肺部弥散改变.ppt

肺弥散功能检查,肺的功能,呼吸功能 防御功能 代谢功能 内分泌功能,通气功能 换气功能,肺的换气功能,肺泡各部位通气与血流比例的均衡 良好的肺泡弥散功能,一、定义,弥散,气体分子不停的进行着无定向的运动，其结果是气体分子从分压高处向分压低处发生净转移，这一过程称为气体弥散 在肺内，O2与CO2在肺泡气和毛细血管血液之间主要依靠弥散作用被动进行,弥散量的概念,单位时间内，在单位压力差下，气体通过肺泡膜到达对侧的气体量,弥散测定的历史,1909年以前，肺是可以产生氧气的器官 1909年，Krogh and Krogh共同发现肺泡和肺毛细血管内氧分压差，CO可以测定肺的弥散功能 1950年，W.S Fouler将He作为指示气体加入测定的混合气中，确定了DLCOSB方法，广泛应用临床 1957年及以后，Roughton-Forster建立公式，将弥散分为膜弥散和毛细血管床两部分,弥散的两种表达方法,DLCO（diffusion capacity for carbon monoxide of lung） 弥散最初使用的一个概念，北美地区常用 TLCO（transfer factor for carbon monoxide of lung） 弥散不但受肺泡毛细血管膜的影响，还受毛细 血管血流量的影响，欧洲常用,二、弥 散 过 程,1.气相扩散（肺泡内气体弥散）,气体弥散速率与其分子量的平方根成反比 气体的扩散速度（1/气体分子量） 分子量大的扩散速度慢 O2的弥散速率略快于CO2 肺泡直径100m，弥散过程仅0.002s COPD时可达0.003s,2.膜相扩散 （气体通过肺泡毛细血管膜的弥散）,气血屏障的特性,肺泡毛细血管膜（气血屏障）：6层 肺泡表面液层 肺泡上皮 肺泡上皮基底膜 结缔组织 毛细血管基底膜 毛细血管内皮 总弥散面积：70m2 （50100m2） 弥散厚度：肺泡膜薄部1um， 肺泡腔到红细胞膜5um 平静状态下：仅1/20参与气体交换,弥散障碍的原因,肺泡膜面积减少 肺泡膜厚度增加 弥散时间缩短,PO2（KPa）,肺动脉,肺毛细血管,肺静脉,13.3 10.7 8.00 5.33 2.67 0,0 0.25 0.50 0.75,正常与肺泡膜增厚时Hb氧合所需时间示意图 （1）静息时血液流经肺泡的时间 （2）运动时血液流经肺泡的时间0.34s,（1）,（2）,正常,肺泡膜面积减少或厚度增加,时间（S）,分压差扩散面积温度气体溶解度 扩散距离分子量,扩散速率,1).气体的分压差：分压差大扩散快,2).肺泡膜的扩散面积：扩散面积大，扩散快 安静状态下，肺泡扩散面积40m2 运动时肺泡扩散面积70m2 疾病状态时下降 3).气体分子量和溶解度： 溶解度高，扩散快 分子量大，扩散慢,4).扩散距离肺泡膜的厚度（反比关系） 0.1,疾病状态下变得非常长 厚度增加 （间质水肿、膜增厚、肺水肿 ） 扩散下降 5).温度 液体温度上升，溶解度上升扩散快,6).肺血流量与通气血流比 右心搏出量60ml/每搏0.75s 流经肺泡膜 O2交换所需时间0.25-0.3秒， CO2交换所需时间0.4秒 故时间上有很大贮备潜力。 如果血流量下降，通气不变，气体交换的总量下降,CO2扩散率/ O2扩散率 O2分子量/CO2分子量=32/445.6/6.6 在肺泡气O2的扩散率稍大于CO2 但由于CO2溶解度 /O2溶解度=0.592/0.0244=24.3/1.0 (Herrys law 赫利定理） CO2扩散速率 /O2扩散速率 =（5.6/6.6）（0.592/ 0.0244)=20.6/1.0 膜两侧PCO2 =6mmHg，PO2 =60mmHg 正常情况下， CO2 弥散量仅为O2的2倍,气体与Hb结合的速率（ ） Hb：珠蛋白、原卟啉和二价铁离子(Fe2+) 肺泡毛细血管内的血容积（ Vc） CO与Hb结合的速率是O2的210倍,3.血相扩散 （气体与血红蛋白的结合）,影响红细胞摄取CO和O2的因素,每ml血CO摄取率（）的影响因素 1、同样的化学条件下进行测定，不同的人、红细胞数目相 等时没有显著差异 2、增加CO量将使CO成比例的增加 Hb浓度减少将使CO减少 3、肺泡PO2增加则DLCO降低,因CO与未氧化的Hb反应 4、肺泡二氧化碳（CO2）增多或pH减少可引起CO轻度增加 5、温度降低将使CO降低,影响红细胞摄取CO和O2的因素,影响肺毛细血管容量（Vc）的因素 随肺血流、透壁压增加而增加或以前关闭的毛细血管重新开放的数量增加而增加。 