臨床肺功能朝陽

臨床肺功效測定北京市結(jié)核病、胸部腫瘤研究所李琦一、肺功效測定的內(nèi)容（一）靜息肺功效：指在靜息狀態(tài)下，對受試者的肺通氣功效（肺容積、肺通氣量、小氣道功效、呼吸動力學(xué)、吸入氣體分布、呼吸肌功效）和肺換氣功效（彌散功效、通氣血流比值）進(jìn)行測定和評定。（二）、心肺運(yùn)動實驗：指在負(fù)荷運(yùn)動中對受試者的能量代謝、心、肺功效進(jìn)行同時測定和綜合評定。（三）其它：呼吸調(diào)節(jié)功效、氣道反映性測定、肺血流量測定等。二、慣用肺功效指標(biāo)（一）、肺通氣功效肺通氣指肺與外界環(huán)境所進(jìn)行的氣體交換。1．肺容積肺容積指肺在不同呼吸水平所能容納的氣體量。由八部分構(gòu)成，即潮氣量（TV）、補(bǔ)呼氣量（ERV）、補(bǔ)吸氣量（IRV）、殘氣量（RV）、深吸氣量（IC）、功效殘氣量（FRC）、肺活量（VC）和肺總量（TLC）。（1）肺活量（VC）：指最大吸氣后所能呼出的最大氣量。正常VC％＞80％。反映肺臟的擴(kuò)張能力。減少見于：肺擴(kuò)張受限（如間質(zhì)性肺疾病）、胸廓擴(kuò)張受限（如脊柱側(cè)突）、呼吸肌疲勞（如重度COPD）和神經(jīng)肌肉病變（如脊髓灰質(zhì)炎）等。（2）殘氣量（RV）:指最大呼氣后剩余在肺內(nèi)的氣量。正常RV％為80%～120%。增加見于阻塞性肺疾?。ㄈ鏑OPD），減少見于限制性肺疾?。ㄈ玳g質(zhì)性肺疾?。?。（3）肺總量（TLC）：指最大吸氣后肺內(nèi)所含的氣體量。正常TLC％為80%～120%。增加見于阻塞性肺疾病，減少見于限制性肺疾病。4．殘總比值（RV/TLC）:指殘氣量與肺總量的比值，正常RV/TLC＜35%。肺氣腫時RV/TLC增加。2．通氣量：（1）用力肺活量(FVC)、一秒量（FEV1.0）和一秒率（FEV1.0%）：FVC指最大吸氣后以最大的努力和最快的速度呼氣所得到的呼氣肺活量。FEV1.0指做FVC時第一秒內(nèi)所呼出的氣量，實測值與預(yù)計值之比>80%為正常。FEV1.0與FVC之比為一秒率（FEV1.0%），F(xiàn)EV1.0%是反映氣道與否阻塞的指標(biāo)，正常〉70%，減少見于氣道阻塞和/或肺氣腫。（2）最大自主通氣量（MVV）：在單位時間內(nèi)以盡快的速度和盡量深的幅度重復(fù)最大自主努力呼吸所得到的通氣量。正常MVV％＞80％。它是反映肺通氣功效的綜合指標(biāo)，減少見于：肺擴(kuò)張受限、胸廓擴(kuò)張受限、呼吸肌疲勞、神經(jīng)肌肉病變、氣道阻塞和肺氣腫等。3．小氣道功效小氣道功效的重要測定辦法為最大呼氣流量-容積曲線。即受試者在最大用力呼氣過程中，將其呼出的氣體容積和對應(yīng)的呼氣流量描記成的一條曲線。它重要反映在用力呼氣過程中，胸內(nèi)壓、肺彈性回縮壓、氣道阻力對呼氣流量的影響。曲線升支的最大呼氣流量與受試者的呼氣用力有關(guān)，降支的最大呼氣流量則取決于肺泡彈性回縮力和周邊氣道阻力，而與用力無關(guān)。根據(jù)曲線形態(tài)和不同肺容積水平的呼氣流速評價小氣道功效。正常流速-容量曲線升支陡直，降支斜行下降，最大流量逐步減少。小氣道病變時，曲線降支凹向容量軸，坡度變小。在COPD患者，隨慢支→肺氣腫→肺心病的發(fā)展，最大呼吸流量進(jìn)行性減少，曲線降支的坡度進(jìn)行性減小。