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title: "Respiratory Failure（呼吸衰竭）"
type: clinical-overview
specialty: CM
tags: [respiratory-failure]
updated: "2026"
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# Respiratory Failure（呼吸衰竭）

**參考指引：** 2024 ATS/ERS/ESICM Critical Care Guidelines
**更新日期：** 2026-06（整合 Pocket Medicine 9th Ed.）

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## 一、定義與分類

**Respiratory Failure（呼吸衰竭）**：肺部無法提供足夠的氣體交換，導致低氧血症（±高碳酸血症）

### Type I：Hypoxemic Respiratory Failure（低氧型）

- **定義：PaO₂ <60 mmHg**（室內空氣下）
- 機轉：V/Q mismatch、Shunt（右到左）、Diffusion defect
- **PaCO₂ 正常或降低**（代償性過度換氣）
- 常見病因：肺炎、ARDS、肺水腫、[[Chest Medicine(CM)/vte/vte_overview|VTE / PE]]、氣胸

### Type II：Hypercapnic Respiratory Failure（高碳酸型）

- **定義：PaCO₂ >45 mmHg**（± 低氧血症）
- 機轉：泵衰竭（通氣不足）
- **pH 下降**（急性）；代謝代償 → HCO₃⁻ 升高
- 常見病因：COPD（最常見）、重症肌無力、肉毒桿菌中毒、鎮靜劑過量、肥胖低通氣症候群（OHS）、呼吸肌疲乏

### Type III：Perioperative Respiratory Failure

- 手術後肺不張（Atelectasis）→ 低氧
- 預防：早期下床活動、incentive spirometry

### Type IV：Shock-related

- 灌流不足（組織缺氧）→ 呼吸肌氧需求增加

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## 二、Pathophysiology（低氧血症機轉）

| 機轉 | 描述 | A-a gradient | 對 O₂ 的反應 |
|------|------|-------------|------------|
| **V/Q mismatch** | 最常見；肺炎、COPD | 升高 | 良好 |
| **Shunt（真性分流）** | 右→左；ARDS、肺不張、心內分流 | 升高 | **差**（100% O₂ 無法完全矯正）|
| **Diffusion limitation** | 運動時；ILD | 升高 | 良好 |
| **Hypoventilation** | 低通氣；CO₂↑、O₂↓ | **正常** | 良好 |
| **Low FiO₂** | 高海拔 | 正常 | 良好 |

**A-a gradient 計算：**
- A-a = PAO₂ - PaO₂
- PAO₂ = FiO₂ × (Pb - PH₂O) - PaCO₂/0.8
  - 室內空氣（FiO₂=0.21，Pb=760 mmHg）：PAO₂ ≈ 150 - PaCO₂/0.8
- 正常值：<10-15 mmHg（年齡越大越高）
- 公式：正常 A-a gradient = (age/4) + 4

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## 三、臨床評估

**症狀：**
- 呼吸困難（dyspnea）
- 發紺（cyanosis）：SaO₂ <85% 時出現
- 意識改變（高碳酸血症：CO₂ narcosis）
- 使用輔助肌（accessory muscles）、鼻翼煽動、三凹症

**ABG 判讀（詳見 PFT 筆記）：**
- PaO₂、PaCO₂、pH、HCO₃⁻
- P/F ratio（PaO₂/FiO₂）：
  - >300：正常
  - 200-300：輕度 ARDS
  - 100-200：中度 ARDS
  - <100：重度 ARDS

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## 四、低氧血症治療（Oxygen Therapy）

### 低流量（Low-flow）氧療

| 裝置 | FiO₂ | 備注 |
|------|------|------|
| Nasal cannula | 24-44%（1-6 L/min）| 輕中度低氧；1L/min ≈ FiO₂ 4% |
| Simple face mask | 35-55%（5-10 L/min）| 最低流量 5 L/min（否則 CO₂ 回流）|
| Non-rebreather mask（NRM）| 60-90%（10-15 L/min）| 儲氣袋；嚴重低氧 |

