呼吸系統(tǒng)功能監(jiān)測及參數(shù)意義

1、呼吸系統(tǒng)功能監(jiān)測及參數(shù)意義,亳州市人民醫(yī)院急診內(nèi)科 杜宣莉,一 . 概述,呼吸是給全身組織輸送氧氣并排出二氧化碳的過程，他包括三個基本環(huán)節(jié)：1、外呼吸。2、氣體在血液中的運輸。3、內(nèi)呼吸。,外呼吸,指外界空氣與血液之間的氣體交換過程，即通過呼吸運動與血液循環(huán)，肺泡內(nèi)的空氣與肺部毛細血管內(nèi)的靜脈血之間不斷地進行氣體交換，靜脈血吸入氧，排

2、出二氧化碳，變成含氧豐富的動脈血的過程,內(nèi)呼吸,組織內(nèi)毛細血管血液與組織細胞之間的氣體交換過程，亦稱組織呼吸。內(nèi)呼吸過程中，氧由毛細血管血液進入組織液，二氧化碳則由組織液進入毛細血管血液,,,,呼吸監(jiān)測的目的1、評價病人呼吸功能狀態(tài)2、診斷呼吸功能障礙的類型和承擔3、掌握高危病人呼吸功能的動態(tài)變化，以估計病情和調(diào)整治療方案4、對呼吸治療有效性做出合理評價,肺功能監(jiān)測1、通氣功能監(jiān)測2、換氣功能監(jiān)測,通氣功能監(jiān)測

3、靜態(tài)肺容量動態(tài)肺容量小氣道功能監(jiān)測死腔率動脈血二氧化碳分壓,靜態(tài)肺容量,1、潮氣量2、補吸氣量3、補呼吸量4、殘氣量5、深吸氣量6、功能殘氣量7、肺活量8、肺總量,潮氣量VT,平靜呼吸時，一次吸入或呼出的氣量。正常人為500ml左右。臨床通過潮氣量計測得，也是任何一臺床邊呼吸機所必備的監(jiān)測項目。當潮氣量小于5ml/kg時，即為接受人工通氣的指征。呼吸頻率是與潮氣量密切相關的另一監(jiān)測指標，對呼吸幅度、形式及速度的觀測

4、是十分必要的，當呼吸頻率小于5次/分鐘、大于35次/分鐘，成為人工通氣的指征,補吸氣量IRV,指平靜吸氣末用力吸氣所能吸人的最大氣量，較少用 。,補呼氣量ERV,平靜呼氣末用力呼氣所能呼出的最大氣量。在健康人群中，ERV的變動范圍較大，尤其與體位有關，如從站立位改為仰臥位時，ERV可下降600～900 ml 一般情況下，ERV占肺活量的1/3；在嚴重阻塞性疾病，ERV占肺活量的比例可顯著減?。辉诓糠窒拗菩约膊?，如肥胖、腹水等也明顯減小

5、。精神緊張 或配合不佳的患者呼氣基線常上移，該比例可增大?？傮w而言，ERV的臨床價值不大，較少用,殘氣量RV,指用力呼氣末肺內(nèi)殘存的氣量。殘氣容積的臨床意義與FRC相似，但在氣流阻塞性疾病，其變化幅度常更顯著。,深吸氣量IC,平靜呼氣末用力吸氣所能吸入的最大氣量。深吸氣量=潮氣容積+IRV，一般占肺活量的2/3，最大通氣量(maximal voluntary ventilation，MVV)主要由深吸氣量部分完成。 在大多數(shù)限制性通氣

6、功能障礙患者，其容量下降主要是深吸氣量的下降。在輕、中度阻塞性通氣功能障礙患者，深吸氣量的變化不明顯，可有ERV的下降；若出現(xiàn)嚴 重阻塞，則深吸氣量也將下降，并最終出現(xiàn)肺活量的下降。深吸氣量=肺總量一功能殘氣量，故可間接反映呼氣末肺容積的變化，且測定簡單、方便，近年來常用于 反映COPD患者的過度充氣，判斷病情的嚴重程度和評估治療效果，與FEV1、FEV1/FVC結合可較好地反映COPD患者的實際肺功能狀況。,功能殘氣量FRC,平靜呼吸

