儿童肺功能测定

1、首都儿科研究所哮喘防治与教育中心 刘传合写在课前的话本课件主要讲述了儿童肺功能测定的原理和相应技术。学员通过本课件的学习，要掌握儿童肺功能测定的内容和相应的技术方法；熟悉流速-容积曲线的原理及各种参数的意义；掌握支气管舒张试验和激发试验的原理、适应证和操作方法；熟悉肺功能测定在临床中的应用和儿童肺功能测定方法。一肺功能检测原理与技术（一）肺功能 肺功能就是呼吸功能 (respiratory function) ，指机体与外环境之间的气体交换。完整的呼吸过程包括气体交换和正常的肺通气。 气体交换包括外呼吸和内呼吸。外呼吸发生在肺部，是指外界空气与血液之间的交换，分为肺通气和肺换气。肺通气是指外界

2、空气与肺泡之间的交换；肺换气是指肺泡与肺血液循环之间的交换。完成这两个过程后，气体经过血液的运输到达肺组织。内呼吸是指血液与组织细胞之间的交换。 正常肺通气包括呼吸道的通畅、正常的呼吸动力及呼吸中枢的调节。 （二）肺功能测定的内容 肺容积的测定、通气功能的测定、换气功能测定（弥散功能、通气 / 血流比例、血气分析）、呼吸力学（气道阻力、肺顺应性）。 支气管激发试验 AHR ；支气管舒张试验 Reversibility 。 （三）肺功能测定的技术方法 1. 峰流速仪：最大呼气峰流速（ PEFR ）； 2. 最大呼气流速：容积曲线（ MEFV ）； 3. 体描仪（ body plethysmogr

3、aph ）； 4. 脉冲震荡肺功能（ IOS ）； 5. 阻断法：测定气道阻力； 6. 氮稀释 / 氦稀释法：测定 FRC ； 7. 潮气呼吸肺功能（ TFV ）； 8. 快速挤压法（ RTC ）。 （四）肺功能检查技术与内容 1. 肺容积测定 流速 - 容积曲线（ MEFV ）；体描仪；氮稀释 / 氦稀释法。 2. 通气功能测定 峰流速仪（ PEFR ）；流速 - 容积曲线（ MEFV ）；体描仪。 3. 呼吸力学测定：气道阻力 / 顺应性 单 / 双阻断法；体描仪；脉冲震荡（ IOS ）。 （五）不同年龄儿童有不同测定方法 1. 学龄儿童（ >6 岁） 最大呼气流速 - 容积曲线（

4、MEFV ）；脉冲震荡肺功能（ IOS ）；最大呼气峰流速（ PEFR ）；体描仪。 2. 学龄前儿童（ 3 6 岁） 最大呼气流速 - 容积曲线（ MEFV ）；脉冲震荡肺功能（ IOS ）。 3. 婴幼儿 潮气呼吸肺功能（ TFV ）；阻断法：呼吸阻力；婴幼儿体描仪；快速挤压法（ RTC ）。 二流速 - 容积曲线 常用于肺容积及通气功能测定。 （一）基本概念 1. 肺容积的划分及其组成 基础容积（ volume ） VT ：潮气量； IRV ：补吸气量； ERV ：补呼气量； RV ：残气量（解剖）。 复合容积（ capacity ，容量） IC ：深吸气量（潮气量 + 补吸气量）； V

5、C ：肺活量（潮气量 + 补吸气量 + 补呼气量）； FR ：功能残气量（残气量 + 补呼气量）； TLC ：肺总量（肺活量 + 残气量）。 2. 肺活量（ VC ）与用力肺活量（ FVC ） 肺活量指最大吸气至肺总量后，再用力呼气到残气位的呼出气量。 用力肺活量指最大吸气至肺总量后，以最大努力、最快速度呼气达残气位的呼出气量，也称时间肺活量。   上图是 是用力呼气时的模式图。在潮气呼气结束时，用力呼气，者叫做补呼气量，补呼气量之后用力吸气达到最大肺活量，然后用力呼气达到所呼出的气量，叫做肺活量，用力呼气之后还有一部分气体残留在肺内叫残气量，残气量加上肺活量就是肺总量。 3. 流速

6、 - 容积曲线参数 上图是流速 - 容积曲线，是受试者在最大用力呼气过程中，将其呼出的气体容积与其相应的呼气流速描记成的曲线图形。 流速 - 容积曲线参数： FVC ：用力肺活量； PEF ：呼气峰流速； FEV 1.0 ： 1 秒呼出容积 (1 秒量 ) ； FEV 1.0 % ： 1 秒呼出容积占用力肺活量之比，（ FEV 1.0 /FVC% ， 1 秒率 ) ，大部分正常人 1 秒内能呼出 FVC 的 70% - 80% ，故 FEV 1.0 /FVC% 应 75% ； FEF 75 ： 75%VC 位的呼气流速； FEF 50 ： 50%VC 位的呼气流速； FEF 25 ： 25%V

7、C 位的呼气流速； FEF 25-75 ：最大呼气中段流速（ MMEF ）。 以上参数通常以占正常预计值的百分比表示。 （二）小气道功能障碍 1. 下呼吸道 中心气道：气管的胸内部分和主支气管的肺外部分； 大气道：吸气状态下，肺内支气管内经 >2 mm 者； 小气道：吸气状态下，肺内支气管内经 <2 mm 者。 2. 气管分级与小气道 下气道级别直径 (mm)横断面 (cm 2 )传导区气管0255主 支气管111-193.2叶 支气管2-32.7段 支气管43.2小 支气管5-113-1.07.9细 支气管与终末 支气管12- 160.65116移行区呼吸性 支气管17-190.

