肺功能相關指標分析及臨床應用

1、肺功能相關指標分析及應用,呂會來,,肺臟的呼吸功能是維持人體生命的重要環(huán)節(jié)，人體組織、細胞必須不斷地進行氧化代謝，并不斷產(chǎn)生大量的CO2， 因此肺臟必須不斷地進行呼吸，從外界攝入O2，及排出機體內(nèi)過多的CO2，吸入氧， 排出二氧化碳的過程稱為氣體交換，是呼吸系統(tǒng)的重要生理功能。,,呼吸功能與血液循環(huán)功能密切配合，肺循環(huán)進行著血液與外環(huán)境的氣體交換，稱為外呼吸；體循環(huán)進行組織細胞與血液間的氣體交換，稱為內(nèi)呼吸。重點討論與臨床關系最為密

2、切的肺通氣功能及換氣功能。,一、肺容量,肺容量(lung volume):反映外呼吸的空間，是呼吸道與肺泡的總?cè)萘?，為具有靜態(tài)解剖意義的指標，由以下幾部分組成:1、潮氣量(tidle volume, VT):平靜呼吸時每次吸入或呼出的氣量，正常值約500ml。2、補吸氣量(inspiratory reserve volume, IRV): 平靜吸氣后所能吸入的最大氣量，正常值:男性約2000ml，女性約1500ml。3、補呼氣量(

3、expiratory reserve volume, ERV):平靜呼氣后能繼續(xù)呼出的最大氣量，正常值:男性約900ml，女性約560ml。4、殘氣量(residual volume, RV): 補呼氣后肺內(nèi)不能呼出的殘氣量，正常值:男性約1500ml，女性約1000ml， 其與肺總量的比值是判斷肺內(nèi)氣體潴留的主要指標。以上四種稱為基礎容積，彼此互不重疊。,,5、深吸氣量(inspiratory capacity, IC):平靜呼氣

4、后能吸入的最大氣量，由VT+IRV組成，判斷吸氣代償?shù)哪芰?，正常?男性約2600ml，女性約1600ml。6、肺活量(vital capacity, VC):最大吸氣后能呼出的最大氣量，由IC+ERV組成，判斷肺擴張能力的主要指標，正常值:男性約3500ml，女性約2500ml。7、功能殘氣量(function residual capacity, FRC): 平靜呼氣后肺內(nèi)含有的氣量，由ERV+RV組成。是判斷肺內(nèi)氣體潴留的主

5、要指標，正常值:男性約2300ml，女性約1500ml。8、肺總量(total lung capacity, TLC):深吸氣后肺內(nèi)所含有的總氣量，由VC+RV組成，正常值:男性約5000ml，女性約3500ml。胸肺部疾患引起呼吸生理的改變常表現(xiàn)為肺容量的變化。,二、肺通氣量,肺通氣量為單位時間進出肺的氣量，顯示時間與容量的關系，并與呼吸幅度、用力大小有關，是一個較好的反映肺通氣功能的動態(tài)指標。1、每分鐘通氣量(minute

6、 ventilation, VE):靜息狀態(tài)下每分鐘所呼出的氣量，即維持基礎代謝所需的氣量，正常值:男性約6700ml，女性約4200ml。每分鐘通氣量＝潮氣量×呼吸頻率,,2、肺泡通氣量(alveolar ventilation, VA):靜息狀態(tài)下每分鐘吸入氣能達到肺泡進行氣體交換的有效通氣量，為潮氣量(VT)與生理死腔量(VD)之差，即VA＝（VT－VD）*f，潮氣量包括可在肺內(nèi)進行氣體交換的肺泡氣量、不能在肺內(nèi)進行氣

7、體交換的肺泡死腔量及在氣道內(nèi)未能進行氣體交換的解剖死腔量。肺泡死腔加上解剖死腔合稱生理死腔量(VD)，肺泡通氣正常情況下解剖死腔量與生理死腔量基本一致，生理死腔量的增加可反映通氣功能的異常。 肺泡通氣量能確切反映有效通氣的增加或減少。,,3、最大自主通氣量(maximal voluntary ventilation, MVV):是指在單位時間內(nèi)以盡快的速度和盡可能深的幅度重復最大自主努力呼吸所得的通氣量，是一項簡單而實用的負荷試驗，用