7、時，每次呼氣末肺內(nèi)殘留的氣量。適當FRC有重要意義。(1)適當?shù)腇RC是保持Pa02、PaCO2和pH穩(wěn)定的主要因素：FRC、殘氣容積過大或過小都將產(chǎn)生不良影響。倘若不存在FRC，肺泡氣PO2在呼氣末將會降低到靜脈血水平，而在吸氣時會接近于空氣中的PO2，結果PaO2隨每次呼吸而發(fā)生較大幅度的波動，發(fā)生間歇性分流和嚴重低氧血癥；PaCO2也會出現(xiàn)類似變化，容易發(fā)生呼吸性堿中毒，臨床上主要見于急行肺損傷(Au)/ARDS和嚴重肺水腫。相

8、反，如果FRC過大，則吸入的新鮮氣體被其過度稀釋，從而減少肺泡毛細血管膜兩側的氣體分壓差，也不利于氧和CO2的交換，發(fā)生低氧血癥和高碳酸血癥，臨床上主要見于COPD和支氣管哮喘；但若吸人高濃度氧氣使氮氣被稀釋，盡管通氣量可能不足，但氧的交換將順利進行，因此比較容易糾正低氧血癥。(2)FRC反映呼吸力學的變化：FRC的大小主要取決于肺的彈性回縮力和氣道阻力。FRC增大表示肺過度充氣，主要見于嚴重氣道阻塞(如支氣管哮喘)和氣道陷閉(如肺氣腫

9、)時。當然輕、中度氣流受限，通過代償性深慢呼吸，F(xiàn)RC保持不變。不適當機械通氣則主要通過人工氣道阻力和呼氣時間縮短導致FRC的增大和肺過度充氣的發(fā)生。FRC減小表示肺容積減少、肺彈性阻力增大，常見于肺炎、肺水腫、肺損傷和肺間質(zhì)纖維化。氣胸、胸腔積液、胸廓畸形、橫膈或膈下疾病也導致FRC的減小。,肺活量VC,盡力深吸氣后作深呼氣，所能呼出的 最大氣量。肺活量=深吸氣量+ERV（補呼氣量）=潮氣容積+IRV（補吸氣量）+ERV（補呼氣量）。

10、(1)肺活量的意義：肺活量表示肺臟最大擴張和最大收縮的幅度，其大小受呼吸肌力、胸肺 彈性及氣道阻力等因素的綜合影響。導致肺活量下降的疾病大體可分為5類：①肺外疾病，如胸廓、胸腔、縱隔、橫膈或膈下疾病，大量腹水或腹部腫塊，上腹部手術。②肺內(nèi)孤立性病變，如肺內(nèi)巨大腫塊或大泡及多發(fā)性肺囊腫。③肺實質(zhì)病變，如肺炎、肺損傷、肺水腫和肺問質(zhì)纖維化。④肺部分切除術，若切除范圍不大，通 過正常肺組織的代償，肺活量可無明顯變化；若切除范圍較大，正常肺組

11、織不能有效代償時，則出現(xiàn)肺活量的下降。⑤氣道阻塞或陷閉，各部位的氣道阻塞或氣流受 限都會導致阻塞性通氣功能障礙，一般對肺活量的影響不大，但若為嚴重阻塞，則肺組織回縮受限，即使緩慢呼氣，氣體也不能全部呼出，將出現(xiàn)肺活量的下降，并出現(xiàn)PEEPi。⑥呼吸肌無力，主要見于神經(jīng)．肌肉疾病或呼吸肌疲勞，若肌力恢復，肺活量可恢復正常。(2)肺活量的應用：肺活量作為單一指標具有較高的 診斷價值。肺活量可較準確地反映正常，人和限制性肺疾病患者的最大肺容量

12、，是判斷限制性通氣障礙程度的主要指標，這與阻塞性通氣用FEV1/FVC表示阻塞、MVV或FEV1表示阻塞程度明顯不同。在正?；蛳拗菩酝夤δ苷系K患者，肺活量圖形的線跡陡直；在阻塞性通氣功能障礙患者，肺活量圖形的線跡彎曲，阻塞越嚴重，線跡越彎曲，甚至接近反拋物線。肺活量對判斷治療效果也有較大價值。在限制性肺疾病患者，肺活量下降，說明病情加重；反之則說明治療有效，病情改善。在COPD急性發(fā)作期的患者，肺活量下降說明存在呼吸肌疲勞，容易發(fā)

