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儿科学/小儿呼吸系统解剖、生理特点及其临床意义
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{{Hierarchy header}} ==一、[[呼吸道]]解剖及[[生理]]功能特点== 临床上以喉部[[环状软骨]]下为界分为上、下呼吸道包括鼻、鼻窦、[[鼻泪管]]、鼻咽部、咽部、耳咽管、喉。下呼吸道指[[气管]]、[[支气管]]、毛细支气管、肺,此外尚包括[[肺门]]、[[纵膈]]、[[胸膜]]、[[胸廓]]等。 '''(一)[[上呼吸道]]解剖、生理特点及临床意义。''' 解剖特点: 1.鼻:婴幼儿时期头面部发育不足,鼻道相对短小、狭窄,初生儿几乎无[[下鼻道]]。此后随着面部、[[颅骨]]及[[上颌骨]]的发育,鼻道逐渐加宽增长,直至4岁左右才开始形成。[[婴儿期]]缺少[[鼻毛]],[[鼻粘膜]]柔嫩,极易于[[感染]]。粘膜富于[[血管]]组织,感染时粘膜[[充血]][[肿胀]]可使[[鼻腔]]更加狭窄,甚至闭引起[[呼吸困难]]。[[粘膜下层]]缺乏海棉组织,随着年龄增长逐渐发育,至青春发育期达高峰。因此[[婴儿]]很少发生[[鼻衄]],6-7岁后鼻衄较为多见。 2.鼻窦:婴幼儿鼻窦不发达,随着年龄的增长而逐渐发育。[[蝶窦]]生后即存在,3-5岁后方有生理功能。[[上颌窦]]2岁时出现,至12岁后才充分发育。[[额窦]]的[[炎症]]在6岁以后方可见到。婴幼儿期虽易患[[呼吸道感染]],但不易发生[[鼻窦炎]]。 3.鼻咽部及咽部:由[[软腭]]分隔,在婴儿期相对狭窄、垂直,且富于集结的[[淋巴组织]],包括鼻咽部[[扁桃体]]、舌及[[腭扁桃体]],围绕咽部呈环状排列,这些淋巴组织肿胀时可引起气道部分阻塞。腭扁桃体为最大的集结淋巴组织,早期腺体及血管组织均不发达,至1岁末随着全身淋巴组织的发育而逐渐增大,4-10岁时发育达最高峰,至14-15岁时又逐渐[[退化]]。故[[扁桃体炎]]是在1岁以内婴儿少见,多发生在学龄儿童。扁桃体具有生产、供应和贮存[[抗原反应]]前驱[[细胞]]的作用,有一定防御、[[免疫功能]],对单纯性[[扁桃体肥大]]者主张勿须手术摘除,如果腺窝处有[[细菌]]隐伏形成慢性感染病灶,不易控制者,可考虑手术。 咽后壁间隙组织疏松,当其处淋巴组织感染后可发生[[咽后壁脓肿]],临床多见于1岁以内的婴儿。 4.耳咽管:婴儿的耳咽管宽直且短,呈水平位,[[上呼吸道感染]]时易患[[中耳炎]]。 5.鼻泪管:在婴幼儿期比较短,开口于眼的[[内眦]]部,[[瓣膜]]发育不全,婴幼儿患上呼吸道感染时易侵及眼结合膜,引起眼结合膜炎。 6.喉、小儿喉部相对地较成人长,为漏斗形,富有血管及淋巴组织,易发生炎性肿胀。由于[[喉腔]]及[[声门]]部较狭小,轻度炎症或[[水肿]]时,容易发生呼吸困难。 生理特点: 上呼吸道具有调节吸入空气温、湿度和清除异物的作用,从而保护下呼吸道免受或少受[[微生物]]与有害物质侵袭,维持正常功能。 小儿1岁后鼻、咽和喉腔粘膜具有丰富的[[毛细血管]]网,能使吸入的冷空气加温至与[[体温]]相同(37C)并使之[[湿化]]后再进入气管、支气管。 '''(二)下呼吸道解剖及生理特点''' 1.气管、支气管:自环状软骨下缘起至与[[肺泡]]连接的[[肺泡管]]以上,呈树枝状分布。