肺通氣功能檢查

第五章 肺通氣功能檢查（肺量計(jì)檢查）廣州呼吸疾病研究所 鄭勁平肺通氣功能是單位時(shí)間隨呼吸運(yùn)動(dòng)進(jìn)出肺的氣體容積，顯示時(shí)間與容量的關(guān)系，并與呼吸幅度、用力大小有關(guān)，是一個(gè)較好的反映肺通氣功能的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。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(shí)間肺活量等，以后者最為常用。肺量計(jì)（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(cè)定，因而肺量計(jì)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(cè)定方法：坐位，上鼻夾，經(jīng)咬口器連接肺量計(jì)，平靜呼吸30sec1min，測(cè)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(biāo)，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(biāo)之一（后述），更是危重監(jiān)護(hù)人工通氣時(shí)的關(guān)鍵指標(biāo)之一，對(duì)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(guò)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(dá)到肺泡并進(jìn)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(xì)支氣管以上的氣道僅起氣體傳導(dǎo)作用，不參與肺泡氣體交換，是為解剖無(wú)效腔和死腔，部分進(jìn)入肺泡的氣體因無(wú)相應(yīng)的肺泡毛細(xì)血管血流與之進(jìn)行氣體交換則亦無(wú)法進(jìn)行氣體交換，是為肺泡無(wú)效腔，解剖無(wú)效腔和肺泡無(wú)效腔合稱生理無(wú)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(jì)，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(kuò)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(cè)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(cè)定呼出氣CO2分壓（PECO2），并在收集呼出氣之末取動(dòng)脈血或動(dòng)脈化耳血測(cè)定PaCO2 。依改良Bohr公式: VD/VT=(PaCO2PECO2) /PaCO2可計(jì)算出無(wú)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(jiàn)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(jiàn)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(shí)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(shí)間內(nèi)以盡快的速度和盡可能深的幅度重復(fù)最大自主努力呼吸所得的通氣量。MVV實(shí)測(cè)值占預(yù)計(jì)值之80%以上為正常。正常成人約，男：104 l/min，女：82 l/min。2測(cè)定方法：受試者取坐位或立位，上鼻夾，口接咬口器與肺量計(jì)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(fù)呼吸12s或15s。MVVVtRR。休息510min后重復(fù)測(cè)定，重復(fù)測(cè)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(xiàng)簡(jiǎn)單而實(shí)用的負(fù)荷試驗(yàn)，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(xiàng)綜合評(píng)價(jià)肺通氣功能儲(chǔ)備量的可靠指標(biāo)。MVV及其相應(yīng)指標(biāo)通氣儲(chǔ)量(%)常用于胸腹部手術(shù)前肺功能的評(píng)價(jià)。通氣儲(chǔ)量(%)=(MVV - VE)/MVV100%。正常值93%，低于86%提示通氣儲(chǔ)備不佳，胸部手術(shù)須慎重考慮；在70%60%時(shí)為手術(shù)相對(duì)禁忌；60%以下一般為手術(shù)禁忌。阻塞性通氣障礙時(shí)MVV明顯降低，限制性通氣障礙時(shí)MVV可正?；蚪档?。此外，氣促指數(shù)（AVI）對(duì)阻塞性或限制性通氣功能損害的鑒別有一定價(jià)值。AVI=MVV實(shí)測(cè)占預(yù)計(jì)值%/VC實(shí)測(cè)占預(yù)計(jì)值%。AVI1.0為限制性。4注意事項(xiàng)：MVV測(cè)定因是較劇烈的呼吸運(yùn)動(dòng)，凡嚴(yán)重心肺疾病患者及近期大咯血患者均不宜作此項(xiàng)試驗(yàn)。四時(shí)間肺活量時(shí)間肺活量是指用力呼吸過(guò)程中隨時(shí)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(shí)肺容量隨時(shí)間變化的關(guān)系，見(jiàn)圖1。(一)檢測(cè)指標(biāo)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(shí)FVC胸內(nèi)壓，管腔不會(huì)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(diǎn)在用力呼氣過(guò)程中并非固定位置不變，它所反映的是動(dòng)態(tài)生理變化，從動(dòng)力學(xué)角度而言，肺泡彈性回縮力是肺泡等壓點(diǎn)氣道內(nèi)產(chǎn)生流量的驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)度(即上游段的長(zhǎng)度)。驅(qū)動(dòng)力愈大，氣道阻力愈小，則等壓點(diǎn)離肺泡愈遠(yuǎn)，這見(jiàn)于高肺容量用力呼氣時(shí)，等壓點(diǎn)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(shí)氣流量具有用力依賴性，隨呼氣肺容積減少驅(qū)動(dòng)力下降，等壓點(diǎn)漸向周圍氣道移動(dòng)，這時(shí)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(dāng)小氣道發(fā)生病變時(shí)，氣道阻塞和狹窄更加明顯，等壓點(diǎn)向上游移動(dòng)，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(biāo)：1 最高呼氣流量(peak expiratory flow, PEF):用力呼氣時(shí)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(gè)重要指標(biāo)，與FEV1呈高度直線相關(guān)。