课件：肺功能和血气指标.ppt

诊断学基础 肺功能测定,肺功能测定的概述(1),肺功能是建立在临床生理学基础上的呼吸功能的测定 呼吸 防御 肺的功能 代谢 免疫,肺功能测定的概述(2),呼吸过程呼吸系统、循环系统及血液密切配合完成 外呼吸为肺功能研究对象 通气 换气 内呼吸,肺功能测定的目的(1),探讨疾病的发病机制 了解胸部或胸外疾患所引起的 肺功能损害的性质和程度 协助疾病的诊断 胸部或胸外疾患治疗的疗效评估,肺功能测定的目的 (2),分娩或手术的安全性评价以及术后肺功能预测 指导疾病的康复 重症抢救的检测 劳动力鉴定,肺功能测定的内容,肺容量 通气功能 换气功能 通气动力机制 动脉血气分析,肺容量(1),基础肺容积(basal lung volume) 不能再分割的容量 潮气量(tidal volume，VT) 补吸气量(inspiratory reserve volume，IRV) 补呼气量(expiratory reserve volume，ERV) 残气量(residal volume，RV),肺容量(2),基础肺容量(basal lung capacity) 可再分割的容量 深吸气量(inspiratory capacity，IC) 肺活量(vital capacity，VC) 功能残气量(functional residual capacity， FRC) 肺总量(total lung capacity，TLC),肺容量的测定方法,潮气量 补吸气量 直接测量的参数 补呼气量 深吸气量 肺活量 测量方法-肺量计,肺容量的测定方法,残气量 间接测量的参数 功能残气量 肺总量 稀释平衡法 测量方法 氮清洗法 体容积描记法,肺活量的测定方法,一期肺活量 深吸气末用力呼出的气量 分期肺活量 深吸气量与补呼气量的总和 临床应用 正常人两者相同 阻塞性肺病前者低于后者,阻塞性肺病患者分期肺功能 大于一期肺功能,一期肺活量 分期肺活量,肺容量测定的临床意义,影响肺容量的因素 年龄 性别 身高 体重 正常人肺容量值变异较大，变化超过20%时为异常,肺容量测定的临床意义,影响深吸气量因素 胸廓畸形 胸水 气胸 胸膜肥厚 肺纤维化 呼吸肌无力、体力衰竭,肺容量测定的临床意义,影响补呼气量因素 肥胖 妊娠 腹水 巨大腹腔肿瘤,通气功能,分钟静息通气量 肺泡通气量 最大通气量 用力肺活量,通气功能分钟静息通气量 (expiratory minute ventilation),测定方法 肺量计法 开放通路通气测定法,分钟静息通气量的临床意义,是呼吸频率及静息潮气量乘积 与年龄、性别、身高、体重有关 正常人 婴儿 成人(经常参加体育活动者) 疾病时 限制性肺病患者 阻塞性肺病患者,通气功能肺泡通气量,指每分钟进入呼吸性细支气管及肺泡的气量 解剖无效腔 肺泡无效腔 生理无效腔,通气功能肺泡通气量 (alveolar ventilation),测定方法 死 腔 肺泡气PCO2混合呼出气PCO2 潮气量 肺泡气PCO2吸入气PCO2 肺泡气PCO2= PaCO2 吸入气PCO2=0 肺泡通气量=潮气量(1死腔量/潮气量)呼吸频率,肺泡通气量的临床意义,肺泡通气量是真正有效的通气量 肺泡通气量降低的后果 分钟通气量不变时 深慢呼吸的肺泡通气量浅快呼吸时,通气功能最大通气量 (maximal ventilatory volume),MVV=15秒内最大潮气量、最快呼吸频率的通气量4 影响因素 肺容量 气道阻力 肺胸顺应性 