肺功能测定2004.ppt

浙江省中医院骆仙芳 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 肺功能检查在中国的发展 我国开展肺功能检查六十余年历史1939年 蔡翘 大学生 中学生肺活量1951年 吴秀锦 健康学生肺活量1956年 吴绍青 通气功能检测及中国人正常值1957年 汪士等 分侧肺功能1958年 吴绍青 残气测定 氮冲洗法 和时间肺活量1961年 吴绍青 肺功能测验在临床上的应用 1992年 穆魁津 肺功能测定原理与临床应用 2002年 何权瀛等 现代呼吸系统疾病诊断学 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 1 发现呼吸系统疾病或胸外疾患肺功能损害的性质和程度 2 呼吸系统疾病或胸外疾患伴肺功能损害治疗的疗效评估 3 呼吸困难的鉴别诊断 4 手术前安全性评价以及术后肺功能的预测 5 重症抢救监测 6 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 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 一 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 二 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 三 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 四 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 1 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2 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3 气道阻塞如慢支 支气管哮喘 慢性阻塞性肺疾病 五 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 六 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 七 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 临床上常用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 二 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 最大通气量以及时间肺活量等项目 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 三 最大通气量 最大通气量 Maximalvolumtaryventilation MVV 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 重度降低引起最大通气量减低的常见的原因有 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 气速指数气速指数 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 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 1 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 2 FEV1 FVC称为第一秒用力呼气率 3 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 正常值范围 FVC Pred 80 FEV1 Pred 80 FEV1 FVC 83 临床意义1 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 2 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 限制性 FEV1 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 根据慢性阻塞性肺疾病防治全球倡议 GOLD 2002年4月我国慢阻肺会议提出COPD的分级 0级 危险期特点 1 肺功能正常 2 慢性症状 咳嗽 咯痰 级 轻度COPD 特点 1 FEV1 FVC 70 2 FEV1 pred 80 3 伴或不伴慢性症状 