肺功能测定及临床应用.pdf

1 肺功能测定及临床应用 肺功能测定是以呼吸生理为基础的医学计量测试技术，是现代肺科（内科、外科）不可缺少的检测项目。肺功能测定发展的历史有以下几个特点：人们的认识（理论、实践）从生疏深入，从不认识重视 测试仪器由纯机械电子计算机应用，从单一功能多功能集装式 检查项目从简单全面 临床应用从片面广泛 肺功能测定目前应用最广泛在以下几方面；呼吸系统疾病诊断、鉴别诊断、指导治疗、评定治疗效果和估计病人的预后。非典型哮喘、咳嗽变异型哮喘的确诊及与COPD的鉴别 手术、麻醉适应症选择，保证手术安全性 职业性肺病诊断和劳动力鉴定。一、肺功能检测的内容 肺通气 静息通气量（VE），用力肺活量（FVC），最大通气量（MVV）等 四 肺容量 肺活量（VC）、FRC、RV、TLC、残气/肺总量（RV/TLC）等 大 肺换气 肺一氧化碳弥散量(DLCO）、V/Q 等 类 呼吸动力功能测定气道阻力（Raw），呼吸肌力、肺顺应性(CL)、P0.1等 （一）肺通气 由于呼吸肌的驱动作用，使胸廓扩张和收缩，从而改变肺容量的大小而产生通气。通气的作用是使新鲜空气进入肺泡，以及排出经过气体交换的肺泡气，是常规肺功能检测的基本内容。正常肺通气功能的维持主要取决于三个因素：呼吸肌功能衰竭引起通气泵功能障碍 呼吸道通畅程度阻塞引起阻塞性通气功能障碍 胸肺舒缩功能扩张受限引起限制性通气功能障碍 临床常用的通气功能测定项目为：静息通气量（简称 VE）最大通气量（简称 MVV 或 MBC）用力肺活量时间曲线（FVC-t 曲线），最大呼气流量容积曲线（MEFV 曲线）等。可用普通肺量计直接测得 1VE（静息通气量）指在安静情况下每分钟吸入或者呼出的气量，正常约 58 升，10 升为过度通气，3 升为通气不足。VE=VT（潮气量）R（每分钟呼吸次数）在麻醉或机械通气时此项指标临床意义增大。2.MVV（最大通气量）：指每分钟尽最大努力所能呼吸的气量（以每分钟 4060 次频率深而快的呼吸）。最大通气量正常值男性 116.427.3 升/分，女性 83.320.1 升/分。当 MVV 实/预60%。手术安全性较高 2 MVV 实/预40%胸腔手术一般禁忌 临床意义：降低多见于气道阻塞、呼吸肌减弱，也可见于限制性肺、胸疾患。最大通气量是通气代偿功能的一个综合判断指标，在胸外科手术指征的选择，劳动力鉴定等方面具有重要意义。是较受重视的一项指标。3FVC-t，MEFV 曲线:指在深吸气至肺总量位后，用力快速呼气至残气位记录的曲线。用力肺活量时间曲线（FVC-t）；用肺量计所描记的用力呼气过程中肺容积改变与呼气时间相关的曲线为 FVC-t 曲线。最大呼气流量容积曲线（MEFV 曲线）：用肺量计所描记的呼出气体容积及相应呼气流量的曲线为 MEFV 曲线。上述二条曲线反映在用力呼气过程中胸内压，肺弹性回缩压、气道阻力对呼气流量的影响。由曲线可测得：FVC（用力肺活量）、FEV1（一秒钟用力呼气容积，又称一秒量）、FEV1%（一秒率，FEV1/FVC%或FEV1实/预%）、PEF（最大呼气流量，又称峰流速）。MMEF（最大呼气中段流量）、以及各肺活量最大呼气流量V75、V50、V25等参数。其中反映大气道功能和呼吸肌力的指标为：PEF、V75、FEV1，反映小气道功能的指标为：MMEF、V50、V25、FEV1。目前两条曲线中最常用的指标为：FVC、FEV1、PEF。（1）用力肺活量（FVC）：深吸气后用力快速呼气时所呼出之最大气量。正常值 男性 3.9770.692(L)；女性 2.8860.547 当FVC实/预80%为异常,分度标准：806040%3 （2）一秒钟用力呼气容积（FEV1）：深吸气后用力快速呼气，第一秒钟呼出的气量。临床常用一秒钟用力呼气容积占用力肺活量比值（FEV1%）或一秒钟用力呼气容积实测值/预计值比值（FEV1实/预%）来评价。（3）最大呼气流量（PEF、又称峰流速）。深吸气后用力快速呼气时的最高呼气流量。FVC-t，MEFV曲线临床意义：(1)一秒钟用力呼气容积（FEV1）：降低见于大小气道阻塞，FEV160%肯定有气道阻塞。可用于判断气道阻塞是否具有可逆性。用于评价支气管解痉药疗效。是气道反应性测定（支气管激发试验、舒张试验）中常用的反应指标。FEV1/FVC与FEV1 实测值/预计值百分比综合判断用于COPD诊断及分度。FEV1与FEV1%用于判定手术的安全性 (2)PEF、V75降低反映大气道气流受阻或呼吸肌力减弱。PEF可作为支气管激发试验的反应指标（用于筛查）。用于诊断支气管哮喘，24小时PEF波动率：正常20%，COPD20%。哮喘病情严重度分级和疗效判断。PEF波动率30%为重度 PEF可作为哮喘发作与否的判断指标及指导哮喘治疗的参考。判断大气道阻塞性病变及程度。