高二氧化碳血症(hypercapnia)的鑑別診斷
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簡介
高二氧化碳血症(hypercapnia)，定義為血中的二氧化碳分壓升高。嚴重的狀況下，可能會造成呼吸性酸中毒，甚至影響患者的意識狀態。
重要的鑑別診斷
(1) 二氧化碳的生成增加
- 常見的成因如發燒、高代謝狀態、甲狀腺機能亢進
- 在肺部正常的人身上，通常不會造成有臨床意義的高二氧化碳血症
(2) 每分鐘通氣量下降(minute ventilation)
- 每分鐘通氣量由呼吸速率和潮氣容積(tidal volume)決定
- 若呼吸速率下降，或是潮氣容積減少，都可能造成二氧化碳增加
(3) 死腔(dead space)增加
- 肺部疾病導致氣體的交換效率變差
- 是臨床上造成高二氧化碳血症最主要的因素
每分鐘通氣量下降
(1) 每分鐘通氣量(MV)
- 定義為呼吸速率和潮氣容積(tidal volume)的乘積
- 呼吸速率和潮氣容積會受到中樞和周邊的因素影響
(2) 中樞因子
- 呼吸中樞位於延腦，會接受來自化學受器(氫、PaCO2和PaO2)和呼吸道及肺的機械感受器(mechanoreceptor)所刺激，影響呼吸速率
- 呼吸速率也會受到行為和認知所影響(ex. 焦慮和疼痛)
(3) 周邊因子
- 會受到呼吸肌和胸廓的影響
- 呼吸肌的無力(如肌肉神經疾患)，會導致潮氣容積變小
- 在嚴重胸廓異常的患者，肺部擴張會變差
(4) 重要的成因
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Won’t breath
抑制呼吸中樞的因素，包括藥物(ex. BZD)、腦炎、中風、睡眠呼吸中止症、腦幹疾患、代謝鹼中毒、甲狀腺低下、低體溫等 -
Can’t breath
包括多種神經肌肉疾患，包括重症肌無力、高位脊髓受損、Guillain-Barre syndrome、膈神經受損、ALS、各種肌肉病變等。也要注意胸廓異常，包括嚴重的漏斗胸、脊椎側彎等。
死腔增加
(1) 定義
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死腔：肺部不能進行氣體交換的部分
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解剖死腔
生理上無法進行氣體交換的部分(上呼吸道到終末支氣管)
解剖死腔的容積固定，其佔潮氣容積的比例取決於進氣的量 -
肺泡死腔
在肺泡中，有通氣但沒有血液灌流的狀況
是有肺部實質疾病患者中，造成高二氧化碳主要的原因
如COPD、肺炎、肺部纖維化、肺部血管疾病等
(2) 成因
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短淺的呼吸
每一次的潮氣容積變少，導致死腔所佔比例增加(因解剖死腔的容積固定) -
肺泡死腔增加
- 肺部過度擴張導致微血管受壓迫
- 肺部微血管被破壞(ex. 肺氣腫、間質性肺病、肺血管炎)
- 初期肺部會增加minute ventilation，來矯正PaCO2
但當此代償機轉受損(ex.肌肉無力、呼吸道阻力增加)
才會造成臨床有意義的高二氧化碳
COPD的高二氧化碳血症
(1) 機轉
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主要和肺部的死腔增加有關係(high V/Q)
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和肺氣腫造成的微血管破壞、呼吸道阻塞造成的過度充氣、過度充氣導致肺部的順應性下降有關
(2) 代償
- 部分患者能夠藉由增加minute ventilation代償 (pink puffer)
- 但部分患者代償不全，造成慢性的高二氧化碳血症(blue bloater)
(3) 氧氣補充
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部分COPD的患者，在給予額外氧氣補充後，造成高二氧化碳血症
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相關機轉
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低血氧被校正後，減少呼吸的驅動，導致通氣量下降
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補充氧氣後，惡化V/Q mismatch，死腔增加
缺氧會導致血管收縮，重新分配血流，改善V/Q
氧氣補充後此機轉消失，進而導致V/Q mismatch惡化 -
Haldane effect
因為氧氣增加，導致CO2和紅血球的親和力下降
進而讓血中溶解的二氧化碳變多，PaCO2升高
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Reference
Feller-Kopman DJ, Schwartzstein RM (2017). Mechanisms, causes, and effects of hypercapnia. Retrieved 2019 Feb 22nd from www.uptodate.com