随肺血流、透壁压减少而减少或毛细血管破坏、关闭而减少,血液O2与CO2解离曲线,弥散的计算,DLCO的倒数称之为阻力 阻力可分成两个组成成分： 1、CO通过肺泡膜的弥散阻力（1/ Dm） 2、毛细血管床全部血容量CO摄取阻力（1/Vc）（是气体与血红蛋白的结合力） 根据阻力1、2，得出以下等式： 1/DLCO = 1/ Dm + 1/Vc,弥散的计算,肺泡内阻力0 肺弥散总阻力 肺泡毛细血管膜阻力 (1/Dm) （1/DL） 肺泡毛细血管中红细胞内阻(1/VC),DLCO的倒数称之为阻力,（1） 影响DM因素,膜表面积 膜厚度 膜成分变化,（2） 影响的因素,Hb浓度 PCO2 PO2 Ph 温度 检测气体的基础压力变化,（3） 影响VC的因素,肺血流量等，多为生理因素，且有可逆性 如果肺泡没有充气，毛细血管固有的、反射性的反应是使该区域血流减少，使血流分布到肺的其他区域，使其弥散量增加 1、参与循环的肺毛细血管数量可增加 2、已处功能状态的毛细血管可以扩张 3、肺泡出血,三、 弥散的测定,1.肺摄入三种气体的比较,测定弥散需要使用可以可逆地结合血红蛋白的气体 从肺泡进入肺毛细血管的特性 （血液流经肺毛细血管的时间为0.75秒） O2 肺毛细血管内分压和肺泡内分压平衡时间为0.25秒； 研究用测定DL 摄入量和弥散量、血流速度有关 N2O 肺毛细血管内分压和肺泡内分压平衡时间为0.1秒； 肺血流测定 摄入量主要与血流速度有关 CO 在肺毛细血管内一直保持低分压 弥散功能测定 摄入量主要与弥散量有关,CO的特点,无色、无味、无刺激性 CO透过毛细血管膜的速率与O2相似 与血红蛋白的亲和力是O2的210倍 除大量吸烟者，血浆中CO含量接近零 CO的摄取从不受血流的限制 CO弥散量乘以1.23即为O2的弥散量,大量吸入CO可引起严重的组织缺氧 吸入0.3CO，一口气法仅吸入约2.5mL的CO，重复呼吸法吸入7分钟，吸入约105mL的CO 血液半衰期 5 6 小时,用一氧化碳测定肺弥散量,CO法的肺弥散量=从肺泡弥散至血液的CO ml数/min /平均肺泡CO压-平均毛细血管血CO压 因此CO法测定肺弥散量必须测定以下三个值： 1、每分钟从肺泡弥散至血的CO ml数； 2、平均肺泡CO分压； 3、平均肺毛细血管血中CO分压,2.测定方法,a. 单次呼吸法（DLCOSB） 患者平静呼气至残气位，继之吸入测定气体0.3CO、10He、20O2及N2的混合气至肺总量位，屏气10秒后呼气，去除水蒸气，连续测定呼出气中CO和指示气体的浓度，计算CO弥散量,测定过程,患者的良好的理解与配合 缓慢呼气至RV位 吸气迅速，健康者2.5s，有气道阻塞4s 吸入气量90FVC 屏气时间911s 呼气匀速，曲线平滑，呼出气时间不小于4s 抛去气体0.751L，或0.5L（VC2.0L） 屏气时肺容积保持恒定,肺弥散指标：DLco、Dlco/VA、DLco/Hb,肺弥散功能检查,37,SB法质量控制,质量控制,至少测定2次，最多不超过5次 两次测定至少间隔4min 两次测定值变化在5以内，数值不超3ml/min/mmHg 取2次测定结果的平均值 避免muller动作（声门开放，胸腔内压力降低，DLCO被高估） 避免Valsalva动作（屏气过于用力，胸腔内压力增高，DLCO被低估）,单次呼吸法（DLCOSB）,血红蛋白浓度校正： 将弥散量测定值调整为标准Hb为14.6g/dl时的结果（适用于青春期和成年男性） Hb校正的弥散量=检测DLCO（10.22+ Hb）/1.7 Hb 将弥散量测定值调整为标准Hb为13.4g/dl时的结果 （适用于15岁以下的儿童和成年女性） Hb校正的弥散量=检测DLCO（9.38+ Hb）/1.7 Hb 海拔校正,单次呼吸法（DLCOSB）,优点: 不需要病人过多的配合，病人仅仅吸气、屏气10秒钟即可 不需要采血检查 试验可被很快地、连续重复数次 重复性好，操作简单，最常用 缺点: 一口气法需要测定病人的功能残气量、肺泡容量值 屏气毕竟不是一种正常的呼吸状态 呼吸困难和运动中的病人难以屏气10秒钟 FEV1.0小于1L不能用,患者以潮气形式平静呼吸0.1CO、20O2及N2的混合气56分钟，弃除最初的呼出气，收集恒定状态下的气体约2分钟，进行分析测定。