什么是肺功能检查?
肺功能检查是指采用一系列手段检测肺的气体交换功能。包括肺容量测定,肺通气功能测定,通气、血流在肺内分布及通气/血流比率测定,气体弥散、肺顺应性、气道阻力、小气道功能等的测定及运动试验、动脉血气分析等。临床上常规的检查项目主要是肺容量测定、肺通气功能测定和动脉血气分析。 肺功能检查项目较多,其目的在于了解呼吸系统的生理状态,明确肺功能障碍的机理和类型,判定病变损害的程度,估计肺的功能储备,为医疗提供参考.如外科手术前,动态观察病程的演变以及健康检查等。 肺容量测定包括潮气容积、补吸气容积、补呼气容积 、残气容积、深吸气量、肺活量、功能残气量、肺总量 8 项指标;肺通气功能测定包括每分钟静息通气量、肺泡通气量 、最大通气量、用力肺活量、呼气高峰流量等内容。肺功能测定结果有助于判断有无通气功能障碍,以及障碍的性质和程度,可作为某些肺疾患诊断的辅助手段。肺功能检查也可作为重要的疗效判断指标以指导和评价临床治疗;胸外科术前肺功能测定有助于判断手术安全性;在劳动卫生和职业病领域中可用于了解工作环境对肺功能的影响及劳动力鉴定。随着医学和其他科学技术的发展,肺功能检查将日趋普及和完善,发挥更大的作用。
肺功能检查一般都有哪些项目
肺功能检查项目较多,其
目的
在于了解呼吸系统的
生理
状态,明确肺
功能障碍
的
机理
和
类型
,判定病变损害的
程度
,估计肺的功能储备,为医疗提供参考.如
外科手术
前,
动态
观察
病程
的演变以及
健康检查
等。
肺
容量
测定包括
潮气
容积
、补吸气容积、补
呼气
容积
、残气容积、
深吸气量
、
肺活量
、
功能残气量
、肺总量
8
项
指标
;肺通气功能测定包括每分钟
静息
通气量
、肺泡通气量
、最大通气量、
用力肺活量
、呼气高峰
流量
等内容。
一、
肺容量
测定(
静态
肺容量)
(1)潮气容量(VT):这是指平静呼吸时,每次吸入或呼出的气量。
正常
参考值
:500ML(成人)
(2)
补吸气量
(IRV):指平静吸气后再用力吸入的最大气量。
正常参考值:M(男):2.16L左右F(女):1.5L左右
(3)
补呼气量
(ERV):指平静呼气后再用力呼出的最大气量。
正常参考值:M(男):0.9L左右F(女):0.56L左右
(4)
残气量
(RV):为补呼气后,肺内不能呼出的残留气量。
正常参考值:M(男):1.380+0.631LF(女):1.301+0.466L
(5)深吸气量(IC):指平静呼气后能吸入的最大气量(
潮气量
+补吸气量)。
(6)肺活量(VC):最大吸气后能呼出的最大(全部)气量。(潮气量+补吸气量+补呼气量)
正常参考值:M(男):3.5L左右F(女):2.4L左右
(7)功能残气量(FRC):指平静呼气后肺内所
含气量
(补呼气量+残气量)。
正常参考值:M(男):2.77+0.8LF(女):1.86+0.5L
肺功能测定结果有助于判断有无通气功能
障碍
,以及障碍的
性质
和程度,可作为某些肺
疾患
诊断的辅助手段。肺功能检查也可作为重要的
疗效
判断指标以指导和评价临床治疗;
胸外科
术前肺功能测定有助于判断手术
安全性
;在劳动卫生和
职业病
领域
中可用于了解工作环境对肺功能的影响及劳动力鉴定。随着
医学
和其他科学技术的发展,肺功能检查将日趋普及和完善,发挥更大的作用。
动脉
血气
分析是检测肺换气功能的重要项目,主要指标包括:
动脉血氧分压
、动脉血
二氧化碳
分压、pH值、
标准
碱、缓冲碱、
剩余碱
。根据上述指标可判断出有无缺氧及其程度,有无
酸碱
失衡及其失衡的类型、程度等,可为
手术
、麻醉
、危重症的监护及抢救提供重要的依据。
肺功能检查是一个完全无创测定肺功能的方法。当肺脏发生病变时就会造成人体的缺氧,引起
全身
各
脏器
的损害,而通过肺功能的检查,医生就可以了解
病人
的肺脏是否正常或肺脏因病变受损的程度,这样有利医生采取积极的方法来阻止病变进一步发展,这是十分重要的。以下病人需要做肺功能检查:
1、
慢性支气管炎
,
肺气肿
。2、
支气管哮喘
。3、
间质性肺病
的诊断。4、做
胸部
手术的病人,
手术前
一定要做肺功能检查。5、长期吸烟的人也应定期做肺功能检查,以观察肺功能受损的情况,敦促病人下决心戒烟.
肺功能测定的和正常值是什么?
