肺功能測(cè)驗(yàn)的臨床應(yīng)用2

肺功能測(cè)驗(yàn)的臨床應(yīng)用





廣東省人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科黃思賢

一、呼吸生理二、肺容積和肺氣量三、通氣功能四、換氣功能五、無(wú)效腔測(cè)定與靜-動(dòng)脈分流測(cè)定六、小氣道功能七、呼吸阻力與順應(yīng)性八、臨床應(yīng)用九、6分鐘步行試驗(yàn)一、呼吸生理(通氣功能與換氣功能)

㈠氣體交換在兩個(gè)地方進(jìn)行〔圖1〕

【外呼吸】

⒈環(huán)境氣體→肺泡，形成PAO2，為通氣功能(長(zhǎng)距離氣體運(yùn)輸)

⒉肺泡和血液間氣體交換，形成PaO2(短距離氣體運(yùn)輸)為換氣功能，

取決于

①氣體彌散

②肺泡的氣體分布與毛細(xì)血管的血流分布

和兩者關(guān)系即通氣/血流比率。

⒊血液中氣體運(yùn)輸(長(zhǎng)距離運(yùn)輸)

【內(nèi)呼吸】

體循環(huán)毛細(xì)血管血液和細(xì)胞線粒體之間

的氣體交換形成PvO2。(短距離運(yùn)輸)

肺功能主要研究外呼吸

㈡支氣管樹(shù)〔圖2〕

1.氣管:長(zhǎng)10-13cm,直徑18-25mm,軟骨部16-20個(gè)2.支氣管:分左右,右1-2.5cm,20-30度左5cm,40-50度3.支氣管樹(shù):4.細(xì)支氣管無(wú)軟骨5.共23級(jí),氣管橫截面積5cm2,肺泡橫截面積80m2二、肺容積和肺氣量〔LungvolumeandCapacity〕

㈠肺活量〔VC〕

㈡潮氣容積〔TV〕

㈢補(bǔ)吸氣容積〔IRV〕

㈣深吸氣量〔IC〕

㈤補(bǔ)呼氣容積〔ERV〕

㈥殘氣容積〔RV〕

RV是指在用力呼氣之后，

肺內(nèi)遺留的不能再呼出的氣體容積。

RV＝FRC－ERV

㈦功能殘氣量〔FRC〕

㈧肺總量TLC＝VC＋RV

〔圖3〕

Y(a－b)－(c＋e)×100

79.1%FRC+79.1%d+e=y%[(x+d)+(a-b)]–cFRC＝──────────-d79.1－Y

a=肺量計(jì)中充入的氧量〔ml〕b=重復(fù)呼吸7min后氧的吸收量〔ml〕c=重復(fù)呼吸7min后身體內(nèi)排出的氮量為80mld=肺量計(jì)通路的死腔容量〔ml〕e=肺量計(jì)中氧氣的含氮量y=重復(fù)呼吸7min后肺量計(jì)中氣體的氮濃度⒈密閉式氮稀釋法〔重復(fù)呼吸7分鐘〕〔見(jiàn)圖4〕⒉開(kāi)放式氮稀釋法〔吸氧7分鐘沖洗法〕〔圖5〕

