肺功能講課

1、北京安貞醫(yī)院呼吸內(nèi)科 楊京華,肺 功 能 測 定與 臨 床 應(yīng) 用,肺功能發(fā)展簡史,肺功能發(fā)展已有300余年歷史，從水封式——楔型式——滾筒式肺計量——電子計算機配合1679年——BORELLI首先進行肺容量測定1846年——HUTCHINSON提出肺活量概念1919年——NIANSTROHL提出用力肺活量[FVC]1967年——DOLLFUSS提出小氣道疾病概念和小氣道功能特點1979年——美國胸科協(xié)會

2、制定肺功能操作規(guī)范，1987年修訂,早期的肺量計,用記紋鼓記錄肺容量,運動心肺功能試驗,臨床應(yīng)用,發(fā)現(xiàn)呼吸系統(tǒng)疾病或胸外疾患肺功能損害的性質(zhì)和程度 呼吸系統(tǒng)疾病或胸外疾患伴肺功能損害治療的療效評估呼吸困難的鑒別診斷手術(shù)前安全性評價以及術(shù)后肺功能的預(yù)測重癥搶救監(jiān)測勞動力鑒定,肺功能測定主要項目肺容量通氣功能換氣功能呼吸動力學(xué),一、肺容量,肺容量（Lung volumes）是指肺內(nèi)容納的氣量，是呼吸道與肺泡的總?cè)?/p>

3、量，反映了外呼吸的空間。肺容量共有四個基礎(chǔ)容積，即潮氣量、補吸氣量、補呼氣量和殘氣量。基礎(chǔ)容積互不重疊。由其中二個或二個以上基礎(chǔ)容積構(gòu)成四個肺容量，即深吸氣量、肺活量、功能殘氣量和肺總量。,肺容量及其組成,,肺容量曲線,最大吸氣后能呼出的最大氣量。,平靜呼氣后能吸入的最大氣量。,補呼氣后，肺內(nèi)不能呼出的殘留氣量。,平靜吸氣后所能吸入的最大氣量。,平靜呼氣后能繼續(xù)呼出的最大氣量。,深吸氣后肺內(nèi)所含有的總氣量。,平靜呼吸時，每次吸入或呼

4、出的氣量。,平靜呼氣后肺內(nèi)所含有的氣量。,潮氣量（Tidal volume, VT）,潮氣量是指在平靜呼吸時，每次吸入或呼出的氣量。正常人潮氣量：8-15ML/KG體重潮氣量與呼吸頻率決定了每分鐘通氣量。,深吸氣量（IC）和補吸氣量（IRV）,深吸氣量（IC）是指在平靜呼氣后，作最大吸氣所能吸入的氣量，由VT+IRV構(gòu)成。補吸氣量（IRV）是指在平靜吸氣后，用力吸氣所能吸入的最大氣量，它是深吸氣量中的一部分。反映了肺和胸廓在靜

5、態(tài)時的最大膨脹度。深吸氣量是最大通氣量和肺活量的主要成分（約占肺活量的75%），因此足夠的深吸氣量方能保證肺活量和最大通氣量的正常。,補呼氣量（Expiratory reserve volume, ERV）,補呼氣量是在平靜呼氣后，用力呼氣所能呼出的最大氣量。補呼氣量反映了呼氣肌和腹肌的力量。,肺活量（Vital capacity, VC）,肺活量是指深吸氣后最大呼氣所能呼出的氣量。由IC+ERV構(gòu)成。肺活量個體差異較大，故臨床判

6、斷時均以實測值占預(yù)計值的百分比作為衡量指標。分級標準：肺活量占預(yù)計值的百分比 > = 80%——正常 60-79%——輕度降低 40-59% —— 中度降低 <40% —— 重度降低,引起肺活量降低的常見疾?。?肺組織損害

7、 如肺炎、肺不張、肺間質(zhì)纖維化、肺部巨 大占位性病變、肺水腫等胸廓或肺活動受限 如胸廓畸形、肥胖、氣胸、胸腔積液、廣泛胸膜增厚、氣腹、腹水等氣道阻塞 如慢支、支氣管哮喘、慢性阻塞性肺疾病,功能殘氣量（FRC）,功能殘氣量是指在平靜呼氣后肺內(nèi)所含的氣量。由ERV+RV構(gòu)成。功能殘氣位時吸氣肌和呼氣肌都處于松弛狀態(tài)，肺泡內(nèi)壓為零。功能殘氣量在生理上起著穩(wěn)定肺泡氣體分壓的作用。>預(yù)計

