一、發病原因
1856年RudoIf Virchow提出血栓形成的三個因素，即血流停滯、血液高凝性和血管內皮損傷。現代認為，在靜脈血栓形成中內皮損傷起著重要的初始和持續作用。靜脈內皮損傷可因機械性創傷，長期缺氧及免疫復合物沉著等引起，使膠原組織暴露，刺激血小板附著和集聚，激活血凝反應鏈。血液停滯能激活凝血機制，觸發血栓形成。血液的高凝狀態也是血栓形成的重要機制之一。
絕大多數的肺栓塞患者都可能存在疾病的易發因素，僅6%找不到肺血栓栓塞的誘因，危險因素包括：
1.年齡與性別 尸檢資料顯示，肺栓塞的發病率隨年齡的增加而上升，兒童患病率約為3%，60歲以上者可達20%。肺栓塞以50～60歲年齡段最多見，90%致死性肺栓塞發生在50歲以上。性別與肺栓塞的發生在兒童及青春期無明顯差別，20～39歲年齡組女性深靜脈血栓病的發病比同齡男性高10倍。
2.血栓性靜脈炎、靜脈曲張 估計在美國每年約有2百萬人患深靜脈血栓形成，其中發生肺栓塞者約10%。72%的急性脊柱損傷和34%的急性心肌梗死患者可發生深靜脈血栓形成，后者在70歲以上患者中71%患深靜脈血栓形成。急性心肌梗死后下肢深靜脈病的增多與高凝狀態、休克、心力衰竭及臥床(超過5天)等有關。
肺動脈造影和放射性核素肺灌注掃描顯示，51%～71%下肢深靜脈血栓形成患者可能并發肺栓塞。靜脈血栓的好發部位是靜脈瓣和靜脈竇，特別是深靜脈，如腓靜脈、腘靜脈、髂靜脈、股靜脈、盆腔靜脈叢等。靜脈血栓脫落的原因尚不清楚，可能與靜脈內壓急劇升高或靜脈血流突然增多(如用力大便，長期臥床后突然活動等)有關。活動期的血栓性靜脈炎血栓比較松軟，易于脫落。脫落的血栓迅速通過大靜脈、右心，達到肺動脈，發生肺栓塞。也有沿中心靜脈導管形成血栓經過右心房、室直接延伸到肺動脈引起堵塞者。
3.心肺疾病 慢性心肺疾病是肺血栓栓塞的主要危險因素，25%～50%肺栓塞患者同時有心肺疾病，并發于心血管疾病者占12%，特別是心房顫動伴心力衰竭患者尤易發生。根據中國醫學科學院阜外醫院(心血管疾病專科醫院)900余例連續尸檢資料，發現肺段動脈以上較大血栓堵塞者100例(占11%)，其中風濕性心臟病45例，心肌病12例，慢性阻塞性肺病引起的肺心病l6例，先天性心臟病術后10例，冠心病4例，高血壓病2例，其他8例，分別占該病尸檢數的29%，26%，19%，4%，4%和2%，說明我國心肺疾病并發肺栓塞者并不少見，遺憾的是生前僅13%的患者得到了正確的診斷。
4.創傷、手術 肺栓塞并發于外科或外傷者約占43%，其中創傷患者約15%并發肺栓塞，尸檢發現脛骨骨折45%～60%、骨盆骨折27%、脊柱骨折14%患者發現肺栓塞。大面積燒傷和軟組織創傷也可并發肺栓塞，后者推測可能為受傷組織釋放的某些物質損傷了肺血管內皮，引起多發性肺微血栓形成。冠狀動脈旁路手術合并肺栓塞的危險性為4%，合并小腿深靜脈血栓形成為20%。
5.腫瘤 癌癥能增加肺栓塞發生的危險，根據尸檢資料，胰腺癌患者35%、肺癌20%、泌尿道癌19%、結腸癌19%、胃癌16%、乳腺癌15%合并肺栓塞，其他腫瘤未見增多。惡性腫瘤患者易并發肺栓塞的原因可能與凝血機制異常有關。
靜脈血栓形成與顯性癌癥間的關系首先由Trousseau提出，1938年被尸檢資料所證實。深靜脈血栓形成和(或)肺栓塞與隱性癌癥間的關系尚不甚清楚，Gore分析128例經肺動脈造影證實的肺栓塞癌癥發生率，診斷肺栓塞2年的回顧性研究中發現惡性腫瘤為10.1%，而肺動脈造影正常臨床懷疑肺栓塞年齡、性別相匹配的一組未發現一例。全部233例肺栓塞患者后來癌癥的發生率為6%，自診斷肺栓塞到發生癌癥平均時間為30.7個月。
6.制動 下肢骨折、偏癱、手術后、重癥心肺疾病及健康人不適當的長期臥床或長途乘車(或飛機)，肢體活動減少，喪失肌肉的按摩動作，降低靜脈血流的驅動力，血流軸向運動減慢，血液停滯。連續臥床7天，血流速度減慢到最低點。深靜脈血栓形成的發生率與臥床時間相關。內科監護病房臥床的患者超聲多普勒檢查發現靜脈血栓形成發生率為33%。