％N2(終末)×呼出氣容積FRC＝───────────％N2〔肺泡氣)⒊體描儀測(cè)定胸腔氣容積

P1V1＝P2V2PB×Vtg＝(PB－△PA〕×〔Vtg＋△VA〕Vtg＝PB－△PA〕×△VA／△PAVtg＝PB×△VA／△PA在平靜呼氣末，胸腔內(nèi)肺泡壓等于大氣壓，胸腔內(nèi)容積是平靜呼氣末胸腔氣容積，即功能殘氣〔Vtg〕。其原理是根據(jù)波義耳定律〔圖6)肺容量的意義〔見(jiàn)圖7〕1.肺活量的大小與年齡、性別、身高、體重即體外表積及體位有關(guān)。衡量其是否正常應(yīng)將實(shí)測(cè)值與預(yù)計(jì)值比較，如減低不超過(guò)預(yù)計(jì)值的20％應(yīng)認(rèn)為是正常、因?yàn)榉位盍空＜s有20％的變動(dòng)。肺活量只表示肺臟最大擴(kuò)張和最大收縮的呼吸幅度，對(duì)通氣動(dòng)力的意義較小。胸部疾病引起肺活量減低大致有三點(diǎn)：①肺或胸廓擴(kuò)張受限的疾?、诜谓M織受到損害的疾病③呼吸道阻塞的疾病，但影響不顯著。⒉功能殘氣及殘氣的意義⑴保證呼、吸運(yùn)動(dòng)間歇進(jìn)行時(shí)，氣體交換的連續(xù)性，使PAO2相對(duì)穩(wěn)定。⑵反映了胸廓彈性和肺組織彈性的平衡位置。此外，胸廓彈性是雙相的，向內(nèi)與向外中間位置在肺活量的60％處，呼氣末靜息時(shí)肺活量在60％以內(nèi)故其力是向外的;超過(guò)此限度，力是向內(nèi)的。(3)FRC大說(shuō)明胸廓向外彈性大或肺組織向內(nèi)彈性減弱,多數(shù)為后者，如肺氣腫肺彈性減弱。FRC小提示胸壁向外彈性小或肺組織回縮力大。如胸廓病變或肺纖維化等。P-V曲線胸廓彈性和肺組織彈性的

平衡位置3.深吸氣量〔IC〕因FEV1不能完全評(píng)估支氣管擴(kuò)張劑療效,近來(lái)有提出采用IC指標(biāo),前者反映呼氣流速,后者反映肺容積。二者結(jié)合可更準(zhǔn)確評(píng)估COPD患者支氣管擴(kuò)張劑療效。IC反映陷閉氣量改變,運(yùn)動(dòng)前后IC差可說(shuō)明運(yùn)動(dòng)后呼氣末肺容積〔EELV)變化，反映運(yùn)動(dòng)受限因素和運(yùn)動(dòng)耐力。IC改善0.3L與患者呼吸困難的改善及運(yùn)動(dòng)耐力提高顯著相關(guān)。4.肺氣腫考核標(biāo)準(zhǔn)表1阻塞性通氣障礙導(dǎo)致的肺氣腫考核標(biāo)準(zhǔn)*

RV/TLC(%)肺泡氮濃度平均值〔%〕

無(wú)肺氣腫<352.47輕度肺氣腫36-454.43中度肺氣腫46-556.15重度肺氣腫>568.40*適用31-61歲者，17-31歲者RV/TLC%正常值為27±1.6%5.肺容量與肺氣量的評(píng)價(jià)肺容量間接評(píng)價(jià)1.彈性回縮力-最大呼氣時(shí)提供氣流的驅(qū)動(dòng)壓。2.影響氣流阻力-周圍肺實(shí)質(zhì)的彈性，牽拉氣道開(kāi)放，決定氣道直徑。彈性回縮力與氣流阻力是相互依賴的。3.提供肺機(jī)械儲(chǔ)藏。肺氣量最重要三項(xiàng)即TLC,FRC,RV。而RV/TLC,FRC/TLC在健康者非常近似。呼吸肌的強(qiáng)度力量與彈性回縮力量在決定肺容量和它的位置,邊界起重要作用。限制性通氣功能(胸壁,肺)障礙引起容量降低。VC,TLC,FRC或正常。1.肺限制性疾患VC減少主要是IC減少。2.胸壁限制性疾患VC減少主要是ERV減少。氣流受限引起RV,FRC,TLC增加?；旌闲酝夤δ苷系K引起RV,TLC;或RV,TLC正常。正常、限制性和阻塞性肺疾患肺容量特征示意圖

三、通氣功能㈠用力肺活量(FVC)、肺活量(VC)〔見(jiàn)圖8〕㈡時(shí)間肺活量FEV1、FEV2、FEV3以及與FVC比率，以FEV1與FEV1/FVC%最為重要，F(xiàn)EV1/FVC不低于75%為正常，阻塞性患者FEV1/FVC%及FEV1下降，限制性患者FEV1/FVC%提前完成。FEV1/FVC6(正常值70%-76%),如FEV1/FVC6及FEV1占預(yù)計(jì)值%二者均低于正常值可準(zhǔn)確反映呼氣性氣流受限。㈢最大呼氣中期流速M(fèi)MEF(MMF)將FVC曲線分為四等分，呼氣開(kāi)始1/4，因速度極快，不易掌握；呼氣末段1/4因肺組織彈性減低，氣道直徑縮窄，呼氣速度減低，均以摒棄，只留中期兩個(gè)局部25%—75%的容量與時(shí)間的關(guān)系以分析。

