
- FRC与Zone 2和Zone 3:当FRC较高时,如在俯卧位或通过应用PEEP增加FRC时,Zone 2和Zone 3的范围扩大,改善了通气/血流匹配(V/Q match),从而提高氧合效率。
三、临床意义
1. 机械通气策略优化:
   - 避免无效通气和肺损伤:在机械通气中,特别是在设置PEEP和潮气量时,理解West三分区对避免Zone 1的扩大至关重要。通过适当调整呼吸机参数,可以减少无效通气区域,优化气体交换,降低肺损伤风险。
2. 体位管理与气体交换:
   - 体位调整对氧合的影响:在ICU管理中,体位管理是优化氧合的关键策略。特别是在ARDS患者中,俯卧位可以通过增加Zone 3的范围来改善肺底部的血流和气体交换,减少Zone 1的形成,从而改善氧合状态。
3. 病理状态的评估与治疗:
   - 肺水肿和心力衰竭:在肺水肿或心力衰竭患者中,Zone 3的范围扩大,导致血流过度集中,增加毛细血管压力,进而引发液体渗出。通过调整体液管理和机械通气策略,可以有效减轻肺水肿的症状,改善患者的预后。

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