,b. 恒定状态法,可用于运动试验 不能进行DLCOSB测定者 需测定死腔，方法不同差别大 精确度低 需动脉穿刺,c. 重复呼吸法,患者平静呼气至残气位，自储气袋内吸入测定气体0.3CO、10He、20O2及N2的混合气，进行重复呼吸，频率30次/分，深度与肺活量相等，连续测定呼出气中CO和指示气体的浓度，计算CO弥散量,更符合生理状态 数值较SB法小，用容积校正后无明显差别 有通气血流比例失调时，更为可靠 不易受通气分布及肺容积影响 可床旁测定 操作困难,d. 内呼吸法,患者平静呼气至残气位，继之吸入测定气体0.3CO、10He、20O2及N2的混合气至肺总量位，缓慢平稳呼气，连续测定呼出气中CO和指示气体的浓度，计算CO弥散量,精确、快速气体分析仪配合计算机的高速处理后出现的一种方法。 适用于不能屏气、肺活量低、理解力差、高龄老人或运动弥散的测定。 单次呼吸法的一种改良。,不断探索改进中,呼吸方法： 屏气 不屏气 使用气体： He CH4 N2O C2H2 CO NO,单纯弥散障碍时的血气变化,I型呼衰：PaO2 ，PaCO2 正常。 原因： O2和CO2解离曲线的差异 O2和CO2弥散速度的差异,3.影响因素,（1） 年龄 随年龄的增加而减少（20岁之后） （2） 性别 无差异,（3）体表面积 弥散量与体表面积成正比 （4） 体位 卧位坐位立位 （5）运动 弥散量增加 长时间大量运动后，弥散量均降低,（6） 体温 体温降低，弥散减少 体温升高，弥散升高 （7）吸烟 可使弥散量减少 （8）血红蛋白 Hb每下降1g，弥散量降低7,（9）肺泡O2分压 PAO2在60600mmHg时无显著变化 PAO240mmHg时增加 长期高浓度吸氧，弥散量降低 （10）肺泡CO2分压 PACO2增加，弥散量增加 （11）胸腔压力 胸腔压力增加，弥散量降低,（12）高原 居住高原可使弥散量增加 （13）妊娠 早期弥散量不变或增加 中期略低 产后比分娩期略增加 （14）不同的测定方法有所不同 单次呼吸法比潮气末CO测定法测定值高,四、临床应用,适应症,全身性疾病肺部受累情况的评估 化疗、放疗对肺损伤的评估 手术治疗前、后安全评估 间质性肺疾病的评估、疗效观察、疾病程度 鉴别哮喘和COPD 体检,禁忌症,近期有心肌梗死、心绞痛 咯血、气胸 CO中毒 严重低氧血症 神经肌肉疾病致口唇不能包紧咬口 饱餐、运动后 吸烟24小时内,59,结果判定,结果判定,DLCO140%预计值为增高,可能引起弥散减少的疾病,监测肺内疾病的改变 监测肺外疾病的改变,监测肺内疾病的改变,间质性肺病的评估和疗效观察 哮喘、支气管炎、COPD的鉴别诊断 全身疾病的受累情况(类风湿、皮肌炎等） 手术、化疗和肺损害药物的评估 胸廓畸形 肺内孤立性病变 肺血管疾病（肺栓塞）,监测肺外疾病的改变,糖尿病 甲亢 肾功能改变 应用博来霉素、前列环素等药物的监测 肝功能改变,可能引起弥散增加的疾病,肥胖，过度肥胖弥散减低 哮喘，严重的哮喘弥散减低 红细胞增多症 左向右分流 病情严重时弥散减低,弥散受损的诊断,弥散损害很少能引起二氧化碳储留, 这是因为二氧化碳通过肺泡膜弥散比氧容易 肺泡气和混合静脉血的最大二氧化碳分压差别较小（4-6mmHg）,弥散受损的诊断,弥散受损：CO弥散距离加长？ 弥散表面积减少？ 目前还没有办法能区分开！ 仅能通过组织学来区别！,吸烟与弥散测定,非吸烟者呼气 CO 浓度 6ppm 吸烟者呼气 CO 浓度 90ppm (COHb15%),呼气CO浓度,没有COHb%校正,输入COHb%校正后,吸氧与弥散测定,鼻导管2L/min吸氧20分钟后,吸氧与弥散测定,口唇未包紧咬口，漏气,再次测定，未漏气,弥散测定时的RV、TLC,体容法测定的RV、TLC,郝XX，女，41岁，农民。下肢外伤后体检,80,胸腔积液,特发性间质性纤维化,COPD,哮喘,总结,弥散是被动的生理过程 通过测定肺CO弥散量，使弥散过程的测定量化 DLCO的单位是每分钟