（一）開胸後呼吸生理改變
1、開胸側肺萎陷
原因：開胸側胸膜腔負壓消失、肺泡萎陷。
影響：肺泡通氣及彌散面積銳減（約正常面積的50％），肺迴圈阻力增加。無氣管內插管和人工呼吸可致開胸側通氣/灌注（V/Q）比例失調，繼而造成低氧血癥、呼吸性酸中毒，進而影響迴圈功能。
2、縱隔移動及擺動
縱隔移動的原因：開胸側胸腔由負壓變成正壓，推使縱隔向健側移位。
吸氣相：①健側胸腔負壓更增加，促使縱隔更向健側推移。②健側肺內壓轉為負壓，而開胸側萎陷肺仍保持正壓，開胸側肺內氣體流向健側，進一步使縱隔移向健側。
呼氣相：①健側肺內壓從負壓轉為正壓，肺內氣體壓向開胸側肺。②健側胸膜腔負壓值減小，促使縱隔移向開胸側。
概念：如此隨呼吸兩相的變動致縱隔向左右來回擺動，稱為縱隔擺動（Mediastinal shift）。縱隔擺動的幅度與呼吸動度及肺組織的彈性和順應性有關。縱隔擺動造成呼吸困難與低氧，心腔大血管的扭曲致靜脈迴流受阻，迴心血量減少，心排血量降低。在氣管內插管人工控制呼吸下可以消除。
3、反常呼吸及擺動氣
概念：開胸引起縱隔擺動，亦產生肺內氣體的擺動。吸氣時有部分氣體從開胸側肺被"吸"入健側肺，呼氣時有部分氣體從健側肺"呼"入開胸側肺，此種情況稱為反常呼吸（ Paradoxical Respiration ）。來往於兩側肺之間的氣體稱為"擺動氣"。
擺動氣的特點：為無效腔氣體（不參加交換），氣流量的多少取決於呼吸道內阻力及自主呼吸強度，氣體量增加時可導致缺氧和二氧化碳蓄積。
聲門外呼吸阻力大於開胸側支氣管呼吸阻力的程度決定反常呼吸的嚴重程度。
4、肺泡通氣與血流灌注（V/Q）比率異常
開胸側肺泡萎陷，通氣不足，而肺血流因麻醉狀態下低氧性肺血管（HPV）收縮機制減弱或受抑制而未能相應減少，使V/Q小於0.8，靜脈分流增多。SpO2下降及CO2蓄積，其嚴重程度取決於健側肺功能狀態及麻醉期恰當的處理。
（二）開胸後對迴圈功能的影響
1、心排血量降低
原因：①胸膜腔負壓消失致腔靜脈迴流減少，右室前負荷降低。②心臟隨縱隔擺動，腔靜脈入口處扭曲，阻礙腔靜脈迴流。③萎陷肺血管床阻力增加，左心迴心血量減少，左室前負荷降低。④V/Q比例失調。⑤呼吸管理不善致缺氧和二氧化碳蓄積影響肺血流量。⑥手術操作直接壓迫心臟及大血管。
2、心功能與心律失常
原因：①心排血量減少，血壓下降影響心肌血供。②呼吸紊亂致低氧二氧化碳蓄積。③手術操作對心臟或大血管的直接刺激，壓迫、牽拉。
室上性心動過速常見，嚴重者有室性心律失常，甚至心跳驟停。
（三）開胸後其他病理生理改變
1、 開胸後胸膜腔及肺內壓的改變及手術操作對肺門等部位的刺激導致呼吸、迴圈及內分泌的功能障礙。
2、 體熱和體液的大量散失
（四）體位對呼吸的影響
1、胸腔手術病人多被置於側臥位，腹內臟器將膈肌推向胸內，使之上升約4cm，兩肺功能餘氣量（FRC）各減少約0.8L。
2、清醒時，下胸側通氣量（V）大於上胸側；受重力影響其血流量（Q）也大於上胸側，因此兩肺V/Q比值無大改變，氧合功能也無大變化。
3、全麻使側臥位病人FRC進一步減少0.4L。肌鬆藥的應用及重力的影響使上側肺通氣好，血流不足；而下側肺因體位及縱隔下移及重量的壓迫及腹內壓的增加肺FRC進一步減少，通氣亦減少，而血流較多，形成通氣不足，血流過多。
4、胸腔手術時上側開胸為正壓，手術操作，壓迫等使上肺膨脹不全，通氣不足，因此，呼吸功能主要依賴於下側肺及恰當的通氣方法，才能免除低氧和二氧化碳蓄積。
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