2022年医学专题-呼吸功能测定

呼吸功能(gōngnéng)测定北京大学第一医院呼吸(hūxī)内科阙呈立Update01/05/2007第一页，共七十九页。呼吸功能(gōngnéng)测定的指征

测定有无肺部疾病;

定性阻塞和限制性疾患，包括程度；定量已知疾病对肺功能的影响；评价和预测对治疗的反应(fǎnyìng)；评价手术的风险;劳动力鉴定;第二页，共七十九页。肺功能(gōngnéng)测定的特点

需要病人主动参与及努力配合。测试的质量依赖于操作者对病人的指导。原则是重复性:一般需要重复3次，2次之间相差小于5%。

正常值通常是根据实测值与预计值之比确定的.一般以占预计值的80-120%判定为正常.且有时(yǒushí)需动态观察*。预计值与种族、性别、年龄和身高有关。

第三页，共七十九页。参考值的问题(wèntí)数值频率分布(fēnbù)的5个百分点之下为异常;固定以80%为正常下界对儿童可以接受;但对成人可能造成错误;以70%作为FEV1%的下界可能在>40岁的男性和>50岁的女性中造成假阳性在无症状,从不吸烟的老年人过度诊断COPD;第四页，共七十九页。

呼吸(hūxī)功能测定的主要内容

1．通气功能： 肺的容量：肺内各个(gègè)腔室大小；流速：气道中的最大流速2．弥散功能：氧气从肺泡到毛细血管的转运；3．其它：最大吸呼气压力，阻力，顺应性等;第五页，共七十九页。肺容量(róngliàng)四种容积潮气量（TidalVolume,VT）：平静呼吸时每次吸入或呼出的气量(qìliàng)。补吸气量（InspiratoryReserveVolume,IRV）：平静吸气末，用力吸气时所能继续吸入的最大气量。补呼气量（ExpiratoryReserveVolume,ERV）：平静呼气末，用力呼气时所能继续呼出的最大气量残气量（ResidualVolume,RV）：补呼气后残留在肺内的气量。第六页，共七十九页。肺容量(róngliàng)四种容量：深吸气量（Inspiratorycapacity,IC）：VT+IRV；肺活量（VitalCapacity,VC）：IC+ERV或IRV+VT+ERV；包括(bāokuò)慢肺活量（SVC）和用力肺活量（FVC）。功能残气量（FunctionalResidualCapacity,FRC）：ERV+RV；肺总量（TotalLungCapacity,TLC）：VC+RV,IC+FRC。第七页，共七十九页。容量(róngliàng)测定的必要性VC的下降：TLC下降；RV的增加；肺容量测定证实，并除外(chúwài)混合障碍；流速测定；IC下降：FRC上升；第八页，共七十九页。IC的测定(cèdìng)SeatedpositionwearinganoseclipwithnoairleaksRelaxed(shouldersdownandrelaxed)andBreatheregularlyforseveralbreathsuntiltheEELVisstable(thisusuallyrequiresatleast3tidalmanoeuvres).TakeadeepbreathtoTLCwithnohesitation.ICmaybeunderestimatediftheinspiratorymanoeuvreistooslowduetopooreffortorhesitation,orifthereisprematureclosureoftheglottis.第九页，共七十九页。肺容量(róngliàng)四种容积(róngjī)（Volume）不可分解。包括潮气量、补吸气量和补呼气量和残气量四种容量（Capacity）由两个或以上的容积组成。包括肺活量、深吸气量、功能残气量和肺总量。

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肺容积(róngjī)的测定原理和方法除残气量以外，其他的基础肺容积均可用肺量计(liànɡjì)直接测出。残气量的测定方法气体稀释法体积描记法（简称体描法）第十一页，共七十九页。单次呼吸(hūxī)法

特点(tèdiǎn): 直接测定TLC。优点: 操作简单，适于正常人和限制性通气功能障碍的患者。缺点： 气体平衡时间短，阻塞性肺部疾病的患者，因为气体分布严重不均及气体滞留等因素的影响，所测定的残气量可低于实际值。第十二页，共七十九页。体描法

