呼吸系统功能监测及参数意义

呼吸系统功能监测及参数意义第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五一.

概述呼吸是给全身组织输送氧气并排出二氧化碳的过程，他包括三个基本环节：1、外呼吸。2、气体在血液中的运输。3、内呼吸。第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五外呼吸指外界空气与血液之间的气体交换过程，即通过呼吸运动与血液循环，肺泡内的空气与肺部毛细血管内的静脉血之间不断地进行气体交换，静脉血吸入氧，排出二氧化碳，变成含氧丰富的动脉血的过程第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五内呼吸组织内毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程，亦称组织呼吸。内呼吸过程中，氧由毛细血管血液进入组织液，二氧化碳则由组织液进入毛细血管血液第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五呼吸监测的目的1、评价病人呼吸功能状态2、诊断呼吸功能障碍的类型和承担3、掌握高危病人呼吸功能的动态变化，以估计病情和调整治疗方案4、对呼吸治疗有效性做出合理评价第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五肺功能监测1、通气功能监测2、换气功能监测第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五通气功能监测静态肺容量动态肺容量小气道功能监测死腔率动脉血二氧化碳分压第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五静态肺容量1、潮气量2、补吸气量3、补呼吸量4、残气量5、深吸气量6、功能残气量7、肺活量8、肺总量第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五潮气量VT平静呼吸时，一次吸入或呼出的气量。正常人为500ml左右。临床通过潮气量计测得，也是任何一台床边呼吸机所必备的监测项目。当潮气量小于5ml/kg时，即为接受人工通气的指征。呼吸频率是与潮气量密切相关的另一监测指标，对呼吸幅度、形式及速度的观测是十分必要的，当呼吸频率小于5次/分钟、大于35次/分钟，成为人工通气的指征第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五补吸气量IRV指平静吸气末用力吸气所能吸人的最大气量，较少用。第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五补呼气量ERV平静呼气末用力呼气所能呼出的最大气量。在健康人群中，ERV的变动范围较大，尤其与体位有关，如从站立位改为仰卧位时，ERV可下降600～900ml一般情况下，ERV占肺活量的1/3；在严重阻塞性疾病，ERV占肺活量的比例可显著减小；在部分限制性疾病，如肥胖、腹水等也明显减小。精神紧张或配合不佳的患者呼气基线常上移，该比例可增大。总体而言，ERV的临床价值不大，较少用第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五残气量RV指用力呼气末肺内残存的气量。残气容积的临床意义与FRC相似，但在气流阻塞性疾病，其变化幅度常更显著。第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五深吸气量IC平静呼气末用力吸气所能吸入的最大气量。深吸气量=潮气容积+IRV，一般占肺活量的2/3，最大通气量(maximalvoluntaryventilation，MVV)主要由深吸气量部分完成。在大多数限制性通气功能障碍患者，其容量下降主要是深吸气量的下降。在轻、中度阻塞性通气功能障碍患者，深吸气量的变化不明显，可有ERV的下降；若出现严重阻塞，则深吸气量也将下降，并最终出现肺活量的下降。深吸气量=肺总量一功能残气量，故可间接反映呼气末肺容积的变化，且测定简单、方便，近年来常用于反映COPD患者的过度充气，判断病情的严重程度和评估治疗效果，与FEV1、FEV1/FVC结合可较好地反映COPD患者的实际肺功能状况。第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五功能残气量FRC平静呼吸时，每次呼气末肺内残留的气量。适当FRC有重要意义。(1)适当的FRC是保持Pa02、PaCO2和pH稳定的主要因素：FRC、残气容积过大或过小都将产生不良影响。倘若不存在FRC，肺泡气PO2在呼气末将会降低到静脉血水平，而在吸气时会接近于空气中的PO2，结果PaO2随每次呼吸而发生较大幅度的波动，发生间歇性分流和严重低氧血症；PaCO2也会出现类似变化，容易发生呼吸性碱中毒，临床上主要见于急行肺损伤(Au)/ARDS和严重肺水肿。相反，如果FRC过大，则吸入的新鲜气体被其过度稀释，从而减少肺泡毛细血管膜两侧的气体分压差，也不利于氧和CO2的交换，发生低氧血症和高碳酸血症，临床上主要见于COPD和支气管哮喘；但若吸人高浓度氧气使氮气被稀释，尽管通气量可能不足，但氧的交换将顺利进行，因此比较容易纠正低氧血症。(2)FRC反映呼吸力学的变化：FRC的大小主要取决于肺的弹性回缩力和气道阻力。FRC增大表示肺过度充气，主要见于严重气道阻塞(如支气管哮喘)和气道陷闭(如肺气肿)时。当然轻、中度气流受限，通过代偿性深慢呼吸，FRC保持不变。不适当机械通气则主要通过人工气道阻力和呼气时间缩短导致FRC的增大和肺过度充气的发生。FRC减小表示肺容积减少、肺弹性阻力增大，常见于肺炎、肺水肿、肺损伤和肺间质纤维化。气胸、胸腔积液、胸廓畸形、横膈或膈下疾病也导致FRC的减小。第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五肺活量VC尽力深吸气后作深呼气，所能呼出的最大气量。肺活量=深吸气量+ERV（补呼气量）=潮气容积+IRV（补吸气量）+ERV（补呼气量）。(1)肺活量的意义：肺活量表示肺脏最大扩张和最大收缩的幅度，其大小受呼吸肌力、胸肺弹性及气道阻力等因素的综合影响。导致肺活量下降的疾病大体可分为5类：①肺外疾病，如胸廓、胸腔、纵隔、横膈或膈下疾病，大量腹水或腹部肿块，上腹部手术。②肺内孤立性病变，如肺内巨大肿块或大泡及多发性肺囊肿。③肺实质病变，如肺炎、肺损伤、肺水肿和肺问质纤维化。④肺部分切除术，若切除范围不大，通过正常肺组织的代偿，肺活量可无明显变化；若切除范围较大，正常肺组织不能有效代偿时，则出现肺活量的下降。⑤气道阻塞或陷闭，各部位的气道阻塞或气流受限都会导致阻塞性通气功能障碍，一般对肺活量的影响不大，但若为严重阻塞，则肺组织回缩受限，即使缓慢呼气，气体也不能全部呼出，将出现肺活量的下降，并出现PEEPi。⑥呼吸肌无力，主要见于神经．肌肉疾病或呼吸肌疲劳，若肌力恢复，肺活量可恢复正常。(2)肺活量的应用：肺活量作为单一指标具有较高的诊断价值。肺活量可较准确地反映正常，人和限制性肺疾病患者的最大肺容量，是判断限制性通气障碍程度的主要指标，这与阻塞性通气用FEV1/FVC表示阻塞、MVV或FEV1表示阻塞程度明显不同。在正常或限制性通气功能障碍患者，肺活量图形的线迹陡直；在阻塞性通气功能障碍患者，肺活量图形的线迹弯曲，阻塞越严重，线迹越弯曲，甚至接近反抛物线。