8、以了解肺組織的彈性、氣道阻力、胸廓的彈性和呼吸肌的力量，常用于胸腹部手術前肺功能的評價。正常 男104±2.71L 女82.5±2.17L 判定：實測值／預計值％，＜80％為降低,,4、用力呼氣量(forced expiratory volume, FEV):指用力呼氣時容量隨時間變化的關系。(1)用力肺活量(forced vital capacity, FVC):指最大吸氣至TLC位后以最大的努力、最快的速度呼

9、氣至RV位的呼出氣量，正常情況下與肺活量一致。(2)一秒量(forced expiratory volume in one second, FEV1):指最大吸氣至TLC位后1秒內(nèi)的最快速呼氣量，既是容量測定，也是一秒之內(nèi)的平均流速測定，是肺功能受損的主要指標，判斷氣道阻塞常以FEV1/FVC％或FEV1/VC％表示。無論男女，均應大于80%。,,(3)最大呼氣中期流量(maximal midexpiratory flow, MMEF

10、)， 又稱用力呼氣中期流速(FEF25～75％):指用力呼氣25％～75％肺活量時的平均流速，是判斷氣道阻塞(尤為小氣道病變)的主要指標。(4)流速與容量的關系:容量的時間微分即為流速，流速與容量的關系見流速－容量曲線(flow-volume curve)，本節(jié)重點討論其呼氣相(maximal expiratory flow-volume curve, MEFV)。,,流速－容量曲線的特點是呼氣相早期流速迅速增至最高值( 最高呼氣流速

11、，PEF)，峰值點約位于肺總量位至75％肺總量位之間，其值與受試者的努力程度有關(高肺容量呼氣流速用力依賴性)，在呼氣相中后期，即低肺容量時呼氣流量與用力無關( 低肺容量呼氣流速用力非依賴性)，流速容量曲線隨肺容積降低而緩慢下降， 逐漸向下傾斜至殘氣位，這種現(xiàn)象可用等壓點學說闡明。,,MEFV的幾個常用指標:①最高呼氣流速(peak expiratory flow, PEF):用力呼氣時的最高流速，是反映氣道通暢性及呼吸肌肉力量的一個

12、重要指標，與FEV1呈高度直線相關。②用力呼氣25％肺活量的瞬間流速(余75％肺活量)(forced expiratory flow after 25％ of the FVC has been exhaled, FEF25％,V75％):反映呼氣早期的流速指標。③用力呼氣50％肺活量的瞬間流速(余50％肺活量)(FEF50％，V50):反映呼氣中期的流速指標。④用力呼氣75％肺活量的瞬間流速(余25％肺活量)(FEF75％，V25

13、):反映呼氣末期的流速指標。V50，V25的下降反映有氣道阻塞或小氣道病變等。,,(5)用于判斷肺通氣量的其他常用指標:①氣速指數(shù)air velocity index, AVI): 是反映氣道阻塞或肺擴張受限的指標。            最大通氣量占預計值百分比(MVV％)氣速指數(shù)＝ ─────────────────   &

14、#160;          肺活量占預計值百分比(VC％)正常值為1左右， 氣道阻塞時最大通氣量百分比的降低較肺活量下降更顯著，故氣速指數(shù)1；氣道阻塞和肺擴張受限均存在時由于MVV％及VC％均降低，AVI可在正常范圍，須結合其它指標判定。,,②通氣儲量百分比(ventilation reserve％, VR％)      

15、    MVV－VEVR％＝───────×100％          MVVVR％作為通氣儲備功能的指標，用于胸腹部外科手術術前肺功能評估。正常值>95％。,,(三)影響肺通氣功能的因素:1、呼吸中樞及其支配神經(jīng)通路；2、呼吸肌肉功能(主要為膈肌)； 3、氣道通暢性；4、肺順應性(肺泡可擴張及可回縮性)；5、 胸廓順應性。,