呼吸肌力量,通气功能最大通气量 (maximal ventilatory volume),正常人 阻塞性 限制性,通气功能最大通气量 (maximal ventilatory volume),阻塞性与限制性通气障碍的鉴别 最大通气量占预计值百分比 气速指数= 肺活量占预计值百分比 正常人=1 阻塞性通气障碍1,通气功能用力肺活量 (forced vital capacity),吸足气后用最大力量以最快速度所能呼出的最大气量Volume A AB FEV1 B AC FEV2 C AD FEV3 D 0 S1 S2 S3 Time,通气功能用力肺活量 (forced vital capacity),最大呼气中段流速(MMEF) 容量(升) A MMEF=AB/CD B C D 时间(秒),用力肺活量的临床意义,正常人呼气通畅，图迹陡直 阻塞性呼气困难，图迹平坦 正常人FVC=VC 阻塞性FVCVC FEV1/FVC FEV1 阻塞性 限制性 FEV1、PEF(可逆试验),换气功能,弥散功能 吸入气分布 肺血流分布 通气和血流比例(V/Q),换气功能弥散功能,弥散： 气体通过肺泡毛细血管膜 从高分压向低分压运动的物 理现象 弥散量：肺泡毛细血管膜两侧气体分 压差为1mmHg时每分钟通过 的气体量,换气功能弥散功能,测定 测定O2弥散量有困难，常测定CO弥散量，再换算为O2弥散量 测定方法 一口气法 重复呼吸法 稳态法,弥散功能的临床意义(1),影响弥散量的因素 弥散面积、距离 肺气肿、纤维化、矽肺及肺水肿 肺血流量、血球压积和血红蛋白浓度 肺郁血、红细胞增多症弥散量 贫血弥散量 通气/血流比例失调 弥散面积 弥散量,弥散功能的临床意义(2),不同气体的弥散系数不同 1、弥散量与气体分子量平方根成反比，与溶解 度成正比 2、尽管CO2的分子量大于O2，但溶解度明显高于O2，故CO2的弥散量O2的弥散量（20倍） 弥散量与弥散膜两侧气体分压差有关 FiO2 PAO2 弥散量增加,换气功能吸入气分布 测定方法,一口气法 氮冲洗法 放射性气溶胶通气显象,换气功能吸入气分布 测定方法,一口气法 吸纯氧到肺总量，缓慢呼气至残气位，测量呼出气容量和氮浓度。 呼气相氮浓度上升的坡度反映吸气分布情况,换气功能吸入气分布 测定方法,氮冲洗法 通过单向活瓣吸氧清洗肺泡中氮气，7分钟时用力呼气，测定呼气末残余氮浓度。 当吸入气分布均匀，纯氧清洗肺泡中氮气比较彻底，呼出气中氮气浓度很低。,换气功能吸入气分布 测定方法,放射性气溶胶通气显象 吸入放射性锝标记的气溶胶，由于气溶胶沉积到肺泡和气道，记录肺野各部分放射性即可显示吸入气分布情况。 意义： 正常人存在吸入气分布不完全均匀 病理气道阻力不同，肺组织顺应 性不同 不均匀,换气功能肺血流分布 测定方法,通过核素显象测定。 经静脉注入锝标记的巨聚颗粒人白蛋白，白蛋白可栓塞在肺毛细血管中，用照相机测定肺部不同部位核素的放射性活性即可显示肺血流的分布,换气功能肺血流分布 临床意义,正常人 受体位、重力的影响 疾病状态 肺毛细血管栓塞或血栓形成 肺气肿 肺栓塞 肺血流充盈缺损 无通气显象缺损,换气功能通气和血流比例 测定方法,直接测量法： 6种不同溶解系数的气体与生理盐水平衡后 静脉滴注入体内，测定动脉和呼出气中上述 6种气体的含量，通过公式计算通气/血流比 例 优点：较精确 缺点：操作复杂，仪器要求高，费时,换气功能通气和血流比例 测定方法,间接测量法 测定死腔和分流量 死腔 肺泡气PCO2混合呼出气PCO2 潮气量 