儿童气管位置较成人稍高,[[新生儿]]气管上端相当于第4[[颈椎]]水平,下端分支处相当于第3[[胸椎]]水平,随年龄增长而逐渐下降,至12岁时气管分支处降至第5,6胸椎水平。右侧支气管较直,似气管的延伸。而左侧支气管则自气管的侧方分出,因此支气管异物多见于右侧支气管。 小儿的气管和支气管腔相对狭窄且毛细支气管蝗发育较气管、支气管、肺泡发育慢,管腔更为狭窄。6岁时支气管直径增加一倍,毛细支气管及气管约在15岁时增加一倍。[[软骨]]柔软、弹力[[纤维]]组织发育不良,粘膜血管丰富,粘液腺分泌不足,使[[纤毛]]运动差,不能有效地排除微生物,较易导致感染,使呼吸道产生狭窄、阻塞等[[症状]]。 2.肺脏:肺脏在[[胎儿]]时期已相当发育,随着年龄增长进一步发育。至成年时肺脏重量增加约20倍。 肺容量:新生儿为65-67ml,8岁增加7倍,12岁增加9倍,至20岁时等于新生儿的20倍。 肺泡:数量出生时约200万个为成人8%,成人为3亿个,8岁时增至1400万个。肺泡面积生后1岁半达体表面积的2倍,3岁时达3倍,至成年达到10倍。肺泡直径新生肺泡直径为100μm,年长儿为100-200μm,成人为200-300μm。 肺组织的特点:弹力组织发良较差,血管组织丰富,有利于[[生长发育]],整个肺脏含[[血量]]多而含气量相对较少,[[气体交换]]面积小,间质发育旺盛。因肺泡数量少而小,[[肺炎]]时,易致粘液阻塞。间质性炎病时易并发[[肺不张]]、[[肺气肿]]及肺后下方坠积[[瘀血]]等。 3.肺门:由支气管、[[大血管]]和几组[[淋巴结]]所组成。淋巴结构与肺部其他淋巴组织互相联系。当有呼吸道感染时,肺[[内淋巴]]结易出现[[炎症反应]]。 4.胸膜:新生儿及婴儿期[[胸膜腔]]相对宽大。[[壁层]]胸膜固定不够坚密,易于伸展,胸膜薄且较易移动。 5.纵膈:较成人相对宽大,柔软富于弹性。前纵膈上部包括[[胸腺]]、[[上腔静脉]]、[[升主动脉]]弓和前纵膈淋巴结。下部包括[[心脏]]及[[膈神经]]等。后纵膈包括气管、支气管、[[胸导管]]、[[降主动脉]]、[[迷走神经]]、[[交感神经]]、食道和后纵膈淋巴结等。当[[胸腔积液]]时,使纵膈受挤压而致气管、心脏和[[大血管移位]],因此引起心、血管[[功能障碍]],甚至发生危象。婴儿期叶间[[胸膜炎]]较为多见。 6.胸廓:婴幼儿胸廓短小呈桶状,[[肋骨]]呈水平位与[[脊柱]]几成直角(如成人[[深呼吸]]状态),胸廓的前后径与横径几乎相等。肺脏相对较大,几乎填满整个[[胸腔]]。心脏呈[[横位]],纵膈相对大,加之[[呼吸]]肌发育差,呼吸时胸廓的活动范围小,吸气时胸廓扩张受限制,换气不够充分,尤以肺的下部(脊柱内侧)受限更甚,不能充分进行气体交换。这些都使小儿呼吸在生理和[[病理]]方面经常处于不利地位。随着小儿年龄增大,开始站立、行走,膈肌逐渐下降,3岁以后达第5肋间。肋骨倾斜,胸廓横经逐渐大于后前径逐渐接近成人。膈肌下降能增加吸入气体的容积,增加换气量。如膈肌收缩力弱、膈运动发生障碍(鼓肠、[[腹水]]、肝肿大等)都能使肺部换气量减少。 '''生理特点:''' 1.清除作用:呼吸支气管以上部位的粘膜[[上皮细胞]]具有粘膜纤毛运转系统,它们的清除功能对防止感染非常重要。 2.肺回缩力的特点 儿童时期回缩力与胸廓回缩力之比,较成人为小,即肺处于[[膨胀]]状态。当需氧量增加时,因其缓冲气量较小,易出现[[换气不足]]。 