圖8用力肺活量示意圖

圖9最大主動(dòng)通氣示意圖

㈣最大主動(dòng)通氣(MVV)〔見(jiàn)圖9〕單位時(shí)間內(nèi)所能呼吸的最大氣量，故測(cè)試者要以最快呼吸速度和最深呼吸幅度連續(xù)呼吸15秒，所得呼出或吸入的氣量乘4(或12秒乘5)，即為每分鐘的MVV，相當(dāng)于負(fù)荷試驗(yàn)，屬于動(dòng)態(tài)的功能，其正常取決于:胸廓的完整及其彈性，氣管的通暢，肺組織的彈性和呼吸肌的力量。代表通氣能力，反映通氣儲(chǔ)藏。低于80％預(yù)計(jì)值視為異常。因而①胸廓畸形或呼吸肌損害，②呼吸道痙攣或局部阻塞，③肺組織損害等均可致MVV減低。有作者指出MVV>120L肺氣腫不可能存在；120L－40L者肺氣腫難以肯定；<40L者，肯定有明顯肺氣腫。體力衰弱不能勝任MVV者可用FEV1×35或FEV1×40計(jì)算?！参濉惩庹系K分型〔見(jiàn)表3〕表3通氣障礙分型評(píng)定

阻塞性限制性混合性通氣測(cè)定FVCN或↓↓↓↓FEV1.0%↓↓N或↑↓MMF↓↓N或↓↓MVV↓↓↓或N↓肺容量測(cè)定VCN或↓↓↓↓FRC↑↑↓↓不等TLCN或↑↓↓↓RV/TLC↑N或↑不等FEV1.0↓↓↓↓其他氣速指數(shù)<1.0>1.0氣道阻力↑↑正?！鼩怏w分布〔氮清洗率〕↑正常↑

(六)美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)肺功能不全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)〔2000年〕表1.美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)肺功能不全分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)〔2000年〕肺功能指標(biāo)一級(jí)二級(jí)三級(jí)四級(jí)〔功能減損〔功能減損〔功能減損〔功能減損0%～9%〕10%～25%〕26%～50%〕51%～100%)FVC≥正常低限60～7951～59≤50FEV1≥正常低限60～7941～59≤40DLco≥正常低限60～7941～59≤40V?O2/kg≥2520～2515～2015臨床上用一氧化碳〔CO〕來(lái)測(cè)，因?yàn)镃O與血紅蛋白的結(jié)合力比O2大210倍，其次血漿內(nèi)不含CO，故具有一定優(yōu)點(diǎn)，測(cè)定DLCO后，再乘以1.23換算為DLO2。CO彌散過(guò)程包括膜彌散過(guò)程(DM),與血紅蛋白結(jié)合過(guò)程(Vc)。即反映肺彌散的物理特性與化學(xué)特性。彌散功能與肺泡容積〔VA〕改變有關(guān)，但并非正比。DLCO與DL/VA共同作為判斷指標(biāo)?！惨?jiàn)表4〕表4.DL與DL/VA之改變────────────────────────────────DL↓伴DL/VA↓(VA正常或↑)之原因:貧血肺氣腫(VA↑)肺血管減少肺血管炎DL↓伴DL/VA正?；颉?VA↓)的原因:肺切除(通常DL/VA接近正常)肺泡蛋白沉著癥(偶爾DL的減少多于VA的減少)肺纖維化如結(jié)節(jié)病硬皮病系統(tǒng)性紅斑狼瘡石棉肺組織細(xì)胞增生癥X間質(zhì)性肺纖維化慢性過(guò)敏性肺泡炎────────────────────────────────(二)通氣/血流胸內(nèi)壓的區(qū)域性差異吸氣至功能殘氣位,上下肺組織皆處于容積-壓力曲線陡直段,上下肺泡同時(shí)充氣殘氣位,胸腔上部呈負(fù)壓,肺底部受重力影響為正壓,上肺區(qū)組織處于容積-壓力曲線陡直段,而下肺區(qū)那么處于平坦段,吸氣時(shí)上肺區(qū)肺泡先擴(kuò)張充氣

