肺功能讲课杨汀

北京朝阳医院呼吸与危重症医学科 杨 汀,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FVC1967年DOLLFUSS提出小气道疾病概念1979年ATS制定肺功能操作规范，1987年修订,早期的肺量计,用记纹鼓记录肺容量,肺功能仪,体容积描计议（体描箱）：测定肺容量最精确的方法，也可测量气道阻力。脉冲振荡肺功能（IOS）:能精确测定各种呼吸阻力在呼吸系统的分布。,临床应用,发现呼吸系统疾病或胸外疾患肺功能损害的性质和程度呼吸系统疾病或胸外疾患伴肺功能损害治疗的疗效评估呼吸困难的鉴别诊断手术前安全性评价以及术后肺功能的预测重症抢救监测劳动力鉴定,近3个月患心肌梗死、休克者,近4周严重心功能不全、不稳定心绞痛者,近4周大咯血者,癫痫发作需要用药物治疗者,未控制的高血压患者（S200mmHg，D100mmHg）,主动脉瘤患者,严重甲状腺功能亢进者,绝对禁忌症,肺功能检查的绝对禁忌症,心率120次/分者,气胸、肺大泡且不准备手术者,孕 妇,鼓膜穿孔患者（需先堵塞患侧耳道后测定）,近期呼吸道感染（ = 80%正常 60-79%轻度降低 40-59%中度降低 预计值120%为增高（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10L提示通气过度，3L提示通气不足。 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。,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（Minute alveolar ventilatiaon, 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=（VTVD）*RR,肺泡通气量的大小因人而异，一般为3-5.5 升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),最大通气量（MVV）,最大通气量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。MVV降低的原因：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。 最大通气量损害分级标准： MVV%Pred 60-79% 轻度降低 40-59% 中度降低 40% 重度降低,通气储量百分比,通气储量百分比(Ventilation reserve%, 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。,时间肺活量,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。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）。,用力肺活量,用力肺活量(FVC)：深吸气后，以最大的力量最快的速度所能呼出的气体量。正常人FVC=VC 一秒钟用力呼气容积(FEV1.0)：是指最大吸气到TLC位后，开始呼气第一秒钟内的呼出气体量。一秒率(FEV1.0/FVC%)：一秒钟用力呼气容积占用力肺活量的比值。临床常用一秒率来考核通气功能损害的程度和鉴别阻塞性与限制性通气功能障碍。,时间容量曲线,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。,一秒率（FEV1/FVC%）,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FEV1100%改善率12%且FEV1增加200ml为支气管舒张试验阳性,气道高反应性(BHR)与哮喘,密切相关-BHR为哮喘基本特征3067学生普查，59例哮喘患者全部有BHRBHR越重，哮喘发病率越高哮喘缓解，BHR减低或消失无症状BHR会发展为哮喘,气道反应性与气道激发试验,气道反应性定义：特异性或非特异性刺激物作用于气道引起的气道平滑肌痉挛收缩，表现为气道阻力的增加和气体流速受限。,气道激发试验定义：系用某种刺激，使支气管平滑肌收缩，再用肺功能指标，判定支气管狭窄的程度，从而测定其反应性。,曲线A为正常曲线；曲线B左移，提示较小剂量的刺激即可引起气道管径的改变，敏感性（sensitivity）增加；曲线C幅度增大，提示与刺激域与正常曲线相同，但增加剂量情况下其气道反应的强度，即反应性（reactivity）增大；曲线D则为气道敏感性和反应性均增高。,图 1. 几种不同情形的剂量-反应曲线,支气管激发试验,支气管激发试验包括吸入性的支气管激发试验和运动激发试验（冷空气激发试验）临床上常用的吸入激发剂分为两大部分：非特异性激发物：如组织胺、乙酰甲胆碱、心得安、乙酰胆碱、腺苷、白三烯 、高渗盐水、低渗盐水或蒸馏水、冷空气等；特异性抗原激发物：如尘螨、霉菌、花粉或职业性致敏剂等组织胺、乙酰甲胆碱是最传统的两种激发物，这两种物质需用稀释液稀释后才能用于吸入,诱发剂溶液配制及储备,稀释液：生理盐水原液配制（最高浓度）：如 5%组胺、5%乙酰胆硷、1:20 抗原按需稀释，常为加倍稀释储备（原液）： 5%组胺：低温（4）, 避光，可保存一周5%乙酰胆硷：低温（4 ），可保存二周抗原1:20：低温（4 ），可保存一年稀释液：低温（4）， 可保存一周,支气管激发试验的测定方法,潮气吸入法 1.