肺泡气PCO2吸入气PCO2 肺泡气PCO2= PaCO2 吸入气PCO2=0,换气功能通气和血流比例 测定方法,间接测量法 动静脉分流量的测定： 患者通过单向活瓣吸入纯氧20分钟，然后测 动脉血气，依据公式计算 动静脉分流量 0.0031PA-aO2 (动脉-混合静脉血氧含量差)0.0031 PA-aO2,换气功能通气和血流比例 测定方法,间接测量法 动静脉分流量的测定： 肺泡氧分压=大气压水蒸汽分压肺泡气PCO2 PaO2可直接测定 动脉-混合静脉血氧含量差=5,换气功能通气和血流比例 临床意义,有效的气体交换取决于通气与血流在数量上的协调 正常人 肺泡通气量 4L/min 肺血流量 5L/min 通气/血流比例=0.8 疾病状态 通气或血流单项指标异常时， 机体通过代偿调节，可基本保持 通气/血流比例正常,通气和血流比例 失调的代偿,疾病状态 气道阻塞或肺顺应性下降 局部通气不足 小血管收缩，毛细血管血流量降低,换气功能通气和血流比例 临床意义,疾病状态 通气/血流比例失调对动脉血气的影响 通气不足肺泡 低氧血症，CO2潴留 通气过度肺泡 高氧血症，低CO2 (通气过度肺泡的氧分压可提高，但肺毛细血管氧含量因Hb携带氧能力的限制增加不多，因此不能完全代偿通气不足肺泡的低氧血症。 而通气过度肺泡能代偿通气不足肺泡的高碳酸血症),换气功能通气和血流比例 临床意义,通气/血流比例失调主要影响动脉血氧分压，对CO2分压影响不大,换气功能通气和血流比例 临床意义,通气/血流(V/Q)比例失调典型病例 肺梗塞局部血流阻塞，V/Q无穷大， 死腔 肺不张局部气道阻塞，V/Q为零， 静脉血分流量,通气动力机制,通气动力机制又称呼吸动力机制 主要研究 肺通气的动力 肺通气的阻力 通气 外环境与肺泡之间的气体交换 需存在压力差 (呼吸中枢、神经传导、呼吸肌),影响通气动力的疾病,呼吸中枢 脑炎、脑外伤、脑血管意 外、脑水肿、麻醉药过量 神经肌肉传导 膈神经损伤、运动神经原 病变、格林巴利综合征 呼吸肌 重症肌无力、进行性肌营 养不良症、低钾血症,通气动力机制,呼吸中枢的反应性 高CO2反应性 低氧反应性 呼吸肌功能的测定 最大口腔吸气压(MIP) 最大口腔呼气压(MEP) 经膈压,通气阻力,部位分类 气道阻力 肺组织阻力 胸廓阻力 物理特性分类 弹性阻力 肺顺应性 胸廓顺应性 呼吸系统顺应性 非弹性阻力 粘性阻力 惯性阻力,弹性阻力,弹性阻力吸气时必须克服的肺和胸廓 容积变化所产生的弹性回缩力 可用顺应性表示 分类 肺顺应性 胸廓顺应性 呼吸系统总顺应性,非弹性阻力,粘性阻力维持气体一定流量所需的压力 包括：气道粘性阻力 肺组织粘性阻力 惯性阻力引起气流加速度所克服的阻力,通气阻力,平静呼吸时的阻力 弹性阻力 非弹性阻力 惯性阻力 粘性阻力 100 70 0 30 肺脏 气道 1/5 4/5,气 道 阻 力 (层流),8l P= V r4 为气体粘度系数 l为管道长度 为圆周率 r为半径 V为流速,气 道 阻 力 (涡流),Kl P= V2 r2 K为常数 为气体质量 l为管道长度 为圆周率 r为半径 V为流速,涡 流 系 数 (RN),2 V RN= r RN2000形成涡流,弹性阻力,弹性阻力常用顺应性表示 顺应性是单位压力变化所引起的容量改变 肺顺应性肺容量改变(V)/经肺压 经肺压是胸腔内压与肺泡内压之差 胸壁顺应性肺容量改变(V)/经胸壁压 经胸壁压是胸腔内压与体表压之差 胸廓总顺应性肺容量改变(V)/经胸廓压 经胸廓压经肺压经胸壁压,小气道阻力,小气道是指直径小于2mm的气道。