气胸时，患侧肺是萎馅的，还是张得更大

作者：刘岗 苏州工业园区星海医院

气胸时，患侧肺是萎馅的，还是张得更大

设置了一个小问卷，81%的老师认为“气胸时，患侧肺是萎馅的”，只有12%的老师选择了正确答案“看情况吧”。

要回答这个问题，还是要从基础的通气力学说起

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胸肺系统及其压力梯度

通过胸膜连接，胸肺系统可以简单地看作是“孤立的肺”和“孤立的胸壁及膈肌”连接的两个并联弹簧的模型，肺对胸壁有向内的拉力，是向内牵拉的弹簧，牵拉胸壁使胸廓变小，而胸壁向外扩展，是向外伸展的弹簧，牵拉肺使之变大，由于两股力量相反的力作用于胸膜，两层胸膜间就会形成负压。

正常呼气末完整的胸腔，肺和胸壁所受的力相反，而胸膜分别承受两个反向的力，这样就在呼吸系统的各种界面形成了各种压力梯度。

图示：与自主呼吸或正压通气有关的压力梯度。Pao气道开口压、Palv肺泡内压、Ppl胸膜腔内压、Pbs体表面压力、Pab腹内压、PL跨肺压（肺泡内压-胸膜腔内压）、Pw跨胸壁压、Prs跨呼吸系统压、Pdi跨横膈压

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影响跨肺压、胸膜腔负压的因素

平静自主呼吸时，呼气末跨肺压（肺泡内压-胸膜腔内压）一般为5cmH2O，由于呼气末肺泡内压为“0”，所以胸膜腔内压一般为“-5”，但由于胸壁和肺都位于一个胸廓内，故胸壁和肺的弹性阻力都会影响呼气末跨肺压。

驱动呼吸系统的吸气压力称为跨呼吸系统压驱动压（ΔPrs），其=平台压-PEEP总，包含两个部分，“跨肺驱动压”和“跨胸壁驱动压”，也就是说吸气时扩张呼吸系统的压力，一部分是用于扩张肺，一部分用以扩张胸壁。

“跨肺压”和“跨肺驱动压”到底有什么区别和联系。跨肺压是通气过程中某个时间点的肺内外压力差（肺泡内压-胸膜腔内压），这个压力差和容量变化及肺顺应性相关。而跨肺驱动压是驱动肺泡扩张的压力，也就是吸气前后肺泡内压力的变化，反映的是从开始吸气到吸气结束两个时间点的压力差，也就是反映整个吸气整个过程中肺泡内的压力变化。

由于跨呼吸系统驱动压（ΔPrs）又等于=潮气量/呼吸系统顺应性，无论自主呼吸、辅助通气和控制通气，潮气量不变时，只要胸壁或肺有一个顺应性下降，跨呼吸系统驱动压（ΔPrs）就上升。如果胸壁顺应性下降，跨胸壁驱动压就上升，跨胸壁驱动压占整个呼吸系统驱动压的比例也就越大，如果肺顺应性下降，跨肺驱动压就上升，跨肺驱动压占整个呼吸系统驱动压的比例就越大，如果两者都下降，则要看相对下降的程度，相对更差的一侧，占整个呼吸系统驱动压的比例也就更大。

我们平时谈到的各种曲线、各种环，除非特殊说明，实际上也是指的整个呼吸系统的各种曲线、各种环，但如果要具体分析的话，则要“胸壁和肺”分开研究。

这个是胸壁、肺、“胸壁和肺”的压力容积曲线，深蓝色线是“胸壁和肺”的静态压力-容积曲线，而红线代表胸壁的压力-容积曲线（有右移趋势，代表胸壁向外扩张的趋势），浅蓝色线代表肺的压力-容积曲线（有左移趋势，代表肺向内回缩的趋势），深蓝色线（即“胸壁和肺”的静态压力-容积曲线）是“胸壁和肺”的压力-容积曲线的拟合曲线，在FRC位的时候深蓝色线位于红线和浅蓝色线之间。

一般情况下，呼气末在功能残气（FRC）位，肺向内的回缩力是5cmH2O，胸壁向外的回弹力也是5cmH2o，胸膜腔内压就是-5cmH2o，但肺顺应性下降患者，肺向内的弹性回缩力增加，跨肺压增大，胸膜腔负压的绝对值会增大，而胸壁顺应性下降患者，胸壁向外的弹性回缩力增加，跨胸壁压也增大，胸膜腔负压的绝对值同样也会增大，由于肺向内的弹性回缩力与胸壁向外的弹性回缩力相互拮抗，在FRC位时，两个力量相等，方向相反，所以只要胸壁或肺有一个弹性回缩力上升，胸膜腔负压就会更负，同理，只要胸壁或肺有一个弹性回缩力下降，胸膜腔负值就不会那么负。而弹性回缩力是顺应性的倒数，也就是说胸壁或肺的顺应性，只要有一个下降，胸膜腔负压就负的更大，而只要有一个上升，胸膜腔负压就负的更小。

