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1、肺功能检测与临床应用,a.通气功能 1.呼吸功能 b.换气功能肺功能 a.防御功能 2.非呼吸功能 b.代谢功能,保障,肺功能测定是对呼吸生理的各个环节加以检测的基本方法。在临床用于诊断和指导治疗，判断预后。,肺功能测验主要包括,肺通气量测定,小气道功能测定,肺弥散功能测定,通气/血流比值测定,1通气功能测定,2换气功能测定,3动脉血液酸碱度测定及气体分析,肺容积测定,一肺容积和肺容量的组成和测定,肺容量(lung volume):反映外呼吸的空间，是呼吸道与肺泡的总容量，为具有静态解剖意义的指标，由以下几部分组成:1、潮气量(tidle volume,VT):平静呼吸时每次吸入或呼出的气量，
2、正常值约500ml。2、补吸气量(inspiratory reserve volume,IRV):平静吸气后所能吸入的最大气量，正常值:男性约2000ml，女性约1500ml。,3、补呼气量(expiratory reserve volume,ERV):平静呼气后能继续呼出的最大气量，正常值:男性约900ml，女性约560ml。4、残气量(residual volume,RV):补呼气后肺内不能呼出的残气量，正常值:男性约1500ml，女性约1000ml，其与肺总量的比值是判断肺内气体潴留的主要指标。以上四种称为基础容积，彼此互不重叠。,5、深吸气量(inspiratory capacity,
3、IC):平静呼气后能吸入的最大气量，由VT+IRV组成，判断吸气代偿的能力，正常值:男性约2600ml，女性约1600ml。6、肺活量(vital capacity,VC):最大吸气后能呼出的最大气量，由IC+ERV组成，判断肺扩张能力的主要指标，正常值:男性约3500ml，女性约2500ml。,7、功能残气量(function residual capacity,FRC):平静呼气后肺内含有的气量，由ERV+RV组成。是判断肺内气体潴留的主要指标，正常值:男性约2300ml，女性约1500ml。8、肺总量(total lung capacity,TLC):深吸气后肺内所含有的总气量，由VC+
4、RV组成，正常值:男性约5000ml，女性约3500ml。,肺容积和肺容量的测定,潮气,残气,残气容积,补呼气容积,功能残气量,补吸气容积,深吸气量,肺活量,肺总量,肺容积和肺容量的意义,肺活量(VC)：实测值/预测值80%为异常，临床上主要见于各种引起限制性通气障碍的疾病。气道阻塞对VC也有轻度影响，如重症COPD时VC可有轻度降低。功能残气量(FRV)、残气量(RV)和肺总量(TLC)：减少，见于限制性通气功能障碍和ARDS；增多，提示肺内充气过度，见于阻塞性通气功能障碍。,胸肺部疾患引起呼吸生理的改变常表现为肺容量的变化。,二肺通气量,肺通气量为单位时间进出肺的气量，显示时间与容量的关系
5、，并与呼吸幅度、用力大小有关，是一个较好的反映肺通气功能的动态指标。1、每分钟通气量(minute ventilation,VE):静息状态下每分钟所呼出的气量，正常值:男性约6700ml，女性约4200ml。每分钟通气量潮气量呼吸频率 VE10L/min提示通气过度,2、肺泡通气量(alveolar ventilation,VA):静息状态下每分钟吸入气能达到肺泡进行气体交换的有效通气量，为潮气量(VT)与生理死腔量(VD)之差。肺泡通气量能确切反映有效通气的增加或减少。,3、最大自主通气量(maximal voluntary ventilation,MVV):是指在单位时间内以尽快的速度和