13、生呼吸衰竭或呼吸衰竭加重，治療后肺活量增大則說明呼吸肌疲勞改善,肺總量TLC,指深吸氣末肺內(nèi)儲存的氣體總量。肺總量增大反映肺組織彈性減退，主要見于COPD；肺總量正常說明肺組織的彈性正常，見于正常肺和單純氣道病變；肺總量下降則反映肺容積減少和胸廓-肺組織的彈性阻力增大，見于各種肺實質(zhì)、胸腔、縱隔、橫膈和膈下疾病。理論上，肺總量是反映限制性通氣功能障礙的最佳指標，但事實上并不盡然。由于影響肺總量結果的因素較多，重復性相對較差，故常與肺活量

14、共同反映肺功能障礙的情況。兩者同時下降，說明存在限制性通氣功能障礙。,FRC/TLC：FRC與肺總量的比值是反映呼吸力學變化和阻塞性通氣功能障礙的常用指標。(1)RV/TLC和FRC/TLC升高可反映氣流阻塞及其程度：一般認為RV/TLC排除了個體因素的影響，可較準確反映阻塞的程度，但實際上也不盡然，比如在部分限制性疾病，若殘氣容積的下降比肺總量更顯著(如肥胖、腹水)也可出現(xiàn)RV/TLC升高，因此用RV/TLC判斷氣流阻塞的程度時需同時

15、結合殘氣容積、FRC和肺總量的變化。若出現(xiàn)殘氣容積、FRC和RV/TLC的同步升高，RV/TLC可反映氣流阻塞和肺氣腫的程度。在不同的氣流阻塞性疾病，肺總量與FRC、殘氣容積的變化可有較大的差異。在單純氣道阻塞性疾病(如支氣管哮喘)，殘氣容積和FRC可顯著升高，但肺總量不變或變化不大，RV/TLC顯著升高；但在氣道陷閉性疾病(如COPD)，肺彈力纖維破壞，不僅殘氣容積和FRC顯著升高，肺總量也有所增大，故RV/TLC也升高，但幅度小于前

16、者。(2)FRC/TLC反映呼吸力學的變化：盡管FRC/TLC也隨年齡增大而增大，但較RV/TLC的變化幅度小得多，可較客觀地反映呼吸力學變化。正常情況下FRC/TLC為40％，是肺彈性回縮力與胸廓彈性擴張力的平衡位置，胸廓的彈力是吸氣的動力，在此位置呼吸或機械通氣可保障最佳的力學關系、較低的跨肺壓和切變力、最低的肺循環(huán)阻力以及最小的呼吸做功，并能同時維持正常的動脈血氣水平，是自主呼吸或機械通氣追求的最佳位置；FRC/TLC達67％時，

17、則胸廓處于彈性零位，若肺容積繼續(xù)增大，肺和胸廓皆是吸氣的阻力，容易誘發(fā)呼吸肌疲勞和呼吸衰竭；若達85％～90％，將處于極其嚴重的過度充氣狀態(tài)，自主吸氣或機械通氣皆非常困難，常見于危重支氣管哮喘，致死率較高,,,更多參數(shù),每分鐘通氣量：由潮氣量與呼吸頻率的乘積獲得，正常成人男性為6.6l，女性為5l，當其值大于10l時示通氣過度，小于3l時為通氣不足。 每分鐘肺泡通氣量：為有效通氣量，等于潮氣量減去無效腔量后再乘呼吸頻率。肺泡通氣量不足

18、可致缺氧及二氧化碳潴留、呼吸性酸中毒，通氣量大多致呼吸性堿中毒。解剖或生理死腔的增大，皆可致肺泡通氣減低。,,時間肺活量：深吸氣后作一次快速呼氣，計算最初3秒內(nèi)的呼氣量，求出每秒出量占肺活量的百分比。正常值：第一秒占肺活量的83%，第二秒占94%，第三秒占97%.時間肺活量減低表示有阻塞性通氣。提前完成（如2秒內(nèi)呼完），表示有限制性通氣。通氣儲備百分比：最大通氣量減去每分鐘靜息通氣量后與最大通氣量的百分比利時。正常值為93%，愈低，通

19、氣功能愈差；降至70至60%，通氣功能嚴重損害，接近氣急閾。,更多參數(shù),氣速指數(shù)：最大通氣量實際數(shù)占預計值的百分數(shù)與肺活量實際數(shù)占預計值的百分數(shù)相比。正常值為1，氣速指數(shù)大于1，示限制性通氣損害，小于1示阻塞性通氣損害。 最大呼氣中期流速：測驗與意義同時間肺活量，但更為敏感，對考核阻塞性通氣損害有一定價值。正常值為2至4L/秒，時間〈0.5秒。,更多參數(shù),彌散功能試驗：采用一氧化碳彌散功能測定法。正常值為29.5ml/（mmHg　分鐘