图示静息正常呼气末功能残气位时，显示胸壁向外的弹性回缩力等于肺向内的弹性回缩力

胸壁向外的弹性回缩力=跨胸壁压=胸膜腔负压-胸壁表面压力=胸膜腔负压-大气压=胸膜腔负压-0=胸膜腔负压

肺向内的弹性回缩力=跨肺压=肺泡内压-胸膜腔负压=大气压-胸膜腔负压=0-胸膜腔负压=-胸膜腔负压

图示吸气时，不同顺应性的肺对应不同的跨肺压，随着吸气（即肺活量占比越来越大），跨肺压增大，胸膜腔负压就负的更大。相同的肺活量占比情况下，肺纤维化（低肺顺应性）对应高跨肺压，胸膜腔负压就负的更大，而肺气肿（高肺顺应性）对应低跨肺压，胸膜腔负压就负的小。

图示静息状态下，肺与胸壁的交互力学。两条曲线交点的纵坐标显示功能残气量（此时肺回缩力与胸壁回缩力相等）、横坐标显示胸膜腔负压。如果肺顺应性增加（如COPD），两曲线相交点值（A点）会显示功能残气量高和胸膜腔负压绝对值低。相反，肺顺应性降低（如肺纤维化），两曲线相交点值（B点）会显示功能残气量低和胸膜腔负压绝对值高。

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不同于负压呼吸，正压呼吸时动力不同，则气胸也不同

所有认为“气胸时，患侧肺萎陷”的老师都认为我的前提是负压呼吸（自主呼吸），但其实我并没有限制呼吸形式，正压呼吸（机械通气）肺变化则完全不同

完整自主吸气情况下，胸膜腔负压，胸壁向外的弹性回缩力是吸气的动力，胸廓扩张储存的势能可与吸气肌产生的动能共同扩张肺，正常自主吸气时，胸壁先向外扩张、膈肌下降，胸膜腔负压进一步下降，从而带动气道内压变化，胸膜腔负压协助肺扩张。由于吸气刚开始时，跨肺压低，吸气肌驱动肺扩张需要的动能就很低，但随着肺容积增大，跨肺压增大，胸廓向外的弹性扩张作用减弱，肺向内的弹性扩张作用增强，需要更大的呼吸肌做功，机械通气时也一样，充气开始到充气结束，呼吸机做的功也越来越大。

图示正常自主呼吸通气，胸膜腔负压的压力曲线，正常静息呼气压力在-5cmH2O，吸气时降到-9cmH2O

气胸时由于胸腔密闭性消失，胸壁与肺分离，胸壁与肺的相互制约作用消失，胸腔负压消失，胸壁则向外弹，而肺向内收，所以我们看见自主呼吸时，气胸侧会出现肺萎陷，但如果观察肺萎陷程度，不是双侧对比，只是和这一侧扩张的胸壁对比，实际上会夸大肺萎陷的程度。对于肺和胸壁顺应性下降的患者，由于平时胸腔负压更负，气胸时和对侧肺相比，气胸侧肺萎陷也会更明显，胸壁外弹也更厉害，而肺和胸壁顺应性升高的患者，则相反。

但如果是正压通气，则情况完全不同，正压通气时由呼吸机提供动力，气道内压力先增高，然后升高整个胸膜腔压甚至腹腔压。正压呼吸，胸膜腔是正压，胸膜腔的正压制约了肺的扩张，气胸时由于胸腔密闭性消失，胸腔压变为零，胸腔正压对肺扩张的制约消失，相比未气胸时，患侧肺吸气时扩张的更厉害，而且如负压呼吸（自主呼吸）一样，正压人工通气时的气胸，胸壁一样向外弹，也就是说肺扩张不仅没有了胸腔正压的制约，胸壁对肺的物理制约也减弱，所以正压通气时的气胸，患侧肺扩张的更厉害，由于缺少了胸腔正压和胸壁的制约，可以认为改善了肺的顺应性，这时相同的跨肺压，相比健侧肺，患侧肺扩张的更厉害。

对于肺或胸壁顺应性下降的患者，肺和胸壁的弹性回缩力均增加，与负压通气一样，正压通气气胸时，胸壁外弹也更明显，但患侧肺的扩张则不一样，相比肺顺应性正常的患者，正压通气肺或胸壁顺应性下降的患者，患侧肺的扩张要少一些，而肺或胸壁顺应性上升的正压通气患者，患侧肺的扩张要大一些。

4

正压通气气胸时，除了肺或胸壁顺应性上升的患者，还有什么情况，患侧肺的扩张会更明显？

相比平卧位，还有侧卧位正压通气时，上位肺气胸，上位肺的扩张会更明显，这种情况多见于胸外科手术上位肺气胸时。

让我们看这代表不同情况的三幅图

A. 侧卧位，自主呼吸的清醒患者，下位肺位于顺应性曲线的陡峭部分，因此下位肺通气更多，而下位肺通气也由于膈肌向头侧移动而增强。

图B时，侧卧位，麻醉、肌松和正压通气，膈肌作用消失，两侧肺功能残气量的减少导致上位肺处于顺应性曲线的陡峭中间部分，即上位肺顺应性好于下位肺，此时给于相同的通气压力，上位肺通气量大，而下位肺通气量小，但下位肺血流量大，因此V/Q比失调较大。如果上位肺停止通气只行下位肺的单肺通气，会纠正大部分的V/Q比失调，但只对低容量、低顺应性的下位肺通气是困难的，易造成气压伤，故一般对下位肺的单肺通气，会采用保护性的通气策略。