P1·V1=P2·V2PB·V=（PB-ΔPB）·（V+ΔV）V=（PB-ΔPB）·ΔV/ΔPB由于气道阻断后呼吸幅度(fúdù)小，与PB相比ΔPB可以忽略不计，因此：V=PB·ΔV/ΔPB第十三页，共七十九页。体描法阀门开放:阻力(zǔlì)=ΔP/ΔFlow;阀门关闭:Pbox/Pmouth;VTG=(PB/VTG)(PboxCAL/PmouthCAL)KPB=大气压-47cmH2OVTG=Slope=ΔP/ΔV;K=个体容量校正因子;第十四页，共七十九页。第十五页，共七十九页。体描法特点：直接测定ITGV（VTG,FRC）GasTrapping=VTG-FRCSB优点：同时测定气道阻力；短时间可重复；缺点：严重(yánzhòng)阻塞时高估容量。

第十六页，共七十九页。

肺容量(róngliàng)改变的临床意义

TLC主要决定于肺的弹性，除非明显肌无力，肌力的差别对整个胸廓(xiōngkuò)的扩张仅有很小的作用。RV由两个因素决定：对年轻人，呼气肌是决定因素。随年龄的增长和组织弹性回缩力的下降，小气道陷闭使气体滞留引起的肺容积增加成为RV的决定因素。第十七页，共七十九页。

肺容量(róngliàng)改变的临床意义

肺炎、肺部巨大占位性病变、胸腔积液均可使VC、RV、FRC、TLC下降。肺叶切除术可以引起静态肺容量的减少，TLC、FRC、RV下降。胸廓弹性增加(zēngjiā)（变硬）或肺的顺应性下降均可使VC、TLC下降，但RV可以下降或正常（如肥胖的病人）。第十八页，共七十九页。

肺容量(róngliàng)改变的临床意义限制性疾病引起肺容量几乎同等程度的下降，RV/TLC正常。阻塞性病变中RV可能，当其以VC为代价时，TLC保持不变，称作(chēnɡzuò)气体滞留（AirTrapping）当VC下降不明显，从而TLC增加时，称过度充气（Hyperinflation）第十九页，共七十九页。

每分通气(tōngqì)量和最大通气(tōngqì)量

每分通气量（VE）：每分钟呼出或吸入的气量。VE=潮气量×呼吸频率（VT×f）。最大通气量（MVV）：尽快最深呼吸12秒，乘以5可得出每分钟最大通气量。常用于术前评价，为非特异性指标，是呼吸系统(hūxīxìtǒnɡ)通气功能的总测试。受呼吸调控、呼吸肌力、胸肺顺应性、气道阻力及病人配合等多种因素的影响。第二十页，共七十九页。

最大通气(tōngqì)量（MaximalVoluntaryVentilation,MVV）

常用于术前评价，非特异性指标(zhǐbiāo)，是呼吸系统通气功能的总测试。受呼吸调控、呼吸肌力、胸肺顺应性、气道阻力及病人配合等多种因素的影响。通常在阻塞型通气障碍时下降，而在轻中度限制型通气障碍时由于病人常可通过浅快呼吸代偿减少的肺容量，因此下降不明显。目前MVV是与病人呼吸困难主诉相关性最好的一个指标。第二十一页，共七十九页。

用力呼气流速(liúsù)容量曲线

第二十二页，共七十九页。流速(liúsù)-容量曲线

（1）用力肺活量（FVC）

（2）第一秒用力呼气(hūqì)容量（FEV1.0）：重复性最好。用于支气管舒张、激发试验及阻塞分级和术前评价.

（3）第一秒用力呼气容量占用力肺活量的百分比[（FEV1.0%），FEV1.0/FVC%]：诊断气道阻塞的指标。为增加敏感性，可以采用FEV1.0/VCmax代替。

第二十三页，共七十九页。流速-容量(róngliàng)曲线（续）（4）用力呼气峰流速（PEF）：与努力程度密切相关

（5）最大呼气中期流速（MMEF）：用力最大呼气过程(guòchéng)中自呼出25%至75%的FVC过程(guòchéng)中的平均流速。*依赖于FVC，在阻塞的患者随呼气时间延长而增加．如果FVC发生改变，舒张后的MMEF与用舒张剂之前的没有可比性.