肺活量对判断治疗效果也有较大价值。在限制性肺疾病患者，肺活量下降，说明病情加重；反之则说明治疗有效，病情改善。在COPD急性发作期的患者，肺活量下降说明存在呼吸肌疲劳，容易发生呼吸衰竭或呼吸衰竭加重，治疗后肺活量增大则说明呼吸肌疲劳改善第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五肺总量TLC指深吸气末肺内储存的气体总量。肺总量增大反映肺组织弹性减退，主要见于COPD；肺总量正常说明肺组织的弹性正常，见于正常肺和单纯气道病变；肺总量下降则反映肺容积减少和胸廓-肺组织的弹性阻力增大，见于各种肺实质、胸腔、纵隔、横膈和膈下疾病。理论上，肺总量是反映限制性通气功能障碍的最佳指标，但事实上并不尽然。由于影响肺总量结果的因素较多，重复性相对较差，故常与肺活量共同反映肺功能障碍的情况。两者同时下降，说明存在限制性通气功能障碍。第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五FRC/TLC：FRC与肺总量的比值是反映呼吸力学变化和阻塞性通气功能障碍的常用指标。(1)RV/TLC和FRC/TLC升高可反映气流阻塞及其程度：一般认为RV/TLC排除了个体因素的影响，可较准确反映阻塞的程度，但实际上也不尽然，比如在部分限制性疾病，若残气容积的下降比肺总量更显著(如肥胖、腹水)也可出现RV/TLC升高，因此用RV/TLC判断气流阻塞的程度时需同时结合残气容积、FRC和肺总量的变化。若出现残气容积、FRC和RV/TLC的同步升高，RV/TLC可反映气流阻塞和肺气肿的程度。在不同的气流阻塞性疾病，肺总量与FRC、残气容积的变化可有较大的差异。在单纯气道阻塞性疾病(如支气管哮喘)，残气容积和FRC可显著升高，但肺总量不变或变化不大，RV/TLC显著升高；但在气道陷闭性疾病(如COPD)，肺弹力纤维破坏，不仅残气容积和FRC显著升高，肺总量也有所增大，故RV/TLC也升高，但幅度小于前者。(2)FRC/TLC反映呼吸力学的变化：尽管FRC/TLC也随年龄增大而增大，但较RV/TLC的变化幅度小得多，可较客观地反映呼吸力学变化。正常情况下FRC/TLC为40％，是肺弹性回缩力与胸廓弹性扩张力的平衡位置，胸廓的弹力是吸气的动力，在此位置呼吸或机械通气可保障最佳的力学关系、较低的跨肺压和切变力、最低的肺循环阻力以及最小的呼吸做功，并能同时维持正常的动脉血气水平，是自主呼吸或机械通气追求的最佳位置；FRC/TLC达67％时，则胸廓处于弹性零位，若肺容积继续增大，肺和胸廓皆是吸气的阻力，容易诱发呼吸肌疲劳和呼吸衰竭；若达85％～90％，将处于极其严重的过度充气状态，自主吸气或机械通气皆非常困难，常见于危重支气管哮喘，致死率较高第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五更多参数每分钟通气量：由潮气量与呼吸频率的乘积获得，正常成人男性为6.6l，女性为5l，当其值大于10l时示通气过度，小于3l时为通气不足。每分钟肺泡通气量：为有效通气量，等于潮气量减去无效腔量后再乘呼吸频率。肺泡通气量不足可致缺氧及二氧化碳潴留、呼吸性酸中毒，通气量大多致呼吸性碱中毒。解剖或生理死腔的增大，皆可致肺泡通气减低。第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五时间肺活量：深吸气后作一次快速呼气，计算最初3秒内的呼气量，求出每秒出量占肺活量的百分比。正常值：第一秒占肺活量的83%，第二秒占94%，第三秒占97%.时间肺活量减低表示有阻塞性通气。提前完成（如2秒内呼完），表示有限制性通气。通气储备百分比：最大通气量减去每分钟静息通气量后与最大通气量的百分比利时。正常值为93%，愈低，通气功能愈差；降至70至60%，通气功能严重损害，接近气急阈。第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五更多参数气速指数：最大通气量实际数占预计值的百分数与肺活量实际数占预计值的百分数相比。正常值为1，气速指数大于1，示限制性通气损害，小于1示阻塞性通气损害。最大呼气中期流速：测验与意义同时间肺活量，但更为敏感，对考核阻塞性通气损害有一定价值。正常值为2至4L/秒，时间〈0.5秒。第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五更多参数弥散功能试验：采用一氧化碳弥散功能测定法。正常值为29.5ml/（mmHg分钟），弥散功能减低主要造成缺氧。凡影响肺泡功能呼吸面积和肺毛细血管面积的各种疾病，皆可致弥散功能障碍。气体分布试验：常采用一次呼气测验肺泡氧浓度差（750至1250ml）。正常成人不应超过1.5%，老年人不应超过4.5%.第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五肺通气功能

