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北京安贞医院呼吸内科杨京华肺功能测定与临床应用肺功能发展简史肺功能发展已有300余年历史，从水封式——楔型式——滚筒式肺计量——电子计算机配合1679年——BORELLI首先进行肺容量测定1846年——HUTCHINSON提出肺活量概念1919年——NIANSTROHL提出用力肺活量[FVC]1967年——DOLLFUSS提出小气道疾病概念和小气道功能特点1979年——美国胸科协会制定肺功能操作规范，1987年修订早期的肺量计用记纹鼓记录肺容量运动心肺功能试验临床应用发现呼吸系统疾病或胸外疾患肺功能损害的性质和程度呼吸系统疾病或胸外疾患伴肺功能损害治疗的疗效评估呼吸困难的鉴别诊断手术前安全性评价以及术后肺功能的预测重症抢救监测劳动力鉴定肺功能测定主要项目肺容量通气功能换气功能呼吸动力学一、肺容量肺容量（Lungvolumes）是指肺内容纳的气量，是呼吸道与肺泡的总容量，反映了外呼吸的空间。肺容量共有四个基础容积，即潮气量、补吸气量、补呼气量和残气量。基础容积互不重叠。由其中二个或二个以上基础容积构成四个肺容量，即深吸气量、肺活量、功能残气量和肺总量。肺容量及其组成肺容量曲线IRVERVVTVCRVTLCICFRC最大吸气后能呼出的最大气量。平静呼气后能吸入的最大气量。补呼气后，肺内不能呼出的残留气量。平静吸气后所能吸入的最大气量。平静呼气后能继续呼出的最大气量。深吸气后肺内所含有的总气量。平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。平静呼气后肺内所含有的气量。潮气量（Tidalvolume,VT）潮气量是指在平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。正常人潮气量：8-15ML/KG体重潮气量与呼吸频率决定了每分钟通气量。深吸气量（IC）和补吸气量（IRV）深吸气量（IC）是指在平静呼气后，作最大吸气所能吸入的气量，由VT+IRV构成。补吸气量（IRV）是指在平静吸气后，用力吸气所能吸入的最大气量，它是深吸气量中的一部分。反映了肺和胸廓在静态时的最大膨胀度。深吸气量是最大通气量和肺活量的主要成分（约占肺活量的75%），因此足够的深吸气量方能保证肺活量和最大通气量的正常。补呼气量（Expiratoryreservevolume,ERV）补呼气量是在平静呼气后，用力呼气所能呼出的最大气量。补呼气量反映了呼气肌和腹肌的力量。肺活量（Vitalcapacity,VC）肺活量是指深吸气后最大呼气所能呼出的气量。由IC+ERV构成。肺活量个体差异较大，故临床判断时均以实测值占预计值的百分比作为衡量指标。分级标准：肺活量占预计值的百分比=80%——正常60-79%——轻度降低40-59%——中度降低40%——重度降低引起肺活量降低的常见疾病：肺组织损害如肺炎、肺不张、肺间质纤维化、肺部巨大占位性病变、肺水肿等胸廓或肺活动受限如胸廓畸形、肥胖、气胸、胸腔积液、广泛胸膜增厚、气腹、腹水等气道阻塞如慢支、支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病功能残气量（FRC）功能残气量是指在平静呼气后肺内所含的气量。由ERV+RV构成。功能残气位时吸气肌和呼气肌都处于松弛状态，肺泡内压为零。功能残气量在生理上起着稳定肺泡气体分压的作用。预计值120%为增高预计值80%为减低1、由病理变化引起功能残气量增加见于下列情况（1）肺弹性减退：如肺气肿。（2）气道阻塞：如哮喘、慢性阻塞性肺疾病。2、由病理变化引起功能残气量减少见于下列情况（1）肺组织损害（2）胸廓或肺限制性疾患功能残气量（FRC）残气量（Residualvolume,RV）残气量是指在深呼气后，肺内剩余的气量。其生理意义与功能残气量相同。