常规肺功能检测.ppt

常规肺功能检测及临床应用 孙付有 2020 3 22 2 随着科学技术的不断发展 呼吸生理的研究取得了巨大进步 肺功能检测技术也发生了显著变化 现代肺功能测定较既往更加方便 肺功能的应用范围也更加广泛 现在肺功能检测已是呼吸医学必不可少的检测技术 可以说 没有肺功能就没有呼吸医学的发展 一 概述 肺功能测定 是以呼吸生理为基础的医学计量测试技术 因此肺功能测定是呼吸系统疾病的一种功能诊断方法 用于了解呼吸系统疾病过程中有无功能损害 以及功能损害的性质与程度 临床诊断 不仅依靠形态学上的变化 更需要借助于生理功能的判定 治疗也不仅满足于病变的消除 更加要求肺生理功能得以恢复和代偿 故肺功能检查在疾病的诊断 防治和研究发病机理以及进一步探索肺脏功能方面都发挥着十分重要的作用 二 肺功能检测内容 肺容量 肺活量 VC 功能残气量 FRC 残气量 RV 肺总量 TLC 残气 肺总量百分比 RV TLC 肺通气功能 静息通气量 VE 用力肺活量 FVC 最大通气量 MVV 肺换气功能 弥散功能 DLCO 通气血流 比值 V Q 等呼吸动力功能测定 气道阻力 Raw 呼吸肌力等 特殊检查 支气管舒张试验气道反应性测定心肺运动试验等 三 肺容量 系肺脏所能容纳的气体量 也就是指在平静吸气或呼气状态下所出现的肺内气体容量的变化为肺容量 u gCapacity 随着肺和胸廓的扩张及收缩 肺内容纳的气量也产生相应的改变 借助肺量计的描绘产生 个基础肺容积和 种肺容量 基础肺容积 BasalLungVolume 是指不能再分割的最小容量单位 也就是说容量是有两个以上的容积组成的 其大小随呼吸运动和不同疾病不时在发生变化 潮气量 tidalvolume VT 补吸气量 inspiratoryreservevolume IRV 补呼气量 expiratoryreservevolume ERV 残气量 residalvolume RV 以上四种基础容积 彼此互不重叠 一 潮气容积 tidalvolume VT 指每一次平静呼吸时吸入或呼出的气量 成人正常值为400 500ml 其大小与年龄 性别 体表面积 运动和情绪有关 潮气量越小要求呼吸频率愈快 才能保证足够的通气量 此时所做的功增加 耗氧量也增加 二 补吸气容积 inspiratoryreservevolume RV 为平静吸气后再用力吸气所能吸入的最大气量 正常值1500 1800ml 三 补呼气容积 expiratoryraservevolume ERV 平静呼气后再用力呼气所能呼出的最大气量 正常值 600 ml 约为补吸气的一半 如果明显减低 说明呼气时细支气管有梗阻 提示阻塞性通气障碍或肺泡弹性减退 四 残气容积 residualvolume RV 用力呼气后残留在肺内的气量 即等于功能残气量减去补呼气容积 正常值 男性约1530ml 女性约1020ml 随年龄而增加 肺容量曲线 四种基础肺容量 basallungcapacity 是指可以再分割的容量深吸气量 inspiratorycapacity IC 肺活量 vitalcapacity VC 功能残气量 functionalresidualcapacityFRC 肺总量 totallungcapacity TLC 以上四种容量是有二个或二个以上基础容积组成 深吸气量 inspiratorycapacity IC IC VT IRV平静呼气后所能吸入的最大气量 即等于潮气容积加补吸气容积 IC应占肺活量 VC 的3 4 约为补呼气容积2倍 正常男性2617 548ml 女性1070 381ml IC与吸气肌的力量 胸肺弹性都有关系 IC明显降低 提示有限制性通气障碍 肺活量 vitalcapacity VC IC