6、尽可能深的幅度重复最大自主努力呼吸所得的通气量，是一项简单而实用的负荷试验，用以了解肺组织的弹性、气道阻力、胸廓的弹性和呼吸肌的力量，常用于胸腹部手术前肺功能的评价。,4、用力呼气量(forced expiratory volume,FEV):指用力呼气时容量随时间变化的关系，见图2。(1)用力肺活量(forced vital capacity,FVC):指最大吸气至肺总量位后以最大的努力、最快的速度呼气至RV位的呼出气量，正常情况下与肺活量一致。,(2)一秒量(forced expiratory volume in one second,FEV1):指最大吸气至TLC位后1秒内的最快速呼气量
7、，既是容量测定，也是一秒之内的平均流速测定，是肺功能受损的主要指标，判断气道阻塞常以FEV1/FVC或FEV1/VC表示。,(3)最大呼气中期流量(maximal midexpiratory flow,MMEF)，又称用力呼气中期流速(FEF2575):指用力呼气2575肺活量时的平均流速，是判断气道阻塞(尤为小气道病变)的主要指标。,(4)流速与容量的关系:容量的时间微分即为流速，流速与容量的关系见流速容量曲线(flow-volume curve)图3，本节重点讨论其呼气相(maximal expiratory flow-volume curve,MEFV)。,最大呼气流量-容量曲线,Vma
8、x75%,Vmax50%,Vmax25%,正常,0,100,75,50,25,0,肺活量%,2,4,6,流量,L/s,PEF,流速容量曲线的特点是呼气相早期流速迅速增至最高值(最高呼气流速，PEF)，峰值点约位于肺总量位至75肺总量位之间，其值与受试者的努力程度有关(高肺容量呼气流速用力依赖性)，在呼气相中后期，即低肺容量时呼气流量与用力无关(低肺容量呼气流速用力非依赖性)，流速容量曲线随肺容积降低而缓慢下降，逐渐向下倾斜至残气位。,MEFV的几个常用指标:,最高呼气流速(peak expiratory flow,PEF):用力呼气时的最高流速，是反映气道通畅性及呼吸肌肉力量的一个重要指标，与
9、FEV1呈高度直线相关。用力呼气25肺活量的瞬间流速(余75肺活量)(forced expiratory flow after 25 of the FVC has been exhaled,FEF25,V75):反映呼气早期的流速指标。,用力呼气50肺活量的瞬间流速(余50肺活量)(FEF50，V50):反映呼气中期的流速指标。用力呼气75肺活量的瞬间流速(余25肺活量)(FEF75，V25):反映呼气末期的流速指标。V50，V25的下降反映有气道阻塞或小气道病变等。,(三)影响肺通气功能的因素:,1、呼吸中枢及其支配神经通路；2、呼吸肌肉功能(主要为膈肌)；3、气道通畅性；4、肺顺应性(肺泡
10、可扩张及可回缩性)；5、胸廓顺应性。,三肺换气功能,(一)弥散功能 弥散功能是肺换气功能的重要组成部分及主要测定指标。气体分子通过弥散膜(呼吸膜)由高浓度区移向低浓度区的过程称为弥散，是气体的被动扩散过程。,1、肺内气体弥散的决定因素:(1)呼吸膜两侧的气体分压差:(2)气体的溶解度:(3)弥散距离:(4)弥散面积:,2、测定技术和方法:目前临床上多应用CO进行弥散(DL)测定以替代O2。弥散功能的测定方法有一口气法，稳态法及重复呼吸法，临床上大多采用一口气法，在测定时要求屏气10秒且VC1升。,3、常用的测试指标:,(1)肺一氧化碳弥散量(DLCO):指CO气体在单位时间(1min)及单位压