8、值120%為增高 <預(yù)計值80%為減低,1、由病理變化引起功能殘氣量增加見于下列情況 （1）肺彈性減退：如肺氣腫。 （2）氣道阻塞：如哮喘、慢性阻塞性肺疾病。 2、由病理變化引起功能殘氣量減少見于下列情況 （1）肺組織損害 （2）胸廓或肺限制性疾患,功能殘氣量（FRC）,殘氣量（Residual volume, RV）,殘氣量是指在深呼氣后，肺內(nèi)剩余的氣量。其生理意義與功能殘氣量相同。臨

9、床上必須結(jié)合殘氣量占肺總量百分比（RV/TLC%）進行綜合分析以排除體表面積對殘氣量絕對值的影響。任何可引起殘氣量絕對值的增加，或肺總量減少的疾患都將導(dǎo)致RV/TLC%的增高。,肺總量（Total lung capacity, TLC）,肺總量是指在深吸氣后肺內(nèi)所含的總氣量。由VC+RV構(gòu)成。肺部或胸廓限制性疾病如肺不張、肺間質(zhì)纖維化、氣胸、胸腔積液以及神經(jīng)肌肉疾病等可導(dǎo)致肺總量減少阻塞性疾病如支氣管哮喘、肺氣腫等可引起肺總量增加,

10、殘氣量占肺總量百分比（ RV/TLC%）,RV/TLC%來判斷有無肺氣腫以及肺氣腫的程度（需殘氣量絕對值增加）。 一般認為：正常人RV/TLC%≤35%，36-45%為輕度肺氣腫 46-55%為中度肺氣腫≥56%為重度肺氣腫,肺通氣功能,所謂通氣是指肺泡氣體與外環(huán)境進行氣體交換的過程。通氣功能的測定包括每分鐘通氣量肺泡通氣量最大通氣量時間肺活量,（一）每分鐘通氣量（VE）,每分鐘通

11、氣量（Minute ventilation，V E）是指每分鐘呼出或吸入的氣量，即潮氣量與呼吸頻率的乘積。 VE=VT×RR在靜息狀態(tài)時每分鐘通氣量正常值為5-8升，男性約6.6升，女性約5.0升。>10L提示通氣過度，<3L提示通氣不足。 一般來說，限制性肺疾病患者表現(xiàn)為淺快呼吸，而阻塞性疾病則呼吸相對深緩，呼氣時間延長。,（二）肺泡通氣量(VA),靜息狀

12、態(tài)下每分鐘吸入氣量中能到達肺泡進行有效氣體交換的通氣量稱為肺泡通氣量（Minute alveolar ventilatiaon, V A）。停留在傳導(dǎo)氣道，如口腔、鼻腔、氣管、支氣管等的氣量，屬于無效通氣量，稱為解剖死腔。進入血流不足的肺泡中不能進行有效的氣體交換的氣量，稱為肺泡死腔。解剖死腔與肺泡死腔總稱為生理無效腔（VD）。 肺泡通氣量等于每分鐘通氣量減去生理無效腔通氣量，VA=（VT—VD）*RR,■ 肺泡通氣量的大

13、小因人而異，一般為3—5.5 升。 正常人無效腔量/潮氣量比值為0.13-0.40。 肺泡通氣量反映了有效通氣量。每分鐘通氣量降低或者死腔比例增加都可導(dǎo)致肺泡通氣量不足，從而可使肺泡氧分壓降低，二氧化碳分壓增高。深慢呼吸的死腔比例較淺速呼吸為小，因此潮氣量大，呼吸頻率小，對提高肺泡通氣量有利。,肺泡通氣量(VA),■,最大通氣量（Maximal volumtary ventilation，MVV）,最大通氣量是指在單