16、三 肺換氣功能,(一)彌散功能氣體分子(有呼吸生理意義的主要為O2及CO2)通過彌散膜(呼吸膜) 由高濃度區(qū)移向低濃度區(qū)的過程稱為彌散，是氣體的被動擴散過程，。1、肺內(nèi)氣體彌散的決定因素:(1)呼吸膜兩側(cè)的氣體分壓差 (2)氣體的溶解度 (3)彌散距離 (4)彌散面積,,2、常用的測試指標:(1)肺一氧化碳彌散量(DLCO):指CO氣體在單位時間(1min)及單位壓力差(1mmHg,≈0.133KPa)條件下所能轉(zhuǎn)移的量

17、(ml)，是反映彌散功能的主要指標。(2)一氧化碳彌散量與肺泡通氣量比值(DLCO/VA): 由于彌散量受肺泡通氣量影響，肺泡通氣量減少可致DLCO減少，故臨床上常以DLCO/VA比值作矯正，一口氣測定法該比值判斷較DLCO更有意義。(3)一氧化碳彌散量與血紅蛋白的比值(DLCO/Hb)彌散值亦受Hb影響，嚴重貧血時(Hb減少)，CO從毛細血管壁到紅細胞Hb間的彌散距離增加，及Hb與CO的結合量減少，使CO反饋壓產(chǎn)生而影響CO的繼續(xù)

18、彌散。因而常以LCO/Hb比值矯正，有作者報道Hb每下降1g， 肺彌散量約下降7％。,,(二)血氣分析血氣分析是肺功能的一項重要指標， 引起肺通氣或/和換氣功能下降的任何因素都可能引起血氣分析的異常，而血氣分析異常則說明病者的呼吸功能已處于失代償狀態(tài)。,四、臨床肺功能評價與應用,表1　臨床上較為常用的肺功能檢查項目及指標檢查項目　　　　　　　　　　指　標通氣功能:　　　　　　肺容量測定　VC，TV，IC，F(xiàn)RC，RV，TLC，R

19、V/TLC,時間肺容量      FVC,FEV1,FEV1/FVC,FEF25-75％,FEF200-1200流速容量環(huán)      PEF,FEF75％,FEF50％,FEF25％,FEF50/FIF50通氣量          MVV,VE,VA,,換氣功能:  

20、　　彌散功能        DLCO,DLCO/VA　　血氣分析        pH,PaO2,PaCO2,SaCO2輔助檢查:支氣管舒張試驗      △FEV1％,△FVC％,△PEF％支氣管激發(fā)試驗      △FEV1％,

21、△PEF％,,肺功能檢查通常包括通氣功能、換氣功能、呼吸調(diào)節(jié)功能及肺循環(huán)功能，臨床上開展較為廣泛的是肺的通氣功能及彌散功能檢查，其它一些輔助檢查如支氣管舒張試驗，支氣管激發(fā)試驗等亦較常用(表1)，肺功能結果的判斷應結合臨床病史、體檢及其它輔助檢查( 如胸部影象學、纖維支氣管鏡等)綜合分析， 對臨床能提供極有價值信息或依據(jù)，孤立地以肺功能檢查作出臨床診斷乃至病情判斷，則其價值有限，單就肺功能而言，應作出是否在正常范圍，異常的類型，異常的程

22、度等判斷，并相應提出可能的病因或病變部位。,,(一)肺功能檢查的意義，適應癥及禁忌癥:1、肺功能檢查的意義及適應癥:早期檢出肺、氣道病變；疾病功能及病變部位診斷；評估疾患的病情及預后；評定藥物等臨床療效；鑒別呼吸困難的原因；評估肺功能對手術的耐受力或勞動強度耐受力；危重病人的監(jiān)護。2、肺功能檢查的禁忌癥:近周內(nèi)有大咯血、氣胸、巨大肺大泡且不準備手術治療、心功能不穩(wěn)定者慎作需用力呼氣的肺功能檢查；對支氣管舒張劑過敏者禁用該舒張劑；喉

23、頭或聲帶水腫、中度或以上通氣功能異常者禁作支氣管激發(fā)試驗。,,（二）肺功能障礙的評價1、肺容量改變肺組織切除可直接損害肺容量，TLC，VC，RV，F(xiàn)RC等下降，其中以VC在臨床上最常用，因其常與有功能的肺組織的切除量呈比例下降，且測定簡便，其它引起肺實質(zhì)損害的病變(如肺炎、 肺部巨大占位性病變等)，支氣管病變(單側(cè)主支氣管或葉、段支氣管完全性阻塞)，胸腔病變(胸腔大量積液、胸膜廣泛增厚硬化等)，均可引起肺容量的減少，肺間質(zhì)性病變(如