7.妊娠和避孕藥 孕婦血栓栓塞病的發生率比同齡未孕婦女多7倍，易發生于妊娠的頭3個月和圍產期，確切機制不清。服避孕藥的婦女靜脈血栓形成的發生率比不服藥者高4～7倍，估計每年發生率為8/10萬。已證明避孕藥能引起凝血因子，血小板、纖維蛋白溶酶系統變化，改變血漿脂蛋白、三酰甘油和膽固醇含量，這些可能與血栓病的多發有關。
8.其他 如肥胖，超過標準體重20%者栓塞病的發生率增加。脫水，某些血液病 (鐮狀細胞病、紅細胞增多癥)、代謝性疾病(糖尿病等)及靜脈內插管等也易發生血栓病。
在上述常見的危險因子中，許多為暫時性的，不少是可逆性的，如外科手術、創傷、不活動等，也叫獲得性的或繼發性的;而近年研究較多的是遺傳性的或原發性的，持續性的危險因子。約半數深靜脈血栓形成或肺栓塞患者有可識別的遺傳性高凝狀態，至少有12種基因參與靜脈血栓形成，有400余種類型的基因損害，最常見的是凝血因子VLeiden和G20210 A凝血酶原基因突變，另外還有ATⅢ、C蛋白、S蛋白、纖維蛋白溶酶原相關基因分子等缺陷。靜脈血栓形成可能是一多基因病，高凝狀態持續終生。我們曾遇一例下肢深靜脈炎并發肺栓塞患者，20年后其子患同樣疾病住院。
二、發病機制
1.病理改變 肺栓塞的栓子最多見的為血性栓子，其他的還有少見的空氣、脂肪、羊水等。栓子可從微血栓到巨大的騎跨型血栓。微血栓栓塞需反復多發才能引起肺血流動力學改變。最近有人提出“多發性肺微血栓栓塞”實質是肺血管內皮損傷引起的微血栓形成。累及2個或2個以上肺葉動脈者謂“大塊肺栓塞”。一般少者可累及2～3個肺段，多者可達19個肺段中的15～16個，平均為9.22個。根據Morpurgo臨床-病理對照研究統計，肺栓塞發生部位分布如下：雙肺為26.77%，雙肺多發l8.89%，右肺14.96%，肺動脈主干12.67%，右肺多發6.29%，右下肺5.51%，左肺4.72%，右上肺2.36%，左下肺2.36%，左肺多發1.57%，右肺 左上肺0.78%，左肺 右下肺0.78%，右肺 左下肺0.78%，右上肺 左下肺0.78%，左上肺 左下肺0.78%，多發性占57.4%，單發占42.5%，單純右肺占29.1%，單純左肺占9.4%。較大的血栓栓塞多來自下肢深靜脈，始發血栓主要是由細胞成分和纖維蛋白組成的機化體。長度從數毫米到充滿大靜脈整個管腔，脫落部分主要由纖維蛋白、紅細胞及血小板組成。肺栓塞可發生于單側，也可發生于雙側，后者多于前者，右肺多于左肺，下肺多于上肺，發生于肺動脈主干者約10%。栓塞多發生在下肺葉可能與該處血流較多有關。肺內可見新、老大小不等的血栓，59%的患者發現有新鮮血栓，血栓機化和內膜偏心性纖維化約占31%，也可見血管腔內纖維間隔形成，隧道再通。血管中層多正常或輕度增厚。肺梗死不多見，僅占尸檢肺栓塞的10%～15%，且多發生于原有心、肺疾病，支氣管循環障礙或肺靜脈高壓患者。阜外心血管病醫院系心血管疾病專科醫院，肺梗死發生率較高，約占尸檢肺栓塞的77%;梗死肺有出血性改變，多靠近肋膈角附近的下肺葉。顯微鏡下可見肺泡組織破壞，充滿血液，常累及鄰近胸膜，發生血性或漿液性胸腔滲液。梗死處的壞死組織逐漸被吸收，常不遺留瘢痕或僅有少量條狀瘢痕形成。慢性患者在愈合的梗死區或機化的血栓栓塞部位，可發生支氣管-肺動脈側支吻合(通過擴大的毛細血管)，對某些患者可能有一定生理意義。
2.病理生理改變 1819年Laennce首先描述了肺梗死。Virchow闡述了栓子來源于深靜脈系統，絕大多數的肺栓塞是以下肢靜脈病開始，以肺疾病終結。栓子最多來自骨盆或四肢靜脈，有人統計“母血栓”85%來自下肢;源于腹腔和盆腔，胸腔和上肢以及頭頸靜脈者各占5%。栓子也可來源于肺循環本身，右心和左向右心內分流的左心附壁血栓，三尖瓣、肺動脈瓣心內膜炎，起搏導管及中心靜脈高營養輸液管感染等，栓子也可能是轉移的惡性腫瘤、羊水、寄生蟲、骨髓及空氣等。