ERV深吸气后作最大呼气所呼出的气量 即等于深吸气量加补呼气容积 右肺活量占全肺活量的55 左肺约占45 正常男性4217 690ml 女性3105 452ml VC反映肺最大扩张和最大收缩的呼吸幅度 个体差异较大 与年龄 性别 身高 胸廓结构 呼吸肌力量 体育锻炼 职业等因素有关 常采用实测值占预计值百分比作对比 根据年龄 性别 身高 体重计算预计值 实测值 预测值 80 为异常 VC降低常见于 胸廓 肺活动受限或减弱情况如胸廓与脊柱畸形胸膜疾病 胸膜肥厚 积液 气胸肺疾病 肺不张 肺水肿 间质纤维化胸外科手术 肺叶切除呼吸肌功能障碍高度肥胖 一期肺活量和分期肺活量 一期肺活量深吸气末用力呼出的气量分期肺活量深吸气量与补呼气量的总和临床应用正常人 两者相同阻塞性肺病 前者低于后者 功能残气量 functionalresidualcapacity FRC 平静呼气后留在肺内的气量 即等于补呼气容积加残气容积 正常人1600 2300ml 表示呼气末肺内仍有足够气量继续进行气体交换 FRC增加提示平静呼气后肺泡处于过度充气状态 FRC增加见于1 肺组织结构变化如肺气肿2 气道阻塞如COPD 哮喘3 肺叶切除后代偿性肺气肿4 气胸等FRC下降原因与VC下降基本相同 肺总量 totallungcapacity TLC TLC VC RV深吸气后肺内所含的总气量 等于肺活量加残气容积 正常值男性约5400ml 女性约3900ml一般来说 TLC正常不一定说明肺功能正常 TLC下降意义大于TLC增加 TLC增加主要是由于RV增加所致 TLC下降常见于限制性通气 潮气量 补吸气量 补呼气量 残气量 深吸气量 肺活量 功能残气量 肺总量又可称为静态肺容量 残气 肺总量百分比 RV TLC 指深呼气后肺内的残留气量与深气后肺内所含有总气量的百分比 临床常以RV TLC 作为肺泡内气体滞留指标 以排除体表面积对绝对值的影响 临床意义 是诊断肺气肿及肺气肿分度最可靠的依据 特别对早期肺气肿的诊断有重要价值 其早期 定量两方面优于胸片 查体 四 肺容量的测定方法 潮气量补吸气量直接测量的参数补呼气量深吸气量肺活量测量方法 肺量计法 密闭式测定法 流速仪法 开放通路测定法 残气量间接测量的参数功能残气量肺总量氮冲洗法测量方法稀释平衡法体容积描记法 肺容积测定主要检测肺的各功能构成组份 其大小直接影响肺的通气与换气 过大或过小均可影响肺泡内O2和CO2分压 降低换气效率 五 肺容量测定的临床意义 影响肺容量的因素年龄性别身高体重根据年龄 性别 身高 体重计算预计值 测定值高于或低于预测值20 为异常 肺容量测定的临床意义 肺容量降低常见于胸廓 肺活动受限或减弱的限制性通气功能障碍 如 胸腔病变 胸腔积液 胸腔肿瘤等肺部病变 肺炎 肺部巨大占位性病变 肺叶切除等肺脏弹性回缩力增高 特发性肺间质纤维化 石棉肺 尘肺等胸膜疾病 胸膜肥厚 粘连 气胸胸部畸型 脊柱后侧凸 胸廓成形术等胸腔受压 腹水 巨大腹腔肿瘤 妊娠 肥胖等呼吸肌无力 膈肌疲劳 肌无力 神经肌肉疾患 肌萎缩 营养不良等 RV FRC RV TLC 增高提示肺内充气过度 常见于肺气肿 临床常用RV TLC 作为判断及分级指标 35正常RV TLC 35 为异常RV TLC 35 45 轻度肺气肿RV TLC 46 55 中度肺气肿RV TLC 56 重度肺气肿 60岁老年人 RV TLC 实 45 为异常 六 通气功能 肺通气是常规肺功能检测的基本内容 由于呼吸肌的驱动作用 使胸廓扩张和收缩 从而改变肺容量的大小而产生通气 通气的作用是使新鲜空气进入肺泡 排出经过气体交换的肺泡气通气功能又称动态肺容积 是在单位时间内随呼吸运动出入肺的气量和流速 临床常用的肺通气测定项目 静息通气量 minuteventilation