11、力差条件下所能转移的量(ml)，是反映弥散功能的主要指标。(2)一氧化碳弥散量与肺泡通气量比值(DLCO/VA)(3)一氧化碳弥散量与血红蛋白的比值(DLCO/Hb),四、临床肺功能评价与应用,肺功能检查临床上开展较为广泛的是肺的通气功能及弥散功能检查，支气管舒张或激发试验等亦较常用(表1)。肺功能结果的判断应结合临床病史、体检及其它辅助检查(如胸部影象学、纤维支气管镜等)综合分析，对临床能提供极有价值信息或依据。单就肺功能而言，应作出是否在正常范围，异常的类型，异常的程度等判断，并相应提出可能的病因或病变部位。,表1临床上较为常用的肺功能检查项目及指标(一),检查项目指标通气功能:肺容量测定
12、VC，V，IC，FRC，RV，TLC，RV/TLC,时间肺容量 FVC,FEV1,FEV1/FVC,FEF25-75流速容量环 PEF,FEF75,FEF50,FEF25,FEF50/FIF50通气量 MVV,VE,VA,表1临床上较为常用的肺功能检查项目及指标(二),换气功能:弥散功能 DLCO,DLCO/VA血气分析 pH,PaO2,PaCO2,SaCO2辅助检查:支气管舒张试验 FEV1,FVC,PEF支气管激发试验 FEV1,PEF检查项目,肺功能测定的临床意义,早期检出肺、气道病变；疾病功能及病变部位诊断；评估疾患的病情及预后；评定药物等临床疗效；鉴别呼吸困难的原因；评估肺功能对手术
13、的耐受力或劳动强度耐受力；危重病人的监护。,肺功能检查的禁忌症:,1.近周内有大咯血、气胸、巨大肺大泡且不准备手术治疗、心功能不稳定者慎作需用力呼气的肺功能检查；2.对支气管舒张剂过敏者禁用舒张剂；3.喉头或声带水肿、中度或以上通气功能异常者禁作支气管激发试验。,肺功能障碍的评价,1、肺容量改变肺组织切除可直接损害肺容量，TLC，VC，RV，FRC等下降，其中以VC在临床上最常用，因其常与有功能的肺组织的切除量呈比例下降，且测定简便，其它引起肺实质损害的病变,支气管病变，胸腔病变，均可引起肺容量的减少，肺间质性病变使肺弹性回缩力增高亦可致TLC，VC，FRC，RV等减少；而肺气肿等使肺弹性回缩
14、力下降的疾病则TLC，RV，FRC等增高。,2、通气功能障碍,(1)阻塞性通气功能障碍：是指由于气道阻塞引起的通气障碍，主要表现为FEV1及其与FVC的比值FEV1/FVC的显著下降，MVV，MMEF，V50等指标也有显著下降，但FVC可在正常范围或只轻度下降。RV，FRC，TLC和RV/TLC可增高，气速指数1，流速容量曲线的特征性改变为呼气相降支向容量轴的凹陷，凹陷愈明显者气道阻塞愈重。引起气道阻塞的病变常见有COPD、哮喘等。,特殊类型的通气功能障碍:,小气道病变小气道是指吸气末管径2mm的支气管，是许多慢性疾病早期的病变部位。当它早期发生病变时，临床上可无症状和体征，通气功能改变也不显
15、著，随着呼吸生理研究的深入，目前已有一些方法可对其作出判断:,a.呼气流速的改变MMEF及V50，V25均有显著下降，但FVC，FEV1及FEV1/FVC比值尚在正常范围，反映该病对通气功能的影响主要为呼气中、后期的流速受限，它是目前小气道功能检测中最常用而简便的方法。b.闭合气量(CV)及闭合总量(CC)测定小气道病变时CV，(CC)。c.动态肺顺应性测定是检测小气道病变的标准方法及最敏感指标，但因操作麻烦临床工作中较少应用。,上气道梗阻(upper airway obstruction,UAO)是阻塞性通气障碍的一种特殊类型，上气道是指气管隆突以上的气道，气管异物、肿瘤、肉芽肿、淀粉样变、