肺功能测定包括潮气容积、补吸气容积、补呼气容积 、残气容积、深吸气量、肺活量、功能残气量7指标。
1、潮气容量(VT):这是指平静呼吸时,每次吸入或呼出的气量。
正常参考值:500ML(成人)
2、补吸气量(IRV):指平静吸气后再用力吸入的最大气量。
正常参考值:M(男):2.16L左右F(女):1.5L左右
3、补呼气量(ERV):指平静呼气后再用力呼出的最大气量。
正常参考值:M(男):0.9L左右F(女):0.56L左右
4、残气量(RV):为补呼气后,肺内不能呼出的残留气量。
正常参考值:M(男):1.380+0.631LF(女):1.301+0.466L
5、深吸气量(IC):指平静呼气后能吸入的最大气量(潮气量+补吸气量)。
6、肺活量(VC):最大吸气后能呼出的最大(全部)气量。(潮气量+补吸气量+补呼气量)
正常参考值:M(男):3.5L左右F(女):2.4L左右
7、功能残气量(FRC):指平静呼气后肺内所含气量(补呼气量+残气量)。
正常参考值:M(男):2.77+0.8LF(女):1.86+0.5L
肺功能检查的指标
在呼吸运动中﹐呼吸幅度不同可以引起肺内容纳气量的变化。
肺的基础容积潮气容积(VT)。在平静呼吸时﹐每次吸入或呼出的气量。补吸气容积(IRV)。平静吸气后所能吸入的最大气量。补呼气容积(ERV)。平静呼气后能继续呼出的最大气量。残气容积(RV)补呼气后肺内不能呼出的残留气量。
肺的四种容量:深吸气量(IC)。平静呼气后能吸入的最大气量。由潮气容积与补吸气容积组成。肺活量(VC)。最大吸气后能呼出的最大气量。由深吸气量与补呼气容积组成。功能残气量(FRC)。平静呼气后肺内所含有的气量。由补呼气容积与残气容积组成。肺总量(TLC)。深吸气后肺内所含有的总气量。由肺活量与残气容积组成。潮气容积﹑深吸气量﹑补呼气容积和肺活量可用肺量计直接测定﹐功能残气量及残气容积不能直接用肺量计来测定﹐只能采用间接的方法。肺总量测定可由肺活量与残气容积相加求得。
肺活量减低见于胸廓﹑肺扩张受限﹐肺组织损害﹐气道阻塞。功能残气量改变常与残气容积改变同时存在。阻塞型肺部疾患如支气管哮喘﹑肺气肿等残气容积增加。限制型肺部疾患如弥漫性肺间质纤维化﹑肺占位性疾病﹐肺切除后肺组织受压等残气容积减少。临床上以残气/肺总量%作为考核指标。 肺通气功能测定是单位时间内肺脏吸入或呼出的气量。
每分钟静息通气量 是潮气容积与呼吸频率的乘积﹐正常成人静息状态下每分钟呼吸次数约为15次﹐潮气容积为500ml﹐其通气量为7.5L/min。潮气容积中有140ml气体存留在气道内不进行气体交换﹐称为解剖死腔﹐故肺泡通气量仅为5.5L/min。
若呼吸浅快则解剖死腔通气量相对增高﹐影响肺泡通气量。进入肺泡的气量可因局部血流量不足致使气体不能与血液进行气体交换。这部分气体称为肺泡死腔量。肺泡死腔量加上解剖死腔量合称为生理死腔量。
肺泡通气量=(潮气容积-生理死腔量)×呼吸频率
肺泡通气量不足﹐常见于肺气肿﹔肺泡通气量增加见于过度通气综合症。
最大通气量(MVV) 单位时间内以尽快的速度和尽可能深的幅度进行呼吸所得到的通气量。一般嘱病人深快呼吸12秒钟﹐将得到的通气量乘以5即为每分钟的最大通气量。它是一项简单的负荷试验﹐用以衡量气道的通畅度﹑肺和胸廓的弹性和呼吸肌的力量。通常用作能否进行胸科手术的指标。
用力肺活量(FVC) 用最快的速度所作的呼气肺活量。并可由此计算出第1秒钟呼出的容积和第1秒钟呼出容积占用力肺活量之比。用力肺活量是当前最佳的测定项目﹐可以反映较大气道的呼气期阻力。可用作慢性支气管炎﹑支气管哮喘和肺气肿的辅助诊断手段﹐也可考核支气管扩张剂的疗效。
呼气高峰流量(PEFR) 在肺总量位时﹐猛力快速吹向最高呼气流量计﹐观察最高呼气流速。测定方法简单﹑易行。广泛应用于呼吸疾病的流行病学调查﹐尤其对支气管哮喘病情﹑疗效的判断更为实用。哮喘病人24小时病情动态观察时﹐发现其呼气高峰流量最低值常在凌晨0~5时出现。
肺通气血流比率 吸入的空气在达到肺泡后与肺泡毛细血管中的血液进行氧与二氧化碳的交换。肺组织和血流受到重力的影响使肺上下各部位的通气量和血流量不能完全一致。如每分钟肺通气量和血流量能平均保持在一定比例(4﹕5)时﹐气体交换即能正常进行。