8、451000呼吸区肺泡管20-220.401.7m 2肺泡囊和肺泡230.3080m 23. 小气道功能测定 小气道功能测定通过流速容积曲线完成。常用 FEF 75 、 FEF 50 、 FEF 25 及 MMEF 。哮喘患儿缓解期小气道功能障碍可能和患儿患病时间、哮喘发展的严重程度有关系，其与气道反逆性的关系也在探讨中。 （三）最大呼气峰流速（ PEFR ） 1. 峰流速仪的使用 峰流速较平稳时说明患者情况稳定，峰流速下降提示哮喘可能要发作或处于在发作状态。 PEFR在临床上的用途有哪些？2.PEFR 临床意义 用途：确定气流是否受限以及受限的程度。 缺陷：参数单一，准确性差，只反映总体情况

9、，不反映细节。 诊断哮喘 哮喘时 PEFR 显著降低。 哮喘发作时，给予支气管舒张剂 PEF ， PEFR 可显著改善，达20%，或改善总量达60升/分。 判断病情严重程度 PEFR 变异率： <20% ，间歇发作； 20% - 30% ，轻度持续； >30% ，中度持续、重度持续。 监测病程 评价患儿对药物治疗的反应；预测哮喘发作：通过哮喘日记与连续监测，预测其发作， PEFR 小于80%预计值就是部分控制。PEFR变异率如果为27%，表明情况为（）A. 间歇发作B. 轻度持续C. 中度持续D. 重度持续正确答案：B解析：PEFR变异率为20%-30%为轻度持续。三支气管舒张试验

10、（一）原理和目的 使用一定量的支气管扩张剂使缩窄的支气管扩张，测定患者用药前后肺功能，观察其改变；确定气道阻塞的可逆性和可逆程度，诊断和鉴别诊断哮喘；评价患者对支气管舒张剂的反应性，确定病情严重程度，并指导用药，如在急性重症患者可参照给药后肺功能恢复的程度。 （二）适应证与要求 适应证是初诊患者怀疑哮喘；复诊患者哮喘发作。 要求患者的肺功能异常情况下才进行支气管舒张实验。 患者肺功能异常是指 FEV 1.0 <80% 预计值，并且要遵循个体化原则，部分肺功能“正常”患者，怀疑哮喘发作可能性较大时，也可适当进行。 （三）操作方法 1. 测定基础肺功能； 2. 给药：吸入速效 2 受体激动剂

11、雾化溶液或气雾剂；皮下注射 0.1% 肾上腺素 0.01 ml/kg ，最大不超过 0.3 ml/ 次； 3. 给药后 15 20 分钟，重复测定肺功能。   典型的肺功能 （ FEV1.0 ）测定曲线（注：每一 FEV 1.0 曲线均取自三次测量中的最佳者） （四）阳性标准 1.FEV 1.0 改善率 12% - 15%(+FEV 1.0 200 mL) ； 2.MMEF 改善率 25% - 30% ； 3.PEFR 改善率 20%( 或改善达 60 L /min) ； 4. 喘息缓解、肺部哮鸣音明显减少，这是基于临床经验的判断标准，客观性不强。 有患者吸入支气管舒张剂之后呼吸音明

12、显增强，可能是支气管舒张试验阳性。 肺功能检查与临床表现的并不一致。 有患者吸入支气管舒张剂后 哮鸣音消失或明显减少，但肺功能并无显著改善，这是舒张试验阴性；也有肺功能显著改善，但罗音改善（消失）不明显，甚至增多（痰鸣音）。 有哪些情况会引起支气管舒张试验阴性？ （五）支气管舒张试验阴性 轻症患者由于肺功能接近正常，用药后改善不明显； 重症患者由于支气管严重痉挛药物不易吸入，影响支气管舒张剂效果； 有些重症哮喘或合并肺炎患者对 2 激动剂反应差，用药后支气管舒张不明显； 要检查一些患者，进行支气管舒张实验前，是否服用了某些药物如氨茶碱、 2 激动剂。 为充分了解患者气道阻塞是否真正不