### 高流量氧療（High-Flow Nasal Cannula，HFNC）

- 高達 60 L/min、FiO₂ 21-100%（精確設定）
- 優點：溫熱加濕氣體、減少死腔效應（低 CO₂ 再吸入）、輕微 PEEP 效應
- 適應症：急性低氧性呼吸衰竭（AHRF）、Post-extubation support
- **FLORALI trial（NEJM 2015）**：HFNC 優於 NIV 和傳統 O₂ 在急性低氧性呼吸衰竭（90天死亡率低）

### 非侵入性正壓通氣（NIV：Noninvasive Positive Pressure Ventilation）

**適應症（Class I）：**
1. **COPD 急性惡化（AECOPD）** + 高碳酸血症（最強指引）
2. **急性心源性肺水腫（ACPE）** → CPAP 或 BiPAP
3. **免疫功能低下 + 急性呼吸衰竭**（避免插管的感染風險）

**模式：**
- **BiPAP**：IPAP（吸氣正壓）＋ EPAP（呼氣正壓）
  - 典型設定：IPAP 10-15 cmH₂O，EPAP 4-5 cmH₂O
- **CPAP**：單一正壓；適合 OSA、ACPE

**NIV 失敗指標（需插管）：**
- 意識惡化（GCS 下降）
- 分泌物多、無法配合
- 1-2 小時內無改善（pH <7.25 持續）
- 血流動力學不穩定

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## 五、急性高碳酸型呼吸衰竭管理

### AECOPD with Hypercapnia

1. **Controlled O₂（目標 SpO₂88-92%）**：避免高氧抑制低氧驅動（hypoxic drive）
2. **NIV BiPAP（首選）**：降低插管率、死亡率（NICE guidelines）
3. 支氣管擴張劑（SABA + SAMA 霧化）
4. 全身性類固醇（Prednisolone 40 mg × 5 天）
5. 若感染 → 抗生素

> [!warning] **COPD 急性惡化：目標 SpO₂ 88-92%，NOT 100%！高氧可增加 CO₂ 滯留**

### Neuromuscular Disease（MG、ALS、GBS）

- 評估呼吸肌力：NIF（Negative Inspiratory Force）< -20~25 cmH₂O → 插管指徵
- GBS：FVC <20 mL/kg 或下降趨勢快速 → 預防性插管
- NIV 可延緩插管，但有些無法保護氣道者需早期氣切

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## 六、臨床評估工具

**ROX Index（預測 HFNC 失敗）：**
- ROX = SpO₂/FiO₂ ÷ 呼吸速率
- ROX <2.85 after 2 hours → HFNC 失敗風險高 → 考慮 NIV 或插管

**HACOR Score（預測 NIV 失敗）：**
- 心率、酸中毒、意識、氧合、呼吸速率
- >5 分 at 1-2 h → NIV 失敗風險高

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## 七、Clinical Pearls

- **Type I = 低氧（PaO₂ <60）**；Type II = 高碳酸（PaCO₂ >45）
- **Shunt = 100% O₂ 無效**（區分真性分流 vs V/Q mismatch 的關鍵）
- **A-a gradient 正常 + 低氧 = hypoventilation（Type II）**
- **COPD + 急性呼吸衰竭 → NIV BiPAP（Class I）；O₂ 目標 88-92%**
- **HFNC（FLORALI trial）** 優於 NIV 在急性低氧性呼吸衰竭
- **ROX index <2.85 at 2h** → HFNC 可能失敗 → 升階
- **GBS = FVC 追蹤**：<20 mL/kg 或快速下降 → 預防性插管
- **OHS（Obesity Hypoventilation Syndrome）**：BMI ≥30 + PaCO₂ >45（排除其他原因）→ 長期 NIV 或CPAP

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## References

| 來源 | 年份 | 重點 |
|------|------|------|
| FLORALI trial（NEJM 2015）| 2015 | HFNC vs NIV vs O₂ in acute hypoxemic RF |
| 2017 ATS Clinical Practice Guideline（NIV）| 2017 | NIV 適應症與模式 |
| 2019 BTS/ICS Guideline for ventilatory failure | 2019 | Type II RF 管理 |
| ROX Index（Intensive Care Med 2019）| 2019 | HFNC 失敗預測 |
| HACOR Score（Crit Care 2017）| 2017 | NIV 失敗預測 |