图C，若在B的基础上，上位肺气胸（比如上位肺开胸手术），空气进入上位肺的胸腔会进一步增加上位肺通气。胸腔上部的胸壁完整性有助于支撑纵隔，当上侧胸壁完整性因气胸消失时，心脏和其他纵隔结构的下坠会压迫下位肺，下位肺顺应性比B图更差，而上侧胸壁的弹性阻力消失，上侧胸腔的正压也消失，此时上位肺顺应性比B图更佳，仔细观察C图，发现相比B图，上/下位肺位于PV曲线的位置差异进一步拉大，即相比B图，上位肺的顺应性进一步改善，下位肺的顺应性进一步恶化，如果两肺继续通气，那么上位肺将显著扩张。只不过这种情况（侧卧位，麻醉、肌松、正压通气、上位肺气胸）常常出现在胸外科，为了方便手术，胸外科麻醉经常做下位肺的单肺通气，上位肺往往不通气，所以就不容易观察到这一现象，上位肺也就成了手术侧非通气肺，而下位肺也就成了非手术侧通气肺，但是如果上位肺（手术侧非通气肺）封堵的不十分严密，只要少量气体进入上位肺（手术侧非通气肺），上位肺（手术侧非通气肺）扩张得就比预计的要明显的多。

5

气胸时，应患侧卧位还是健侧卧位？

气胸时，应患侧卧位还是健侧卧位，也要看患者是自主呼吸还是正压通气。自主呼吸清醒侧卧位患者，正常通气时，下位肺位于PV曲线的陡峭部分，因此下位肺通气多，而下位肺通气也由于膈肌向头侧移动而增强。

所以自主呼吸时，重力依赖区通气多。以下是仰卧位、俯卧位、右侧卧位和左侧卧位时，用电阻抗层析成像通气的区域分布，均显示无论哪种体位，重力依赖侧肺通气更多，也就是说自主呼吸侧卧位时，往哪侧卧，哪侧的肺（下位肺）通气就多。

因为自主呼吸侧卧位时，非重力依赖区（上位肺）的肺泡体积大，顺应性差，位于PV曲线的平坦段，通气差，而重力依赖区（下位肺）的肺泡体积小，顺应性高，位于PV曲线的陡直段，吸气时重力依赖区（下位肺）的肺泡吸气多，所以自主呼吸时的气胸，为了减少气胸对通气的影响，应健侧卧位。

而正压通气时的气胸，如前面分析，如果气胸侧位于上位肺，通气更多在气胸侧的上位肺，造成大量的无效腔和分流，所以正压通气时的气胸，应患侧卧位。

所以我们分析气胸时，该哪侧卧位，只要记住，要把健侧肺置于PV曲线的陡直段即可，对于自主呼吸的患者，PV曲线的陡直段是下位肺，所以应健侧卧位（健侧是下位肺），而正压通气的患者，PV曲线的陡直段是上位肺，所以应患侧卧位（健侧是上位肺）。这样，我们才抓住了气胸时体位摆放的根本原因，过去曾认为自主呼吸时的气胸应健侧卧位，理由是“空气密度小，向上走，健侧卧位时，健侧肺组织相应受压减轻，健侧肺能有更大的扩张”，现在看来，这个理由并不完全正确，否则也不会得出“正压通气时的气胸，应患侧卧位”的结论。

作者介绍

刘岗，医学硕士，主任医师（麻醉学、重症医学），苏州工业园区星海医院麻醉科主任，苏州工业园区先进工作者，中国营养保健食品协会生酮饮食专业委员会专家、中国生化制药工业协会低碳医学技术与产业分会专家。苏州市中西医结合麻醉学会、疼痛学会委员，医学参考报疼痛学专刊编委，丁香园医学英语版版主。发表论文数十篇，多篇论文在全国性年会上壁报展出和获奖；作为主译、副主译、编者，出版有关麻醉学、呼吸病学、急诊医学、康复医学、疼痛学等领域的专著共20余部。

去年作者联合了国内数十家高校附属医院、教学医院具有硕博学位的骨干学者，经过800多天的不懈努力，克服重重困难，翻译了一本《应用呼吸生理学（第 9 版）》，作者本人全书仔细校对了4次，并请陈荣昌、施焕中教授主审此书。这本具有近 60 年历史的教材。这本书里讲了很多有意思的，平时不太注意的细节，比如：自主呼吸时是上位肺先通气还是下位肺先通气，是外周先通气还是中心肺区先通气；比如高原地区，氧离曲线是左移还是右移的，为什么；关注氧离曲线的位移，应该关注动脉点还是静脉点；胸内压升高对血流动力学的影响分哪几个阶段，为什么，哪些患者会有不同的反应。内容丰富翔实，图文并茂，深度大，指导性强，推荐给大家。

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