第二十四页，共七十九页。临床(línchuánɡ)应用

阻塞型通气(tōngqì)功能障碍：FEV1.0/FVC%70%见于慢性支气管炎，哮喘，肺气肿。第二十五页，共七十九页。年龄(niánlíng)与FEV1%年龄段FEV1/FVC8-19＞85%20–3980%40–5975%60-8070%第二十六页，共七十九页。第二十七页，共七十九页。COPD的肺功能(gōngnéng)指标正常人FEV1通常每年(měinián)下降25-30mL；严重的COPD患者每年FEV1下降可达100mL；目前发现IC对于COPD患者至少与FEV1同样重要；与FEV1相比，IC作为高充气的指标与呼吸困难和运动performance的关系更密切；第二十八页，共七十九页。临床(línchuánɡ)应用

限制型通气功能障碍：主要特征为VC和TLC下降（80%预计(yùjì)值）、FEV1.0/FVC%正常或增加见于肺纤维化，脊柱畸形，肥胖，充血性心衰，大量胸水。第二十九页，共七十九页。临床(línchuánɡ)应用混合型：FEV1.0/FVC%下降(xiàjiàng)并VC和TLC下降(xiàjiàng)。如ILD合并气道病变，肥胖伴气流受限；第三十页，共七十九页。阻塞分析(fēnxī)的原则以FEV1/FVC的比决定是否存在阻塞，用FEV1占预计(yùjì)值的百分比给阻塞分级。

第三十一页，共七十九页。第三十二页，共七十九页。病例(bìnglì)127岁，男性，65in，147kg；近几个月劳力性呼吸困难加重(jiāzhòng)，无咳嗽咳痰；吸烟史10年，1包/天；无特殊接触史，否认过敏史；第三十三页，共七十九页。FVC：62%pFEV1：64%p；FEV1%：85%MVV：130%；VC：62%p；IC：67%p；FRC：57%p；TLC：57%p；RV/TLC：25%第三十四页，共七十九页。

阻塞(zǔsè)和限制性肺疾病

容量的变化

阻塞型容量(róngliàng) 限制型 气体滞留 过度充气 TLC N VC NFRC RV RV/TLC N 第三十五页，共七十九页。上气道阻塞(zǔsè)取决于阻塞是固定/可变，及胸内/胸外；固定狭窄：横截面积在吸气或呼气过程中不随跨膜压力差变化；用力呼气的前25%(反映大气道,PEF)依赖于用力程度,剩下的75%由肺的力学特性决定,与用力无关;用力吸气的流速(liúsù)由全程吸气动作决定;第三十六页，共七十九页。病例(bìnglì)2女性(nǚxìng)，44岁，157cm，52kg；喘息，呼吸困难4年，不能平卧；查体：喘息貌，轻度三凹征，双肺可闻及哮鸣音；第三十七页，共七十九页。第三十八页，共七十九页。第三十九页，共七十九页。第四十页，共七十九页。第四十一页，共七十九页。支气管舒张(shūzhāng)试验当FEV1.0/FVC%下降显示有气道阻塞时，为了评价气道阻塞的可逆性，在吸入沙丁胺醇（喘乐宁）200μg后15~20分钟，重复测定FEV1.0。计算(jìsuàn)通气改善率：（用药后FEV1.0

用药前FEV1.0）/用药前FEV1.0100%第四十二页，共七十九页。

舒张及激发试验(shìyàn)的准备停药：中效拟交感药：8小时(xiǎoshí)；抗副交感药：8小时；长效拟交感药和茶碱：12小时；激素及抗过敏药不必停。第四十三页，共七十九页。

支气管舒张(shūzhāng)试验

（续）阳性(yángxìng)FEV1.0改善率大于15%FEV1.0改善的绝对值大于200ml

Foradultsusingametereddoseinhaler(MDI)withaspacer,between10and20%ofa100-mg‘‘puff’’(or,15mgperactivation)wouldbeexpectedtobedepositedinthelungofanadult.第四十四页，共七十九页。第四十五页，共七十九页。

峰流速(liúsù)（PEF）变异率(PEFMax-PEFMin)/PEFmean即(日内最高PEF日内最低PEF)/1/2（日内最高PEF+日内最低PEF）PEF变异率大于20%对哮喘(xiàochuǎn)有诊断意义.

第四十六页，共七十九页。支气管激发(jīfā)试验

适应症:哮喘患者处于缓解期不典型哮喘（如咳嗽变异型哮喘）方法:从小剂量到大剂量依次雾化吸入Mch或组胺;至FEV1.0较基础值下降20%时终止;根据吸入的浓度或累积的吸入总量，判断有无(yǒuwú)气道高反应性的存在;第四十七页，共七十九页。

支气管激发(jīfā)试验的意义除外哮喘的诊断。气道反应性增高对症状不典型的支气管哮喘可支持诊断;假阳性:病毒感染所致的支气管炎症、吸烟的COPD患者、过敏性鼻炎(bíyán)等;假阴性:正在积极抗炎症治疗、过敏原单一或过敏原季节已过;不除外EIA;第四十八页，共七十九页。

