高二氧化碳血症(hypercapnia)的鑑別診斷



  • 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

    • 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

    • 死腔:肺部不能進行氣體交換的部分

    • 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

    • 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

    • 主要和肺部的死腔增加有關係(high V/Q)

    • 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

    • 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

    • 相關機轉

      • 低血氧被校正後,減少呼吸的驅動,導致通氣量下降

      • 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

    Reference

    Feller-Kopman DJ, Schwartzstein RM (2017). Mechanisms, causes, and effects of hypercapnia. Retrieved 2019 Feb 22nd from www.uptodate.com