VE 肺泡通气量 alveolarventilation VA 最大通气量 maximumvoluntaryventilation MVV 用力肺活量 时间曲线 forcedvitalcapacity 测定方法肺量计法开放通路测定 一 每分钟通气量 VE 指在静息状态下每分钟吸入或呼出的气体总量 每分钟通气量 潮气容积VT 呼吸频率f 次 分 正常值 男性6663 200ml女性4217 160mlVE与年龄 性别 身高 体重有关异常 通气不足3000ml VE 10000ml通气过度 VE增加仅表示潮气容积VT或呼吸频率f的增加 许多生理或病理因素VT或f的改变 正常人婴儿浅而快成人经常参加体育活动者深而慢疾病时限制性肺病患者浅而快阻塞性肺病患者深而慢 二 肺泡通气量 VA 是指静息状态下每分钟吸入的气量中能达到肺泡进行气体交换的气量 是真正的有效通气量 肺泡通气量VA 潮气量VT 生理无效腔VD 呼吸频率生理无效腔VD 解剖无效腔 肺泡无效腔 解剖无效腔为滞留在口腔 鼻腔 气管 支气管至终末细支气管不能进行气体交换的气体 约150ml 肺泡无效腔为进入肺泡的气体可因局部通气血流比例等原因而不能进行气体交换的气体 极小 忽略不计 从生理角度来讲 VE并不真正反映肺部有效通气量 例 V 次 次 次 以上三例 均为 可是 却大不一样 肺泡通气量的临床意义 肺泡通气量是真正有效的通气量肺泡通气量降低的后果PAO2 PACO2当每分钟通气量不变时深慢呼吸的肺泡通气量 浅快呼吸时肺泡通气量 三 最大通气量 MVV 是指在限定时间内 一般采用15秒 以最快的速度及最大的幅度进行呼吸的气量 通常以一分钟计算 MVV 最大VT 最快F 4F控制在60 80次 分正常值男性104 2 71L女性82 5 2 17L影响MVV的因素1 肺容量2 气道阻力3 肺胸顺应性4 呼吸肌力量 临床意义 是通气代偿功能的一个综合判断指标 也是判断肺的储备功能最可靠的指标 在胸外科手术指征的选择 劳动力鉴定等方面具有重要意义 是较受重视的一项指标 实测值 预计值 80 为降低MVV下降见于 1 气道阻力增加2 肺胸顺应性降低3 肺活量明显降低4 胸廓畸形5 呼吸肌无力 正常人阻塞性限制性 通气储备功能 指在基础代谢状态下 肺脏通气量的储备能力 又以通气储量与最大通气量相比 以百分比表示之 即通气储量百分比 通气储量百分比正常为93 95 此值对判断肺通气功能很有价值 各种肺内外病变导致MVV降低者 使通气储量下降 百分比下降越低 通气功能越差 小于86 储备不佳 当此值降至70 60时 说明肺功能损害已甚严重 病人接近气急阈 有人按此值的一些范围作为胸腔外科在功能上能否胜任的参考指标 四 用力肺活量 时间肺活量 FVC 是指深吸气至TLC位后以最大用力 最快速度所能呼出的全部气量 其中呼气至1秒时所呼出的气量为1秒用力呼气容积 forcedexpiratoryvolumeinonesecondFEV1 0 以此类推 有2秒呼气容积 3秒呼气容积 它既有时间概念又有速度含义 FVC分析方法有两种 容量法和比值法1 容量法 计算最初3秒用力呼气量 以FEV1 0最有意义2 比值法 计算FEV1 0 FEV2 0 FEV3 0占FVC的百分比 简称1秒率 2秒率 3秒率 其中以1秒率应用最广 正常值无论男女FEV1 0 FVC 80 为正常FEV2 0 FVC 90 FEV3 0 FVC 95 临床常用一秒钟用力呼气容积占用力肺活量比值 1秒率 或一秒钟用力呼气容积实测值 预计值比值 FEV1 来评价 FVC是测定气道有无阻塞的一种简单而实用的方法 VolumeAABFEV1BACFEV2CADFEV3D0S1S2S3Time 47 FEV1 0 80 FEV1 0 FVC 