肺通氣功能檢查

第五章 肺通氣功能檢查（肺量計檢查）廣州呼吸疾病研究所 鄭勁平肺通氣功能是單位時間隨呼吸運動進出肺的氣體容積，顯示時間與容量的關(guān)系，并與呼吸幅度、用力大小有關(guān)，是一個較好的反映肺通氣功能的動態(tài)指標。凡能影響呼吸頻率、呼吸幅度和氣體流速的生理、病理因素均可影響肺通氣量。肺通氣功能包括分鐘通氣量、肺泡通氣量、最大分鐘通氣量和時間肺活量等，以后者最為常用。肺量計（Spirometer）是最常用的肺通氣功能檢查設(shè)備，除肺泡通氣量外其余參數(shù)均能直接測定，因而肺量計檢查（Spirometry）亦是臨床上最常用的檢查方法。一分鐘通氣量1定義：分鐘通氣量(minute ventilation, VE)是指靜息狀態(tài)下每分鐘所呼出的氣量，即維持基礎(chǔ)代謝所需的氣量。正常值：約68 l/min。2測定方法：坐位，上鼻夾，經(jīng)咬口器連接肺量計，平靜呼吸30sec1min，測定Vt及呼吸頻率（RR），則VEVTRR。3臨床意義：VE是常用的肺通氣功能指標，其與最大分鐘通氣量的函數(shù)關(guān)系是反映通氣代償能力的指標之一（后述），更是危重監(jiān)護人工通氣時的關(guān)鍵指標之一，對人工通氣參數(shù)的設(shè)置至關(guān)重要。VE 10 12 l/min為通氣過度，VE4 3 l/min為通氣不足。二肺泡通氣量1定義：肺泡通氣量(alveolar ventilation, VA)是指靜息狀態(tài)下每分鐘吸入氣能達到肺泡并進行氣體交換的有效通氣量。正常值：成人約45.1。正常呼吸中，呼吸性細支氣管以上的氣道僅起氣體傳導作用，不參與肺泡氣體交換，是為解剖無效腔和死腔，部分進入肺泡的氣體因無相應(yīng)的肺泡毛細血管血流與之進行氣體交換則亦無法進行氣體交換，是為肺泡無效腔，解剖無效腔和肺泡無效腔合稱生理無效腔（生理死腔，dead space ventilation, VD）。正常情況下,因通氣/血流比例正常，肺泡死腔量極小,可忽略不計，因此生理死腔量基本等于解剖死腔量。解剖死腔量一般變化不大(除支氣管擴張以外)，故生理死腔量變化主要反映肺泡死腔量的變化。2測定方法：受檢者取坐位,休息15min, 加鼻夾, 含咬口器, 待呼吸平穩(wěn)后，收集呼出氣，測定呼出氣CO2分壓（PECO2），并在收集呼出氣之末取動脈血或動脈化耳血測定PaCO2 。依改良Bohr公式: VD/VT=(PaCO2PECO2) /PaCO2可計算出無效腔通氣比值，則VA=VE(100VD/VT) %。3臨床意義：VA能確切反映有效通氣的增加或減少。生理死腔量的增大見于各種原因引起的肺血管床減少、肺血流量減少或肺血管栓塞，反映換氣功能的異常。 肺泡通氣量減少見于肺通氣量減少和/或生理死腔量增大。若VE不變，呼吸淺快時潮氣量(VT)少，而解剖死腔不變則肺泡通氣量下降。故從VA的角度考慮，深而慢的呼吸較淺而快的呼吸為好。三最大自主通氣量1定義：最大自主通氣量(maximal voluntary ventilation, MVV)是指在單位時間內(nèi)以盡快的速度和盡可能深的幅度重復最大自主努力呼吸所得的通氣量。MVV實測值占預計值之80%以上為正常。正常成人約，男：104 l/min，女：82 l/min。2測定方法：受試者取坐位或立位，上鼻夾，口接咬口器與肺量計相連，平靜呼吸45次后，以最大呼吸幅度、最大呼吸速度作快速呼吸（一般情況下RR約6080次/min，每次呼吸氣約60%VC）。持續(xù)重復呼吸12s或15s。MVVVtRR。休息510min后重復測定，重復測定值的差異應(yīng)8%，取最大值。MVV與FEV1呈正相關(guān)，MVVFEV135，故從FEV1可以粗略推算MVV。