1.氣體分布、Ⅲ相斜率

圖17氣體分布

2.肺血流分布Zone1不能使萎陷的血管開(kāi)放,無(wú)血流通過(guò),健康人不存在Zone2血流取決跨壁壓,PA增加,Pa減少,均可減少血流Zone3血流由Pa-Pv決定,跨壁壓在接近肺底部處增加,故血管充分開(kāi)放,血流阻力小,血流量增加

3.通氣/血流

V?/Q?=0.8

V?/Q?>0.8

VDPaCO2-PeCO2

VTPaCO2

V?/Q?<0.8

QSCcO2-CaO2

QTCcO2-CvO2

通氣/血流比率

不同情況下V?/Q?與PO2-PCO2

A:其V?/Q?比率0.8正常。B:其V?/Q?比率<0.8為靜-動(dòng)脈分流,見(jiàn)于肺不張,ARDS。C:其V?/Q?比率

0.8為死腔通氣,見(jiàn)于肺氣腫。五、無(wú)效腔測(cè)定與

靜-動(dòng)脈分流測(cè)定(一)無(wú)效腔測(cè)定⒈解剖死腔相當(dāng)本人體重的磅數(shù)〔公斤體重×2.2〕。⒉生理死腔解剖死腔量＋肺泡死腔量〔PaCO2－PeCO2〕VTVD=PaCO2

VDPaCO2-PeCO2──=VTPaCO2正常值0.35左右(二)靜-動(dòng)脈分流測(cè)定PO2-PCO2與V?A/Q?關(guān)系圖PO2mmHg六、小氣道功能

㈠最大流速容量曲線〔MEFV〕〔見(jiàn)圖10〕

于高肺容量〔>75％肺活量〕呼氣時(shí)最大呼氣流量與胸內(nèi)壓呈正相關(guān)，呼出氣流量隨呼吸肌用力增加而增多，屬用力依賴局部。于低肺容量〔<50％肺活量〕的最大呼氣流量，盡管呼吸肌用力，但到一定水平后，曲線變平坦即呼出的流量呈恒流量，到達(dá)相應(yīng)流量極限值，曲線前段呼氣流量與呼吸肌用力成正比，陡直上升;后段，隨呼吸肌力增加，胸內(nèi)壓不斷提高，但呼出流量不再增多，為非用力依賴局部。1.等容積壓力流量曲線〔IVPF〕〔見(jiàn)圖11〕

⒉等壓點(diǎn)學(xué)說(shuō)〔EPP〕〔見(jiàn)圖12〕Pavl=Ppl+Pst

。

在用力呼氣過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)氣體從肺泡呼出的力為肺泡內(nèi)壓〔Palv〕。Palv等于胸內(nèi)壓〔Ppl〕與肺泡彈性回縮壓〔Pst〕之和。在呼氣過(guò)程中，需克服氣流阻力，因而氣道內(nèi)壓逐漸下降，直至降到與胸內(nèi)壓相等Pavl=Ppl，該點(diǎn)即為等壓點(diǎn)。等壓點(diǎn)--肺泡端稱上游氣道，Palv>Ppl，氣道開(kāi)放;等壓點(diǎn)至口鼻端稱下游氣道，Ppl>Palv，氣道傾向關(guān)閉。故上游氣道最大呼氣流量〔Vmax〕與肺彈性回縮力〔Pel〕成正比，與上游段阻力〔Rus〕成反比。Vmax＝Pel／Rus。故等壓點(diǎn)位置決定于Pst和氣道阻力，二者均與肺容量有關(guān)。健康者EPP處于較大氣管，該處有軟骨支持，管腔不易陷閉。75％VC左右肺容量EPP處于肺葉支氣管，隨呼氣肺容積的減少，肺彈性回縮力漸減弱，EPP向外周小氣道移動(dòng)，因小氣道管徑小，無(wú)軟骨支撐，管壁順應(yīng)性大，易受壓，因此到達(dá)EPP時(shí)，盡管增加呼吸肌力量，呼氣流量不變，即呼氣流量受限。而下游段可出現(xiàn)氣道動(dòng)態(tài)壓縮，口徑更變小，阻力增大。低肺容積時(shí)，呼氣流量不受呼氣力量的影響。COPD患者等壓點(diǎn)近上游端，小氣道處。

㈡閉合氣量〔CV〕：小氣道關(guān)閉時(shí)還能呼出的最大氣量。

閉合容量〔CC〕：小氣道關(guān)閉時(shí)肺內(nèi)尚存氣量。

閉合氣量(CV),閉合容量(CC)