70 提示有大气道的气流受阻 用力呼气时间延长 限制性通气障碍FEV1 0增高 可达90 FEV2 0 FEV3 0 接近或达100 用力呼气往往提前呼完 时间 容量曲线 2020 3 22 两位患者 性别 年龄及升高和体重相同 一位FEV1为1L FVC为2L 一位为FEV1为2L FVC为4L 他们的一秒率都为50 49 最大呼气中段流速 MMEF 最大呼气中段流速 maximummid expiratoryflow MMEF或MMF 将用力呼气容量分成四等份 计算中间两等分 25 75 的肺容量与时间之比 容量 升 AMMEF AB CDBCD时间 秒 呼气初始1 4 前25 与用力关系密切 流速快 不易掌握 对轻度气道阻塞敏感性差 不予考虑 呼气末端1 4 后25 因肺组织弹性减退 支气管内径缩小 呼气流速很低 也不予考虑 故取中间1 2 25 75 MMEF 可较好反应气道阻力的变化 MMEF主要取决于FVC非用力依赖部分 即呼气流量随用力程度达到一定限度后 尽管继续用力流量固定不变 主要受小气道内径所影响 流量下降反应小气道的气流阻塞 因此 MMEF较EV1 0 FEV1 0 指标敏感一般认为MMEF是测定小气道功能最简单的方法 最大呼气流量 容量曲线 maximalexpiratoryflow volumeMEFV 受试者在最大用力呼气过程中 将其呼出的气体容积及其相应的呼气流量描记成的一条曲线图形 V V曲线 测定原理基础为等压点学说 是测定小气道功能最常用的曲线 临床常采用以下几个数值反映气道阻力或胸肺组织弹性的变化 1 最大呼气流量 简称峰流速 peakxpiratoyflowPEF 2 用力肺容量为75 时的最大呼气瞬间流速V753 用力肺容量为50 时的最大呼气瞬间流速V504 用力肺容量为25 时的最大呼气瞬间流速V25 流速 容量 PEF V50 FEF50 V25 V75 FIF50 TLC RV 流速 容量曲线及其主要指标 MEFV曲线的形状及参数的大小主要取决于 呼气力量胸肺弹性肺容量气道阻力实测MEFV曲线及其与预计MEFV曲线的比较常用来反映各种通气功能的异常 吸气 呼气 容量 流速 TLC RV 用力程度对流速容量曲线的影响 阻塞性通气时MEFV曲线变化特征 用力呼气相降支向容量轴凹陷下降 凹陷下降越明显 阻塞越重 PEF下降 气道阻塞严重时PEF提前出现 左移 PEF显著下降 大气道阻塞时 用力呼气相或 和吸气相出现平台样改变 限制性通气时MEFV曲线变化特征 用力呼气相减少 容量降低 PEF正常或下降 用力呼气相降支陡直或向外突出 V50 V25下降不明显 流速 容量 正常 阻塞 限制 混合 不同类型通气功能障碍的流速容量曲线 RV TLC 典型固定型上气道阻塞 流速 容量 呼气 吸气 用力肺活量及最大呼气流量 容量曲线的临床意义 1 FEV1 降低见于气道阻塞 可用于判断气道阻塞是否具有可逆性 用于评价支气管解痉药疗效 是气道反应性测定 舒张试验 激发试验 中最常用的反应指标 FEV1 FVC与FEV1实 预综合判断用于COPD诊断及分度 FEV1与FEV1 用于判定手术的安全性 2 PEF 降低反映大气道气流受阻或呼吸肌力减弱 可作为支气管激发试验的反应指标 用于筛查 诊断支气管哮喘 24小时PEF波动率 正常20 COPD30 为重度 可作为哮喘发作与否的判断指标及指导哮喘治疗的参考 判断大气道阻塞性病变及程度 3 MMEF V50 V25降低反映小气道气流受阻 COPD早期病变主要累及小气道 肺功能检查对早期小气道病变的诊断是胸部X线及胸部物理检查所不及的 4 FVC降低见于限制性通气障碍 呼吸肌力减弱 重度COPD 七 COPD的诊断 COPD的定义不完全可逆的气流受限通常呈进行性发展肺部对有害颗粒或气体的异常炎症反应不仅影响肺 