14、位時間內(nèi)以最深最快的呼吸所得到的最大通氣量，通常以每分鐘計算。 最大通氣量與肺容量、氣道阻力、胸肺順應(yīng)性以及呼吸肌力都有關(guān)。正常人最大通氣量應(yīng)≥預(yù)計值的80%以上。最大通氣量損害分級標準： MVV%Pred 60-79% ——輕度降低 40-59% ——中度降低 <40% ——重度降低,1、氣道阻力增加：如支

15、氣管哮喘等。2、胸廓畸形或神經(jīng)肌肉病變：脊柱后側(cè)凸、 格林—巴利綜合征等。3、肺組織病變：肺水腫等。,引起最大通氣量減低的常見的原因有：,氣速指數(shù)=最大通氣量占預(yù)計值百分比 / 肺活量占 預(yù) 計值 百分比 阻塞性和限制性肺疾患最大通氣量都降低，因此常根據(jù)氣速指數(shù)來鑒別。正常人氣速指數(shù)為1，若氣速指數(shù)1，提示為限制性通氣功能障礙。阻塞性疾病患者作最大通氣時，呼吸基線上移，以使氣道保持擴張狀態(tài)，為其特征性改變

16、。,氣 速 指 數(shù),通氣儲量百分比,通氣儲量百分比(Ventilation reserve%, VR%): 此系通氣儲備能力大小的指標。通氣儲量百分比(VR%)= 最大通氣量-靜息每分通氣量 最大通氣量

17、 ×10 0%正常值為93%以上。通氣儲量百分比常作為能否勝任胸部手術(shù)的判定指標。<86%胸部手術(shù)應(yīng)慎重。,（四）時間肺活量,時間肺活量 （FVC）是指深吸氣至肺總量位，然后用力快速呼氣直至殘氣位。所測得的肺活量稱為用力肺活量，同時測定1，2，3秒時間內(nèi)呼出的氣量，并分別稱為第一秒用力呼氣量（FEV1）、第二秒用力呼氣量（FEV2）、第三秒用力呼氣量（F

18、EV3）表示。最大呼氣中期流速（MMEF）：將用力肺活量分四等分，以呼出中間二等分容量除以呼出中間二等分容量所化費的時間（升/秒）。,用力肺活量,用力肺活量(FVC)：深吸氣后，以最大的力量最快的速度所能呼出的氣體量。正常人FVC=VC 一秒鐘用力呼氣容積(FEV1.0)：是指最大吸氣到TLC位后，開始呼氣第一秒鐘內(nèi)的呼出氣體量。一秒率(FEV1.0 /FVC%)：一秒鐘用力呼氣容積占

19、用力肺活量的比值。常值范圍：FVC%Pred ≥80% FEV1%Pred ≥80% FEV1/FVC% 83%臨床常用一秒率來考核通氣功能損害的程度和鑒別阻塞性與限制性通氣功能障礙。,2. 時間－容量曲線,臨 床 意 義正常人FVC與VC接近，但在阻塞性肺疾病患者用力呼氣時由于胸腔內(nèi)壓增高，小氣道提早閉合，可導(dǎo)致FVC小于VC。

20、評價通氣功能障礙： 阻塞性疾病FEV1 /FVC%減少，曲線坡度平坦，而限制性病變FEV1/FVC%正?；蛟龈?，曲線陡峭，時間肺活量通常提前完成。,阻塞性,限制性,FEV1 /FVC%能敏感發(fā)現(xiàn)氣流阻塞， FEV1 %pred有助于判斷氣流阻塞的程度。 在對慢性阻塞性肺疾病(COPD)病情輕重程度進行分級時，普遍采用FEV1 %pred這一指標。,一秒率FEV1 /FVC%,COPD 肺功能分級（支氣管擴張

21、劑后）,,高危 >70% ≥80,氣道反應(yīng)性測定,氣道反應(yīng)性測定包括支氣管舒張試驗和支氣管激發(fā)試驗，通常用FEV1 的變化來觀察氣流阻塞的存在和氣流阻塞的可逆程度。支氣管舒張試驗：FEV1改善率=（用藥后FEV1—用藥前FEV1 ）/用藥前FEV1改善率>=15%且FEV1增加200ml為支氣管舒張試驗陽性，考慮哮喘可能。,支氣管激發(fā)試