(一)用力肺活量和时间呼气容积1．用力肺活量(forcedvitalcapacity，FVC)：被检查者深吸气至肺总量，做最大力量、最快速度的呼气至残气容积，所呼出的气量。FVC是否正常取决于呼吸肌功能、气道阻力及胸肺组织的弹性，是反映通气功能的常用指标。第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五2．第1秒用力呼气容积(forcedexpiratoryvolumeinonesecond，FEV1)：简称一秒量，习惯上称为第1秒用力呼气量，指FVC第1秒时间内所呼出的气量，是判断通气功能损害程度、判断气道阻塞可逆性以及指导手术治疗的最常用指标。由于FEV1可直接换算为MVV，且测定简单、方便，重复性好，患者容易耐受，故临床应用远较MVV多，比如在COPD、支气管哮喘的诊治指南和目前ATS/ERS关于肺功能的指南中，皆以FEV，而不是MVV判断肺功能减退的程度。第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五3．2S用力呼气容积(FEV2)：指FVC开始后2s时间内所呼出的气量。临床少用。第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五4．3s用力呼气容积(FEV3)：指FVC开始后3s时间内所呼出的气量。正常FEU/FVC可达98％，气流阻塞时降低，限制性疾病增大，可达100％，甚至部分患者FEV，/FVC即达100％第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期五5．6s用力呼气容积(forcedexpiratoryvolumeinsixsecond，FEV6)：指FVC开始后6s时间内所呼出的气量。健康人6s内能呼出全部FVC，故作为判断FVC完成质量的指标。由于严重气流阻塞患者充分完成FVC的时间明显延长，甚至达20s以上；但呼气时间过长，患者又难以忍受，甚至出现危险，因此可用FEV。取代FVC进行一秒率的计算。第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期五6．第1秒用力呼气容积与用力肺活量的比值：简称一秒率(forcedexpiratoryvolumeinonesecond/forcedvitalcapacity，FEV1/FVC)：是最常用的判断有无气流阻塞的指标。在气流阻塞的情况下，给予充足的呼气时间，患者可充分呼出气体，FVC可基本正常或轻度下降，但呼气速度减慢，FEV1/FVC下降；随着阻塞程度的加重，FEV1/FVC进一步下降；但严重气流阻塞的情况下，患者难以完成充分呼气，FVC也明显下降，FEVl/FVC反而有所升高，因此FEV1/FVC可反映气流阻塞的存在，但不能准确反映阻塞的程度。在严重气流阻塞的情况下，为避免患者完成FVC时出现的问题，推荐用FEV1/VC、FEVl/FEV6反映气流阻塞的存在；但其他情况不宜应用，否则容易导致误诊。第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期五7．呼气中期流量(forcedexpiratoryflow25％-75％，FEF笛w25％-75％)：习惯上称为最大呼气中期流量(maximalmidexpiratoryflow，MMEF或MMF)，指FVC曲线上，呼出气量在25％一75％之间的平均流量。MMF主要取决于FVC的非用力依赖部分，可较好反映小气道阻力的变化。第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期五