20、），彌散功能減低主要造成缺氧。凡影響肺泡功能呼吸面積和肺毛細血管面積的各種疾病，皆可致彌散功能障礙。 氣體分布試驗：常采用一次呼氣測驗肺泡氧濃度差（750至1250ml）。正常成人不應超過1.5%，老年人不應超過4.5%.,肺通氣功能,(一)用力肺活量和時間呼氣容積 1．用力肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)：被檢查者深吸氣至肺總量，做最大力量、最快速度的呼氣至殘氣容積，所呼出的氣量。FVC是否正常取決于呼

21、吸肌功能、氣道阻力及胸肺組織的彈性，是反映通氣功能的常用指標。,2．第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)：簡稱一秒量，習慣上稱為第1秒用力呼氣量，指FVC第1秒時間內(nèi)所呼出的氣量，是判斷通氣功能損害程度、判斷氣道阻塞可逆性以及指導手術治療的最常用指標。 由于FEV1可直接換算為MVV，且測定簡單、方便，重復性好，患者容易耐受，故臨床應用遠較MVV多，比如在COPD

22、、支氣管哮喘的診治指南和目前ATS/ERS關于肺功能的指南中，皆以FEV，而不是MVV判斷肺功能減退的程度。,3．2 S用力呼氣容積(FEV2)：指FVC開始后2 s時間內(nèi)所呼出的氣量。臨床少用。,4．3 s用力呼氣容積(FEV3)：指FVC開始后3 s時間內(nèi)所呼出的氣量。正常FEU/FVC可達98％，氣流阻塞時降低，限制性疾病增大，可達100％，甚至部分患者FEV，/FVC即達100％,5．6 s用力呼氣容積(forced expir

23、atory volume in six second，F(xiàn)EV6)：指FVC開始后6 s時間內(nèi)所呼出的氣量。健康人6 s內(nèi)能呼出全部FVC，故作為判斷FVC完成質(zhì)量的指標。由于嚴重氣流阻塞患者充分完成FVC的時間明顯延長，甚至達20 s以上；但呼氣時間過長，患者又難以忍受，甚至出現(xiàn)危險，因此可用FEV。取代FVC進行一秒率的計算。,6．第1秒用力呼氣容積與用力肺活量的比值：簡稱一秒率(forced expiratory volume in

24、 one second/forced vital capacity，F(xiàn)EV1/FVC)：是最常用的判斷有無氣流阻塞的指標。在氣流阻塞的情況下，給予充足的呼氣時間，患者可充分呼出氣體，F(xiàn)VC可基本正?；蜉p度下降，但呼氣速度減慢，F(xiàn)EV1/FVC下降；隨著阻塞程度的加重，F(xiàn)EV1/FVC進一步下降；但嚴重氣流阻塞的情況下，患者難以完成充分呼氣，F(xiàn)VC也明顯下降，F(xiàn)EVl/FVC反而有所升高，因此FEV1/FVC可反映氣流阻塞的存在，但不能準

25、確反映阻塞的程度。在嚴重氣流阻塞的情況下，為避免患者完成FVC時出現(xiàn)的問題，推薦用FEV1/VC、FEVl/FEV6反映氣流阻塞的存在；但其他情況不宜應用，否則容易導致誤診。,7．呼氣中期流量(forced expiratory flow25％-75％，F(xiàn)EF笛w25％-75％)：習慣上稱為最大呼氣中期流量(maximal midexpiratory flow，MMEF或MMF)，指FVC曲線上，呼出氣量在25％一75％之間的平均流量

26、。MMF主要取決于FVC的非用力依賴部分，可較好反映小氣道阻力的變化。,(二)最大呼氣流量．容積曲線(MEFV),MEFV是在肺總量位置用最大力量、最快速度呼氣時的流量-容積曲線，是判斷氣流受限的最常用圖形。常用的參數(shù)有：呼氣流量峰值(peak expiratory flow，PEF)、用力呼出25％肺活量時呼氣流量(forced expiratory flow at 25％of FVC exhaled，F(xiàn)EF25)、用力呼出50％肺活