22、驗,支氣管激發(fā)試驗包括吸入性的支氣管激發(fā)試驗和運動激發(fā)試驗臨床上常用的吸入激發(fā)劑分為兩大部分：一部分是非特異性激發(fā)物，如組織胺、乙酰甲膽堿、心得安、乙酰膽堿、腺苷、白三烯 E4、高滲鹽水、低滲鹽水或蒸餾水、冷空氣等；另一部分是特異性抗原激發(fā)物，如塵螨、霉菌、花粉或職業(yè)性致敏劑等。組織胺、乙酰甲膽堿是最傳統(tǒng)的兩種激發(fā)物，這兩種物質(zhì)需用稀釋液稀釋后才能用于吸入,吸入性支氣管激發(fā)試驗的測定方法,潮氣吸入法  

23、60; 1.采用Wright或DevilbissNo646霧化器,     2.組織胺(His)或乙酰甲膽堿(MCH)濃度0.03～16mg/ml,倍倍遞增。    3.測定步驟:    (1)受試者休息15分鐘,先測定FEV1基礎(chǔ)值,測兩次,取其高值。    (2)霧化吸入生理鹽水2分鐘,測定FEV1,與基礎(chǔ)

24、值相比降低不到10%,繼續(xù)下一步試驗;降低10%以上者,休息5分鐘再吸入生理鹽水重復(fù)測定FEV1。    (3)從最低濃度開始,順次吸入更高濃度的組織胺或乙酰甲膽堿,采用潮氣法呼吸,每一濃度呼吸2分鐘,之后再測定FEV1,直至FEV1較基礎(chǔ)值降低量≥20%時終止試驗,然后吸入適量支氣管擴張劑。    (4) PD20 FEV1:使FEV1下降20%所需激發(fā)藥物的累積量陽性

25、標準：組胺PD20 FEV1<7.8?mol,乙酰甲膽堿PD20FEV1<12.8?mol者為氣道反應(yīng)性增高肺功能正常的可疑哮喘患者；可疑咳嗽變異性哮喘患者，支氣管激發(fā)試驗陽性,峰流速（PEF）。,峰流速是用力呼氣時最大的流量（PEF）。PEF晝夜波動率測定方法：每日清晨、下午和睡前定時測定PEF。 PEF晝夜波動率=日內(nèi)最高PEF-日內(nèi)最低PEF ×100%

26、 1/2（同日內(nèi)最高PEF+最低PEF）PEF 通過監(jiān)測流速反映氣道阻力變化，有助于哮喘和慢性阻塞性肺病病人了解病情變化，判斷病情的輕重，觀察用藥療效。,（六）通氣功能障礙評價,通氣功能障礙分為三種類型阻塞性限制性混合性,1、阻塞性通氣功能障礙,阻塞性通氣功能障礙系指氣流受限或氣道狹窄所引起的通氣障礙，其改變?yōu)椋悍位盍吭缙谡?，以后逐步降低；補呼氣量遞減；功能殘氣量、殘氣量均增高；肺總量正常或增高，

27、嚴重時肺活量降低超過殘氣量增加而表現(xiàn)為肺總量降低。殘氣量占肺總量百分比增高。時間肺活量第一秒用力呼氣率減低，最大呼氣中期流速降低，最大通氣量減少，最大通氣基線上移，氣速指數(shù)<1。,2、限制性通氣功能障礙,限制性通氣功能障礙系指肺擴張受限所引起的通氣障礙，其改變?yōu)椋悍位盍俊⑸钗鼩饬亢头慰偭繙p少，功能殘氣量和殘氣量減低，殘氣量占肺總量百分比變化不定。潮氣量偏小。用力肺活量及第一秒用力呼氣量絕對值減低，但第一秒用力呼氣率正?；蛟龈?/p>