反映气体分布不均的肺功能测定为氮清洗率和Ⅲ相斜率。正常人经过7分钟纯氧的冲洗后肺泡氮浓度低于2.5%。Ⅲ相斜率是残气位吸入纯氧达肺总量后﹐呼出750ml和1250ml时气体所增加的平均氮浓度不超过1.5%。小气道功能损害﹑长期吸烟者或肺气肿患者可致气体分布不均。
若肺通气正常﹑肺毛细血管血流量减少或阻塞﹐使肺泡死腔量增多﹐通气/血流比值增大﹔若肺细支气管阻塞﹐局部血流不能充分氧合﹐形成生理分流﹐通气/血流比值减小。反映通气/血流比值的肺功能检查有生理死腔测定﹑肺泡动脉血氧分压差测定﹑生理分流测定。生理死腔增加可见于红色气喘型肺气肿或肺栓塞等疾病。生理分流量增多见于紫绀臃肿型肺气肿或成人呼吸窘迫综合症等疾患。
小气道通气功能吸气状态下内径≦2mm的细支气管称为小气道﹐小气道阻力在气道总阻力中仅占20%。用反映大气道阻力的常规肺功能测定是难以检出的。小气道阻力在低肺容量位已可测得﹔小气道病变早期是可逆的。常用的小气道功能的检查方法有2种﹕
最大呼气流量-容积曲线(MEFR)是观察由肺总量位呼气至残气容积期间每一瞬间的呼气流量。小气道功能受损时﹐呼出肺活量的50%以上的流量受到影响﹐当呼出肺活量的75%时尤为明显。
闭合容积(CV)测定由肺总量位匀速呼气时﹐当达到接近残气位﹑肺底部小气道开始闭合时所能继续呼出的气量。闭合容积/肺活量%增高表示肺底部小气道提早闭合。可由小气道病变或肺的弹性回缩力下降而引起。
小气道功能损害常见于受大气污染﹑长期大量吸烟者﹐长期接触挥发性化学物质者﹐早期尘肺﹑细支气管病毒感染﹑哮喘缓解期﹑早期肺气肿﹑肺间质纤维化等患者。 从力学的观点对呼吸运动进行分析。
顺应性 单位压力改变时所引起单位容量的改变﹐是一切具有弹性的物体的共同属性。呼吸系统顺应性根据其组成部分可分为总顺应性﹑胸壁顺应性和肺顺应性。总顺应性系肺泡与大气压力差所引起肺容量的改变﹔胸壁顺应性系胸腔与大气压力差所引起肺容量的改变﹔肺顺应性系肺泡与胸腔压力差所引起的肺容量的改变。肺顺应性又可分为静态顺应性与动态顺应性两种。在呼吸周期中﹐气流暂时阻断时测得的肺顺应性为静态肺顺应性﹐在呼吸周期中﹐气流未阻断时测得的肺顺应性为动态肺顺应性。前者反映肺组织的弹力﹐而后者还受气道阻力的影响。肺顺应性减低主要见于肺纤维化﹑肺水肿﹑肺不张和肺炎等使肺扩张受限的肺部疾患。肺气肿时﹐由于肺泡壁弹力纤维的丧失﹐肺弹性减低﹐因而肺容量扩张至一定程度所需压力改变较正常肺为低﹐因此肺顺应性增高。
肺顺应性测定的另一临床应用﹐系测定呼吸频率增快时(一般为30次/分和60次/分或更快)的动态肺顺应性﹐该测定可作为小气道功能障碍的一项指针。由于病变的小气道的阻塞﹐当呼吸频率增快时﹐该??的肺顺应性减低。这种顺应性的改变受呼吸频率的影响﹐称频率依赖顺应性。
气道阻力 单位流速所需要的压力差。一般以每秒钟内通气量为1升时的压力差(单位为厘米柱)表示。气道阻力增加见于慢性支气管炎﹑支气管哮喘急性发作期﹑肿癌﹑瘢痕组织或其它原因引起的阻塞性通气障碍。肺气肿时﹐由于肺弹性对支气管环状牵拽力的减弱﹐使支气管于呼气时易于陷闭﹐而引起气道阻力增加。
呼吸功 空气进出呼吸道时﹐为克服肺﹑胸壁和腹腔内脏器的阻力而消耗的能量。肺和胸壁的阻力包括弹性和非弹性阻力。在平静呼吸时﹐呼吸肌收缩所作的功基本用于吸气时﹐而呼气时肺弹性回缩力足以克服呼气时空气与组织的非弹性阻力。在平静呼吸时﹐正常人体总的氧耗量为200~300ml/min﹐而呼吸器官氧耗量约占总氧耗量5%以下。每分钟通气量增加时﹐呼吸器官氧耗量占总氧耗量的百分数也随之增加。
弥散功能 肺的主要功能是气体交换﹐即氧与二氧化碳的交换。肺内气体交换的部位在肺泡﹐并遵照弥散原则﹐即气体分子由高分压通过肺泡毛细血管膜(血气屏障)弥散至低分压﹐一直达到气体在膜两侧压力平衡为止。分压是指在混合气体中﹐某一气体的压力占气体总压力的百分比。肺泡气中氧分压较肺泡膜毛细血管中血氧分压为高﹐故氧自肺泡弥散通过肺泡膜至毛细血管中﹐并与红细胞内的血红蛋白结合。血二氧化碳分压较肺泡内气体高﹐故二氧化碳自血中弥散至肺泡。由于二氧化碳弥散能力比氧大20倍﹐所以一旦出现弥散障碍﹐主要是氧弥散的障碍﹐严重时可出现缺氧。弥散功能减低主要见于肺间质疾患﹐如弥漫型肺间质纤维化﹐其它如肺气肿时﹐由于肺泡壁的破坏﹐弥散面积减少﹐或贫血时血红蛋白减低﹐都能使肺弥散量减少。 包括氧和二氧化碳的运送。