24、肺間質(zhì)纖維化、間質(zhì)性肺炎等)使肺彈性回縮力增高亦可致TLC，VC，F(xiàn)RC，RV等減少；而肺氣腫等使肺彈性回縮力下降的疾病則TLC，RV，F(xiàn)RC等增高。,,,(1)阻塞性通氣功能障礙：是指由于氣道阻塞引起的通氣障礙，主要表現(xiàn)為FEV1及其與FVC的比值FEV1/FVC％的顯著下降，MVV，MMEF，V50等指標也有顯著下降，但FVC可在正常范圍或只輕度下降。RV，F(xiàn)RC，TLC和RV/TLC％可增高，氣速指數(shù)<1，流速－容量曲線的特

25、征性改變?yōu)楹魵庀嘟抵蛉萘枯S的凹陷，凹陷愈明顯者氣道阻塞愈重。引起氣道阻塞的病變常見有COPD、哮喘等。,,(2)限制性通氣障礙是指肺容量減少，擴張受限引起的通氣障礙，以TLC下降為主要指標，VC，RV減少，RV/TLC％可以正常、增加或減少，氣速指數(shù)>1，流速－容量曲線顯示肺容量減少(圖5)。 常見于胸或胸膜病變、肺間質(zhì)病變等。,,(3)混合性通氣障礙兼有阻塞性及限制性二種表現(xiàn)，主要表現(xiàn)為TLC，VC及FEV1/FVC％的

26、下降，而FEV1降低更明顯。流速－容量曲線顯示肺容量減少及呼氣相降支向容量軸的凹陷，氣速指數(shù)則可正常，大于或少于1。此時應與假性混合性通氣功能障礙區(qū)別，后者的VC減少是由于肺內(nèi)殘氣量增加所致，常見于慢阻肺及哮喘病者，作肺殘氣量測定或支氣管舒張試驗可資鑒別。,,(三)彌散功能障礙指由于彌散功能下降引起的肺換氣功能不全。正常LCO、DLCO/VA>正常預計值的95％可信限(或>80％預計值)輕度損害:在79～60％預計值之

27、間；中度損害:在59～40％預計值之間；重度損害:<40％預計值。引起彌散面積減少，彌散距離增加及通氣－血流不均的疾病均可導致彌散能力下降，如肺切除或毀損肺，慢性阻塞性肺氣腫、彌漫性肺間質(zhì)纖維化、結節(jié)病、肺泡癌、肺栓塞、ARDS、嚴重貧血等。,五、支氣管舒張試驗,對于已有阻塞性通氣障礙的病人，為了了解其阻塞的氣道的可逆程度，即是否可恢復至正?；蚪咏?，可作支氣管舒張劑吸入試驗，常用吸入藥物為β2激動劑。  

28、0;                吸藥后值－吸藥前值肺功能改變率＝　────────────×100％                      

29、;  吸藥前值舒張試驗判斷標準:陽性:FVC或FEV1增加率≥15％，絕對值增加≥0.2升。陰性:達不到上述標準。舒張試驗陽性說明氣道阻塞是因氣道痙攣所致，經(jīng)用舒張藥物治療可以緩解，對臨床治療有重要指導意義。,六、氣道反應性測定──支氣管激發(fā)試驗,氣道反應性(bronchial reactivity)是指特異性或非特異性刺激物作用于氣道引起的氣道平滑肌痙攣收縮的反應。當這種反應過易過強

30、或過早出現(xiàn)，則稱為氣道高反應性(bronchial hyperreactivity) (BHR).BHR主要見于哮喘，也可見于急慢性支氣管炎、 過敏性鼻炎等疾病，BHR是哮喘最典型的病理生理特征之一，它與哮喘的嚴重程度，癥狀發(fā)作頻度、防治療效觀察等有密切關系。,七、肺功能檢測項目的選擇及結果判斷,肺功能檢查項目繁多，但臨床上最為常用的是通氣及換氣功能的檢查，可對大多數(shù)肺部疾病作出診斷，選擇肺功能檢查項目時，應做到有的放矢，選擇相應的項目