28、；MMEF降低；肺活量下降大于最大通氣量下降，故氣速指數(shù)>1。,3、混合性通氣功能障礙,混合性通氣功能是指氣流阻塞與肺擴張受限因素同時存在所引起的通氣障礙，可表現(xiàn)為以阻塞為主或以限制為主。混合性通氣功能障礙在肺容量與通氣功能方面的改變?yōu)椋悍位盍肯陆?，而功能殘氣量、殘氣量、肺總量、?總百分比變化不一定。用力肺活量及第一秒用力呼氣量均降低，第一秒用力呼氣率正?；蚪档?，MMEF降低，最大通氣量減少。,三種類型通氣功能障礙分型,三

29、種類型通氣功能障礙分型,三、換氣功能,換氣功能也就是氣體交換過程，包括肺泡和血液之間、血液與組織細胞之間O2和CO2氣體的交換，牽涉到肺通氣分布、血流分布、通氣/血流比例、彌散功能等。,（四）彌散功能,彌散功能是指肺泡氣和肺毛細血管中氣體通過肺泡毛細血管膜循高分壓向低分壓移動的原則進行氣體交換的過程。影響因素有：分子量、溶解度、肺泡毛細血管膜兩側(cè)氣體分壓差、彌散面積、彌散距離等。通過彌散O2從肺泡進入肺毛細血管，CO2從肺毛細血管至

30、肺泡進而排出體外。CO2彌散能力是O2的20倍，故臨床一般不存在CO2的彌散功能障礙。,Gas Exchange,PO2＝104 mm HgPCO2＝40 mm Hg,,,,,PO2＝104 mm HgPCO2＝40 mm Hg,PO2＝40 mm HgPCO2＝45 mm Hg,臨 床 意 義 任何可引起有效彌散面積減少或使有效彌散距離增加的疾病都將導(dǎo)致彌散量減少。 有效彌散面積減少：肺切除、肺不張

31、、氣道阻塞、肺栓塞等。 有效彌散距離增加：肺間質(zhì)纖維化、結(jié)節(jié)病、肺泡細胞癌、石棉肺、肺水腫等。 彌散量與彌散膜兩側(cè)氣體分壓差也有關(guān)，增加吸入氧濃度使肺泡氣氧濃度提高，肺泡—肺毛細血管氧分壓差增大，彌散量增加，故由彌散功能障礙引起的低氧血癥可通過氧療糾正。,四、小氣道功能檢查,小氣道指內(nèi)徑≤2mm的細支氣管正常人氣道總阻力為1-2cmH2O/L/min, 小氣道阻力為0.2-0.4 cmH2O/L

32、/min,常規(guī)檢查難以發(fā)現(xiàn)其阻力變化,目前常用的方法有閉合氣量、最大呼氣流量—容積曲線、等流速容量等。,流量—容積曲線（MEFV）,最大呼氣流量—容積曲線是指用力吸氣至肺總量位，然后快速、最大呼氣至殘氣量位，用X-Y記錄儀同步記錄呼出氣量及相應(yīng)的流量。在肺總量位用力呼氣，流量—容積曲線初始部分呈現(xiàn)陡然上升趨勢，在80-90%肺活量時迅速達到最大峰流量，即（PEF），隨著肺容量的減少，流量不斷減低，呈近似一條直線下降，在肺活量的75%

33、、50%和25%的相應(yīng)點流量分別以Vmax 75、Vmax50、Vmax25表示。,由于在大于75%肺活量時，隨著呼氣肌用力而呼氣流量增加，屬于“用力依賴性”部分；在小于50%肺活量時，即使增加呼氣用力程度，呼氣流量也不再增多，屬“非用力依賴”部分，所以 PEF和Vmax75反映大氣道阻力和呼吸肌力，Vmax50和 Vmax25反映小氣道阻力。,臨 床 意 義 Vmax 小于預(yù)計值的80%為異常。阻塞性肺疾病患者曲

34、線的下降支向容量軸凹陷，肺活量不一定減少；限制性疾病則曲線呈現(xiàn)高聳、下降支陡直，肺活量小，流速高，但絕對值往往低于正常值。,,流速,容量,不同類型通氣功能障礙的流速容量曲線,,,,,,,,典型胸外型上氣道阻塞,流速,容量,,,,,,,,,,,,,,,,,,,呼氣,吸氣,,,,,,,,,,,,,,,,,見于單側(cè)聲帶麻痹,,,,,,,典型胸內(nèi)型上氣道阻塞,流速,容量,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,呼