咳嗽 咯痰 级 中度COPD 特点 1 FEV1 FVC 70 2 30 FEV1 pred 80 A 50 FEV1 pred 80 B 30 FEV1 pred 50 3 伴或不伴慢性症状 咳嗽 咯痰 呼吸困难 级 重度COPD 特点 1 FEV1 FVC 70 2 FEV1 pred 30 或FEV1 pred 50 加上有呼吸衰竭或右心衰竭的临床征象 用力呼气中期流速 用力呼气中期流速 MMEF 临床意义与时间肺活量或最大通气量相似 由于它弃去呼气初始与用力有关的部分及呼气终末呼气速度明显减低部分的肺容量 故能更敏感地反映气道阻塞情况 并能反映小气道功能 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 五 峰流速 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 即阻塞性 限制性和混合性 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 1 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 残气量占肺总量百分比增高 2 时间肺活量第一秒用力呼气率减低 最大呼气中期流速降低 最大通气量减少 最大通气基线上移 气速指数 1 2 限制性通气功能障碍 限制性通气功能障碍系指肺扩张受限所引起的通气障碍 其改变为 1 肺活量 深吸气量和肺总量减少 功能残气量和残气量减低 残气量占肺总量百分比变化不定 潮气量偏小 2 用力肺活量及第一秒用力呼气量绝对值减低 但第一秒用力呼气率正常或增高 MMEF降低 肺活量下降大于最大通气量下降 故气速指数 1 3 混合性通气功能障碍 混合性通气功能是指气流阻塞与肺扩张受限因素同时存在所引起的通气障碍 可表现为以阻塞为主或以限制为主 混合性通气功能障碍在肺容量与通气功能方面的改变为 1 肺活量下降 而功能残气量 残气量 肺总量 残 总百分比变化不一定 2 用力肺活量及第一秒用力呼气量均降低 第一秒用力呼气率正常或降低 MMEF降低 最大通气量减少 三种类型通气功能障碍分型 三种类型通气功能障碍分型 三 换气功能 换气功能也就是气体交换过程 包括肺泡和血液之间 血液与组织细胞之间O2和CO2气体的交换 牵涉到肺通气分布 血流分布 通气 血流比例 弥散功能等 一 肺通气分布 吸入空气进入肺脏 要求比较均匀地分布到每一个肺泡以保证换气功能的正常 由于重力的影响 胸腔负压呈现区域性差异 如在直立位 从残气位开始吸气 胸腔上部为负压 而肺底部则为正压 所以上肺区的肺泡首先充气 吸入气量明显大于下肺区 吸气至功能残气位时上下肺泡同时扩张 在时间和数量上基本同步 至肺总量位时 上肺区的肺组织中止充气 而下肺区肺组织继续充气 从而造成吸入气体的不均 从空间上来看 在直立位上肺区肺组织通气量较少 从肺尖断面至肺底部断面 通气量逐渐增大 二 肺血流分布 肺循环是一个低阻低压系统 血流量的分布易受重力 体位 血压 胸膜腔压和肺泡内压等的影响 在直立位自肺尖向肺底部 肺血流量逐渐增加 在仰卧位时 肺尖部与肺底部的血流量分布相同 但自腹侧至背侧血流递增 运动时由于肺血流量增加 体位的影响几乎消除 三 通气 血流比例 为维持有效的气体交换 肺泡的通气量与血流量必须保持适当的比例 正常成人在静息状态下 每分钟肺泡通气量约4L 肺血流量约5L 通气 血流比例 V Q 为0 8 但由于通气与血流均受重力 体位等的影响 通气 血流比例也存在区域性差异 虽然通气和血流都从肺尖至肺底渐增 但血流量的增加在比例上超过肺通气量的增加 故通气 血流比例呈递减趋势 即肺尖部V Q 0 8 而肺底部V Q0 8 则进入肺泡的一部分潮气量不能与肺血流接触进行气体交换 造成死腔量增加 若通气在比例上低于血流 即V Q 0 8 流经肺泡周围的混合静脉血得不到气体交换而直接回流至左心房 就会产生静动脉分流效应 通常通过测定死腔量 分流量和肺泡气 动脉血氧分压差来间接反映V Q比例 临床意义 通气 血流比例 V Q 比例失调常见于 1 肺血管阻塞 肺栓塞 肺血栓形成 2 气道阻塞 慢性阻塞性肺疾病 痰液潴留 3 肺扩张障碍 肺水肿 肺充血 肺不张 肺炎 肺纤维化 4 肺泡毛细血管网破坏 阻塞性肺气肿 四 弥散功能 弥散功能是指肺泡气和肺毛细血管中气体通过肺泡毛细血管膜循高分压向低分压移动的原则进行气体交换的过程 影响因素有 分子量 溶解度 肺泡毛细血管膜两侧气体分压差 弥散面积 弥散距离等 通过弥散O2从肺泡进入肺毛细血管 CO2从肺毛细血管至肺泡进而排出体外 CO2弥散能力是O2的20倍 故临床一般不存在CO2的弥散功能障碍 当气体在肺泡毛细血管膜两侧的分压相差1mmHg时 