27、量時呼氣流量(FEF75)、用力呼出75％肺活量時呼氣流量(FEF75)。MEFV曲線的形狀和各種參數(shù)的大小取決于用力呼氣過程中的呼氣力量、胸肺彈力、肺容積及氣道阻力對呼氣流量的綜合影響，常用來反映多種通氣功能的異常。在曲線的起始部分，呼氣肌的長度最長，收縮力最大，流量也最大，在圖形上表現(xiàn)為流量迅速升高至峰值，其后呼吸肌長度線性縮短，收縮力線性減弱，流量也線性下降，故稱為用力依賴部分。在曲線終末部分，呼吸肌長度顯著縮短，呼氣肌收縮力顯著

28、降低，流量的大小與小氣道的通暢程度更密切，故稱為非用力依賴部分。,1．呼氣流量峰值：也稱為最大呼氣流量或峰流量，是指被檢查者從肺總量位置用最大力量、最快速度呼氣所產(chǎn)生的最大流量，是綜合反映通氣能力的常用指標，主要用于支氣管哮喘的動態(tài)隨訪和判斷患者的咳痰能力。,2．用力呼出25％肺活量時呼氣流量：指完成FVC初始25％容積時的最大呼氣流量，是綜合反映通氣能力的指標。習慣上稱為75％用力肺活量呼氣流量(maximal expiratory

29、flow at 75％of forced vital capacity，V75)，指FVC 75％容積時的呼氣流量。所以FEF25和V75有相同的含義，前者是目前ATS/ERS指南的術語，后者是習慣用術語，下同。,3．用力呼出50％肺活量時呼氣流量：指完成FVC 50％容積時的最大呼氣流量，是反映小氣道功能的常用指標。習慣上稱為50％用力肺活量呼氣流量(V50)，指FVC 50％容積時的呼氣流量。,4．用力呼出75％肺活量時呼氣流量：指

30、完成FVC 75％容積時的最大呼氣流量，是反映小氣道功能的常用指標。習慣上稱為25％用力肺活量呼氣流量(V筋)，指FVC 25％容積時的呼氣流量。如上述，PEF和FEF25取決于呼氣力量、大小氣道通暢程度和胸肺彈性的共同作用，而FEF50和FEF75更主要取決于小氣道的通暢程度。在小氣道或肺組織彈性輕微受損時，常僅有FEF50和FEF75的下降，PEF和FEF25無變化，此時FEF50和FEF75是反映小氣道功能的指標。在嚴重小氣道病

31、變時，不僅有FEF50和FEF75的顯著下降，也有PEF和FEF25的下降，因此PEF、FEF25和FEF50、FEF75結合可較好反映小氣道功能的輕微和嚴重異常。,(三)最大自主通氣量,簡稱最大通氣量，即在單位時間內(nèi)以最快的速度和盡可能深的幅度所呼出的氣量。一般先測定并計算出呼吸12 s或15 s的通氣量，再乘以5或4即為MVV，而不直接呼吸1min。因為呼吸極度增強必然伴隨CO2的過度排出，以及動脈血和腦脊液pH的顯著下降，從而導致

32、呼吸抑制，因此患者很難堅持1 min的最大通氣。MVV的測定比較困難，但其和FEV1呈非常好的線性關系，故可用FEV，換算，該換算值即為MVV的計算值。如前述，目前多直接用FEV1的實測值評價通氣功能，而不再進行換算。,換氣功能,1．肺一氧化碳彌散量(diffusion capacity of carbon monoxide in the lung，DLCO)：指單位一氧化碳分壓差(1 mmHg或1 kPa)時，每分鐘由肺泡經(jīng)肺泡毛細

33、血管膜到達紅細胞內(nèi)、與血紅蛋白結合的一氧化碳量(ml)。一般用一氧化碳彌散量代表氧彌散量。,,2．每升肺泡容積的一氧化碳彌散量(diffusion capacity for carbon monoxide per liter of alveolar volume，DLCO/VA)：習慣上稱為比彌散量(specific diffusing capacity，KCO)，是DLCO與肺泡氣容積(VA)的比值，以排除肺容積對彌散量的影響。各種

34、影響肺泡毛細血管膜面積和厚度、一氧化碳彌散能力以及一氧化碳與血紅蛋白反應的因素均能影響一氧化碳彌散量，使測定值減低。肺容積降低、氣體分布不均、通氣血流比例失調(diào)、靜動脈分流、肺血管病變均可導致一氧化碳交換面積的減少和DLCO下降。臨床上彌散功能障礙極少是惟一的生理學異常，故與其說DLCO是反映彌散功能的指標，不如說是反映換氣功能的指標。在肺實質(zhì)或周圍氣道疾病，常同時有DLCO和DLCO/VA的下降；在肺實質(zhì)疾病，DLCO/VA下降常更明