3臨床意義：MVV是一項簡單而實用的負荷試驗，用以了解肺組織的彈性、氣道阻力、胸廓的彈性和呼吸肌的力量，是一項綜合評價肺通氣功能儲備量的可靠指標。MVV及其相應(yīng)指標通氣儲量(%)常用于胸腹部手術(shù)前肺功能的評價。通氣儲量(%)=(MVV - VE)/MVV100%。正常值93%，低于86%提示通氣儲備不佳，胸部手術(shù)須慎重考慮；在70%60%時為手術(shù)相對禁忌；60%以下一般為手術(shù)禁忌。阻塞性通氣障礙時MVV明顯降低，限制性通氣障礙時MVV可正常或降低。此外，氣促指數(shù)（AVI）對阻塞性或限制性通氣功能損害的鑒別有一定價值。AVI=MVV實測占預計值%/VC實測占預計值%。AVI1.0為限制性。4注意事項：MVV測定因是較劇烈的呼吸運動，凡嚴重心肺疾病患者及近期大咯血患者均不宜作此項試驗。四時間肺活量時間肺活量是指用力呼吸過程中隨時間變化的呼吸氣量，其中臨床最常用的是用力呼氣量(forced expiratory volume, FEV)，即用力呼氣時肺容量隨時間變化的關(guān)系，見圖1。(一)檢測指標1用力肺活量(forced vital capacity, FVC):指最大吸氣（TLC位）后以最大的努力、最快的速度呼氣至完全（RV位）的呼出氣量。正常值：男3.5 l女2.5 l。正常情況下FVC與VC一致，氣道阻塞時FVC胸內(nèi)壓，管腔不會被壓縮； 在下游段氣道內(nèi)壓胸內(nèi)壓，故氣道被壓縮，管腔變小，但等壓點在用力呼氣過程中并非固定位置不變，它所反映的是動態(tài)生理變化，從動力學角度而言，肺泡彈性回縮力是肺泡等壓點氣道內(nèi)產(chǎn)生流量的驅(qū)動力，而氣道阻力則決定肺泡回縮力能有效作用于氣道壁上保持通暢的長度(即上游段的長度)。驅(qū)動力愈大，氣道阻力愈小，則等壓點離肺泡愈遠，這見于高肺容量用力呼氣時，等壓點移至大氣道，其下游段氣道因有氣管軟骨環(huán)支持而不被壓縮，氣道阻力小。因而高肺容量時氣流量具有用力依賴性，隨呼氣肺容積減少驅(qū)動力下降，等壓點漸向周圍氣道移動，這時下游段氣道在胸內(nèi)壓作用下被擠壓，管腔狹小，氣道阻力增大，抵消了胸內(nèi)壓作用于肺泡增加呼氣流量的作用力，表現(xiàn)為流量自我受限，即低肺容量下呼氣流速的非用力依賴性。當小氣道發(fā)生病變時，氣道阻塞和狹窄更加明顯，等壓點向上游移動，在較高的肺容量位亦出現(xiàn)明顯的流速受限，因而呈現(xiàn)流量容積曲線呼氣相降支向容量軸凹陷的特征性圖形。（圖5）。（四）常用指標：1 最高呼氣流量(peak expiratory flow, PEF):用力呼氣時的最高流速。正常值：男性約9 l/sec，女性約7 l/sec。臨床意義：PEF是反映氣道通暢性及呼吸肌肉力量的一個重要指標，與FEV1呈高度直線相關(guān)。PEF亦可通過微型呼氣峰流量儀測定，詳見該節(jié)。2用力呼氣25肺活量(余75肺活量)的瞬間流速 (forced expiratory flow after 25 of the FVC has been exhaled, FEF25,V75)正常值：略遜于PEF。FEF25是反映呼氣早期的流速指標，大氣道阻塞時其值明顯下降。3用力呼氣50肺活量(余50肺活量)的瞬間流速 (FEF50，V50)正常值：與MMEF相近。FEF50是反映呼氣中期的流速指標。其與MMEF及FEF75共同參與對小氣道功能障礙的判斷。這3個指標當中如有2個以上下降，反映有氣道阻塞或小氣道病變。4用力呼氣75肺活量(余25肺活量)的瞬間流速 (FEF75，V25):正常值：約為MMEF的1/2。FEF75是反映呼氣后期的流速指標。