氧的运送 氧在血液中的运送有两种形式﹐即物理溶解及与血红蛋白结合﹐氧与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白﹐这是氧在血液中存在和运送的主要形式。氧合血红蛋白占血红蛋白的百分数称血氧饱和度。物理溶解的氧仅占动脉血氧含量的1.5%﹐但血氧饱和度主要依赖于血液中物理溶解的氧分压的改变﹐这二者并不成直线关系﹐而是呈S形曲线﹐这种曲线称为氧合血红蛋白解离曲线。由该曲线可见﹐当分压为90~100mmHg时﹐动脉血氧饱和度可达95%﹔当氧分压降至60mHg时﹐血氧饱和度仍可达90%﹔如氧分压降至60mmHg以下﹐则氧饱和度急剧下降。机体组织氧供应主要依赖于血氧饱和度。
二氧化碳的运送 二氧化碳在血中运送形式主要有三种﹕物理溶解的二氧化碳仅占全血总量二氧化碳的5%左右﹐但对呼吸调节以及体内酸碱平衡起着重要作用。碳酸氢盐约占动脉血二氧化碳总量的88~90%﹐其中约25%存在于红细胞内﹐75%存在于血浆中﹐是血中二氧化碳运送的最主要形式。氨基甲酸血红蛋白﹐进入红细胞内的二氧化碳一小部分可与血红蛋白的α氨基结合﹐形成氨基甲酸血红蛋白﹐占血液中二氧化碳总量的5~7%﹐且作用比碳酸氢盐慢。
呼吸运动的控制和调节 通过以下三个途径进行。
呼吸的中枢性控制和调节 人体呼吸有随意的和不随意的(即自主的)。随意呼吸动作主要受大脑皮层的控制﹐自主的节律性呼吸则起源于延髓的一些神经结构。
呼吸的神经反射性调节 中枢神经系统接受各种感受器传入的冲动而实现其对呼吸的调节﹐其中以机械刺激(肺容量的变化)与化学刺激引起的反射最为重要。肺扩张或缩小而引起呼吸的反射性变化称牵张反射﹐又称赫林-布罗伊尔二氏反射﹐这个反射是抑制吸气﹐使吸气不致过深过长。
呼吸的化学性调节 与呼吸有关的化学感受器按其部位可分为中枢性和周围性两类。中枢性化学感受器位于延髓表面的腹外铡﹐它对二氧化碳敏感﹐当血液内二氧化碳浓度增高时﹐刺激该化学感受器﹐使呼吸加深加快﹐以便排出更多二氧化碳﹐但血液内二氧化碳浓度过高时﹐对中枢性化学感受器反而起抑制作用。周围化学感受器位于颈动脉体和主动脉体﹐主要对低氧敏感。
呼吸控制和调节障碍时﹐可引起呼吸节律的异常。 通过一定量的运动负荷﹐观察对心肺功能指针的改变。
人体呼吸和循环器官有较大的功能储备﹐因此在症状出现之前﹐心肺功能就可以有损害。运动试验可以较敏感地显示早期肺功能的改变。
气短是一常见的症状﹐运动试验可以鉴别气短是因心肺器官本身疾患或由于精神因素所引起。前者通过运动试验可引起心肺功能的改变﹐而后者则无明显变化。
职业病如硅肺的劳动力鉴定﹐除根据病史﹑体征和胸部X射线外﹐肺功能检查或疾病早期时进行运动试验﹐也是一项重要的客观指标。
通过运动试验可引起一些病人心肺功能障碍或症状的出现﹐称为激发试验。部分哮喘病人通过运动激发试验可引起肺通气功能减低﹐甚至哮喘发作。早期冠心病病人通过运动激发试验可诱发心电图改变或心绞痛发作等症状。
检查肺功能,有哪些好的方法?
引言:肺是人体中非常重要的器官,直接决定呼吸系统是否正常。但是随着私家车的不断涌现,导致空气问题污染很严重。所以人们患肺部疾病的几率也越来越大,所以今天小编想分享的话题就是,检查肺功能,有哪些好的方法。
一、检查肺功能,有哪些好的方法?
可以进行肺容积功能检查,主要就是检查身体中是否有潮气堆积。就是进行平静的深呼吸,来检查体内的肺活量是如何变化的,从而了解患者的肺部功能。患者可以深吸一口气,以30秒作为临界值,如果憋气的时间大于30秒,那就说明肺部功能比较好。如果憋气小于30秒或者只有几秒或者十几秒的话,那么肺功能就非常不好,需要及时的去医院治疗。可以采取爬楼梯的方式,以自己最快的速度爬4楼,如果觉得呼吸急促,但并不难受,就代表肺功能是正常的。如果觉得呼吸困难,喘不上气,胸闷气急,出现很多不舒服的症状,那就说明肺部功能在持续退化。
二、如何提高肺功能?