慣用指標(biāo)為：①.V50：呼出50%肺容積時的最大呼氣流量。②.V75：呼出75%肺容積時的最大呼氣流量。其實測值與預(yù)計值之比>80%為正常。V50和V75減少提示小氣道功效減退，見于吸煙、COPD早期、職業(yè)病早期和空氣污染等。4．呼吸力學(xué)呼吸力學(xué)測定呼吸過程中的壓力、容積和流量，從而研究呼吸過程中的動力和阻力。（1）呼吸肌功效呼吸的動力來自呼吸肌。慣用最大吸氣壓（MIP）和最大呼氣壓（MEP）評價呼吸肌功效。正常男性MIP最低值為7.25kPa，MEP最低值為9.67kPa；正常女性MIP最低值為4.84kPa，MEP最低值為7.74kPa。其中，MIP是評價吸氣肌功效的指標(biāo)，當(dāng)其不大于正常預(yù)計值的30%時，易于出現(xiàn)呼衰。另外，它也是機(jī)械通氣撤機(jī)的重要指標(biāo)之一。MEP可評價咳痰能力。二指標(biāo)減少提示呼吸肌功效減退或呼吸肌疲勞，常見于COPD。（2）呼吸阻力（R）按物理性質(zhì)，將呼吸阻力分為粘性、彈性和慣性阻力，三者之和稱為呼吸總阻抗。其中，粘性阻力來自氣道和肺組織，以氣道阻力為主；彈性阻力分布于肺組織和可擴(kuò)展的細(xì)支氣管。慣性阻力重要分布于大氣道和胸廓。按解剖部位將呼吸阻力分為氣道阻力、肺阻力和胸廓阻力。氣道阻力普通用體描儀法測定。正常值為0.0196~0.196kPa/L/s。呼吸總阻抗及其構(gòu)成成分普通用脈沖震蕩法測定。正常人呼吸總阻抗(Zrs)和氣道總阻力（R5）的實測值與預(yù)計值的比例〉120%；上氣道阻力（R35）的實測值與預(yù)計值的比例〉130%。粘性阻力或氣道阻力增高見于多個因素所致氣道阻塞或狹窄及肺氣腫。肺彈性阻力增高見于多個因素所致的肺擴(kuò)張受限和肺氣腫。上述任一種阻力增高均可致呼吸總阻抗增高。（3）順應(yīng)性（C）呼吸器官的順應(yīng)性指單位壓力變化所引發(fā)的肺容積的變化。涉及肺順應(yīng)性、胸壁順應(yīng)性和總順應(yīng)性。臨床常測定肺順應(yīng)性，它是指經(jīng)肺壓的單位壓力變化引發(fā)的肺容積變化，通過同時測定呼吸流速和食道內(nèi)壓而測得。其中，在呼吸周期中，氣流臨時阻斷所測的的肺順應(yīng)性稱為靜態(tài)肺順應(yīng)性。氣流未阻斷時所測得的肺順應(yīng)性稱為動態(tài)肺順應(yīng)性。正常男性動態(tài)肺順應(yīng)性為1.7±0.6L/kPa,靜態(tài)肺順應(yīng)性為2.3±0.6L/kPa；正常女性動態(tài)肺順應(yīng)性為1.1±0.3L/kPa，靜態(tài)肺順應(yīng)性為1.5±0.6L/kPa。肺順應(yīng)性反映肺的彈性狀況。肺氣腫時，靜態(tài)肺順應(yīng)性增加，動態(tài)肺順應(yīng)性減少。彌漫性肺纖維化時，動、靜態(tài)肺順應(yīng)性均減少。（二）、肺換氣功效肺換氣功效指肺泡與肺毛細(xì)血管間所進(jìn)行的氣體交換。1．肺彌散功效彌散是指分子從高濃度區(qū)移向低濃度區(qū)的一種傾向。肺彌散指氧和二氧化碳通過肺泡毛細(xì)血管膜的過程。慣用評價指標(biāo)為：①DLCO：指單位時間內(nèi)、單位壓力差下通過肺泡毛細(xì)血管膜進(jìn)入毛細(xì)血管血液中的CO量，實測值與預(yù)計值的比例>80%為正常。