3.[[肺泡表面活性物质]]:是覆盖在肺泡表面的一种软[[脂酰]]孵[[磷脂]]。具有调整肺泡表面张力大小与稳定的肺泡内压力的作用。 因此保持肺泡内压稳定,防止液体[[渗出]],以免发生[[肺水肿]]和[[肺出血]]。 ==二、呼吸生理及肺功能特点== '''(一)呼吸生理特点''' 1.呼吸频率:小儿[[代谢]]旺盛,其代谢水平及需氧量接近成人。由于其解剖特点,小儿肺容量(仅成人1/6)及[[潮气量]](潮气量绝对值6ml/kg)均较成人为小。为适应代谢的需要,只有采取增加呼吸频率来得到满足。年龄愈小,呼吸频率愈快。其频率随年龄增长而递减见表4-1。因此小儿应付额外负担的储备能力差。婴幼儿患肺炎时,其[[缺氧]][[代偿]]呼吸量的增加,最多不超过2.5倍,故易发生呼吸衷竭。 表4-1不同年龄小儿每分钟呼吸次数平均值 {| cellspacing="1" | 年 龄 | 每分钟呼吸平均次数 | 呼吸:[[脉搏]] |- | 新生儿 | 40~50 | 1:3 |- | 1岁以内 | 30~40 | 1:3~4 |- | 1~3岁 | 25~30 | 1:3~4 |- | 4~7岁 | 20~25 | 1:4 |- | 8~14岁 | 18~20 | 1:4 |- | 成人 | 18 | 1:4 |} 2.呼吸类型:婴幼儿胸廓活动范围小,呼吸肌发育不全,呼吸时肺向膈肌方向上下移动,呈腹膈式呼吸。随着年龄增长,站立行走,2岁时腹腔脏器下降,呼吸肌逐渐发育,肋骨由水平位渐成斜位,小儿出现胸腹式呼吸,7岁以后此种呼吸占绝大多数。[[胸式呼吸]]仅在少数9岁以上的女孩中见到。 3.呼吸调节及呼吸节律:生后数日的婴儿呼吸调节功能差(包括[[神经系统]]及[[化学]]系统调节),易出现深浅呼吸交替式呼吸节律不齐、间歇、暂停等现象,此与中枢神经发育不健全,迷走神经[[兴奋性]]强有关。 '''(二)小儿肺功能的特点:''' 1.肺容量:指肺脏可容纳的气体量。测肺容量有助于了解[[通气]]情况。 (1)潮气量:[[平静呼吸]]时,每次吸入气量与出气量相等。其值随年龄增长而增加。不同年龄小儿潮气量数值见表4-2。 表4-2 不同年龄小儿的潮气量数值 {| cellspacing="1" | 年龄 | 潮气量(ml) |- | 新生儿 | 15-20 |- | 1岁 | 30-70 |- | 2岁 | 86 |- | 4岁 | 120 |- | 6岁 | 150 |- | 8岁 | 170 |- | 10-12岁 | 230-260 |- | 14-16岁 | 300-400 |- | 成人 | 400-500 |} (2)[[肺活量]]:深吸气后,尽力呼出的气量称肺活量。它受呼吸肌强弱、气道通畅程度及肺组织与胸廓弹性的影响,也和身材大小、性别及年龄等因素有关。故小儿肺活量的个体差异较大。正常新生儿第一次呼吸的肺活量约为10-70ml,出生后30分钟啼哭肺活量约为50-100 ml,以后随年龄增长而增加。(见表4-3)。 表4-3 不同年龄阶段肺活量数值 {| class="wikitable" | 年 龄 | 肺活量大约值(ml |- | 新生儿 | 140 |- | 6岁 | 1000-1800 |- | 10岁 | 1700-2900 |- | 14岁 | 2600-4500 |- | 18岁(男) | 3400-6300 |- | 18岁(女) | 2700-4800 |} (3)功能[[余气量]]:在肺内气体称为全气量。