可以多去户外锻炼身体,多呼吸新鲜的空气,呼吸新鲜空气,也能够有效的改善肺部功能,并且能够让肺部的气体及时的流通交换,也能够降低肺病的几率。可以多吃阿胶,阿胶不仅有润肺养肺的功效,并且能够改善肺部功能,增强体质,提高抵抗力和免疫力。一定要戒烟、戒酒、戒咖啡,因为尼古丁和咖啡因都是十分伤肺的物质,所以一定要避免让肺部接触。日常生活中也不要吃辛辣、刺激、油腻的食品,像火锅,辣椒,芥末,胡椒粉都不要碰,会十分伤肺。可以多吃一些新鲜的绿叶蔬菜、水果等,不仅能够补充身体所需要的营养物质,而且能够改善肺部功能。
肺功能检测 02 肺量计测定:动态肺容积
肺量计(spirometer)用来测定用力呼吸期间肺容积变化的比率。最常测定的是用力肺活量(forced expiratory vital capacity,FVC),即受试者最大限度地吸气,然后 尽可能快速并完全 地呼气。本书介绍的所有肺功能检査指标中,以FVC最简单、最重要。一般来讲,FVC可代表肺功能测定的主要信息,需要读者深刻地领会其操作。
FVC测定的两种记录方法见图2-1,在图2-1A中,受试者轻轻向肺量计中吹气以记录呼气容积(volume exhaled),并描绘出容积时间函数(图中用实线表示),这是经典的显示FVC为4L的 容积-时间肺量图 (spirogram)。该曲线最常见的两种测定指标是第1秒用力呼气容积(forced expiratory volumein 1 cond,FEV1)与中间50%的平均用力呼气流速(forced expiratory flow,FEF)即 ,这将在本章后面讨论。
FVC测定也可描绘 流速-容积(flow-volume,FV)曲线 ,如图2-1B。受试者再次向肺量计用力呼气,通过一个流量计测出流速(flow rate),以L/s表示,该容积与流速(L/s)所绘制的曲线为FV曲线,测定方法见本章后述。
这2条曲线反映了相同的数据,且随着受试者通过流量计或容积记录仪呼气计算机化的肺量计很容易描绘该曲线,依据流速得出容积,反过来可绘出时间函数曲线,该曲线见图2-1,并且容易计算。依据笔者的经验,用FV(流速-容积曲线)表示(图2-1B)最容易理解且表达出最多的信息,因此,笔者几乎仅应用FV表示动态肺容积。
注意:适当地指导与教会受试者来实施检查极为重要,必须在最大吸气之后呼气,开始尽量快速地呼气,并继续用最大努力完成呼气。尽力的“好”与“坏”见图2-6
FVC是最重要的肺功能测试项目,理由为:任何个体在呼气时,在 任何肺容积阶段 达到最大流速均有其独特的限制,这种限制的含义是中度用力呼气达到该限制时, 再继续用力呼气并不能增加流速 。图2-1B表示正常人测定FVC时得到的最大FV曲线, 一旦达到峰流速,在任意肺容积时均可得到曲线上其他剩余的最大流速 。因此,用力呼出肺活量50%后的FEF(即FEF),无论男、女受试者怎样用力也不会超过5.2 L/s。注意最大流速可能随着肺容积的减小而相应降低,直至达到残气量(4L)。FVC测定具有高的效能,因为在所有肺容积时用力呼出肺活量的最初10%~15%的最大呼气流速是有限的。每个人均有独特的最大呼气FV曲线,由于 该曲线界定了流速限制 ,因此曲线在同一受试者 具有高度重复性 ;最重要的是影响肺的大多数常见疾病对最大流速非常敏感。
关于引起流速限制的 物理学基础及空气动力学 在此不再赘述,见图2-2简单肺模型中的介绍。
图2-2A表示在 用力呼气之前肺完全充气 ;图2-2B表示用力呼气期间的肺,随着肺容积的减小,气道动态受压产生 明显的大气道狭窄而引起流速限制 ,随着继续呼气与肺容积进一步缩小, 气道狭窄进一步向支气管甚至更远端迁移 。在 任何肺容积时决定最大呼气流速 的3个因素为:①肺的弹性(elasticity,e),具有 流速驱动 及 保持气道扩张 作用;②气道的大小;③气道阻力。
FVC测定的最大价值是其对改变肺的机械性质的疾病非常敏感。
1. 在慢性阻塞性肺疾病时,肺气肿引起肺组织丧失(肺泡破坏),从而导致弹性反冲压力(elastic recoil pressure)丧失,后者是最大呼气流速的 驱动压 。气道由于失去了周围弹性肺组织而变得 狭窄 ,导致气流阻力增加并降低最大呼气流速。
2. 在慢性支气管炎(chronic bronchitis,CB)时,气道黏膜增厚及黏稠的分泌物引起 气道狭窄 ,气流阻力增加,降低最大呼气流速。
3. 在哮喘时,支气管收缩、黏膜炎症及水肿导致气道 管腔狭窄 ,引起气流阻力增加而降低最大呼气流速。
4. 在肺纤维化时,尽管 肺容积降低 , 肺组织弹性增加 可 扩张气道 而增加最大呼气流速。
图表与方程用于测定值的正常预计值的计算,需要从不吸烟的正常人获得最佳值。笔者所在的实验室运用的方程见附录A。重要的预计变量是年龄、性别及身材大小。不同种族可能有不同的特殊预计值。身材大小最好用身高估测, 身高较高的受试者,肺与气道较大,因此最大流速较高 。同等身高的女性比男性肺较小。随着年龄增长,肺弹性丧失, 因此气道变小而使得气流速度下降 。必须牢记正常预计值(在统计学上钟形正态分布的曲线)的固有变异性,但受试者开始几乎从不知道哪一点是正常分布,例如,开始肺容积与流速在正常平均值以上者发生肺病时, 尽管本身自基线已经下降,但仍在正常人群范围内 。