(三)動(dòng)態(tài)順應(yīng)性七、呼吸阻力與順應(yīng)性〔一〕氣道阻力

壓力差(cmH2O〕氣道阻力Raw＝────────────氣流速度〔l/sec〕

正常值0,2–2.0cmH2O?L-1?s-1〔壓力差指肺泡內(nèi)與氣道通口間壓力差〕機(jī)械通氣時(shí)峰壓力－平臺(tái)壓(cmH2O〕氣道阻力Raw＝────────────氣流速度〔l/sec〕健康成人2－3cmH2O?L-1?sec-1〔見(jiàn)圖18〕15cmH2O?L-1?sec-1脫機(jī)困難〔二〕靜態(tài)順應(yīng)性

呼吸器官的順應(yīng)性曲線



機(jī)械通氣時(shí)呼出潮氣容積V

靜態(tài)順應(yīng)性Cst＝──────────平臺(tái)壓Pb－Ppeep

正常值100ml/cmH2O左右插管患者約50-80ml/cmH2O<25ml/cmH2O撤機(jī)不易成功潮氣容積動(dòng)態(tài)順應(yīng)性Cdyn＝────────峰壓－Ppeep正常值50－80ml/cmH2O，

較Cst低10％－20％





(三)呼吸功

八、臨床應(yīng)用

(一)判斷COPD新指標(biāo)BODE指數(shù)的變量和記分方法(Celli,2004)變量0分1分2分3分FEV1%預(yù)計(jì)值≥6550-6436-49≤356MWT(m)≥350250-349150-249≤149MMRC呼吸量表0-1234BMI

2≤21注：⑴FEV1%預(yù)計(jì)值：根據(jù)ATS分級(jí)進(jìn)行分類。⑵呼吸量表：0級(jí)：無(wú)明顯呼吸困難〔劇烈活動(dòng)除外〕，；1級(jí)：當(dāng)快走或上緩坡有氣短；2級(jí)：由于呼吸困難比同齡人步行得慢，或者以自己的速度在平地上行走時(shí)需要停下來(lái)呼吸；3級(jí)：在平地上步行100m或數(shù)分鐘后需要停下來(lái)呼吸；4級(jí)：明顯的呼吸困難，不能離開(kāi)住所或穿脫衣時(shí)出現(xiàn)氣短。(二)COPD診斷COPD肺功能分級(jí)(2004ATS/ERS)嚴(yán)重程度吸入支氣管擴(kuò)張劑后FEV1%predFEV1/FVC高危

0.7

80輕度≤0.7

80中度≤0.750-80重度≤0.730-50極重度≤0.7<30

(三)流速-容量曲線與COPD

圖13.限制性、阻塞性肺疾患流速容量曲線

(四)COPD患者與正常人

運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)肺容積動(dòng)變化態(tài)(五)上氣道阻塞〔見(jiàn)圖14〕

圖14上氣道阻塞流速容量環(huán)的特征圖15用力肺活量曲線與流速容量曲線

(六)反映大氣道阻塞及呼吸肌肌力的指標(biāo)Vmax75，Vpeak。反映小氣道病變的指標(biāo)Vmax50，Vmax25?！睼max75，Vpeak根本正常情況下〕

(八)呼吸動(dòng)力機(jī)制1.呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性增加與減低

(P－V環(huán)變化)

P－Vloop呼吸系統(tǒng)順應(yīng)性增加與減低

2.ARDS患者PEEP治療前后Cdyn變化

(P－Vloop)

ARDS患者PEEP治療前后Cdyn變化(P－Vloop)3.氣道阻力增加之F－V環(huán)，P－V環(huán)

F－Vloop，P－Vloop氣道阻力增加4.支氣管擴(kuò)張劑治療前后F－V環(huán),P－V環(huán)

F－Vloop，P－Vloop支氣管擴(kuò)張劑治療前后九、6分鐘步行試驗(yàn)〔6MWT〕1.試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,不需極量運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)所需的試驗(yàn)室和儀器,可用于年老體弱步行困難者2.6分鐘步行試驗(yàn)具有平安性、可行性和可重復(fù)性。3.6分鐘步行距離與峰值VO2及峰值VO2預(yù)計(jì)