肺栓塞一旦發生，血管腔堵塞，血流減少或中斷，引起不同程度的血流動力學和呼吸功能改變。輕者可無任何變化;重者肺循環阻力突然增加，肺動脈壓升高，心排血量下降，休克，腦血管和冠狀血管供血不足，導致暈厥，甚至死亡。
(1)血流動力學改變：肺栓塞的血流動力學反應主要決定于栓塞肺血管的多少和患者心肺的基礎功能狀態。栓子堵塞肺血管后，受機械、反射或體液因素的影響，肺循環阻力增加，肺動脈壓升高。肺動脈平均壓(MPAP)大于20mmHg者占原無心肺疾病患者的70%。其血流受損的程度與栓塞的大小成比例，肺血流受損>25%～30%，MPAP可略升高;肺血流受損>30%～40%，MPAP可達30mmHg以上，右心室平均壓可增高;肺血流受損>40%～50%，右心室充盈壓增加，心臟指數下降，MPAP可達40mmHg;肺血管床面積堵塞50%～70%，可出現持續性肺動脈高壓;堵塞達85%可致猝死。急性肺栓塞肺動脈高壓的發生率約為80%，但MPAP一般不超過35～40mmHg，也有報道最高達62mmHg者。
肺血管床堵塞50%以上，MPAP大于30～40mmHg的重癥患者可發生右心功能不全，右房壓增加，頸靜脈充盈，右心排血量下降(也可正常或增加)，繼發引起左心排血量減少，血壓下降。栓塞前有心肺疾病的患者，肺栓塞更易引起右心衰竭和死亡。
急性肺栓塞引起的肺血管阻力增加，除機械性堵塞因素外，近年，研究證實體液因素的作用。血小板和白細胞是肺血管活性物質2個重要的來源。血小板致密顆粒儲存并可釋放5-羥色胺和二磷酸腺苷，收縮肺血管;α顆粒釋放血小板生長因子，直接收縮肺血管，并激活其他肺血管活性介質的釋放;血小板脂膜可產生花生四烯酸的代謝物：血栓素A2，前列環素H2和1，2-脂氧化酶產物等。血栓素A2和前列環素H2有相似的受體，收縮血管平滑肌，增加離體灌流肺血管阻力;而12-脂氧化酶產物不直接收縮肺血管，但能增加中性粒細胞的游走和激活，因此，它可能是通過釋放白細胞產物，介導其作用。血小板活化因子也是由血小板所釋放，可激活中性粒細胞，產生血管活性物質。12-脂氧化酶產物和血小板活化因子可能是血小板與中性粒細胞相互作用的主要機制。中性粒細胞酶生產血小板活化因子和收縮肺血管的花生四烯酸代謝產物，如血栓素A2、白三烯(LT)B4及其他白三烯肽類(LTC4、LTD4和LTE4)，至于白三烯肽類介導的栓塞后肺血管阻力增加的機制尚不清楚。
(2)呼吸功能改變：較大的肺栓塞可引起反射性支氣管痙攣，同時由于血栓本身釋放的5-羥色胺、緩激肽、組胺、血小板活化因子等也促使氣道收縮，增加氣道阻力，使肺通氣量減少，引起呼吸困難。
①栓塞后肺泡表面活性物質減少，24h內最明顯，因其不能維持肺泡張力，發生肺萎陷，肺順應性下降;肺泡表面活性物質減少，又促進肺泡上皮通透性增加，引起局部或彌漫性肺水腫，通氣和彌散功能進一步下降。
②肺栓塞后，栓塞部分形成無效腔樣通氣，不能進行氣體交換;未栓塞部分的肺血流相對增加，肺不張及肺浸潤或肺血管收縮也都可引起肺內分流，致肺通氣/灌注比嚴重失衡，靜脈血混合可占心排血量的10.5%～25.6%。心排血量減少和混合靜脈血氧分壓下降進一步加重了低氧血癥。
由于上述原因致使通氣阻力增加，肺泡含氣量減少，無效腔通氣和肺內分流增多，患者發生不同程度的低氧血癥，最低可達44mmHg，低碳酸血癥和堿血癥(呼吸性)。
(3)右心功能不全和心室間相互依存：肺血管堵塞和血管收縮物質的釋放，反射性肺動脈收縮及低氧血癥等因素進一步增加肺血管阻力和肺動脈壓是右心室功能不全的最重要原因。肺動脈壓突然升高，右室后負荷猛增，結果右室壁張力增加，伴之右室擴張和功能不全。當右心室擴張時室間隔移向左室，同時心包的束縛使左心腔充盈不足;加之，右心收縮功能不全，右心排血量下降，進一步減少了左心室前負荷;由于右心室膨脹，冠狀靜脈壓增加，左室舒張擴張性下降，左室充盈不足，體動脈血量和壓力下降，可能影響冠狀動脈灌注，產生心肌缺血。但也有實驗顯示，肺栓塞除非引起了心源性休克，否則冠狀動脈血流量通常并不減少。大塊肺栓塞引起的右室壁張力的增加，和右室心肌氧耗的增多，可導致心肌缺血和心源性休克，甚至死亡。