注意:有脊柱后凸侧弯畸形的受试者不能用身高来估计正常值,为什么?因为这些受试者身高的降低可能导致正常肺容积与流速的严重低估,而应测定受试者的 臂展(arm span) 以代替身高用于预计方程。一位40岁男性脊柱后凸侧弯畸形患者,采用实际身高147cm的肺活量预计值为2.78L,但采用 臂展178cm 正确的预计值是5.18L相差54%。同样,该原则也适合于流速预计值。
FVC是测定的容积值,在图2-1中FVC是4.0L。许多疾病可引起FVC降低。
注意:据了解,仅有一种疾病~肢端肥大症可引起FVC异常增加,本病时其他肺功能测试结果均正常,然而,肢端肥大症患者发生阻塞性睡眠呼吸暂停(obstructive sleep apnea)的危险性增加,是由于上气道软组织肥厚所致。
图2-3表示引起FVC降低的可能病因有以下几点。
1. 肺部疾病:肺叶切除或区域性肺塌陷;可能引起 肺膨胀不全 的其他原因如肺纤维化、充血性心力衰竭、胸膜增厚;阻塞性肺疾病通过肺萎陷受限而引起FVC降低(图2-3)。
2. 胸膜腔疾病:如心脏扩大、胸腔积液或肺肿瘤。
3. 其他胸壁限制疾病:胸壁运动受限,导致肺不能正常地充气与放气(包括腹部疾病)。
4. 机体的充气与放气需要呼吸肌的正常功能,主要是膈肌、肋间肌与腹肌,这些肌肉异常时,导致FVC降低。
假如患者有上述4类(肺、胸膜、胸壁及肌肉)中的可引起FVC降低的因素,则可确定其为FVC下降的病因。当然,这些因素可合并存在,如心脏扩大伴肺血管充血及胸腔积液。要注意FVC是最快速的呼气肺活量,而在 低流速测定时肺活量可较实际值高 ,这在第3章讨论。
肺功能检查解释时常用的2个术语:一是阻塞性缺陷(obstructive defect),这是引起最大呼气流速降低的肺病,因此肺快速排空是不可能的,见于肺气肿、慢性支气管炎及哮喘,通常伴有FVC的降低;二是限制性缺陷(restrictive defect),意指肺容积降低,即FVC降低,见于图2-3中的 除阻塞性病因以外 的原因所致。
注意:在限制性缺陷患者,肺总量( total lung capacity,TLC)会低于正常(第3章)。
本章前面已提到,大多数肺力学变化可引起最大呼气流速降低。因气道阻塞引起的呼气流速降低是慢性支气管炎、肺气肿及哮喘的标志。气道阻塞的测定通常需要量化,将在下面讨论。
第1秒用力呼气量( forced expiratory volume in1 cond,FEV1)是重复性最好、最常用与最有用的测定项目。是FVC测定期间第1秒呼出的容积,像FVC测定一样,其正常值依赖于患者的身材大小、年龄、性别及种族。图2-4中的A与B显示2个正常人的FEV1与FVC,A的身材较大,故FVC与FEV1也较大。
当气道阻塞如肺气肿引起呼气流速降低时,FEV1的降低值反映了疾病的严重性。 FVC也可降低,但降低程度通常较小 。图2-4C显示了气道严重阻塞,FEV1可直接在肺量计图上很容易地识别,也可添加到FⅤ曲线来识别(如图所示)。引起呼气减慢或阻塞的常见疾病包括慢性支气管炎、肺气肿及哮喘。
图2-4D中,因限制性缺陷引起FEV1降低,如肺纤维化时。那么问题是:“ 我怎么能知道FEV1降低是因为气道阻塞或限制性缺陷 ?”该问题将在后面讨论。
FEV1/FVC比率通常用百分比表示,第1秒呼出量占FVC的百分比是相当恒定的,与肺的大小无关。在正常的成年人,该比率为75%~85%,但随年龄增大有所降低。儿童的流速相对较大,比率可高达90%。
该比率具有两重含义:首先,可快速识别气道阻塞即FVC降低的患者,如图24C所示,FEV1/FVC明显降低达43%时,表明低的FVC是由于 气道阻塞而非限制性肺病 ;其次,该比率可区别低FEV1原因,在限制性肺病(无任何相关的阻塞)时,FEV1与FVC成比例下降,因此该比率是正常的,如图2-4D的纤维化病例所示,该比率达87%,事实上有些纤维化病例,由于肺弹性回缩力(elastic recoil)增加该比率甚至增加。
因此,确定FEV1降低的原因是阻塞性肺疾病,还是限制性肺病时,需要进一步检查FEV1/FVC比率。FEV1降低而FEV1/FVC比率正常,通常提示限制性肺病,而FEV1降低伴FEV1/FVC比率降低表示主要为阻塞性肺疾病。
严重阻塞性肺疾病接近用力呼气末时,气流可能非常低而几乎察觉不到, 继续用力呼气会很疲劳且不舒适 。为了避免患者疲劳,第6秒用力呼气即FEV6。可替代FVC用于计算FEV1/FVC比率,第三次全国健康与营养检查调查( the third National health and Nutrition Examination Survey, NHANESⅢ)已经颁布了FEV1/FEV6的正常值。
最近,国际小组推荐最大肺活量用于FEV1/FVC比率的分母,这在大多数患者是FVC,但有时可能是慢肺活量(slow vital capacity,SVC), 当SVC超过FVC时 ,测得低而正常的FEV1/FVC的受试者可能被归类为轻度阻塞范畴。最大肺活量的价值与影响尚无定论(见第14章的第四部分)
注意:由FV曲线可见,若曲线为铲(勺)形或凹形,如图2-4C,通常提示存在阻塞(正常老年人通常有一定程度的铲形或勺形改变)。此外,观察FV曲线的斜率,即平均流速的变化除以容积的变化,正常人约2.5L/(s·L),正常值是2~3L/(s·L)。在气道阻塞情况下(图2-4C)平均斜率低于1.1。在肺纤维化患者(图2-4D)斜率正常,甚至增加达5.5。