余气量加[[补呼气量]]为功能余气量,见下图。补呼气量变动较大。在小儿肺功能测定中,功能余气量约占肺总容量的40-50%,功能余气量过大,吸入新鲜气体被稀释,从而可减少肺泡膜两侧气体分压差,影响气体交换。功能余气量增加,提示肺泡膨胀过度,减少时说明肺泡[[萎缩]]或陷闭。 2.[[肺通气]]功能:在单位时间内(1分钟)吸入或呼出的气量称为通气量,通气量的多少与呼吸频率和呼吸深浅幅度有关。正常婴幼儿通气量为3500-4000ml/min/m。CO<sub>2</sub>排出量亦和成人相似。 图4-1肺容量及肺活量示意图 表4-4 正常婴幼儿肺通气功能 {| class="wikitable" | 项 目 | 2月-1岁 | 1-3岁 | 成 人 |- | 潮气量(ml) | 42 | 70 | 500 |- | 潮气量(ml/m<sup>2</sup>) | 120 | 145 | 294 |- | 每分钟通气量(ml) | 1305 | 1770 | 6000 |- | 每分仲通气量(ml/m<sup>2</sup>) | 3744 | 3691 | 3530 |- | [[二氧化碳]]排出量(ml) | 41 | 56 | 200 |- | 二氧化碳排出量(ml/m<sup>2</sup>) | 117 | 116 | 118 |} 3.气体的弥散:是指气体(O<sub>2</sub>和CO<sub>2</sub>)通过肺泡毛细血管膜的过程。临床上所谓弥散障碍是指CO<sub>2</sub>而言,因CO<sub>2</sub>在体液的溶解度远远超过O<sub>2</sub>,其弥散能力是O<sub>2</sub>的20倍,易于弥散。小儿的气体总弥散量虽较成人小,但以单位肺容量计算则可与成人相似。 4.肺的[[顺应性]]:呼吸动力能通常以顺应性来表示。小儿肺顺应性及[[气道阻力]]见表4-5。 小儿上下呼吸道感染和[[支气管哮喘]]时使气管粘膜肥厚、分泌物增加和[[支气管痉挛]]而致气道狭窄,通气不畅,加之[[用力呼吸]]又易使气流形成漩涡,更增加气道阻力。使肺顺应性下降。 表 4-5 小儿肺顺应性与气道阴力 {| class="wikitable" | 年 龄 | 顺应性(ml/cmHO<sub>2</sub>) | 气道阻力(cmH<sub>2</sub>O/L/Sec) |- | 新生儿 | 1-10 | 4-41 |- | 6岁 | 32-96 | 3-14 |- | 10岁 | 46-142 | 2-9 |- | 14岁 | 64-192 | 2-6 |} 5.[[血气分析]]:在无心血管及[[血液]][[疾病]]的情况下,通过血液气体分析来检查肺功能更为准确实用。监床上已普遍开展小儿微量[[动脉]]化血进行测定,对诊断治疗均有重要意义。血气分析项目主要是[[血氧饱和度]](Sao<sub>2</sub>),[[二氧化碳分压]](Pcao<sub>2</sub>)和pH值。 (1)Sao<sub>2</sub><sub>:</sub>是指单位[[血红蛋白]]含氧的百分数,正常值为95%(91-97.7%)。它反映PaO<sub>2</sub>的水平,小儿Sao<sub>2</sub>值与成人相差不多。在一般情况下当Sao<sub>2</sub>降至80%以下时,临床上可出现[[紫绀]]。 (2)PaCO<sub>2</sub>:是指液中溶解的CO<sub>2</sub>[[分子]]所产生的压力或张力正常值为35-45mmHg(平均40mmHg)。小儿的PaO<sub>2</sub>较成人为低,这是因为婴幼儿时期[[肾功能]]较差,酸性代谢产物的排出需消耗体内较多的钠离子,使血液HCO<sub>3</sub><sup>-</sup>处于较低水平,机体为了维持pH值在正常范围,使PaCO<sub>2</sub>代偿地处于较低水平。 (3)[[动脉血]]的pH值:它代表血中氢离子浓度。小儿多用动脉化耳血测定见表4-6,pH超过正常值提示[[碱中毒]];低于正常值提示[[酸中毒]]。若CO<sub>2</sub>难于排出时,pH降至7.2以下,则产生生性[[呼吸性酸中毒]],可干扰细胞代谢及心及脑功能。 表4-6 不同年龄小儿动脉血流气体的正常值 {| class="wikitable" | 年 龄 | SaO<sub>2</sub>% | PaCO<sub>2</sub>(mmHg) | PH |- | 3月-2岁 | 94 | 34 | 7.4 |- | 3-6岁 | 95 | 37 | 7.37 |- | 6-12岁 | 96 | 38 | 7.40 |- | 12-17岁 | 96 | 41 | 7.38 |- | 成人 | 97 | 40 | 7.40 |} <nowiki>*动脉化耳血测定结果</nowiki> ==三、[[呼吸系统]]防卫及免疫功能特点== 呼吸膜是人体与外环境接触最广泛的组织。人类在正常活动中,每天要吸入与呼出空气9,000~10,000升。空气中含有各种微生物、尘埃、过敏原、有毒气体等。机体为了对抗吸入的有害物质,呼吸道具有精密而复杂的防卫和[[免疫系统]]。其防御系统分为非[[免疫性]]防御功能及免疫性防御功能。 '''(一)呼吸道非免疫性防御功能''' 1.呼吸道清洁功能:从气管到[[终末细支气管]]的粘膜[[上皮]],复盖着[[假复层]]柱状[[纤毛上皮]]细胞,有清洁呼吸道的功能。以排除支气管内的分泌物或异物。 2.分泌功能:气管、支气管的粘膜下层为疏松的[[结缔组织]]、内有粘液腺,分泌粘液和浆液以保持粘膜表面湿润,使吸入的细菌、尘埃微粒[[粘附]]于粘膜上,再经纤毛运动和[[咳嗽]]动作将其排出。 3.保持呼吸道通畅的功能:气管、支气管[[外膜]]中含有马蹄形软骨,可作为支气管的支架,以保持呼吸时气道通畅。在小支气管部位,马蹄形软骨逐渐分离成块状,在毛细支气管部位软骨消失。气管和[[主支气管]]肌成螺旋状,收缩时毛细支气管直径可缩小1/4,长度缩短。肺泡[[肌纤维]]分布于肺间质及内壁。[[平滑肌]]收缩进管变小,长度缩短,有调节气流的功能。 '''(二)呼吸道的[[免疫防御]]功能''' 1.[[非特异性免疫]]功能 当[[病原体]]进入呼吸道冲破粘膜纤毛的防御,而在粘膜上生长繁殖时,呼吸道能迅速作出非特异性防御反应。其中起重要作用者有[[补体系统]]、[[中性粒细胞]]和肺泡[[巨噬细胞]]等。此外[[溶菌酶]]、乳[[铁蛋白]]、[[干扰素]]及[[蛋白]]分解抑制酶等,也是呼吸道的非特异性防御因素。中性粒细胞能吞噬细菌,并借助溶菌酶在细胞内将细菌杀死;通过[[抗体]][[调理素]]及[[补体]][[免疫]]粘连反应、使细菌易于粘附在细胞表面,进而将其吞噬杀灭。肺泡巨噬细胞直接来自[[骨髓]],进入血液呈[[单核细胞]],再进入肺间质。最后到达分泌液中。