31、檢查。常規(guī)肺功能檢查時一般先做通氣功能檢查，若通氣功能正常，需排除氣道高反應性時可作支氣管激發(fā)試驗；若通氣功能異常，為阻塞性病變，可作支氣管舒張試驗，若陽性則氣道阻塞是可逆的(如哮喘)；或作殘氣量測定，若RV／TLC增高，再作彌散功能測定，彌散功能減退者可判斷為阻塞性肺氣腫，若彌散能力正常考慮肺過度充氣( 如哮喘病等)；若通氣功能異常為限制性改變，作彌散功能測定，彌散能力正?？煽紤]肺外病變(如胸腔積液、胸廓畸形等)，彌散能力下降則為肺

32、間質(zhì)或肺實質(zhì)病變(如彌漫性肺間質(zhì)纖維化、毀損肺、大葉性肺炎等)。,八、肺功能在外科領域的應用與評價,正常肺功能取決于胸廓完整，氣道通暢，呼吸肌健全，胸廓及肺組織順應性良好，以及肺組織血流灌注良好，胸腹部外科手術是創(chuàng)傷性治療，可直接損壞胸廓完整性、損傷肺組織及損傷呼吸肌肉而影響肺功能，而術前肺功能檢查，不但有助于確定手術適應癥，且關系到手術及術后的安全性、療效和術后生活質(zhì)量的評價。,,Stein等發(fā)現(xiàn)術前肺功能正常者只有3％發(fā)生術后肺部合

33、并癥， 但術前肺功能異常者則有70％出現(xiàn)肺部合并癥，可見術前肺功能檢查對預防術后并發(fā)癥的重要，術前肺功能評價的適應癥有:胸科手術病人；腹部(尤為上腹部)手術病人；重度吸煙者；已知或疑有心肺疾患者；肥胖；老年(>60歲)。,,(一)外科手術對肺功能的影響:胸腹外科手術可能引起肺功能損害的常見原因: 切除有功能的肺組織；手術中過度牽拉或擠壓等損傷正常肺組織；氣道分泌物引流不暢致肺葉或肺段不張；膈神經(jīng)受損；胸部完整性受破壞；胸腔積液或

34、胸膜粘連；支氣管胸膜瘺；術中開放性氣胸致肺通氣／血流比失調(diào)；術后創(chuàng)口疼痛、創(chuàng)口包扎、腸腔內(nèi)積氣積液等限制呼吸運動；引流管放置位置不當，限制膈肌活動；胸腹術后排痰能力減弱易致肺部感染。,,(二)胸腹外科術前肺功能的評價由于胸腹外科手術可能損害肺功能，致術后肺功能不全，因此術前對肺功能的恰當評價對了解術后肺功能有重要意義。常用的檢查項目有時間肺活量、最大通氣量、肺容量( 尤為殘氣量或功能殘氣量)、通氣儲備力、彌散力以及血氣分析，,,預測

35、術后肺功能值＝術前肺功能值×(1－將被切除的肺的通氣值／總肺通氣值)，如術前FEV1為2.00L，被切除肺組織的通氣分布占全肺的30％，則術后FEV1約為1.40L。預計術后FEV1>0.8L者可較好地耐受手術。此外，據(jù)其他資料，術后FVC、FEV1、MVV預計值尚與年齡及吸煙與否有關。,,當然，上述肺功能的評價指標亦非絕對，應結合病人的體質(zhì)、年齡、術式、手術切除部位的大小、病灶的性質(zhì)等因素綜合判斷，隨著胸部外科技術及術

36、后監(jiān)護、康復技術的發(fā)展、手術適應癥逐步放寬，因而術前肺功能的測定亦顯得尤為重要。,,表4　肺功能指標判斷胸腹手術后肺部合并癥發(fā)生的危險性評估──────────────────────────────肺功能指標　　　  正常　  輕度　　中度　　 高度　　   禁忌──────────────────────────────%FVC+FEV1/FVC% 

37、60;>150  100-149   75    60-70    50-59   49-30       95    95-30      80    80-60   

38、 60-40    50PaCO2                                       &