PEF亦可通過(guò)微型呼氣峰流量?jī)x測(cè)定，詳見(jiàn)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(biāo)，大氣道阻塞時(shí)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(biāo)。其與MMEF及FEF75共同參與對(duì)小氣道功能障礙的判斷。這3個(gè)指標(biāo)當(dāng)中如有2個(gè)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(biāo)。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(cè)定方法患者取坐位，上鼻夾，接咬口器平靜呼吸數(shù)個(gè)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(gè)呼氣過(guò)程連續(xù)無(wú)中斷，呼氣6秒鐘以上或直至出現(xiàn)呼氣平臺(tái)（RV位）為止，一氣呵成，當(dāng)完成呼氣相測(cè)定后再作最大用力吸氣至TLC位。稍候片刻后重復(fù)測(cè)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(shí)的最高流速。正常值：男性約570 l/min，女性約420 l/min.2測(cè)定方法：PEF可通過(guò)流量容積曲線測(cè)定或微型呼氣峰流量?jī)x測(cè)定。由于后者儀器簡(jiǎn)單、攜帶方便、價(jià)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(cè)定。立位（或坐位），平握微型峰流量?jī)x，將流量浮標(biāo)至于零位，深吸氣至TLC位后口接峰流量?jī)x爆發(fā)性呼氣，然后讀取呼氣峰流量值。重復(fù)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(dāng)排除后三者的影響時(shí)，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(shí)，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(kuò)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(yù)計(jì)值8判斷為正常。MVV，MMEF，F(xiàn)EF50等指標(biāo)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(dāng)發(fā)生可變胸內(nèi)型UAO時(shí)，由于吸氣時(shí)胸內(nèi)壓下降， 胸內(nèi)壓低于氣道內(nèi)壓，肺因擴(kuò)張而向外牽拉致氣道擴(kuò)張。吸氣相氣流受限可能不甚明顯，但呼氣時(shí)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(tái)樣改變（圖5） 固定型UAO：當(dāng)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(shí)，則為固定型UAO，吸、呼氣流速均顯著受限而呈平臺(tái)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(shí)因只有健側(cè)肺通氣，而患側(cè)肺無(wú)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?yàn)榻?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(kuò)張受限引起的通氣障礙，以TLC下降為主要指標(biāo)，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(jiàn)于胸或胸膜病變、肺間質(zhì)病變等。見(jiàn)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(shí)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(jiàn)于慢阻肺及哮喘病者，作肺殘氣量測(cè)定或支氣管舒張?jiān)囼?yàn)可資鑒別。各類型通氣功能障礙的判斷及鑒別見(jiàn)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(yù)計(jì)值正?；?MVV預(yù)計(jì)值正?；?FEV1/FVC 正?；?MMEF預(yù)計(jì)值 正常或 RV/TLC正常，或 TLC預(yù)計(jì)值正?；?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(huì)、研究組織對(duì)肺功能損害的程度評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)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(yán)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(yán)重程度。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，一個(gè)肺功能正常的哮喘患者在接觸某過(guò)敏原后可能會(huì)立即誘發(fā)嚴(yán)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(huì)議，建議將肺功能損害的程度依FEV1預(yù)計(jì)值作以分類： 嚴(yán)重程度FEV1, % 預(yù)計(jì)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(duì)氣道反應(yīng)性的檢測(cè)可分為支氣管激發(fā)試驗(yàn)和支氣管舒張?jiān)囼?yàn)，詳見(jiàn)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(huì)隨時(shí)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(cè)PEFR可準(zhǔn)確的反映哮喘的病情嚴(yán)重程度和變化趨勢(shì)。由于PEFR監(jiān)測(cè)常需連續(xù)多天監(jiān)測(cè)，故需病人配合及掌握測(cè)定的方法?？捎诿刻斓脑缤砀鳒y(cè)定1次,或每天測(cè)定4次(0600,1200,1800,2400),每次最少吹PEF3下,記錄最高值。PEFR的計(jì)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