(二)最大呼气流量．容积曲线(MEFV)

MEFV是在肺总量位置用最大力量、最快速度呼气时的流量-容积曲线，是判断气流受限的最常用图形。常用的参数有：呼气流量峰值(peakexpiratoryflow，PEF)、用力呼出25％肺活量时呼气流量(forcedexpiratoryflowat25％ofFVCexhaled，FEF25)、用力呼出50％肺活量时呼气流量(FEF75)、用力呼出75％肺活量时呼气流量(FEF75)。MEFV曲线的形状和各种参数的大小取决于用力呼气过程中的呼气力量、胸肺弹力、肺容积及气道阻力对呼气流量的综合影响，常用来反映多种通气功能的异常。在曲线的起始部分，呼气肌的长度最长，收缩力最大，流量也最大，在图形上表现为流量迅速升高至峰值，其后呼吸肌长度线性缩短，收缩力线性减弱，流量也线性下降，故称为用力依赖部分。在曲线终末部分，呼吸肌长度显著缩短，呼气肌收缩力显著降低，流量的大小与小气道的通畅程度更密切，故称为非用力依赖部分。第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期五1．呼气流量峰值：也称为最大呼气流量或峰流量，是指被检查者从肺总量位置用最大力量、最快速度呼气所产生的最大流量，是综合反映通气能力的常用指标，主要用于支气管哮喘的动态随访和判断患者的咳痰能力。第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期五2．用力呼出25％肺活量时呼气流量：指完成FVC初始25％容积时的最大呼气流量，是综合反映通气能力的指标。习惯上称为75％用力肺活量呼气流量(maximalexpiratoryflowat75％offorcedvitalcapacity，V75)，指FVC75％容积时的呼气流量。所以FEF25和V75有相同的含义，前者是目前ATS/ERS指南的术语，后者是习惯用术语，下同。第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期五3．用力呼出50％肺活量时呼气流量：指完成FVC50％容积时的最大呼气流量，是反映小气道功能的常用指标。习惯上称为50％用力肺活量呼气流量(V50)，指FVC50％容积时的呼气流量。第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期五4．用力呼出75％肺活量时呼气流量：指完成FVC75％容积时的最大呼气流量，是反映小气道功能的常用指标。习惯上称为25％用力肺活量呼气流量(V筋)，指FVC25％容积时的呼气流量。如上述，PEF和FEF25取决于呼气力量、大小气道通畅程度和胸肺弹性的共同作用，而FEF50和FEF75更主要取决于小气道的通畅程度。在小气道或肺组织弹性轻微受损时，常仅有FEF50和FEF75的下降，PEF和FEF25无变化，此时FEF50和FEF75是反映小气道功能的指标。在严重小气道病变时，不仅有FEF50和FEF75的显著下降，也有PEF和FEF25的下降，因此PEF、FEF25和FEF50、FEF75结合可较好反映小气道功能的轻微和严重异常。第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期五(三)最大自主通气量简称最大通气量，即在单位时间内以最快的速度和尽可能深的幅度所呼出的气量。一般先测定并计算出呼吸12s或15s的通气量，再乘以5或4即为MVV，而不直接呼吸1min。因为呼吸极度增强必然伴随CO2的过度排出，以及动脉血和脑脊液pH的显著下降，从而导致呼吸抑制，因此患者很难坚持1min的最大通气。MVV的测定比较困难，但其和FEV1呈非常好的线性关系，故可用FEV，换算，该换算值即为MVV的计算值。如前述，目前多直接用FEV1的实测值评价通气功能，而不再进行换算。第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期五换气功能

1．肺一氧化碳弥散量(diffusioncapacityofcarbonmonoxideinthelung，DLCO)：指单位一氧化碳分压