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【專文】從肺談到新冠肺炎

 2020-12-06 09:30
新冠病毒侵入肺之後, 可能引發肺血栓,輕則妨礙肺的氣體交換功能,降低血氧飽和,重可破壊肺組織,甚至致命。示意圖/Pixabay
新冠病毒侵入肺之後, 可能引發肺血栓,輕則妨礙肺的氣體交換功能,降低血氧飽和,重可破壊肺組織,甚至致命。示意圖/Pixabay

一、肺

肺,和身上所有的器官一樣,有神奇的結構和機能,使其可以有效的執行供應氧氣和排除廢氣的任務。肺,基本上由兩套管道構成,一套輸送血液,另一套輸送氣體。這兩套管道都像樹枝一様,由大到小一分再分,越分越多,最後兩套管道,變成相距很近的微血管和肺泡。氣體交換就在這裏進行——身體代謝後產生的廢氣,由微血管滲透入肺泡,再逆向由輸氣管道,呼出體外。充加氧氣後,微血管內的血,經由肺靜脈回到心臟,再打到全身,以供給氧氣。

這兩個管道出了問題,呼吸功能都會受影響。比如說氣喘或慢性支氣管炎和肺氣腫都是呼吸管道的毛病。肺炎時,氣管和肺泡都會被痰及分泌液所堵住,輸送氣體的管道減少而且不暢通,有些氣泡充滿了液體,有些根本因堵塞而萎縮不張開,氣體交換的功能當然大減。輸送血液管道,如果有血栓阻塞,或者因為血管外的壓力太高,壓迫血管,都可以妨礙到肺臟氣體交換的功能。

除了這兩個管道都要正常運作之外,兩者之間還要合作無間,呼吸功能才能完善。把血輸送到肺泡萎縮的部位,對氣體的交換沒有幫助;相反的,肺泡有通氣,而血液不流通到那裡,肺泡內的氣體也無法和血液進行交換。這些情況都叫V/Q mismatch(ventilation perfusion mismatch, 換氣和供血不配合),很多肺臟疾病都會有這種病態。

肺部的動脈和身體其他部位的動脈,有一個非常重要的差異。身體其他部位的動脈在缺氧情況下,會擴張,好帶給缺氧的組織更多氧氣。肺部的動脈在缺氧的情況下,會收縮,才不會浪費血流給沒有能力換氣的肺組織,避免V/Q mismatch惡化。

肺臟還有一個獨特的地方,壓在下面的肺部,和位於上面的部位,肺泡的換氣和血液的供應情況不一樣,所以站立和躺臥,甚至仰臥和俯臥,不同的姿勢下,換氣和供血的關係會不一様。

肺動脈起源於心臟右心室,肺靜脈回到左心房,心和肺連成一環,心功能不好會影響到肺功能,反之亦然。

二、新冠肺炎

新冠病毒侵入肺之後, 有幾個途徑可以傷害肺組織,以及妨礙肺功能的正常進行:

1、肺炎:首先是病毒性肺炎,後來由於抵抗力降低,有些住院病人會有二次性細菌性肺炎感染,這種在醫院染到的細菌,往往是抗藥性強,較難對付的病菌。各種肺炎都可引起炎症(inflammation)反應。肺組織會有充血、水腫和炎症細胞侵潤的現象。微血管會滲漏出液體,肺組織結構被破壞,死去的細胞和滲漏液體形成痰膿,堵塞小氣管或肺泡。氣體交換的功能大受影響。

2、急性呼吸窘迫症候群(ARDS, Acute Respiratory Distress Syndrome):大部分肺炎的病人都可以恢復,但是有15%左右的新冠肺炎住院病人,在八、九天後,症狀忽然惡化。血氧急速下降,導致呼吸衰竭。死亡率在40%左右。其實很多病如敗血症、各種肺炎(包括SARS),肺外傷等都可引起這個症候群。造成ARDS的原因還不清楚。很多人以為,由於某些不詳的原因,身體產生過於強烈的免疫反應,分泌過多免疫功能有關的細胞素(cytokines)。使得免疫系統不只對抗入侵的病毒,也攻擊並破壞自身的健康組織。Cytokines storm在產生ARDS所扮的角色,還不是很清楚。

3、肺動脈栓塞:現在我們知道,感染新冠病毒的人,比較容易在各處的動/靜脈產生血栓。據估計有2.6-8.9%的住院武漢肺炎病人有肺動脈血栓,而病情較重,需要入住重症病房的人,有肺血栓的機率更可高達1/3。肺血栓,輕則妨礙肺的氣體交換功能,降低血氧飽和,重可破壊肺組織,甚至致命。

4、肺動脈收縮:最近更發現有些新冠肺炎病人,肺裏的動脈忽然不正常的收縮。這種病人血氧急速下降,但是臨床上並無呼吸急促的現象,有人稱這種現象是「happy hypoxia」(快樂的缺氧者)。

5、心臟衰竭影響到肺功能:新冠肺炎病人,有一些會因各種因素,如發生心肌梗塞或心肌炎等併發症,或原有心臟病加重,而導致心臟衰竭,心臟衰竭會增加肺血管的壓力,肺充血惡化,致使肺功能更加不好。

6、氣壓傷(Barotrauma): 新冠肺炎的重症病人,有可能要插管子,接上呼吸器才能維持血氧濃度。使用呼吸器的病人,有時候,肺組織會受呼吸器產生之氣壓所傷,而有氣泡破裂、氣胸等氣壓傷。據最近的研究,新冠肺炎病人,要比一般流感肺炎病人,更容易有氣壓傷(3.5倍)

俯臥可以提高重症新冠肺炎病人的血氧

最後,想和大家分享,為什麼俯臥可以幫助提高重症新冠肺炎病人的血氧?(有報告說一天俯臥超過十二小時,病情可以改善不少)。把胸腔分為前後兩部,前部因為有心臟和胸中隔,肺組織較後部少。由於重力,壓在下面的肺,換氣比較不好。仰臥時,體積較大的後部壓在下面,所以換氣不良的肺組織較多。改成俯臥,體積較大的肺組織移到換氣較佳的位置,整個肺的換氣功能可改善。這才是俯臥有幫助的原因。有些人(包括醫師)以為俯臥可以增加痰引流的說法是不對的。小氣管的走向很多,一個姿勢沒有辦法引流多少。(以前流行的姿勢引流—postural drainage,做時要變化很多姿勢)。再說黏稠的痰靠重力引流非常有限。


肺部在不同姿勢的換氣圖示。顏色較深的是換氣不良的地方,三角形代表脊椎,白色橢圓形代表心臟。A和C是仰臥,B和D是俯臥。圖/謝安民提供


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