每分钟通过该膜的气体量即为该气体弥散量 将气体弥散量除以肺泡容量称为比弥散 正常值稳态法 20 30ml mmHg min重复呼吸法 男性平均为27 3ml mmHg min 女性平均为19 7ml mmHg min一口气法 26 5 36 9ml mmHg min 临床意义任何可引起有效弥散面积减少或使有效弥散距离增加的疾病都将导致弥散量减少 1 有效弥散面积减少 肺切除 肺不张 气道阻塞 肺栓塞等 2 有效弥散距离增加 肺间质纤维化 结节病 肺泡细胞癌 石棉肺 肺水肿等 弥散量与弥散膜两侧气体分压差也有关 增加吸入氧浓度使肺泡气氧浓度提高 肺泡 肺毛细血管氧分压差增大 弥散量增加 故由弥散功能障碍引起的低氧血症可通过氧疗纠正 四 小气道功能检查 小气道指内径 2mm的细支气管 正常人气道总阻力为1 2cmH2O L min 小气道阻力为0 2 0 4cmH2O L min 常规检查难以发现其阻力变化 目前常用的方法有闭合气量 最大呼气流量 容积曲线 等流速容量等 一 闭合气量 闭合气量 CV 是指深吸气后缓慢深呼气 肺低垂部位小气道开始陷闭时尚能继续呼出的气量 闭合总量 CC 指此时肺内留存的气量 闭合气量和残气量之和 方法 残气位深吸入纯氧至肺总量位后缓慢深呼气至残气位 用函数记录仪描绘呼气量和呼气瞬间氮浓度的关系曲线 第一相 呼气开始段 氮浓度为零 代表解剖死腔中的纯氧呼出 第二相 上下各肺区的肺泡气和死腔气混合呼出 使氮浓度迅速上升 第三相 为各肺区的肺泡气混合呼出 氮浓度变动小 呈相对平坦 第四相 为下肺区小气道开始闭合中止排气 而氮浓度较高的上肺区肺泡继续呼气 呈氮浓度曲线突然上抬 此段即为闭合气量 临床意义 闭合气量增高是早期小气道阻塞的征象 二 流量 容积曲线 MEFV 最大呼气流量 容积曲线是指用力吸气至肺总量位 然后快速 最大呼气至残气量位 用X Y记录仪同步记录呼出气量及相应的流量 在肺总量位用力呼气 流量 容积曲线初始部分呈现陡然上升趋势 在80 90 肺活量时迅速达到最大峰流量 即 PEF 随着肺容量的减少 流量不断减低 呈近似一条直线下降 在肺活量的75 50 和25 的相应点流量分别以Vmax75 Vmax50 Vmax25表示 由于在大于75 肺活量时 随着呼气肌用力而呼气流量增加 属于 用力依赖性 部分 在小于50 肺活量时 即使增加呼气用力程度 呼气流量也不再增多 属 非用力依赖 部分 所以PEF和Vmax75反映大气道阻力和呼吸肌力 Vmax50和Vmax25反映小气道阻力 临床意义Vmax小于预计值的80 为异常 阻塞性肺疾病患者曲线的下降支向容量轴凹陷 肺活量不一定减少 限制性疾病则曲线呈现高耸 下降支陡直 肺活量小 流速高 但绝对值往往低于正常值 流速 容量 不同类型通气功能障碍的流速容量曲线 典型胸外型上气道阻塞 流速 容量 呼气 吸气 典型胸内型上气道阻塞 流速 容量 呼气 吸气 典型固定型上气道阻塞 流速 容量 呼气 吸气 术前呼吸功能评估的意义 术后呼吸系统并发症 PPCs 是影响预后的重要原因之一对术前患有呼吸系统疾病行胸部或上腹部手术的患者应正确评价呼吸功能 制定措施 尽可能予以改善 术前肺功能检查的适应证 年龄 70岁肥胖病人胸部手术上腹部手术吸烟史任何肺部疾病史 TisiGM etal AmRevRespDis 1968 119 293 312 影响术后肺功能的因素 影响术后肺功能的患者因素 内源性因素 比较稳定 但是不易在短时间内改善年龄 性别 肥胖和已经存在的呼吸系统病理状态外源性因素 可在短时间内纠正或改善吸烟 感染 可控制的心脏疾病 影响术后肺功能的手术因素 手术部位 从小到大依次为浅表或远端肢体 下腹部 上腹部 头部及颈部 心血管手术和剖胸手术其它因素 体位 切口位置 切口两侧组织损伤程度 创口清洁程度 是否急诊手术及手术时间 影响术后肺功能的麻醉因素 局部麻醉和神经阻滞较为安全椎管内麻醉和全身麻醉对PPCs的发生均有影响 椎管内麻醉对呼吸功能的影响 蛛网膜下腔阻滞 可减少腹部及胸廓肌肉功能 使呼吸主要依赖膈肌硬膜外麻醉 具有同样危险性 但较脊麻安全 可控性更强如发生全脊麻影响巨大 椎管内麻醉对呼吸功能的影响 如合并使用大剂量阿片类药物或镇静剂将同时抑制神经肌肉功能和呼吸中枢对肺功能减退或有潜在困难气道的患者 与全麻相比无优越之处 全麻可有效控制通气 安全控制气道 全身麻醉对呼吸功能的影响 使功能残气量 FRC 减少10 用力肺活量 FVC 减少20 可致小气道萎陷抑制气管粘膜表面的纤毛功能 增加感染可能使V Q比例失调 增加肺泡 动脉氧分压差残余的麻醉药物可导致麻醉后低通气 全身麻醉的影响 其它因素术前用药中的麻醉性镇痛药 安定药 有组胺释放作用的肌松药 用硫喷妥钠诱导残余的挥发性