小气道的口径虽然较小，但数量很多，因此总的横截面积远大于大气道，故小气道的阻力只占总气道阻力的一小部分，用常规肺功能检查不易检出小气道阻塞。,动脉血气分析,为什么要测量动脉血气 不同部位动脉血气的结果是相同的，而不同部位静脉血气可以不同。 测量指标 pH、PaO2、PaCO2 SaO2、CaO2、T-CO2 SB、AB、BB、BE,动脉血气分析动脉血氧含量 (arterial content of O2,CaO2),CaO2指每100ml血液中所携带氧的毫升数 包括 物理溶解的氧 与血红蛋白结合的氧量 CaO2=0.00315PaO2+1.39 SaO2 Hb 氧的溶解系数是指100ml血液中每1mmHg氧分压有0.00315ml物理溶解状态的氧 氧的溶解系数为0.00315,动脉血气分析动脉血氧含量,氧气在血液中运输的主要形式 是与血红蛋白结合的氧 结合的氧量 与血红蛋白、SaO2有关 1.39是1g血红蛋白在100氧饱和状态下所能结合氧的毫升数 实际测量血红蛋白结合氧能力为1.34ml/g 原因变性血红蛋白的存在,动脉血气分析动脉血氧含量,在SaO2为95，Hb为15.5g状态下 正常人动脉血红蛋白结合氧量为 1.34(ml/g) 9515.5g=19.7ml/100ml 血氧含量为19.7ml/100ml+0.3ml/100ml =20ml/100ml,动脉血气分析动脉血氧含量,在正常大气压下呼吸空气时物理溶解氧量(0.3ml)明显低于血红蛋白结合氧量(19.7ml) 物理溶解氧量与血氧分压成正比 1个大气压下 物理溶解氧量约0.3ml/100ml血 3个大气压下 物理溶解氧量约6ml/100ml血 (可满足机体对氧需求),动脉血气分析动脉血氧分压 (arterial partial pressure),P大气压=PN2+PO2+PCO2+P其他气体 氧分压为氧气所占的部分压力，即溶解状态的氧所占的压力 平原 正常值95100mmHg（年轻人） 高原 大气压 PaO2 PAO2与肺泡通气量、每分钟氧耗量及吸入气氧浓度有关,动脉血气分析动脉血氧分压,氧气在体内运输的途径 大气 肺泡 肺泡毛细血管左心和动脉系统 组织、器官 静脉 PA-aDO2 受弥散、通气血流比例和静脉血分流的影响 正常人呼吸空气时PA-aDO2为515mmHg 病理情况下PA-aDO2可明显增大,动脉血气分析动脉血氧分压,PaO2与吸入气氧分压、通气功能、换气功能及机体氧耗量有关 空气、肺泡、动脉血和混合静脉血氧和二氧化碳分压的比较（mmHg) 空气 肺泡 动脉血 混合静脉血 PO2 150 102 93 40 PCO2 0.3 40 40 46,动脉血气分析动脉血氧饱和度 (arterial saturation of Hb with O2,SaO2),SaO2是血红蛋白与氧结合的程度 即氧合血红蛋白占总血红蛋白的百分比 SaO2= HbO2/(HbO2+Hb)100 正常值为9598,血红蛋白氧离解曲线,血红蛋白氧离解曲线,曲线右移 曲线左移 影响因素 PaCO2 pH 体温 2,3-DPG ,动脉血气分析血浆CO2总量 (total plasma CO2 content,T-CO2),T-CO2指存在于血浆的一切形式的CO2的总量 包括 物理溶解的二氧化碳 与蛋白质氨基结合 HCO3、CO32、H2CO3 HCO3是血浆中CO2运输的主要形式，占95 其次为物理溶解的CO2 