弥散功能(gōngnéng)测定

弥散主要指气体分子通过(tōngguò)肺泡毛细血管膜进行交换的过程;影响因素:两侧气体分子的分压差、气体分子的弥散能力、弥散面积、弥散膜厚度、肺泡毛细血管血流以及气体与血红蛋白结合力等;弥散功能以弥散量（DiffusingCapacity,DL）表示:指当肺泡毛细血管膜两侧气体分压差为1.0mmHg时，每分钟所能透过的气体量(ml)。第四十九页，共七十九页。CO的弥散(mísàn)过程1。分子弥散(mísàn)通过肺泡-毛细血管膜（membraneconductance)；肺泡-毛细血管膜表面积及厚度;CO在组织中的物理弥散性（溶解度.MW-2)；2。与血红蛋白[Hb]分子化学结合(reactiveconductance)；CO与Hb的反应速度;肺微循环中的Hb数量;第五十页，共七十九页。弥散(mísàn)功能肺泡-毛细血管膜转运(zhuǎnyùn)非Hb结合的气体(如N2O)灌注限速(用来测定心输出量);CO由于与Hb的高亲和力,只有弥散限速;正常体内很少CO，肺泡毛细血管内可视作零；O2与Hb结合,但比CO弱200倍,其肺泡-毛细血管转运中,灌注和弥散均是限速过程;O2的弥散能力为DLco×1.2;第五十一页，共七十九页。弥散(mísàn)功能混合气体:0.3%CO,14%He,18%O2(Eur);0.3%CO,9%He,21%O2(US);有效肺泡接触时间:Jones&Meade:从吸入的肺容量的1/3到收集(shōují)到1/2的呼出气体;若吸气时间延长(如4-5s,见于气流阻塞),吸入气与残气缓慢混合,CO与肺泡有效接触的时间可减少至6.4s,可以使KCO低估32%;第五十二页，共七十九页。弥散(mísàn)测定中的细节吸气不应超过2.5-4s（5s

Dlco

13%）;VI应至少是最大VC的90%;报告的结果是两个或更多的可以接受的测定(cèdìng)的平均值;应洗脱0.75-1.0L死腔(VC<2.0L时0.5L),应当在4s内采取0.5-1.0L肺泡容量;Valsava，MullerDLcoDlco：卧位坐位立位；第五十三页，共七十九页。弥散(mísàn)功能评价弥散的难易程度(chéngdù)；肺部微循环的一个窗口,代表气体交换的潜力;DiffusingCapacity(DLco)=TransferFactor(TLco)(Eur);DLco(ml/min/mmHg)=2.896DLco(mol/min/kPa)DLco=KCOVADLco/VA:Kough常数,下降提示功能的异常。第五十四页，共七十九页。弥散(mísàn)测定的变异室间Dlco的变异与测定中的技术因素（机器，规程，和计算）有关，严格遵守指南可降低(jiàngdī)室间变异。技术因素：屏气：Valsava动作DLco平均17%（27.1%）;Muller动作DLco平均5.7%（22.5%）;第五十五页，共七十九页。

弥散测定(cèdìng)的变异技术因素：死腔洗脱:死腔中的气体会使收集(shōují)的肺泡气中CO和示踪的气体的浓度伪增加DLco低估;由于0.75L的洗脱容积使DLco变化>5%的仅占3.3%,可以接受;测试气体与海拔高度:弥散能力随吸入海拔的上升,PO2的下降而增加,约0.31%/mmHgPO2;第五十六页，共七十九页。