它具有广泛的功能,能排除大部分异物,如细菌、[[病毒]]、[[霉菌]]、[[抗原抗体复合物]]以及吸入的有机和无机的灰尘等,肺泡巨噬细胞还可将吞噬的[[抗原]]转给B[[淋巴细胞]]并剌激其产生抗体,故与[[特异性免疫]]过程也有关系。 2.特异性的免疫功能 呼吸道的[[特异性免疫反应]]是由抗体和免疫淋巴细胞所介导。经研究证明呼吸道[[免疫反应]]和整个机体的反应具有相对的独立性。产生抗体的场所,现认为是与支气管相关连的淋巴组织(Bronchus Associated Lymphoid Tissue,BALT)。BALT中含有产生IgA细胞的[[前体细胞]],当BALT的淋巴细胞到达支气管腔或[[固有层]]时,即成为产生IgA细胞的[[浆细胞]],参与粘膜的[[局部免疫]]反应。在支气管分泌液中能检出各种[[免疫球蛋白]]。从浓度和功能上看分泌型IgA(S- IgA)是呼吸道局部抗感染的最重要的Ig。S- IgA具有[[凝集]]抗原作用,再借助于呼吸道粘液纤系统,可不断地将抗原排出体外。母乳特别是初乳中含有丰富的S-IgA,坚持母乳喂养有助于预防呼吸道疾病。 IgG是下呼吸道的主要抗体,对吸入下呼吸道中的病原体的清除作用很重要,如果抗原进入粘膜引起粘膜炎症反应,[[血清]]中的IgG渗出,可加强局部IgG的合成,这是第二道屏障。 IgM大部分在血管内,弥散到[[呼吸道分泌物]]中很少。S-IgA缺乏的人IgM含量代偿地增多。IgM是四链单位以[[共价键]]结合的五体,其凝集和沉淀抗原的作用很强。 呼吸道的[[细胞免疫]]目前所知尚少,支气管壁有许多淋巴组织,在抗原的剌激下,T淋巴细胞被[[致敏]],释放出[[淋巴因子]],并激活[[吞噬细胞]]而引起的[[免疫应答]]作用。 小儿从出生时开始,肺脏就能迅速清除[[胚胎]]肺内的液体而进行正常呼吸。出生后,凡侵入气管、支气管、肺泡中的内源性或[[外源性抗原]]物质都能加以清除,保证气体交换。这些都是由呼吸道的正常解剖生理功能和免疫功能共同完成的。小儿在不断发育过程中,这些功能也在不断地完善。应当了解这些特点。为[[小儿安]]排适当的护理、锻炼、预防和治疗。 ==四、临床意义== 由于上述生理、解剖特点故[[临床表现]]出: (一)易发生呼吸道感染(炎症)因为:1.鼻腔小,无鼻毛对吸入空气温度与湿度调节功能差,粘膜柔嫩,受冷及干燥空气剌激易于发生炎症;2.对空气中带有[[生物]]的尘埃阻挡作用差,且局部免疫功能低下,S-IgA分泌少;3.纤毛运动差,炎性分泌物不易排出,[[上呼吸道炎症]]易于下延。 (二)炎症发生后临床症状重。由于气道腔狭窄、血管丰富,即使是上呼吸道感染所致的鼻阻,也表现张口呼吸、吸吮困难、拒奶、[[烦躁不安]]。毛细支气管发育较气管、支气管,肺泡发育慢,下呼吸道炎症早期即出现通气障碍,表现[[气喘]]、呼吸困难等严重症状。[[肺部感染]]时易发生肺气肿或肺不张。 (三)上呼吸道感染易发生[[喉炎]],出现声音嘶哑及吸气性呼吸困难。 (四)异物及炎症易发生在肺右侧。 (五)婴幼儿少见鼻窦炎,上呼吸道感染时易并发眼结合膜炎及中耳炎。 (六)因小儿肺脏本身就血多气少,肺炎时气体交换面积小,易使血氧下降,以致多脏器受累发生[[心衰]]、呼衰、[[消化道]]功能紊乱、肠麻及[[中毒性脑病]]等。 {{Hierarchy footer}} {{儿科学图书专题}}
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