16、气管内膜结核、喉头水肿、声门狭窄等均可发生UAO。,依位于胸廓入口以内或胸外的上气道梗阻部分可分为胸内型或胸外型，依梗阻时受吸气或呼气流速的影响与否可分为固定型或可变型。,当发生可变胸内型UAO时，由于吸气时胸内压下降，胸内压低于气道内压，肺因扩张而向外牵拉致气道扩张。吸气相气流受限可能不甚明显，但呼气时胸内压增加高于气道内压，使气管趋于闭陷，气道阻力增加因而阻塞加重，表现为呼气流速受限，尤为呼气早中期，FEF2001200，FEV0.5等反映呼气早中期的流速显著下降，流速容量曲线表现为呼气相平台样改变。,可变胸外型UAO则相反，由于梗阻发生于胸廓入口以外，吸气时气道内压下降低于大气压，使气管
17、壁趋于闭陷，吸气阻力增加致吸气流速受限明显，但呼气时因气道内压高于大气压而使气道趋于扩张，故气流受限可不明显，流速容量曲线上表现为吸气相平台样改变，FEV50/FIF50比值1。,由于胸外型UAO表现为吸气性呼吸困难，临床上出现三凹征，喉头部可闻哮喘音，临床上较易发现及处理，但胸内型UAO临床上不易诊断，易被误诊断慢阻肺或支气管哮喘等疾病而延误治疗，应引起临床重视。,当UAO病变部位较广泛或因病变部位较僵硬，气流受限不受呼吸相的影响时，则为固定型UAO，吸、呼气流速均显著受限而呈平台样改变，FEF50/FIF50比值接近1。,单侧(左或右)主支气管完全阻塞:此时因只有健侧肺通气，而患侧肺无通气
18、，形同虚设，故肺功能检查可表现如限制性通气障碍，肺容量VC(FVC)、TLC等显著下降，应与引起限制性障碍的其他疾病鉴别。,单侧主支气管不完全性阻塞:流速容量曲线表现为双蝶型改变，这是因为健侧气流不受限而患侧气流受限，因而吸/呼出相早中期主要为健侧通气，患侧气则在后期缓慢吸/呼出所致，此类型病者的呼气相曲线易与一般的阻塞性通气障碍混淆，应结合吸气相改变及临床资料分析。,(2)限制性通气障碍,是指肺容量减少，扩张受限引起的通气障碍，以TLC下降为主要指标，VC，RV减少，RV/TLC可以正常、增加或减少，气速指数1，流速容量曲线显示肺容量减少。常见于胸或胸膜病变、肺间质病变等。,(3)混合性通气
19、障碍,兼有阻塞性及限制性二种表现，主要表现为TLC，VC及FEV1/FVC的下降，而FEV1降低更明显。流速容量曲线显示肺容量减少及呼气相降支向容量轴的凹陷，气速指数则可正常，大于或少于1。此时应与假性混合性通气功能障碍区别，后者的VC减少是由于肺内残气量增加所致，常见于慢阻肺及哮喘病者，作肺残气量测定或支气管舒张试验可资鉴别。,表2各类型通气功能障碍的判断及鉴别 阻塞性通气功能障碍限制性通气功能障碍混合性通气功能障碍病因 呼吸道阻塞性疾病，弥慢性肺间质纤维化，兼有阻塞限制二种因素(COPD，哮喘)肺肉芽肿病、肺水肿；胸、腹腔、胸廓疾病通气功能特征呼气流量降低 肺总量，肺活量降低，呼气流量降低
20、，肺总量，呼气流量正常肺活量降低FVC,VC预计值正常或 MVV预计值正常或 FEV1/FVC 正常或 MMEF预计值 正常或 RV/TLC正常，或 TLC预计值正常或 AVI 1 正常，大于或小于1注:轻度降低，明显降低；轻度升高，明显升高。,通气功能损害程度:依肺通气功能障碍的程度可将之分为轻、中、重三度。,(1)阻塞性通气功能损害:小气道功能异常:FEV1，FEV1/FVC在正常范围，MMEF，FEF50，FEF7565正常预计值；轻度损害:FEV1正常预计值的95可信限，或在7960正常预计值之间；或FEV1/FVC在7460之间；中度损害:FEV1在5940正常预计值之间，或FEV1