其臨床意義與FEF50、MMEF相似。550%肺活量位呼氣流量與吸氣流量的比值（FEF50%/FIF50%）：正常值：1提示可能有胸外型上氣道阻塞。（五）測定方法患者取坐位，上鼻夾，接咬口器平靜呼吸數(shù)個周期，深吸氣至TLC位，然后以最大的力量、最快的速度突發(fā)呼氣，起始呼氣外推容積應(yīng)5%或0.15 l，在整個呼氣過程連續(xù)無中斷，呼氣6秒鐘以上或直至出現(xiàn)呼氣平臺（RV位）為止，一氣呵成，當完成呼氣相測定后再作最大用力吸氣至TLC位。稍候片刻后重復測定3次，最佳2次之FVC或FEV1變異應(yīng)5，取最大值。七最高呼氣流量（peak expiratory flow, PEF）1定義：最高呼氣流量（PEF）是指用力呼氣時的最高流速。正常值：男性約570 l/min，女性約420 l/min.2測定方法：PEF可通過流量容積曲線測定或微型呼氣峰流量儀測定。由于后者儀器簡單、攜帶方便、價格便宜，可應(yīng)用于不同的環(huán)境（如家庭、外出等），尤其適用于PEF變異率(PEFR)的測定。立位（或坐位），平握微型峰流量儀，將流量浮標至于零位，深吸氣至TLC位后口接峰流量儀爆發(fā)性呼氣，然后讀取呼氣峰流量值。重復3次。3臨床意義：PEF反映患者的氣道通暢性，并與患者的努力程度、肺容量和呼吸肌肉力量有關(guān)。當排除后三者的影響時，PEF常直接反映氣道的通氣功能情況。哮喘病人在哮喘發(fā)作時，PEF常降低，提示通氣能力受到影響。八肺通氣功能檢查的臨床應(yīng)用氣道通暢性、肺順應(yīng)性(肺泡可擴張及可回縮性)、胸廓順應(yīng)性、呼吸中樞及其支配神經(jīng)通路、呼吸肌肉功能(主要為膈肌)等因素均可影響肺通氣功能。（一）判斷通氣功能障礙的類型及程度1通氣功能障礙的類型：依其損害性質(zhì)可分為阻塞性通氣功能障礙、限制性通氣障礙及混合性通氣障礙。（1）阻塞性通氣功能障礙 是指由于氣道阻塞引起的通氣障礙，主要表現(xiàn)為FEV1及其與FVC的比值FEV1/FVC的顯著下降，85%，青年80%,中年75%，老年70%，或可依大于預計值8判斷為正常。MVV，MMEF，F(xiàn)EF50等指標也有顯著下降，但FVC可在正常范圍或只輕度下降。RV，F(xiàn)RC，TLC和RV/TLC可增高，氣速指數(shù)1。由于胸外型UAO表現(xiàn)為吸氣性呼吸困難，臨床上出現(xiàn)三凹征， 喉頭部可聞哮喘音，臨床上較易發(fā)現(xiàn)及處理， 但胸內(nèi)型UAO臨床上不易診斷，易被誤診斷慢阻肺或支氣管哮喘等疾病而延誤治療，應(yīng)引起臨床重視。 可變胸內(nèi)型UAO：當發(fā)生可變胸內(nèi)型UAO時，由于吸氣時胸內(nèi)壓下降， 胸內(nèi)壓低于氣道內(nèi)壓，肺因擴張而向外牽拉致氣道擴張。吸氣相氣流受限可能不甚明顯，但呼氣時胸內(nèi)壓增加高于氣道內(nèi)壓，使氣管趨于閉陷，氣道阻力增加因而阻塞加重，表現(xiàn)為呼氣流速受限，尤為呼氣早中期， FEF2001200，F(xiàn)EV0.5等反映呼氣早中期的流速顯著下降，流速容量曲線表現(xiàn)為呼氣相平臺樣改變（圖5） 固定型UAO：當UAO病變部位較廣泛或因病變部位較僵硬，氣流受限不受呼吸相的影響時，則為固定型UAO，吸、呼氣流速均顯著受限而呈平臺樣改變，F(xiàn)EF50/FIF50比值接近1（圖6）。上氣道梗阻者其MVV下降較FEV1下降更甚。u 單側(cè)(左或右)主支氣管完全阻塞：此時因只有健側(cè)肺通氣，而患側(cè)肺無通氣，形同虛設(shè)，故肺功能檢查可表現(xiàn)如限制性通氣障礙，肺容量VC(FVC)、TLC等顯著下降，應(yīng)與引起限制性障礙的其他疾病鑒別。