②彌散系數(shù)（DLCO/VA）：一氧化碳彌散量與肺泡氣量之比，實測值與預(yù)計值的比例>80%為正常。肺彌散功效的正常與否重要取決于下列因素：①呼吸膜的厚度：其增厚使彌散距離延長，造成DLCO和DLCO/VA均減少。常見于間質(zhì)性肺疾病。②呼吸面積：其減少使彌散面積減少，造成DLCO減少，DLCO/VA可正常。常見于肺切除術(shù)后、損毀肺等。③血紅蛋白量：血紅蛋白減少使其與CO或O2的結(jié)合量減少,造成DLCO和DLCO/VA均減少。見于貧血。④通氣血流比值：通氣血流比值失調(diào)或通氣血流分布不均時，可使肺泡膜兩側(cè)的CO或O2壓力差增加，造成DLCO和DLCO/VA均減少。常見于阻塞性肺疾患。⑤肺毛細(xì)血管血容量：肺毛細(xì)血管血容量減少，使呼吸面積減少，從而造成DLCO和DLCO/VA均減少。常見于肺動脈栓塞。２．通氣血流比值（V/Q）通氣血流比值指肺通氣量與肺血流量的比值，正常值為0.8，也有文獻(xiàn)報道靠近于１。臨床上，普通通過生理死腔和分流量的測定間接評價通氣血流比值。(1).生理死腔：指進(jìn)入呼吸道和肺泡內(nèi)但不能與肺毛細(xì)血管血液接觸從而得不到氣體交換的氣量。分為解剖死腔和肺泡死腔，前者指存留在氣道內(nèi)不能進(jìn)行氣體交換的氣量，正常約為150ml，支氣管擴(kuò)張時增加；后者指已經(jīng)進(jìn)入肺泡但因局部血流量局限性不能進(jìn)行氣體交換的氣量，肺動脈栓塞等時增加。普通用生理死腔與潮氣量之比（VD/VT）表達(dá)生理死腔的大小，正常為0.25~0.35。其增高提示V/Q增高。就健康人而言，VD/VT反映解剖死腔量的多少；而對V/Q增加的患者而言，VD/VT增高意味著肺泡死腔量增加。(2).生理分流：指靜脈血中未經(jīng)動脈化直接進(jìn)入體循環(huán)動脈段的血流。分為解剖分流和肺內(nèi)分流，前者如心最小靜脈和支氣管靜脈等直接進(jìn)入體循環(huán)的血流；后者指靜脈血流經(jīng)通氣不良的肺泡時不能被動脈化，其與已動脈化的血液相混時就形成靜－動脈分流。普通以分流量與心輸出量之比（Qs/Qt）表達(dá)。正常為3.65±1.69%。肺不張、嚴(yán)重的慢性支氣管炎等Qs/Qt增加。Qs/Qt增加意味著V/Q減少。就健康人而言，Qs/Qt反映解剖分流量的多少；而對V/Q減少的肺部疾病患者而言，Qs/Qt增高意味著肺泡分流量增加。（三）、運(yùn)動心肺功效測定運(yùn)動心肺功效實驗是指在運(yùn)動負(fù)荷下對受試者的心肺功效進(jìn)行聯(lián)合測定和綜合評定。它綜合應(yīng)用呼吸氣體監(jiān)測技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)、活動平板或踏車技術(shù)，實時檢測運(yùn)動中12導(dǎo)聯(lián)心電圖、血壓、能量代謝、肺功效和心功效。其生理基礎(chǔ)為心肺耦聯(lián)轉(zhuǎn)運(yùn)O2和CO2所介導(dǎo)的細(xì)胞線粒體內(nèi)的氧化反映，為運(yùn)動提供能量。其中，任一種環(huán)節(jié)異常，均可致受試者運(yùn)動能力下降、運(yùn)動心肺功效異常。