21、/FVC在5940之间；重度损害:FEV140正常预计值或FEV1/FVC40。,(2)限制性通气功能障碍:轻度损害:TLC，FVC或VC正常值95可信限，但60正常预计值；中度损害:TLC，FVC或VC在5940正常预计值之间；重度损害:TLC，FVC或VC40正常预计值。,(3)混合性通气功能障碍:轻度损害:FEV1正常值的95可信限可在7960正常预计值之间；中度损害:FEV1在5940正常预计值之间；重度损害:FEV140正常预计值。,(三)弥散功能障碍,正常:DLCO、DLCO/VA正常预计值的95可信限(或80预计值)轻度损害:在7960预计值之间；中度损害:在5940预计值之间；
22、重度损害:40预计值。,五、支气管舒张试验,对于已有阻塞性通气障碍的病人，为了了解其阻塞的气道的可逆程度，即是否可恢复至正常或接近正常，可作支气管舒张剂吸入试验，常用吸入药物为2激动剂，如Salbutamol MDI 200ug或Salbutamol Sol.1mg,Turbutalin MDI 500ug等。吸药后值吸药前值肺功能改变率100 吸药前值,舒张试验判断标准:阳性:FVC或FEV1增加率15，绝对值增加0.2升。阴性:达不到上述标准。,舒张试验阳性说明气道阻塞是因气道痉挛所致，经用舒张药物治疗可以缓解，对临床治疗有重要指导意义。,阴性可能有三种原因:气道阻塞是不可逆的；病者对该种
23、舒张药物不敏感，但其它舒张药物(如茶碱等)仍可能有效。病者在作舒张试验前已使用了支气管舒张剂，痉挛的气道已得到部分缓解或已达到病者的最好值，此时再作舒张试验可能表现为阴性结果。,六、气道反应性测定支气管激发试验,支气管激发试验通过吸入激发剂刺激气道平滑肌，观察肺通气功能的改变，可判定气道反应性。,表3支气管激发试验阳性诊断标准指标改变率()FEV120FEF2575 25FEF50 30PEFR 20sGaw 35,基础值测定值 改变率100基础值,BHR（气道高反应性）依PD20FEV1(组胺)可分为四级:0.1umol(0.03mg)为重度；0.10.8umol(0.030.24mg)为中
24、度；0.93.2umol(0.250.98mg)为轻度；3.37.8umol(0.992.20mg)为极轻度。,当FEV1下降1520，无气促喘息发作，诊断为可疑阳性，应23周后复查，必要时2月后复查:当FEV1下降15判断为阴性，但应排除影响气道反应性的因素。,2、影响气道反应性的因素:激发剂；雾化颗粒；吸入方法及测定指标；昼夜节律性变化；季节性变化；影响气道反应性的药物；呼吸道感染；近期过敏原接触；运动等可使气道反应性增高。,3、气道反应性测定的意义:(1)诊断:气道反应性增高(BHR)是确诊支气管哮喘的重要指标之一，尤其对隐匿型哮喘病者的诊断，气道反应性测定是主要的诊断条件之一。(2)评
25、估疾病严重程度及预后:(3)评价疾病的治疗效果:(4)研究哮喘的发病机理。(5)流行病学调查。,适应症:(1)不能解释的咳嗽、呼吸困难、喘鸣、胸闷或不能耐受运动等，为排除或明确哮喘的可能性；(2)因临床征象不典型或不能取得预期疗效的未被确诊的哮喘病人；(3)对临床诊断哮喘病人提供客观依据及作随访疗效的评价；(4)其它疑有气道高反应性的各种疾病，并为科研提供数据。,禁忌症:对诱发剂吸入明确超敏；肺通气功能损害严重(FEV1/FVC50,FEV11.5升)；心功能不稳定；有不能解释的荨麻诊或血管神经性水肿；妊娠(妊娠者作支气管激发试验有可能引起早产或流产)。,七、肺功能在外科领域的应用与评价,术前