临床上必须结合残气量占肺总量百分比（RV/TLC%）进行综合分析以排除体表面积对残气量绝对值的影响。任何可引起残气量绝对值的增加，或肺总量减少的疾患都将导致RV/TLC%的增高。肺总量（Totallungcapacity,TLC）肺总量是指在深吸气后肺内所含的总气量。由VC+RV构成。肺部或胸廓限制性疾病如肺不张、肺间质纤维化、气胸、胸腔积液以及神经肌肉疾病等可导致肺总量减少阻塞性疾病如支气管哮喘、肺气肿等可引起肺总量增加残气量占肺总量百分比（RV/TLC%）RV/TLC%来判断有无肺气肿以及肺气肿的程度（需残气量绝对值增加）。一般认为：正常人RV/TLC%≤35%，36-45%为轻度肺气肿46-55%为中度肺气肿≥56%为重度肺气肿肺通气功能所谓通气是指肺泡气体与外环境进行气体交换的过程。通气功能的测定包括每分钟通气量肺泡通气量最大通气量时间肺活量（一）每分钟通气量（VE）每分钟通气量（Minuteventilation，VE）是指每分钟呼出或吸入的气量，即潮气量与呼吸频率的乘积。VE=VT×RR在静息状态时每分钟通气量正常值为5-8升，男性约6.6升，女性约5.0升。10L提示通气过度，3L提示通气不足。一般来说，限制性肺疾病患者表现为浅快呼吸，而阻塞性疾病则呼吸相对深缓，呼气时间延长。（二）肺泡通气量(VA)静息状态下每分钟吸入气量中能到达肺泡进行有效气体交换的通气量称为肺泡通气量（Minutealveolarventilatiaon,VA）。停留在传导气道，如口腔、鼻腔、气管、支气管等的气量，属于无效通气量，称为解剖死腔。进入血流不足的肺泡中不能进行有效的气体交换的气量，称为肺泡死腔。解剖死腔与肺泡死腔总称为生理无效腔（VD）。肺泡通气量等于每分钟通气量减去生理无效腔通气量，VA=（VT—VD）*RR■肺泡通气量的大小因人而异，一般为3—5.5升。正常人无效腔量/潮气量比值为0.13-0.40。肺泡通气量反映了有效通气量。每分钟通气量降低或者死腔比例增加都可导致肺泡通气量不足，从而可使肺泡氧分压降低，二氧化碳分压增高。深慢呼吸的死腔比例较浅速呼吸为小，因此潮气量大，呼吸频率小，对提高肺泡通气量有利。肺泡通气量(VA)■最大通气量（Maximalvolumtaryventilation，MVV）最大通气量是指在单位时间内以最深最快的呼吸所得到的最大通气量，通常以每分钟计算。最大通气量与肺容量、气道阻力、胸肺顺应性以及呼吸肌力都有关。正常人最大通气量应≥预计值的80%以上。最大通气量损害分级标准：MVV%Pred60-79%——轻度降低40-59%——中度降低40%——重度降低1、气道阻力增加：如支气管哮喘等。2、胸廓畸形或神经肌肉病变：脊柱后侧凸、格林—巴利综合征等。3、肺组织病变：肺水肿等。引起最大通气量减低的常见的原因有：气速指数=最大通气量占预计值百分比/肺活量占预计值百分比阻塞性和限制性肺疾患最大通气量都降低，因此常根据气速指数来鉴别。正常人气速指数为1，若气速指数1，提示为阻塞性通气功能障碍；气速指数1，提示为限制性通气功能障碍。阻塞性疾病患者作最大通气时，呼吸基线上移，以使气道保持扩张状态，为其特征性改变。气速指数通气储量百分比通气储量百分比(Ventilationreserve%,VR%):此系通气储备能力大小的指标。通气储量百分比(VR%)=最大通气量-静息每分通气量最大通气量×100%正常值为93%以上。通气储量百分比常作为能否胜任胸部手术的判定指标。86%胸部手术应慎重。（四）时间肺活量时间肺活量（FVC）是指深吸气至肺总量位，然后用力快速呼气直至残气位。所测得的肺活量称为用力肺活量，同时测定1，2，3秒时间内呼出的气量，并分别称为第一秒用力呼气量（FEV1）、第二秒用力呼气量（FEV2）、第三秒用力呼气量（FEV3）表示。最大呼气中期流速（MMEF）：将用力肺活量分四等分，以呼出中间二等分容量除以呼出中间二等分容量所化费的时间（升/秒）。用力肺活量用力肺活量(FVC)：深吸气后，以最大的力量最快的速度所能呼出的气体量。