弥散测定的变异(biànyì)生理因素:Hb;COHb可结合(jiéhé)的Hb的位点,同时肺泡毛细血管中的CO的back压力:DLco1%/1%COHb;日夜节律:正常人自6am6pmDLco0.22%/hr(日间Hb浓度的微小变化);肺泡容量:DLco/VA与VA呈负相关;支气管扩张剂:DLco,但作用较小;第五十七页，共七十九页。弥散(mísàn)功能降低低DLco的一个常见形式是低VA和一个代偿性的高KCO;引起VA降低的情况:肺单位不连续丧失(剩余的肺正常);肺单位的弥漫丧失(剩余肺异常);肺泡不完全(wánquán)扩张(呼吸肌或胸壁的问题,肺单位正常);气流阻塞(屏气期间混合不完全);第五十八页，共七十九页。弥散(mísàn)功能DLCO增加的原因：（1）肺泡内出血：由于CO和肺泡内的血红蛋白结合，CO终浓度下降，使测定值升高。（2）肺脏毛细血管(máoxìxuèɡuǎn)血流量增加：红细胞增多、左向右分流、早期充血性心衰。第五十九页，共七十九页。弥散(mísàn)功能DLCO下降的原因：（1）弥散面积减少：肺气肿、肺切除、支气管阻塞、多发肺栓塞、贫血(pínxuè)。（2）弥散膜的厚度增加：多种原因的间质性肺病（肺间质纤维化、结节病、石棉肺、肺泡蛋白沉着征等）第六十页，共七十九页。血红蛋白的校正(jiàozhèng)公式对于血液科及慢性肾病患者尤需注意:男性:正常14.6g/dL;女性和<15岁的儿童:正常13.6g/dL;男性校正系数(xìshù):(Hb+10.22)/1.7Hb;女性/儿童校正系数:(Hb+9.22)/1.7Hb;实际DLco=测定DLco校正系数;第六十一页，共七十九页。DLco与PaO2DLco代表气体交换的潜力,测定的是在TLC位可供气体交换的总面积，与PaO2无直接(zhíjiē)关系;PaO2在哮喘患者常是低的,而DLco正常;肺气肿或纤维化的患者尽管DLco低,但PaO2常维持较好;静态的PaO2主要依赖通气/血流的匹配,测定DLco中充分吸气到TLC可使通气不均降低到最小程度,因而改善VA/Q;第六十二页，共七十九页。

DLCO在鉴别(jiànbié)诊断中的应用阻塞型障碍，测定DLco：肺气肿，支气管炎(zhīqìɡuǎnyán)-正常，哮喘-正常或(在直立位,肺血动员到肺尖)；限制型障碍，测定DLco：肺外(胸壁)的疾病-正常；肺实质(肺泡和血管)病变；第六十三页，共七十九页。肺切除与弥散(mísàn)功能肺大泡切除或肺减容术后,从前压缩(yāsuō)的肺单位重新扩张,FEV1,VC及VA增加DLco与VC平行增加(10-15%);KCO通常保持不变(重新扩张与未被压缩的肺的一致性);肺切除(pneumonectomy)后,DLco下降20%(-5-42%),KCO上升14%(-1%+33%);第六十四页，共七十九页。预测(yùcè)术后改变ΔppDLco=-0.4x–8.6;ΔppKCO=-0.41x+2.1;X:术前到达(dàodá)切除的肺的血流的百分比(根据同位素肺灌注);在肺切除前,如果双肺接受同等的血流,即x=50%,ΔppDLco为-29,ΔppKCO将为+23;第六十五页，共七十九页。

通气和肺容量正常(zhèngcháng)+DLco降低贫血(pínxuè);肺血管疾患;早期ILD;早期肺气肿;第六十六页，共七十九页。DLco的解释(jiěshì)限制+DLco正常胸壁或神经肌肉(jīròu)疾患;限制+DLco下降:ILD第六十七页，共七十九页。第六十八页，共七十九页。神经肌肉病的呼吸(hūxī)功能

一部分神经肌肉病变导致吸气或呼气肌力弱，甚至可是进行性的（而中风等则稳定）；最重要的通气改变是VC的下降反映吸气和呼气肌的能力；卧位下降超过25%考虑是呼吸肌显著力弱；FEV1和其它流速(liúsù)测定相对意义较小；第六十九页，共七十九页。

术前呼吸功能检查(jiǎnchá)及风险评价

在诊断时,只有(zhǐyǒu)15-25%的肺癌患者的肿瘤是可以切除的;重要的是患者的所有功能处于最佳状态,因此建议除充分吸入支气管扩张剂外,如果可能,口服强的松40mg四周.1．阻塞型肺病是手术治疗最重要的危险因素，阻塞越重，术后并发症的危险越高。2．限制型肺病病人对手术的耐受较好；但是不能耐受失去很多有功能的肺组织。第七十页，共七十九页。术前肺功能(gōngnéng)评价ppFEV1>50%，术后并发症无增加;ppFEV1<50%(肺切除<2.0L,肺叶切除<1.5L)高危,手术禁忌;110肺癌患者:术前FEV1:47%pred,术后并发症的阳性预测(yùcè)率0.90,阴性预测(yùcè)率为0.67. EurRespirJ2005;25:59