13、可逆，对部分患者可口服或吸入激素， 1 - 2 周后重新测定肺功能，如 FEV 1.0 改善率 12% ，同样为舒张试验阳性。 以下哪个可认为是支气管舒张试验阳性（）A. FEV1.0改善率8%B. MMEF改善率19%C. PEFR改善率15%D. PEFR改善率25%正确答案：D解析：FEV1.0改善率12% - 15%，MMEF改善率25% - 30%，PEFR改善率20%可视为阳性。四支气管激发试验（一）气道高反应性（ AHR ） 又称支气管高反应性（ BHR ）。哮喘患者支气管反应性增高，表现为对乙酰甲胆碱剂量反应曲线左移（敏感性增高），变陡（反应性增加）。是哮喘的共同特征和临床诊断

14、依据，其 BHR 程度与哮喘严重度相关。抗炎药物如皮质激素治疗能够降低 AHR 。 确定气道高反应性可应用支气管激发试验。 （二）支气管激发试验分类 根据激发物是否为变应原，分为 特异性激发和非特异性激发。特异性激发是指激发物为变应原，非特异性激发的激发物是一种非变应原。 根据激发物质性质可分为药物激发和非药物激发。药物激发最常用乙酰甲胆碱和组胺。非药物激发包括运动、冷空气、高渗盐水、 EVH （正常二氧化碳过度通气）。 （三）气道反应性测定 : 药物激发试验 （四）适应证 1. 不典型哮喘的诊断和鉴别诊断 无明显诱因地出现咳嗽、喘息、胸闷、憋气等；慢性咳嗽 (>4 周 ) ，经抗感染及

15、对症治无明显好转；不典型症状有叹气、长出气、易疲乏；体格检查未见异常，如哮鸣音，呼吸音降低。 2. 已明确诊断哮喘患者的疗效评价和预后评估 此外，进行支气管激发试验要选择合适时机，要在哮喘非发作期，要求患者肺功能正常，即 FEV 1.0 >80% 正常预计值。 （五）阳性结果判断 1. 药物激发 PC20 - FEV1.0 < 8 mg/ml ； HisPD20 - FEV1.0 < 7.8 umol ； MchPD20 - FEV1.0 < 12.8 umol 。 2. 运动激发 运动后 FEV 1.0 或 PEFR 下降 15% ；正常人运动后 FEV 1.0 或

16、PEFR 下降 <10% 。 3. 体描仪 SGAW 下降 >35% 。 五临床应用 （一）肺功能的影响因素 身高、体重、年龄、种族；体位； 昼夜变：早晨 FEV 1.0 下降 0.2 L ， PEFR 晨低晚高； 妊娠： TLC 、 RV 、 FRC 、 VC ； 其它：环境因素、吸烟。 （二）临床应用 评价肺功能损害的性质、程度是通气障碍还是换气障碍； 确定气道阻塞的部位、性质、程度，可以协助诊断、指导治疗、监测病情、判断预后。 通气功能阻塞有哪几种情况？其临床表现如何？ （三）通气功能障碍 1. 阻塞性通气功能障碍 主要是 FEV 1.0 。 2. 限制性通气功能障

17、碍 FVC 、 TLC 降低； FEV 1.0 /FVC 正常或上升。 3. 小气道病变 FEV 1.0 、 FVC 、 FEV 1.0 /FVC 三者在正常范围； FEF 25-75 或 FEF 25 、 FEF 50 、 FEF 75 有二个降低。 阻塞型通气功能障碍 六年幼儿童肺功能测定 （一）学龄前儿童：脉冲振荡系统 (IOS) 1. 概述 传统测定方法以病人为信号源。脉冲振荡法是信号源外置，由振荡器产生外加压力。信号叠加在受试者的静息平静呼吸上，使呼吸系统的气体处于受迫振荡状态连续记录呼吸过程中气道的压力与气体流速改变，获得各种振荡频率下的呼吸阻抗值。 2. 测定的特点 对病人配合要

18、求低，平静自主呼吸即可；快速，只要 30 s 60 s ；综合分析多项呼吸力学参数；敏感性和重复性较好。 3.IOS 参数 Fres ：响应频率； Zrs ：呼吸总阻抗； R5 ：总气道阻力； R20 ：中心气道阻力； X5 ：周边弹性阻力； Rc ：中心阻力； Rp ：周边阻力。 4. 儿童正常值范围 Fres ：不同年龄差异很大，个体之间差异较大； Zrs ： <120% 预计值； R5 ： <120% 预计值； R20 ：在哮喘患者很少增加，有用 R5 - R20 表示外周阻力； X5 ： < 预计值 -0.2 kPa/L/s 或 <120% 预计值； Zrs 、 R5 、 X5 120 预计值，高度怀疑， 此时要结合临床或舒张实验进一步判断。 5.IOS 舒张试验阳性的确定 传统肺功能： FEV 1.0 改善率 >12%-15% ； MMEF 改善率 >30% 。 IOS 主要参数： Zrs 、 R5 下降 20% ； X5 下降 30% 作为阳性标准比较确切 ( 较高的灵敏性和特异性 ) 。 （二）婴幼儿肺功能测定 1. 潮气呼吸流速容积曲线（ TFV ） 测定时患儿口服 10%