正常人FVC=VC一秒钟用力呼气容积(FEV1.0)：是指最大吸气到TLC位后，开始呼气第一秒钟内的呼出气体量。一秒率(FEV1.0/FVC%)：一秒钟用力呼气容积占用力肺活量的比值。常值范围：FVC%Pred≥80%FEV1%Pred≥80%FEV1/FVC%83%临床常用一秒率来考核通气功能损害的程度和鉴别阻塞性与限制性通气功能障碍。2.时间－容量曲线时间（秒）012345abc容量（升）FEV1FVCRVTLCSVCFVC正常阻塞限制临床意义正常人FVC与VC接近，但在阻塞性肺疾病患者用力呼气时由于胸腔内压增高，小气道提早闭合，可导致FVC小于VC。评价通气功能障碍：阻塞性疾病FEV1/FVC%减少，曲线坡度平坦，而限制性病变FEV1/FVC%正常或增高，曲线陡峭，时间肺活量通常提前完成。阻塞性012345时间（秒）容量（升）RVTLCFVCFEV1限制性012345时间（秒）容量（升）RVTLCFVCFEV1FEV1/FVC%能敏感发现气流阻塞，FEV1%pred有助于判断气流阻塞的程度。在对慢性阻塞性肺疾病(COPD)病情轻重程度进行分级时，普遍采用FEV1%pred这一指标。一秒率FEV1/FVC%COPD肺功能分级（支气管扩张剂后）级别特FEV1/FVC征FEV1占预计值百分比（%）I级(轻度)≤70%≥80Ⅱ级(中度)≤70%80≥50Ⅲ级(重度)≤70%50≥30IV(极重度)≤70%30或50伴有慢性呼吸衰竭高危70%≥80气道反应性测定气道反应性测定包括支气管舒张试验和支气管激发试验，通常用FEV1的变化来观察气流阻塞的存在和气流阻塞的可逆程度。支气管舒张试验：FEV1改善率=（用药后FEV1—用药前FEV1）/用药前FEV1改善率=15%且FEV1增加200ml为支气管舒张试验阳性，考虑哮喘可能。支气管激发试验支气管激发试验包括吸入性的支气管激发试验和运动激发试验临床上常用的吸入激发剂分为两大部分：一部分是非特异性激发物，如组织胺、乙酰甲胆碱、心得安、乙酰胆碱、腺苷、白三烯E4、高渗盐水、低渗盐水或蒸馏水、冷空气等；另一部分是特异性抗原激发物，如尘螨、霉菌、花粉或职业性致敏剂等。组织胺、乙酰甲胆碱是最传统的两种激发物，这两种物质需用稀释液稀释后才能用于吸入吸入性支气管激发试验的测定方法潮气吸入法1.采用Wright或DevilbissNo646雾化器,2.组织胺(His)或乙酰甲胆碱(MCH)浓度0.03～16mg/ml,倍倍递增。3.测定步骤:(1)受试者休息15分钟,先测定FEV1基础值,测两次,取其高值。(2)雾化吸入生理盐水2分钟,测定FEV1,与基础值相比降低不到10%,继续下一步试验;降低10%以上者,休息5分钟再吸入生理盐水重复测定FEV1。(3)从最低浓度开始,顺次吸入更高浓度的组织胺或乙酰甲胆碱,采用潮气法呼吸,每一浓度呼吸2分钟,之后再测定FEV1,直至FEV1较基础值降低量≥20%时终止试验,然后吸入适量支气管扩张剂。(4)PD20FEV1:使FEV1下降20%所需激发药物的累积量阳性标准：组胺PD20FEV17.8ųmol,乙酰甲胆碱PD20FEV112.8ųmol者为气道反应性增高肺功能正常的可疑哮喘患者；可疑咳嗽变异性哮喘患者，支气管激发试验阳性峰流速（PEF）。峰流速是用力呼气时最大的流量（PEF）。PEF昼夜波动率测定方法：每日清晨、下午和睡前定时测定PEF。PEF昼夜波动率=日内最高PEF-日内最低PEF×100%1/2（同日内最高PEF+最低PEF）PEF通过监测流速反映气道阻力变化，有助于哮喘和慢性阻塞性肺病病人了解病情变化，判断病情的轻重，观察用药疗效。（六）通气功能障碍评价通气功能障碍分为三种类型阻塞性限制性混合性1、阻塞性通气功能障碍阻塞性通气功能障碍系指气流受限或气道狭窄所引起的通气障碍，其改变为：肺活量早期正常，以后逐步降低；补呼气量递减；功能残气量、残气量均增高；肺总量正常或增高，严重时肺活量降低超过残气量增加而表现为肺总量降低。残气量