慣用評價指標(biāo)為：1．能量代謝參數(shù)（1）最大氧耗量（VO2max）：指負(fù)荷遞增運(yùn)動中，達(dá)最大負(fù)荷時每分鐘被吸入體內(nèi)并被機(jī)體所運(yùn)用的最大氧量，實測值與預(yù)計值之比＞84%為正常。反映機(jī)體氣體運(yùn)輸系統(tǒng)（心血管、肺、血紅蛋白）及肌肉細(xì)胞有氧代謝與否正常，機(jī)體氣體運(yùn)輸系統(tǒng)中任何一種環(huán)節(jié)異常，均可使VO2max減少。（2）公斤氧耗量（VO2/kg)：指單位體重的最大氧耗量。正常>20ml/min/kg。>15ml/min/kg可行肺切除術(shù)。（3）代謝當(dāng)量（MET）：表達(dá)作功量的基本單位，1MET相稱于3．5ml/min/kg的VO2/kg，正?！?MET。常作為評價心功效的指標(biāo)。（4）無氧閾（AT）：運(yùn)動中，血乳酸濃度急劇升高之前的最大氧耗量。正常不不大于最大氧耗量預(yù)計值的的40%。達(dá)成無氧閾時，有氧代謝已不能滿足運(yùn)動肌肉的能量需求，需要動用無氧代謝補(bǔ)充有氧代謝的能量局限性，心肺功效異常均可致無氧閾提前出現(xiàn)。2．心功效參數(shù)（1）心率儲藏（HRR）：指運(yùn)動中預(yù)計最大心率與受試者達(dá)最大負(fù)荷時的最大心率的差值。正常狀況下，HRR〈15次/分。冠心病、肺部疾病等因提前終止運(yùn)動，HRR增高。病-竇綜合癥的患者HRR也增高。（2）氧脈搏（VO2/HR）：指VO2與HR的比值。代表心臟每次射血的供氧能力和心臟的儲藏功效，間接反映心輸出量。正常實測／預(yù)計〉80%。心臟病變、嚴(yán)重的肺部病變、代謝異常的病變均可使VO2/HR減少。3．肺功效參數(shù)：（1）運(yùn)動中的通氣量（VE）：指運(yùn)動中的每分通氣量。最大負(fù)荷運(yùn)動時可達(dá)100L/min。VE的增加取決于肺的代償能力，因而VE是呼吸疾病患者運(yùn)動受限的核心指標(biāo)。（2）呼吸儲藏（BR）：指MVV與運(yùn)動中VE的差值。正常BR應(yīng)〉15ml/min。肺部疾病患者BR減少。（3）呼吸頻率（f）：在最大負(fù)荷運(yùn)動中，正常〈50次/分。限制型肺疾患時，呼吸頻率〉50次/分。（4）呼吸困難指數(shù)（DI）：指運(yùn)動中VE與MVV的比值，正常<75%。（5）血氧飽和度：正常靜息時為95%，最大負(fù)荷運(yùn)動無明顯減少，最大負(fù)荷運(yùn)動時減少〉5%為異常。4．常見疾病的運(yùn)動心肺功效特點(diǎn)指標(biāo)心衰COPDILDPVD最大氧耗量↓↓↓↓無氧閾↓正?；颉；颉畲笮穆食Ｕ！蛘！；蜉p度↓氧脈搏↓正?；颉；颉粑щy指數(shù)正?；颉；颉：粑l率常正常正常或↑>50次/分正常死腔/潮氣量↑↑↑↑動脈血氧分壓正常不定↓↓肺泡動脈氧分壓差常正常不定，常↑↑↑（四）、氣道反映性測定氣道反映性是指氣道對于多個物理、化學(xué)、藥品或生物刺激的收縮反映。（一）．支氣管激發(fā)實驗支氣管激發(fā)實驗系用某種刺激使支氣管平滑肌收縮，用肺功效做指標(biāo)鑒定支氣管狹窄的程度，從而測定氣道反映性。臨床慣用乙酰甲膽堿或組織胺激發(fā)實驗。