也可以引起显著的全身反应一种可以预防 可以治疗的疾病 七 COPD的诊断 在COPD的诊断和临床评估中 由于肺功能测定是一种可重复性最好 标准化 客观测定气流限制情况的检测工具 因而是COPD诊断的金标准 所有具有呼吸困难 慢性咳嗽和咳痰病史和 或 相关危险因素的患者 均需考虑有无COPD的临床诊断 且必须通过肺功能测定来确诊 肺功能检测需做支气管舒张试验 并需吸入足够量支气管舒张剂 如400 g沙丁胺醇 FEV1必须是吸入支气管舒张剂后的实测值 八 COPDGOLD分级标准 分级特征1级轻度FEV1 FVC 80 预计值有或无症状2级中度FEV1 FVC 70 50 FEV1 80 预计值有或无症状3级重度FEV1 FVC 70 30 FEV1 50 预计值有或无症状4级极重度FEV1 FVC 70 FEV1 30 预计值或FEV1 50 预计值伴呼吸衰竭排除已知特异性病理的气流阻塞性疾病如囊性纤维化 闭塞性细支气管炎等 没有肺功能就没有COPD 九 肺通气功能常用指标 FVC 用力肺活量 最大吸气至TLC位后以最大的努力最快的速度作出呼气肺活量达RV位的容量 FEV1 第一秒量 最大吸气至TLC位后1秒内的快速呼出量FEV1 FVC 一秒率 用力呼气第一秒内容量与用力肺活量之百分比MMEF MEF FEF25 75 最大呼气中段流量 在F V曲线上计算获得用力呼出肺活量25 75 的平均流量PEF 最高呼气流速 呼气峰值流速FEF50 V50 FEF75 V25 用力呼气50 或75 时的瞬间流速MVV 最大通气量 自主呼吸每分钟最大通气量 VC 肺活量 深吸气后所呼出的最大气量RV 残气量 尽可能呼气后肺部剩余的气体量TLC 肺总量 尽最大可能吸入肺部的气体总量 十 通气功能的判定 通气功能障碍类型根据通气功能损害的性质 通气功能障碍分为三类 即 1 阻塞性通气功能障碍 2 限制性通气功能障碍 3 混合性通气功能障碍 通气功能障碍分型 容量指标 肺容量指标阻塞性限制性混合性VCN或 FRC 不一TLCN或 不一RV 不一RV TLC N或 不一 通气功能障碍分型 通气指标 通气指标阻塞性限制性混合性FVCN或 FEV1 FEV1 FVC N或 不一MMEF MVV 肺功能不全分级 我国 VC或MVVFEV1 FVC 7070 6160 41 40 8080 7170 5150 21 20 基本正常轻度减退 显著减退严重减退 呼吸衰竭 71 肺功能评价 阻塞性通气功能障碍 气道阻塞或狭窄而引起的气体流量下降 FEV1 FEV1 FVC MMEF MVV均下降 TLC和RV可增高 病因 气管支气管疾患 气管肿瘤 狭窄等 支气管哮喘 慢性阻塞性支气管炎 闭塞性细支气管炎肺气肿 肺大泡其他原因不明的如纤毛运动障碍 72 肺功能评价 限制性通气功能障碍 肺体积受限引起的肺容量减少VC FVC TLC RV等均下降病因 肺脏变小 手术切除后 间质纤维化 间质性肺炎 肿瘤 矽肺等胸廓活动受限 胸膜积液 增厚 粘连 胸廓畸形胸腔受压 腹水 妊娠 肥胖等呼吸肌无力 膈肌疲劳 肌无力 肌萎缩 营养不良等单侧主支气管完全性阻塞 肺功能评价 混合性通气功能障碍 兼有阻塞和限制性因素的存在VC下降 FEV1 FVC 流量 MVV均下降 TLC和RV无增高 病因 慢性肉芽肿疾患 结节病 肺结核肺囊性纤维变和支气管扩张矽肺 煤尘肺充血性心力衰竭 十一 小气道功能检查 小气道病变曾经是全球呼吸界研究的热点 许多肺功能测定方法和指标被用于小气道功能的诊断 其后热度骤减 最近又引起一些学者的重视 小气道是指在吸气状态下气道内径 2 0mm的细支气管 相当于第6级支气管分支以下 包括全部细支气管和终末细支气管 是许多慢性阻塞性肺病早期最易受累的部位 