注意:低FEV1伴正常FEV1/FVC比率及TLC降低,通常提示限制性障碍, 但低FEV1伴正常FEV1/FVC比率 (可排除阻塞性障碍)且 TLC正常 (可排除限制性障碍)亚组,称为“非特异性模式”( nonspecific pattern,NSP)(参考文献3及FEF273是平均FEF率,即FVC的中间50%,该变量可直接自肺量计测得,即自FV曲线上通过微处理器获取该值。有些学者认为在检出早期气道阻塞方面,FEF2375较FEV1更敏感,但其正常值范围较大。图3-8)。
图2-5显示最大呼气流速其他最常用的测定值,一般称为FEF。 在阻塞性肺疾病时所有这些测定值降低 。
FEF25-75是平均FEF率,即FVC的中间50%,该变量可直接自肺量计测得,即自FV曲线上通过微处理器获取该值。有些学者认为在检出早期气道阻塞方面,FEF25-75较FEV1更敏感,但其正常值范围较大。
FEF50是指呼出FVC50%时的流速,FEF75是指呼出FVC75%时的流速。
呼气峰流速( peak expiratory flow,PEF)又称最大呼气流速( maximal expiratory flow, FEFmax),在呼气较早期出现,报告格式为L/min(PEF)或L/s( FEFmax)。PEF较其他测定值更多地依赖于测试者的用力,患者必须尽可能努力呼气才可能获得重复性好的数据。价廉、便携的测定PEF装置可用于家庭测定及疾病控制状态监测,这对哮喘很有价值。
如图2-5所示,这些测定参数与FEV1一样,在单纯限制性肺病时价值较低,因此FV曲线及FEV1/FVC比率也要测定。
本书未详细介绍检测的实施方法(拟定结果是准确的),FVC测定是否正确实施,一般可以从FV曲线来判断。有时,不理想的曲线 可因一些潜在的问题如肌肉无力所致 。
在图2-6中,用力良好(A)要与不可接受的结果或需要重复检测的结果对比,测定良好的3个特征:①显示曲线迅速达到峰流速(a);②之后曲线相当平滑,流速持续下降(b);③流速在0~0.05L/s或理想为0流速时曲线终止(c)。图2-6中的其他曲线不能满足这3个特征之。
另一个重要的标准是该曲线具有可重复性,理想的结果是2次检测的曲线应具备上述特征, 且PEF差异在10%之内 、 FVC与FEV1差异在150ml或5%之内 ,技师与患者配合以达到这些标准的要求,医师必须检査所选曲线的轮廓特征。若结果不满意,可重复测定以达到测定数据真实反映患者的肺部功能状况。 非最佳的测试结果必须谨慎地报告 ,因为这可能导致误诊。
最大通气量( maximal voluntary ventilation,MVV)测试像体育比赛样,示意受试者尽快、用力呼吸10~15s,借此推算60s的结果,用L/min表示。受试者学习训练对测试结果有显著影响,但操作熟练的技师可避免此类问题。
低MVV可见于阻塞性肺疾病、限制性肺病、神经肌肉疾病、心脏疾病患者及不会用力或没有理解该检测,或身体虚弱者。因此,该测试是非特异性的,与受试者的运动能力和呼吸困难程度密切相关,也可用于某些大手术术前评估(见第10章)。
注意:正常人若MVV测试良好,其值约等于FEV1×40,如FEV1为3.0L,则MVV约为120L/min(3.0×40)。在回顾许多肺功能测定的基础上,设定MVV预计值的下限是FEV1×30,如患者的FEV1为2.51,MVV测定值为65L/min,而FEV1×30为75L/min,因此该MVV测定值推测为测试不佳或疲劳。除了正常受试者,MVV低于预计值下限有2个重要的病理性原因:大气道阻塞性病变(见本章的第十一部分)及呼吸肌无力(见第9章的第四部分)。MVV超过FEV1×40,可能意味着FEV1测试不佳。然而,本指标 很少用于晚期阻塞性肺疾病的评估 ,因为有时受试者的MVV测定值会超过通过FEV1估算的预计值(见第15章,例20)。
注意:有些大气道病变导致MVV降低超出FEV1的估算比例,同样的结果也可见于肌无力患者,如神经肌肉疾病(肌萎缩侧索硬化、重症肌无力及多发性肌炎)。
采用能测定吸气与呼气流速的肺量计可测定最大吸气流速( maximal inspiratory flow,MIF),常用方法见图2-7A。受试者最大力地呼气(同FVC测定),然后立即尽快、尽量完全地吸气,得到吸气曲线,结合吸气与呼气FV曲线形成 流速-容积环 (FV环)。气道阻力增加可降低最大呼气流速与MF。但与呼气的最大流速限制不同, MIF测定不受像动态压缩等因素的限制,因此特别依赖于用力 。
基于这些原因,MIF测定 未广泛应用 ,除了检查费用外,MIF对大多数经过肺功能测定的患者的附加评估作用较小。监测MIF最主要的意义在于 检出大气道病变 。
累及大气道(口咽至隆突)的阻塞性病变相对少见,通常可通过FV环检出,这对确诊很重要。
自FV环识别这些病变依据2个特征:一是在快速吸气与呼气期时病变的反应( behavior)。在呼和吸期间狭窄病变与流速降低差异很大吗?假如是,则病变是可变的;若呼和吸期间狭窄的病变与流速降低几乎相同,则病变是固定的。另一个特征是病变部位,是胸内(通常隆突以上),还是胸外(胸廓出口以外)?