氣法用PC20-FEV1（使FEV1減少20%所需激發(fā)藥品濃度）作為評價指標(biāo)，PC20-FEV1〈8mg/ml為氣道反映性增高。計量法用PD20-FEV1（使FEV1減少20%所需藥品累計量）作為評價指標(biāo)，組織胺PD20-FEV1<7.8μmol/L，乙酰甲膽堿PD20-FEV1<12.8μmol/L為氣道反映性增高。測定前應(yīng)停用茶堿類、β2-激動劑、抗膽堿藥品和吸入糖皮質(zhì)激素12小時，停止口服糖皮質(zhì)激素和抗組織胺藥品48小時。心肺功效不全、高血壓、甲亢、妊娠、FEV1≤70%預(yù)計值、哮喘癥狀未緩和或仍有哮鳴音者不易進(jìn)行本項實驗。（二）.支氣管舒張實驗受試者先測定基礎(chǔ)FEV1，然后吸入β2-激動劑，15分鐘后重復(fù)測定FEV1，并計算：FEV1改善率=吸藥后FEV1-吸藥前FEV1×100%吸藥前FEV1如改善率≥15%則認(rèn)為實驗陽性。三、肺功效測定的臨床意義（適應(yīng)征）（一）呼吸功效的評價運(yùn)用肺功效檢測成果可對受試者呼吸功效進(jìn)行評價，明確其呼吸功效與否減損、減損程度、減損類型等。表１．肺功效減退的分級原則VC或MVV%FEV1.0%SaO2%PaO2（mmHg）PaCO2(mmHg)基本正常>81>71>94>87<45輕度減退80~7170~61>94>87<45明顯減退70~5160~4193~9087~75<45嚴(yán)重減退50~21<4089~8274~60>45呼吸衰竭<20<82<60>45表２．肺通氣功效障礙的類型限制型阻塞型混合型定義肺擴(kuò)張受限所致氣道阻塞或狹窄所致肺擴(kuò)張受限并氣道阻塞所致常見疾病肺間質(zhì)疾病、肺占位性病變、肺切除、胸膜疾病、胸壁疾病等。COPD、哮喘、肺氣腫、肺癌等。肺結(jié)核、結(jié)節(jié)病、支擴(kuò)、矽肺等。VC↓↓N↓RV↓↓↑↑不定TLC↓↓N或↑不定RV/TLC不定↑↑不定FEV1.0%N或↑↓↓↓MVV%↓↓↓↓RN↑↑↑C↓↑不定表３．肺通氣功效障礙程度的分級原則(1).限制型（2）．阻塞型TLC%FEV1.0%輕度<80輕度70~60中度<60中度60~40重度<40重度<40（二）呼吸困難因素的鑒別呼吸困難通氣功效正常異常彌散功效VC↓FEV1.0%正常VC正常FEV1.0%↓VC↓FEV1.0%↓正常異常限制型阻塞型混合型心肺運(yùn)動間質(zhì)性間質(zhì)性肺疾病COPD肺氣腫實驗肺疾病肺切除術(shù)后支氣管哮喘肺結(jié)核早期氣胸等肺癌肺癌等正常異常（VO2/HR）焦慮心血管病變（三）疾病的診療、病情評定、預(yù)后1．慢性阻塞性肺疾?。–OPD）（1）早期診療：根據(jù)COPD的全球創(chuàng)議，對于慢性咳嗽、咳痰的患者，即使無呼吸困難也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行肺功效檢查，以達(dá)成早期診療和治療的目的，慣用指標(biāo)為FEV1.0%。（2）病情嚴(yán)重度分級：見表2。表2．COPD病情嚴(yán)重度分級0：含有危險傾向Ⅰ：輕度COPDⅡ：中度COPDⅢ：重度COPDFEV1.0%正常<70%<70%<70%FEV1.0正?！?0%預(yù)計值≥30%但<80%預(yù)計值<30%預(yù)計值或<50%預(yù)計值伴呼衰、右心衰等間質(zhì)性肺疾?。?）