采用Wright或DevilbissNo646雾化器2.组织胺(His)或乙酰甲胆碱(MCH)浓度0.03-16mg/ml,倍倍递增。3.测定步骤: (1)受试者休息15分钟,先测定FEV1基础值,测两次,取其高值。 (2)雾化吸入生理盐水2分钟,测定FEV1,与基础值相比降低不到10%,继续下一步试验;降低10%以上者,休息5分钟再吸入生理盐水重复测定FEV1。 (3)从最低浓度开始,顺次吸入更高浓度的组织胺或乙酰甲胆碱,采用潮气法呼吸,每一浓度呼吸2分钟,之后再测定FEV1,直至FEV1较基础值降低量20%时终止试验,然后吸入适量支气管扩张剂。,Y,肺量计测定,10min,乙酰甲胆碱激发试验流程,N,药物激发试验结果表示方法,连续潮气吸入诱发剂，以强力振动技术连续测定呼吸阻力，属于阻力激发方法不受深吸气动作的干扰, 快速、安全测定剂量-反应曲线, 同时测定气道敏感性和气道反应性较通气激发方法敏感性高，但有时会有假阳性,漳岛任的Astograph法,Astograph法测定呼吸阻抗判断气道高反应性,Dmin:反应阈值0-3 强阳性 考虑哮喘3-6 阳性 哮喘可能6-10 阳性 气道高反应性10-15 弱阳性气道高反应？,气道高反应性诊断支气管哮喘是敏感的，但缺乏特异性,影响气道激发试验结果的因素,影响支气管反应性的药物及其他因素,受体兴奋剂（舒喘灵） 12hrs甲基黄嘌呤类（茶碱） 普通型 12hrs 缓释型 48hrs抗胆硷能药（阿托品） 12hrs色甘酸钠 24hrs抗组胺类药 48hrs糖皮质激素 12hrs激烈运动，冷空气吸入 2hrs吸烟，咖啡，可乐饮料 6hrs,与支气管高反应有关的疾病,支气管哮喘 慢性阻塞性肺疾病 囊性纤维化 支气管炎 上呼吸道感染 充血性心力衰竭结节病,药物激发试验的安全性,咳嗽、轻度胸闷、呼吸困难或喘鸣组织胺可引起面色潮红 乙酰甲胆碱激发实验在常规剂量下偶见有迟发反应 实验室的工作人员也应注意安全,激发试验绝对和相对禁忌征,绝对禁忌征严重气流受限（FEV1预计值的50%或1.0L)近3个月内有心脏病发作或休克未控制的高血压，收缩压200或舒张压100已知的主动脉瘤,相对禁忌征中度气流受限（FEV1预计值的60%或1.5L)妊娠、哺乳期；不能配合目前应用胆碱酶抑制药物（重症肌无力）6周内有上或下呼吸道感染1周内接触过特异抗原1周内曾暴露于严重的大气污染无法停用影响气道反应性药物,峰流速（PEF）,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） 1/2（同日内最高PEF最低PEF）100%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。,通气功能障碍评价,通气功能障碍分为三种类型： 阻塞性 限制性 混合性,A. 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：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。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。,B. 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：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。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。,C. 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：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。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,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。,Gas Exchange,PO2104 mm HgPCO240 mm Hg,PO2104 mm HgPCO240 mm Hg,PO240 mm HgPCO245 mm Hg,任何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。有效弥散面积减少：肺切除、肺不张、气道阻塞、肺栓塞等。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。,临床意义,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0.2-0.4 cmH2O/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。,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,流量-容积曲线（F-V曲线）,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V75、V50、V25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