其数量多 总横截面大 100cm2 气流速度慢 阻力小 仅占气道总阻力的20 以下 正常人总气道阻力为1 2cmH2O 升 秒 小气道阻力为0 2 0 4cmH2O 升 秒 即使小气道阻力增加5倍 气道总阻力仍在正常范围 所以当其发生病变时临床上可无任何症状和体征 常规肺功能检查项目又不能敏感地发现 当出现临床症状和大气道阻力增加时 病变已有较大进展 因此 需用特别的检测方法 小气道功能属于区域性肺功能中的一种 检测方法 最大呼气流量 容量曲线 V V曲线 优缺点 是目前检测小气道最简便 最常用的方法几乎取代其他检测方法 闭合气量 CV 和闭合容量 CC 平静呼气过程中肺部小气道开始闭合时所测得的肺容量 优缺点 原理不清 稳定性差 不常做 频率依赖性肺顺应性 FDC 小气道功能轻度改变时 低呼吸频率时肺动态顺应性正常 但高频率时下降 表现为频率依赖性 优缺点 此方法检测小气到功能精确度高 但操作复杂 临床很少用 等流速容量 He O2流量容积曲线 用He O2混合气吸入取代空气 测定的最大流速容积曲线 优缺点 价格昂贵 临床开展甚少 小气道病变与COPD 吸烟等刺激因素引起小气道功能的早期改变曾经作为COPD的早期病变 因为病变发展到一定程度 将出现明显的不完全可逆变化 导致COPD 但若患者脱离上述刺激因素 则小气道病变可完全恢复正常 若刺激因素不强 病变也可长期稳定不变 临床上也确实如此 仅一小部分小气道病变发展为COPD 两者无必然联系 鉴于此 小气道功能改变在新版COPD定一种被删除 但毕竟COPD主要从小气道功能异常开始逐渐加重的 应该受到重视 临床上也确实存在一部分阻塞性通气功能异常或轻度障碍的患者介于小气道功能异常和COPD之间 这可能是从小气道病变发展到COPD的必然阶段 在该部分患者中 表示小气道功能的指标V50和V25的下降也远较Vmax和V75下降显著 近年来COPD的概念 尤其是早期阶段的定义变化较大 说明其病变缺乏特异性 对其认识也存在一定的欠缺 但小气道病变的核心地位一直受到重视 小气道病变与哮喘 哮喘是气道慢性炎症性疾病 通常出现广泛 可逆的气流受限 可累及气道的各部位 大多数情况下以周边气道 包括小气道和2 4mm的气道 为主 有时大中气道为主 如咳嗽变异性哮喘 其中前者的V50和V25的下降尽管也较Vmax和V75显著 但与COPD相比 差别较小 理论上 哮喘 有重塑者除外 自然缓解或经过治疗缓解后 各部分功能 包括小气道功能指标皆应正常 因此小气道病变不一定是哮喘的早期或特征性改变 这与COPD有明显的不同 当然在部分无症状或常规肺功能基本正常的患者中 小气道功能异常可能是唯一改变 此时仅有V50和V25的下降 小气道功能与气到高反应性 AHR 一般来说 气到高反应性患者激发试验前常规肺功能虽然在正常范围 但小气道功能较气道反应性正常患者降低 激发试验后小气道功能进一步下降 由于多数哮喘患者以小气到病变更显著 故AHR与小气到指标的相关性可能较其FEV1 0与的相关性更好 轻度支气管哮喘患者小气道功能影响气道反应性的高低 小气道功能下降导致气道敏感性和反应新增加 十二 肺功能测定的临床应用范围 1 对呼吸生理功能状况作出质与量的评估2 明确肺功能障碍的程度与类型3 呼吸困难原因的鉴别4 疾病的诊断 病情评估 预后5 外科手术适应征的选择6 评定药物和其它治疗方法的疗效7 机械通气参数调整及监护8 职业病的肺功能评估 十三 哪些病人要做肺功能检查 有呼吸困难症状的患者肺间质性疾病 IPF 结节病等慢性呼吸系统疾病史有影响肺功能的危险因素接触史有某些呼吸系统疾病家族史 COPD指导治疗和随访疗效 COPD 哮喘 IPF等预测外科手术的风险和术后残存肺功能职业病分期和劳动力鉴定 87 肺通气功