診療：國內(nèi)外多篇文獻(xiàn)報道間質(zhì)性肺疾病患者靜息肺功效和運(yùn)動心肺功效的變化，重要特點(diǎn)是：肺容積（VC、TLC）減少，肺順應(yīng)性減少，彌散功效減退。因癥狀提前終止運(yùn)動，終止負(fù)荷運(yùn)動時血氧飽和度、最大氧攝取量、死腔/潮氣量、潮氣量減少，呼吸頻率>50次/分。特別是早期，當(dāng)肺容積無明顯減少時，DLCO已經(jīng)減少，終止負(fù)荷運(yùn)動時血氧飽和度、最大氧攝取量已經(jīng)減少。提示彌散功效減少和心肺運(yùn)動實驗異常是這類疾病的重要特性。（2）．評定疾病的嚴(yán)重程度：有關(guān)肺功效指標(biāo)與其嚴(yán)重程度間的關(guān)系報道不一。（3）療效觀察：尚未見指南性的意見。（4）預(yù)后：動態(tài)觀察彌散功效和其它肺功效指標(biāo)對于鑒定間質(zhì)性肺疾病的預(yù)后非常有用，但也有作者認(rèn)為，高分辨率CT在鑒定病變進(jìn)展和預(yù)后方面優(yōu)于肺功效指標(biāo)。3．支氣管哮喘肺功效測定在支氣管哮喘的診療、病情嚴(yán)重程度評定、療效觀察等方面提供重要根據(jù)。（1）診療：中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)會于1997年制訂了支氣管哮喘防治指南，支氣管激發(fā)實驗重要用于哮喘的診療，持續(xù)觀察有助于判斷觸發(fā)病因、病情發(fā)展和療效，對于哮喘的流行病學(xué)研究和平喘藥的療效評定也有重要意義。但氣道反映性增高并非都是哮喘，需結(jié)合臨床綜合判斷。支氣管擴(kuò)張實驗在支氣管哮喘的診療中也含有較為重要的意義，支氣管舒張實驗陽性有助于哮喘的診療，但成果陰性局限性以否認(rèn)哮喘，特別是晚期重癥患者或合并慢性支氣管炎的哮喘患者。另外，10%的COPD患者支氣管舒張實驗可為陽性。（2）評定嚴(yán)重程度：分別見表4、5。表4．急性非發(fā)作期哮喘病情的評價間歇發(fā)作輕度中度重度PEF或FEV1.0≥80%≥80%60～80%<60%PEF變異率<20%20～30%>30%>30%表5．急性發(fā)作期嚴(yán)重程度評價輕度中度重度PaO2(吸空氣)正常60～80mmHg<60mmHgPaCO2<40mmHg≤45mmHg>45mmHgSaO2（吸空氣）>95%91～95≤90%（四）肺切除術(shù)適應(yīng)證的選擇現(xiàn)在常采用的評定肺切除術(shù)適應(yīng)征的流程和原則以下：FEV1.0和DLCO<60%>60%放射性核素定量肺顯像術(shù)后預(yù)計FEV1.0或DLCO>40%<40%運(yùn)動實驗VO2/kg>15<15手術(shù)適應(yīng)癥手術(shù)高危（五）康復(fù)辦法的選擇或運(yùn)動處方的擬定靜息肺功效和心肺運(yùn)動實驗對選擇合理的運(yùn)動量、運(yùn)動方式、運(yùn)動項目或制訂運(yùn)動處方含有重要意義。例如：肺量計和肺容積測定有助于定性和定量肺部疾病所致的肺功效障礙。一氧化碳彌散量有助于評定與運(yùn)動有關(guān)的低氧血癥。運(yùn)動實驗用于評定患者的運(yùn)動耐力和與運(yùn)動有關(guān)的血?dú)?/p>