呼吸功能测定新版

呼吸功能测定,北京大学第一医院呼吸内科阙呈立,呼吸功能测定的指征,测定有无肺部疾病; 定性阻塞和限制性疾患，包括程度；定量已知疾病对肺功能的影响；评价和预测对治疗的反应；评价手术的风险 ;劳动力鉴定;,肺功能测定的特点,需要病人主动参与及努力配合。测试的质量依赖于操作者对病人的指导。原则是重复性:一般需要重复3次，2次之间相差小于5%。 正常值通常是根据实测值与预计值之比确定的 .一般以占预计值的80-120%判定为正常 .预计值与种族、性别、年龄和身高有关。,呼吸功能测定的主要内容,1通气功能：肺的容量： 肺内各个腔室大小；流速：气道中的最大流速2弥散功能：氧气从肺泡到毛细血管的转运；3其它：最大吸呼气压力，阻力，顺应性等;,肺容量,四种容积潮气量（Tidal Volume, VT）：平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。补吸气量（Inspiratory Reserve Volume, IRV）：平静吸气末，用力吸气时所能继续吸入的最大气量。补呼气量（Expiratory Reserve Volume, ERV）：平静呼气末，用力呼气时所能继续呼出的最大气量残气量（Residual Volume, RV）：补呼气后残留在肺内的气量。,肺容量,四种容量：深吸气量（Inspiratory capacity, IC）：VT+IRV；肺活量（Vital Capacity, VC）：IC+ERV或IRV+ VT+ERV；包括慢肺活量（SVC）和用力肺活量（FVC）。功能残气量（Functional Residual Capacity, FRC）：ERV+RV；肺总量（Total Lung Capacity, TLC）：VC+RV, IC+FRC。,容量测定的必要性,VC的下降：TLC下降；RV的增加；肺容量测定证实，并除外混合障碍；流速测定；IC下降：FRC上升；,肺容量,四种容积（Volume）不可分解。包括潮气量、补吸气量和补呼气量和残气量四种容量（Capacity）由两个或以上的容积组成。包括肺活量、深吸气量、功能残气量和肺总量。,肺容积的测定原理和方法,除残气量以外，其他的基础肺容积均可用肺量计直接测出。残气量的测定方法气体稀释法体积描记法（简称体描法）,单次呼吸法,特点:直接测定TLC。优点:操作简单，适于正常人和限制性通气功能障碍的患者。缺点：气体平衡时间短，阻塞性肺部疾病的患者，因为气体分布严重不均及气体滞留等因素的影响，所测定的残气量可低于实际值。,体描法,P1V1=P2V2PBV=（PB-PB）（V+V）V=（PB-PB）V/PB由于气道阻断后呼吸幅度小，与PB相比PB可以忽略不计，因此：V=PBV/PB,体描法,阀门开放: 阻力=P/Flow;阀门关闭: Pbox/Pmouth;VTG=(PB/VTG)(PboxCAL/PmouthCAL) KPB = 大气压-47 cmH2OVTG =Slope=P/V;K = 个体容量校正因子;,体描法,特点：直接测定ITGV（ VTG , FRC）Gas Trapping = VTG - FRCSB优点：同时测定气道阻力；短时间可重复；缺点：严重阻塞时高估容量。,肺容量改变的临床意义,TLC主要决定于肺的弹性，除非明显肌无力，肌力的差别对整个胸廓的扩张仅有很小的作用。RV由两个因素决定：对年轻人，呼气肌是决定因素。随年龄的增长和组织弹性回缩力的下降，小气道陷闭使气体滞留引起的肺容积增加成为RV的决定因素。,肺容量改变的临床意义,肺炎、肺部巨大占位性病变、胸腔积液均可使VC、RV、FRC、TLC下降。 肺叶切除术可以引起静态肺容量的减少，TLC、FRC、RV下降。 胸廓弹性增加（变硬）或肺的顺应性下降均可使VC、TLC下降，但RV可以下降或正常（如肥胖的病人）。,肺容量改变的临床意义,限制性疾病引起肺容量几乎同等程度的下降，RV/TLC正常。阻塞性病变中RV可能，当其以VC为代价时，TLC保持不变，称作气体滞留（Air Trapping）当VC下降不明显，从而TLC增加时，称过度充气（Hyperinflation）,每分通气量和最大通气量,每分通气量（VE）：每分钟呼出或吸入的气量。VE=潮气量呼吸频率（VTf）。最大通气量（MVV）：尽快最深呼吸12秒，乘以5可得出每分钟最大通气量。 常用于术前评价，为非特异性指标，是呼吸系统通气功能的总测试。受呼吸调控、呼吸肌力、胸肺顺应性、气道阻力及病人配合等多种因素的影响。,最大通气量（Maximal Voluntary Ventilation, MVV）,常用于术前评价，非特异性指标，是呼吸系统通气功能的总测试。受呼吸调控、呼吸肌力、胸肺顺应性、气道阻力及病人配合等多种因素的影响。