H2CO3量为前者的1/800 CO32含量极少，可忽略不计,动脉血气分析血浆CO2总量,动脉血浆中各种形式CO2的含量（mmol/L) H2CO3 0.0017 CO32 0.03 氨基甲酰CO2 0.17 HCO3 24 溶解的CO2 1.20,动脉血气分析动脉血CO2分压 (arterial partial pressure of CO2,PaCO2),CO2分压是血液中溶解状态的CO2所占的压力 CO2排出途径 体内产生的CO2 经静脉血 右心 肺血管 肺泡 经呼气 排出体外 VCO2恒定时，PACO2与肺泡通气量成反比 PaCO2的正常值、临床意义,动脉血气分析动脉血CO2分压 二氧化碳离解曲线,动脉血气分析血浆碳酸氢盐 (standard bicarbonate,SB actual bicarbonate,AB),SB血液在37、血红蛋白充分氧合及PCO240mmHg条件下，血浆的HCO3含量 去除呼吸因素影响，能反映代谢性酸碱平衡情况 正常值 2227mmol/L 平均 24mmol/L,动脉血气分析血浆碳酸氢盐,AB在实际PCO2及血氧饱和度情况下，血浆所含的HCO3含量 受呼吸、代谢因素的双重影响 正常值 2227mmol/L 平均 24mmol/L,动脉血气分析pH,pH值是血液酸碱度的指标 pHlgH+ 正常值 7.357.45 pH变化的临床意义,酸碱平衡调节的机制 细胞内外离子交换 血液的缓冲系统 肺脏、肾脏的调节,动脉血气分析缓冲碱 (buffer base,BB),BB是血液中具有缓冲能力的负离子的总和 正常值 4555mmol/L(平均50mmol/L) 全血缓冲碱的组成 血浆HCO3 35 红细胞HCO3 18 氧合和还原血红蛋白 35 血浆蛋白 7 有机、无机磷酸盐 5,动脉血气分析碱剩余(buffer excess,BE),BE是在37、血红蛋白充分氧合、PCO240 mmHg条件下，将1升全血的pH滴定到7.40所需的酸或碱量 正常值 23mmol/L 能反映血液缓冲碱的变化，指导临床补酸或碱量 补酸(碱)mmol量=0.3BE体重(kg) 先补1/31/2，然后依据血气结果决定再次补充量,血气分析标本的采集和保存,消毒空针、肝素 穿刺部位、消毒、采血 动脉血的判断 填写申请单(注明各种治疗参数) T（）、Hb、FiO2、吸氧方法、呼吸机工作参数 酸、碱使用情况 立即送检、否则低温保存,肺功能测定的临床应用,肺功能指标测量结果的影响因素 年龄、身高和性别 种族、职业、营养和生活环境 不同的仪器 正确使用肺功能各指标预计值,肺功能测定的临床应用,通气功能障碍的分型 阻塞性 COPD、支气管哮喘 限制性 胸廓畸形、胸膜肥厚 弥漫性肺间质纤维化 混合性 支气管内膜结核结核性胸膜炎 石棉肺慢支肺气肿,肺功能测定的临床应用 通气功能障碍的肺功能变化,肺容量指标 阻塞性 限制性 混合性 VC N或 FRC 不一 TLC N或 不一 RV/TLC N或 不一,肺功能测定的临床应用 通气功能障碍的肺功能变化,通气指标 阻塞性 限制性 混合性 FVC N或 FEV1 FEV1/FVC N或 MMEF MVV ,肺功能测定的临床应用 换气功能障碍的原因,V/Q比例失调 死腔通气 静脉血掺杂 静脉血分流 肺血流通过无通气功能肺泡 弥散功能障碍,肺功能测定的临床应用 气道阻塞性改变的可逆性,测量值 FEV1 PEF 改善率为 (吸药后值吸药前值)100% 1/2(吸药前值吸药后值) 可逆试验阳性 支