26、肺功能检查，不但有助于确定手术适应症，且关系到手术及术后的安全性、疗效和术后生活质量的评价。Stein等发现术前肺功能正常者只有3发生术后肺部合并症，但术前肺功能异常者则有70出现肺部合并症，可见术前肺功能检查对预防术后并发症的重要。,术前肺功能评价的适应症:胸科手术病人；腹部(尤为上腹部)手术病人；重度吸烟者；已知或疑有心肺疾患者；肥胖；老年(60岁)。,(一)外科手术对肺功能的影响:,胸腹外科手术可能引起肺功能损害的常见原因:切除有功能的肺组织；手术中过度牵拉或挤压等损伤正常肺组织；气道分泌物引流不畅致肺叶或肺段不张；膈神经受损；胸部完整性受破坏；胸腔积液或胸膜粘连；支气管胸膜瘘；术中开放
27、性气胸致肺通气血流比失调；术后创口疼痛、创口包扎、肠腔内积气积液等限制呼吸运动；引流管放置位置不当，限制膈肌活动；胸腹术后排痰能力减弱易致肺部感染。,(二)胸腹外科术前肺功能的评价,常用的检查项目有：时间肺活量、最大通气量、肺容量(尤为残气量或功能残气量)、通气储备力、弥散力以及血气分析，评估指标见表4。,支气管舒张试验:对有气道阻塞者作出气道阻塞是可逆或不可逆性评价，可逆者在术中及术后加强舒张气道的治疗，可扩大手术适应性，若用舒张剂后FEV1/FVC仍低于50者，术后发生肺部合并症的危险性较高。,预测术后肺功能值术前肺功能值(1将被切除的肺的通气值总肺通气值)，如术前FEV1为2.00L，被
28、切除肺组织的通气分布占全肺的30，则术后FEV1约为1.40L。预计术后FEV10.8L者可较好地耐受手术。此外，据李敏然的资料，术后FVC、FEV1、MVV预计值尚与年龄及吸烟与否有关。,表4肺功能指标判断胸腹手术后肺部合并症发生的危险性评估肺功能指标 正常 轻度中度 高度 禁忌%FVC+FEV1/FVC%150 100-149 75 60-70 50-59 49-30 95 95-30 80 80-60 60-40 50PaCO2 45mmHg(5.99kpa),八肺功能在儿科领域的应用,儿童呼吸系统疾病如成人一样，在肺功能上同样有所反映。肺功能检查应用指征与成人相同，但儿童肺功能有其特点
29、。在作肺功能测试时应予注意。,1、用力依赖性肺功能测试:11用力依赖性肺功能测试(MEFV)受到儿童年龄的限制。据我们的经验，10岁以上儿童理解能力较强，能较好地配合完成；79岁的儿童在耐心引导下也能进行；67岁儿童部分可完成；少于5岁者几乎都不能配合进行测试。,12对儿童肺功能的测试，可能需作多次测试，直至受试者尽了最大努力，且两次最佳结果之变异5。故要求测试者要有足够的耐心和良好的示范，并需要更多的时间以教导儿童。儿童持续用力呼气的时间少于成人，10岁儿童的呼气时间可能小于3”只要其呼气流速曲线为直线(流速变化0.251/s)即可。,13儿童由于处于生长发育期，其肺功能与成人在某些方面有所
30、不同。对儿童肺功能的评价，不能参考成人的肺功能值，并依据成人的预计方程式来推算，而只能参考儿童组的肺功能正常值。,2.对某些儿童不能配合作肺功能测试、或某些需要连续监测其肺功能改变率的情况，可以最高呼气流速仪(峰速仪)作呼气峰流速测定。,3、对婴幼儿(3岁)儿童，由于他们不能主动配合，不能应用目前常规的用力依赖性肺功能测试。非用力依赖性肺功能如潮气量、分钟通气量、功能残气量、重复呼吸法肺弥散量、呼吸力学如气道阻力、胸肺顺应性等可应用于这些儿童，但未能被临床广泛使用。,4、气道反应性测定:目前有关儿童气道反应性的研究报道甚少，对年长儿童多参考成人气道反应性测定的方法进行。,5、气道舒张试验:对于婴幼儿，其气道内受体发育可能不成熟，因而对受体兴奋剂的反应性可能较差。而M受体发育相对较成熟，对M受体拮抗剂的反应可能较好，故婴幼儿气道舒张试验采用M受体拮抗剂(如溴化异丙托品)可能更好些。,