通常在阻塞型通气障碍时下降，而在轻中度限制型通气障碍时由于病人常可通过浅快呼吸代偿减少的肺容量，因此下降不明显。目前MVV是与病人呼吸困难主诉相关性最好的一个指标。,用力呼气流速容量曲线,流速-容量曲线,（1）用力肺活量（FVC）（2）第一秒用力呼气容量（FEV1.0）：重复性最好。用于支气管舒张、激发试验及阻塞分级。（3）第一秒用力呼气容量占用力肺活量的百分比（FEV1.0%），FEV1.0/FVC%：诊断气道阻塞的指标。为增加敏感性，可以采用FEV1.0/VCmax代替。,流速-容量曲线（续）,（4）用力呼气峰流速（PEF）：与努力程度密切相关（5）最大呼气中期流速（MMEF）：用力最大呼气过程中自呼出25%至75%的FVC过程中的平均流速。,临床应用,阻塞型通气功能障碍：FEV1.0/FVC% 70%见于慢性支气管炎，哮喘，肺气肿。,COPD的肺功能指标,正常人FEV1通常每年下降25-30 mL；严重的COPD患者每年FEV1下降可达100 mL；目前发现IC对于COPD患者至少与FEV1同样重要；与FEV1相比，IC作为高充气的指标与呼吸困难和运动performance的关系更密切；,运动时的容量改变,正常人运动时通过增加吸气末容量（EILV）和降低呼气末容量（EELV）而增加潮气量（VT）；COPD患者运动中EELV增加 IC降低，EILV趋向TLC functional肺容量（EELV到EILV）移向呼吸系统的P-V曲线的平坦部分 显著增加呼吸功的弹性成分；,The static sigmoidal pressurevolume relationship of the respiratory system is shown in healthy subjects (A) and in patients with COPD (B).,静息和运动时的P-V曲线,运动中肺容量的动态改变正常肺在分钟通气量增加的情况下EELV保持相对稳定,由于IC保持稳定使得VT得以增加; 而COPD患者运动时动态高充气使EELV进一步增加, IC下降, 因此VT每分通气量无法增加;,肺容量测定深吸气量(IC)与功能残气量(FRC)变化相反. 因此可以通过测定IC的变化来估测FRC的变化.,肺气肿由于弹性回缩力静态高充气,临床应用,限制型通气功能障碍：主要特征为VC和TLC下降（ 80%预计值）、FEV1.0/FVC%正常或增加 见于肺纤维化，脊柱畸形，肥胖，充血性心衰，大量胸水。,临床应用,混合型：FEV1.0/FVC%下降并VC和TLC下降。 原则：以FEV1/FVC的比决定是否存在阻塞，用FEV1占预计值的百分比给阻塞分级。,病例1,27岁，男性，65 in， 147 kg；近几个月劳力性呼吸困难加重，无咳嗽咳痰；吸烟史10年，1包/天；无特殊接触史，否认过敏史；,FVC：62% pFEV1：64% p；FEV1%：85%MVV：130%；VC：62% p；IC：67% p；FRC：57% p；TLC：57% p；RV/TLC：25%,阻塞和限制性肺疾病 容量的变化,阻塞型容量限制型气体滞留过度充气TLCN VC NFRC RV RV/TLC N ,上气道阻塞,取决于阻塞是固定/可变，及胸内/胸外；固定狭窄：横截面积在吸气或呼气过程中不随跨膜压力差变化；用力呼气的前25%(反映大气道,PEF)依赖于用力程度, 剩下的75%由肺的力学特性决定, 与用力无关;用力吸气的流速由全程吸气动作决定;,上气道阻塞的生理学分类,PplPtr,PtrPtr,PtrPatm,呼气, 上气道阻塞,outside, inside,支气管舒张试验,当FEV1.0/FVC%下降显示有气道阻塞时，为了评价气道阻塞的可逆性，在吸入沙丁胺醇（喘乐宁）200g后1520分钟，重复测定FEV1.0。计算通气改善率：（用药后FEV1.0 用药前FEV1.0）/用药前FEV1.0 100%,病例2,女性，44岁，157cm，52kg；喘息，呼吸困难4年，不能平卧；查体：喘息貌，轻度三凹征，双肺可闻及哮鸣音；,舒张及激发试验的准备,停药：中效拟交感药：8小时； 抗副交感药：8小时； 长效拟交感药和茶碱：12小时；激素及抗过敏药不必停。,支气管舒张试验 （续）,阳性FEV1.0改善率大于15%FEV1.0改善的绝对值大于200ml,峰流速（PEF）变异率,(PEFMax-PEFMin)/PEFmean即(日内最高PEF日内最低PEF )/1/2（日内最高PEF+日内最低PEF）PEF变异率大于20%对哮喘有诊断意义 .,支气管激发试验,适应症:哮喘患者处于缓解期不典型哮喘（如咳嗽变异型哮喘）方法:从小剂量到大剂量依次雾化吸入Mch或组胺 ;至FEV1.0较基础值下降20%时终止 ;根据吸入的浓度或累积的吸入总量，判断有无气道高反应性的存在 ;,支气管激发试验的意义,除外哮喘的诊断。