Tỷ lệ thông khí-tưới máu

Tỷ lệ thông khí-tưới máu (V/Q) là tỷ lệ giữa thông khí phế nang và lưu lượng máu mao mạch phổi trong một vùng phổi. Đây là đại lượng duy nhất tóm tắt tốt nhất mức độ phù hợp của một đơn vị phổi để trao đổi khí: một đơn vị phải nhận cả không khí trong lành và máu, theo tỷ lệ, để tải oxy và giải phóng carbon dioxide một cách hiệu quả.

Definition

Tỷ lệ thông khí-tưới máu là tỷ lệ giữa thông khí phế nang và lưu lượng máu phổi cho một đơn vị phổi; nó xác định áp suất riêng phần của oxy và carbon dioxide trong khí và máu rời khỏi đơn vị đó.

Scope

Chủ đề này bao gồm ý nghĩa của tỷ lệ V/Q, giá trị lý tưởng của nó cho toàn bộ phổi, các gradient trọng lực và khu vực làm cho nó thay đổi trong phổi, và hai thái cực của sự không phù hợp — V/Q cao (giống khoảng chết) và V/Q thấp (giống shunt). Đây là sinh lý học tham khảo và không đưa ra lời khuyên quản lý lâm sàng.

Core questions

• Tỷ lệ V/Q cao so với thấp có ý nghĩa gì đối với khí rời khỏi một đơn vị phổi?
• Tại sao tỷ lệ V/Q thay đổi từ đỉnh đến đáy của một phổi thẳng đứng?
• Sự không đồng đều V/Q làm giảm hiệu quả trao đổi khí tổng thể như thế nào?
• Tại sao sự không phù hợp V/Q làm suy giảm quá trình oxy hóa nhiều hơn quá trình loại bỏ carbon dioxide?

Key concepts

• Tỷ lệ thông khí phế nang trên tưới máu
• Các đơn vị V/Q cao (giống khoảng chết)
• Các đơn vị V/Q thấp (giống shunt)
• Gradient V/Q theo vùng trong phổi thẳng đứng
• Sự không đồng đều V/Q và hiệu quả trao đổi khí
• Co mạch phổi do thiếu oxy

Key theories

Phân bố liên tục của tỷ lệ V/Q

Thay vì ba khoang riêng biệt, phổi được mô tả tốt hơn như một phân bố liên tục của tỷ lệ V/Q; phân tích khí phế nang lý tưởng đã cung cấp điểm khởi đầu định lượng mà các phương pháp khí trơ sau này đã mở rộng thành các phân bố đầy đủ.

Mechanisms

Trong một phổi thẳng đứng, trọng lực làm cho cả thông khí và tưới máu lớn hơn ở đáy so với đỉnh, nhưng tưới máu tăng dốc hơn, do đó tỷ lệ V/Q cao ở đỉnh và thấp ở đáy. Một đơn vị V/Q cao có khí gần với thành phần khí hít vào và hoạt động như thông khí lãng phí; một đơn vị V/Q thấp tạo ra máu gần với thành phần tĩnh mạch và hoạt động như một shunt một phần. Bởi vì đường cong phân ly oxyhemoglobin phẳng ở áp suất oxy cao, các đơn vị được thông khí tốt không thể bù đắp hoàn toàn cho các đơn vị được thông khí kém, do đó sự không đồng đều V/Q làm giảm hàm lượng oxy động mạch; carbon dioxide, với mối quan hệ hàm lượng tuyến tính hơn và sự kích thích của thông khí do hóa thụ thể điều khiển, ít bị ảnh hưởng hơn. Sự co mạch phổi do thiếu oxy cục bộ có xu hướng chuyển máu ra khỏi các vùng được thông khí kém, bảo toàn một phần sự phù hợp.

Clinical relevance

Sự không phù hợp V/Q là cơ chế chủ yếu gây thiếu oxy máu trong hầu hết các bệnh phổi, và khuôn khổ này giải thích tại sao oxy bổ sung giúp thiếu oxy máu do V/Q thấp nhiều hơn so với shunt thực sự. Mục này mô tả sinh lý học để định hướng và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Các khái niệm dựa trên sinh lý hô hấp đã được thiết lập, được củng cố bởi phân tích khí phế nang lý tưởng và các đánh giá đương đại về mối quan hệ thông khí-tưới máu, bao gồm hình ảnh khu vực. Đây là sinh lý học mô tả chứ không phải thực hành dựa trên hướng dẫn.

History

Khái niệm V/Q đã được định lượng bởi phân tích khoang giữa thế kỷ của Riley và Cournand, sau đó được làm phong phú bởi mô tả của West về các vùng trọng lực của phổi và bởi kỹ thuật loại bỏ khí trơ đa năng, giải quyết các phân bố V/Q liên tục. Hình ảnh hiện đại xác nhận sự thay đổi đáng kể theo vùng vượt ra ngoài các gradient trọng lực đơn giản.

Key figures

• Richard Riley
• André Cournand
• John B. West
• Peter Wagner

Seminal works

• riley-cournand-1949
• petersson-glenny-2014

Frequently asked questions

Tỷ lệ thông khí-tưới máu bình thường là bao nhiêu?

Đối với toàn bộ phổi, tỷ lệ này vào khoảng 0,8, phản ánh thông khí phế nang hơi thấp hơn tổng lưu lượng máu phổi, nhưng các vùng riêng lẻ dao động rộng rãi trên và dưới giá trị này.

Tại sao sự không phù hợp thông khí-tưới máu làm giảm oxy nhiều hơn carbon dioxide?

Đường cong phân ly oxyhemoglobin phẳng ở áp suất oxy cao, do đó các vùng được thông khí quá mức không thể bù đắp sự thiếu hụt oxy của các vùng được thông khí kém, trong khi mối quan hệ hàm lượng tuyến tính hơn của carbon dioxide và sự tăng thông khí phản xạ giữ mức động mạch của nó gần với mức bình thường hơn.