u 單側(cè)主支氣管不完全性阻塞: 流速容量曲線表現(xiàn)為雙蝶型改變（圖7），這是因為健側(cè)氣流不受限而患側(cè)氣流受限，因而吸/呼出相早中期主要為健側(cè)通氣，患側(cè)氣則在后期緩慢吸/呼出所致，此類型病者的呼氣相曲線易與一般的阻塞性通氣障礙混淆，應(yīng)結(jié)合吸氣相改變及臨床資料分析。(2)限制性通氣障礙是指肺容量減少，擴張受限引起的通氣障礙，以TLC下降為主要指標，VC，RV減少，RV/TLC可以正常、增加或減少，氣速指數(shù)1，流速容量曲線顯示肺容量減少（圖3）。 常見于胸或胸膜病變、肺間質(zhì)病變等。見表1。(3)混合性通氣障礙兼有阻塞性及限制性二種表現(xiàn)，主要表現(xiàn)為TLC，VC及FEV1/FVC的下降，而FEV1降低更明顯。流速容量曲線顯示肺容量減少及呼氣相降支向容量軸的凹陷(圖3)，氣速指數(shù)則可正常，大于或少于1。此時應(yīng)與假性混合性通氣功能障礙區(qū)別，后者的VC減少是由于肺內(nèi)殘氣量增加所致，常見于慢阻肺及哮喘病者，作肺殘氣量測定或支氣管舒張試驗可資鑒別。各類型通氣功能障礙的判斷及鑒別見表1。表1. 各類型通氣功能障礙的判斷及鑒別 阻塞性通氣功能障礙限制性通氣功能障礙混合性通氣功能障礙病因 呼吸道阻塞性疾病，彌慢性肺間質(zhì)纖維化， 兼有阻塞限制二種因素(COPD，哮喘)肺肉芽腫病、肺水腫；胸、腹腔、胸廓疾病通氣功能特征呼氣流量降低 肺總量，肺活量降低， 呼氣流量降低，肺總量，呼氣流量正常肺活量降低FVC,VC預計值正?；?MVV預計值正常或 FEV1/FVC 正?；?MMEF預計值 正?；?RV/TLC正常，或 TLC預計值正常或 AVI 1 正常，大于或小于1注:輕度降低，明顯降低；輕度升高，明顯升高。2通氣功能損害的程度：不同的臨床協(xié)會、研究組織對肺功能損害的程度評估標準有所不同。應(yīng)注意到雖然有證據(jù)顯示肺功能損害的程度可能與疾病的發(fā)作頻度、嚴重程度、生活質(zhì)量、病死率等因素有關(guān)，但不能僅依此判斷疾病的嚴重程度。舉一個簡單的例子，一個肺功能正常的哮喘患者在接觸某過敏原后可能會立即誘發(fā)嚴重的氣道痙攣、窒息甚至死亡。因此，肺功能損害程度的判斷應(yīng)結(jié)合臨床資料綜合分析。最近ATS/ERS（2005）有關(guān)肺功能的聯(lián)合會議，建議將肺功能損害的程度依FEV1預計值作以分類： 嚴重程度FEV1, % 預計值輕度70%中度60-69中重度50-59重度35-49極重度35 (二)判斷氣道反應(yīng)性臨床上對氣道反應(yīng)性的檢測可分為支氣管激發(fā)試驗和支氣管舒張試驗，詳見相關(guān)章節(jié)。l PEF及其變異率（PEFR）PEFR也較好地反映氣道的舒縮功能。是氣道可逆性檢查的內(nèi)容之一。正常人體有一定的生物鐘規(guī)律，人體的某些代謝和功能會隨時間的變化有一定的改變。正常人PEF在清晨最低，下午最高，但變異較少（15）。最高呼氣流速的變異也隨著病情的好轉(zhuǎn)而減少，或惡化而增大。因此監(jiān)測PEFR可準確的反映哮喘的病情嚴重程度和變化趨勢。由于PEFR監(jiān)測常需連續(xù)多天監(jiān)測，故需病人配合及掌握測定的方法?？捎诿刻斓脑缤砀鳒y定1次,或每天測定4次(0600,1200,1800,2400),每次最少吹PEF3下,記錄最高值。PEFR的計算：PEFR2（PEF最高值PEF最低值）/（PEF最高值PEF最低值）100。結(jié)果判斷：PEFR15%,氣道可逆性改變程度較高，提示支氣管哮喘。 PEFR15，需排除