气道反应性增高对症状不典型的支气管哮喘可支持诊断;假阳性:病毒感染所致的支气管炎症、吸烟的COPD患者、过敏性鼻炎等;假阴性:正在积极抗过敏治疗、过敏原单一或过敏原季节已过;,弥散功能测定,弥散主要指气体分子通过肺泡毛细血管膜进行交换的过程 ;影响因素:两侧气体分子的分压差、气体分子的弥散能力、弥散面积、弥散膜厚度、肺泡毛细血管血流以及气体与血红蛋白结合力等 ;弥散功能以弥散量（Diffusing Capacity, DL）表示:指当肺泡毛细血管膜两侧气体分压差为1.0mmHg时，每分钟所能透过的气体量(ml)。,CO的弥散过程,1。分子弥散通过肺泡-毛细血管膜（membrane conductance)；肺泡-毛细血管膜表面积及厚度;CO在组织中的物理弥散性（溶解度.MW-2)；2。与血红蛋白Hb分子化学结合 (reactive conductance)；CO与Hb的反应速度;肺微循环中的Hb数量;,弥散功能,肺泡-毛细血管膜转运非Hb结合的气体(如N2O) 灌注限速(用来测定心输出量);CO由于与Hb的高亲和力, 只有弥散限速;O2与Hb结合, 但比CO弱200倍, 其肺泡-毛细血管转运中, 灌注和弥散均是限速过程, 转运的效率取决于弥散与灌注的比例;O2的弥散能力为DLco1.2;,弥散功能,混合气体: 0.3% CO, 14% He, 18% O2 (Eur); 0.3% CO, 9% He, 21% O2 (US);有效肺泡接触时间: Jones ,弥散测定中的细节,吸气不应超过2.5 - 4 s（5s Dlco 13%）;VI应至少是最大VC的90%;报告的结果是两个或更多的可以接受的测定的平均值;应洗脱0.75-1.0 L死腔(VC5%的仅占3.3%, 可以接受;测试气体与海拔高度:弥散能力随吸入海拔的上升,PO2的下降而增加,约0.31%/mmHgPO2;,弥散测定的变异生理因素:,Hb;COHb可结合的Hb的位点, 同时肺泡毛细血管中的CO的back压力: DLco 1%/ 1% COHb;日夜节律:正常人 自6am6pm DLco 0.22%/hr (日间Hb浓度的微小变化);肺泡容量: Dlco/VA与VA呈负相关;支气管扩张剂: DLco, 但作用较小;,弥散功能降低,低DLco的一个常见形式是低VA和一个代偿性的高KCO;引起VA降低的情况:肺单位不连续丧失(剩余的肺正常);肺单位的弥漫丧失(剩余肺异常);肺泡不完全扩张(呼吸肌或胸壁的问题, 肺单位正常);气流阻塞(屏气期间混合不完全);,低VA时的DLco和KCO,肺泡不完全扩张:由于对于每个肺泡弥散的表面积/容量比增加(KCO增加)当VA下降10%, DLco仅下降3%;肺泡单位的不连续丧失:血流从丧失功能的肺泡转移到剩余(正常)的肺泡中(如50%), 增加后者的血流2倍原KCO(50%)增加20%预计值的60%;,低KCO,最常见的原因:肺气肿, 肺血管病变, 弥漫性肺纤维化;主要是因为微血管的破坏局部血运不良;因此, 低KCO的肺单位可能出现高VA/Q (如肺气肿或纤维化中的许多肺单位);,KCO,如肺泡不充分扩张,VA为70%预计值时: KCO 128%预计值;VA损失50%,随之正常肺泡血流加倍时: KCO 125%预计值;KCO140%更可能是与肺泡的不完全扩张而非容量丧失引起;中度增高的KCO(110-130%)见于肺单位的不连续丧失;,间断高KCO肺泡出血,肺泡出血: 从免疫损伤的肺毛细血管中漏出的血液如果薄薄地涂抹在腺泡,即能够与吸入的CO接触KCO增加; 一旦出血停止, M吞噬RBC和Hb使之无法与CO接触.出血停止后KCO回到基线的t1/2为24hr;由于局部的支气管出血可阻断或充填腺泡单位 防止血液与吸入的CO接触局部的支气管出血通常不会升高KCO;,肺切除与弥散功能,肺大泡切除或肺减容术后, 从前压缩的肺单位重新扩张, FEV1, VC及VA增加DLco与VC平行增加(10-15%); KCO通常保持不变(重新扩张与未被压缩的肺的一致性); 肺切除(pneumonectomy)后, DLco下降20%(-5 -42%), KCO上升14%(-1% +33%);,预测术后改变,ppDLco = -0.4x 8.6;ppKCO = -0.41x + 2.1;X: 术前到达切除的肺的血流的百分比(根据同位素肺灌注);在肺切除前,如果双肺接受同等的血流, 即x=50%, ppDLco 为-29, ppKCO将为+23;,弥散功能,DLCO增加的原因：（1）肺泡内出血： 由于CO和肺泡内的血红蛋白结合，CO终浓度下降，使测定值升高。（2）肺脏毛细血管血流量增加：红细胞增多、左向右分流、早期充血性心衰。,弥散功能,DLCO下降的原因：（1）弥散面