图2-7所示为正常受试者(图2-7A)、各种疾病状态(图2-7B、C)及大气道病变(图2-7D~F)引起的3种典型的FV环。决定大气道病变独特的曲线轮廓的因素可以考虑通过用力测试期间气道内、外压力的相关性来评价。
在用力呼气期间,胸廓内气管的气道压力( pressure trachea,Ptr)低于周围的胸腔压力( pleural pressure,Ppl),该气道部位通常狭窄; 胸外气管的Ptr高于周围大气压力 ( atmospheric pressure,Patm),该部位保持扩张。在用力吸气期间, 胸外Ptr低于周围压力 (即Patm),因此该部位趋于狭窄;在胸内气管周围Ppl较Ptr负值更大,这有利于该气道部位扩张。在不同病变时,气道大小的正常变化被明显增大化。
图2-7D所示为胸腔外气管病变的FV环, 声带麻痹也可引起 。其模式图见图2-8。在呼气期间,气道内高压可维持气道扩张,而对呼气流速影响较小,病变处的气道内压高于病变外的大气压。而在吸气期间,气管内低压引起管腔明显狭窄,且吸气FV环上可见流速显著降低,因为此时大气压力明显高于气道内压。
图2-8(右侧图)是对图2-7E的补充,见于胸内病变如恶性肿瘤压迫气管。在用力呼气期间,比Ptr相对高的Ppl引起气道明显狭窄,以及FV环上呼气流速显著而持续降低;因为Ppl较Ptr为负值且负值引起病变部位气道扩张,因此吸气流速所受影响不大。
图2-7F所示固定狭窄的特征性FV环,见于 气管环形癌或固定的、狭窄的、麻痹的声带 ——对呼气流速或吸气流速干扰相等。 病变的位置并不重要 ,因为无论气道内或气道外压力而 病变大小不变 。
大气道病变具有许多特征性的指标。图2-7显示了肺活量50%时的呼气流速与吸气流速比(FEF50/FIF50),该比率与其他胸外气管病变曲线具有显著的差异性(图2-7D),在其他病变时该比率是非特异性的。各种不同病变的独特的FV环是主要的诊断特征。一旦怀疑大气道病变,需要内镜直视下或影像学确诊。
注意:有些病变可能比较明显,但也可有变化,也可固定,甚至介于中间的模式,不管怎样,FV环明显异常应引起临床怀疑。
图2-7D~F中的病变没有展示 容积-时间肺量图 ,因为这些病变的其他检测与FV环相比,对于检出这些病变几乎无附加作用。笔者将在临床上遇到的一些异常的FV环列在表2-1中。
注意:若FVC、FEV1及FEF25-75均正常,而仅仅表现为MVV显著降低或MVV降低与FEV1降低明显不成比例,则强烈提示大气道阻塞,需要进一步检测用力吸气肺活量环(forced inspiratory vital capacity loop),当然,若 呼气曲线出现平台也要进行吸气环检测 (图2-7E、F)。并非所有的肺功能室均常规检测吸气环,技师要询问 患者MVV测定期间是否听到了喘鸣 ,若听到则常规检测吸气环。另一个要考虑的是神经肌肉疾病(第9章)
注意:假如肺功能室不能常规提供最大吸气环,有下述情况之则要加测最大吸气环:①吸气喘鸣;②单纯性MVV降低;③无明显原因的显著呼吸困难,且肺功能正常;④不典型哮喘;⑤甲状腺手术、气管切开、甲状腺肿或颈部放射治疗病史。
小气道疾病即外周气道疾病,通过病理学表现而确诊,而肺功能用于评估小气道功能障碍的特异性指标尚缺乏,一些检测如密度依赖性最大呼气流速(density dependence of maximal expiratory flow)及频率依赖的顺应性(frequency dependence of compliance)难以实施且缺乏特异性(本书不讨论)。第8章讨论闭合容积(closing volume)与Ⅲ期斜率(slope of phaⅢ),后者非常敏感但相对缺乏特异性。最能反映外周气道功能的数据可能是 FVC测定在低容积期间测定的流速 ,这些指标包括FEF25-75、FEF50及FEF75(图2-5),但这些指标的正常值范围太宽。
典型的肺功能结果模式见表2-2。由于大气道病变的测定结果是非特异性的,本表未列入,对大气道病变确诊最有帮助的是整个FV环的轮廓。
除表2-2中的记录模式外,另一种非常实用的方法是直接对比测试者实际测定FV曲线值占其正常预计FV曲线值的百分比(见第14章)。
在图2-9A中,虚线表示该测试者的正常预计FV曲线值,该曲线近似值可视为测试者可达到的对其规定的最大呼气流速与容积值,换句话说,它预先规定了一个通气机械限度,所有实际测定的呼气流速通常在该曲线或在该曲线面积之内。
假设COPD病人的正常预计曲线值见图2-9A,患者实际测定的曲线值见图2-9B。很显然,该图提供了许多信息:首先,患者丧失了正常曲线下面积的大部分(图2-9B阴影区域),患者仅限于在实际测定的曲线面积范围内呼吸,显然存在严重通气受限;FV曲线的凹形和低的斜率提示阻塞性障碍:同时,在曲线图中也反映出FVC及PEF降低,当然,FEV1、FEV1/FVC比率、FEF25-75及FEF50也必然降低,因为MVV也限于该区域,因此也是降低的;图中的数值也证实了该曲线变化。其次,图2-9C考虑患者有肺间质纤维化,该图中大面积缺失提示中、重度通气限制,FV曲线陡峭的斜率与FVC降低符合限制性障碍;也可发现FEV降低而FEV1/FVC比率正常;FEF25及FEF50可正常或降低;MVV要较图2-9B好一些,因为虽然有限制障碍,但呼气流速仍可较高;图中的数值也证实了该曲线变化。
利用格式塔图的形态判断结果在分析肺功能测定数据的第一步非常有用。通气受限的程度可以根据对比正常预计FV曲线面积与实际测定面积的丧失来估计,即图2-9B与图2-9C中的阴影部分。我们粗略地界定面积丧失与通气受限的分度为:轻度,面积丧失25%;中度,面积丧失50%;重度,面积丧失75%。
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