(3)MMEF、V50、V25降低反映小气道气流受阻，COPD早期病变主要累及小气道，肺功检查对早期小气道病变的诊断是胸部X线及胸部物理检查所不及的。(4)FVC降低见于限制性通气障碍、呼吸肌力减弱、重度COPD。（二）肺容积 肺容积测定主要检测肺的各功能构成组份，其大小直接影响肺的通气与换气功能。肺容积过度增大或减小均可影响肺泡内气体 O2和 CO2分压，降低换气效率。肺容积测定内容主要包括：肺活量（VC）、功能残气量（FRC）、残气量（RV）、肺总量（TLC）、残气/肺总量（RV/TLC）临床常用的肺容积测定项目：肺活量（VC），残气/肺总量比值（RV/TLC）1肺活量（VC），为深吸气后所能呼出的最大气量。可用单筒肺量计直接测定。4 正常男性为 4.0870.678 升；女性为 2.9560.508 升 右肺肺活量为全肺活量 55%，左肺为 45%当 VC 实/预80%为异常 分度标准：806040%临床上凡能使胸廓与肺呼吸动度受限的疾病均可使肺活量降低，多见于限制性通气功能障碍，其肺功特点：VC；RV；呼气流速指标正常；肺活量时间55%重度肺气肿 临床意义：是诊断肺气肿及肺气肿分度最可靠的依据。RV/TLC 特别对早期肺气肿的诊断有重要价值，因为早期肺气肿时胸片、体查皆不一定有阳性发现，（三）肺换气 气体从肺泡进入肺毛细血管血液的过程即 O2和 CO2在肺泡与肺毛细血管血液之间进行气体交换的过程。弥散功能(DLCO)肺换气 肺泡一动脉血氧分压差P(A-a)O2 功能 通气/血流 生理死腔(VD)(V/Q)生理分流(QS/QT)目前反映肺换气功能的综合指标是弥散功能。O2与 CO2通过肺泡膜（又称弥散膜，指肺泡肺毛细血管膜）进行气体交换的过程称为弥散。其大小以弥散量表示即：ml/min/mmHg。由于 CO2的弥散率为 O2的 20 倍，因此临床上所谓弥散功能主要指 O2的弥散功能，而 O2弥散量测定由于技术上的困难，临床上常以 CO 替代 O2作为测定肺泡膜弥散量的气体，故称肺 CO 弥散量（DLCO）。DLO2=1.23DLCO 正常人 DLCO 男性为 25.2045.887；女性为 17.8153.691，ml/min/mmHg。DLCO 实/预140%为异常。临床意义：气道阻力增高见于上呼吸道梗阻、气道痉挛、支气管哮喘、COPD 或管外病变压迫气道。Raw 增高是造成通气不足的重要原因。5 比气道传导率（sGaw），是气道阻力的倒数与肺容积之比。SGaw=(1/Raw)肺容积 正常值：0.1470.221CmH2O-1、S-1。当 sGaw 实/预60%为异常。临床意义：sGaw 是观察气道口径的敏感指标，不受肺容积的影响。sGaw 是支气管激发试验中敏感且常用的肺功能反应指标。二、肺功能检测的临床应用 肺功能测定目前已广泛应用于内科、外科、麻醉科、职业病防治等学科，是现代医学不可缺少的一项检测项目。（一）内科 1用于确定通气障碍的性质与程度 三类通气功能障碍肺功改变比较 阻塞性通气功能障碍 限制性通气功能障碍 混合性通气功能障碍 机理 肺功改变 呼气时气道狭窄 MVV4 秒 肺容量减小 VC80%呼气流速指标正常 RV或正常 肺活量时间4 秒 MVV、VC 皆35%为异常 3545%轻度肺气肿 4655%中度肺气肿 55%重度肺气肿 大于 60 岁的老年人，RV/TLC(实)45%为异常。4.COPD诊断及分度的依据 2001年4月，美国国立心、肺、血液研究所和世界卫生组织(WHO)共同发表了慢性阻塞性肺疾病全球创议(GOLD)方案，以肺功能指标为COPD主要诊断依椐，临床表现为辅助诊断，这对COPD的诊断是一个质的飞跃，也更加科学合理。肺功能检查已成为诊断COPD的金标准。肺功能检测对确定气流受限有重要意义。吸入支气管扩张剂后，FEV1/FVC(%)70%，且FEV1实测值/预计值(%)80%，表明存在气流受限，并且不能完全逆转，可确定COPD的诊断。COPD临床严重度分级(2001年GOLD方案)6 级别 分 级 标 准 0 级 具有罹患COPD的危险因素(高危)肺功能在正常范围 有慢性咳嗽、咳痰症状 I 级 FEV1/FVC70%(轻度）FEV180%预计值 有或无慢性咳嗽、咳痰症状 II 级 FEV1/FVC70%(中度）30%FEV180%预计值 （II A级 50%FEV180%预计值）（II B级 30%FEV150%预计值）有或无慢性咳嗽、咳痰、呼吸困难症状 III 级 FEV1/FVC70%（重度）FEV130%预计值或FEV150%预计值 伴呼吸衰竭或右心衰竭的临床征象 5.支气管哮喘分度的依据 根据2002年版全球哮喘治疗准则-GINA方案-可依椐肺功能指标及临床症状对哮喘病人严重度分级 哮喘病人(未用药)严重度分级诊断标准 夜间症状 肺功能 一级 间歇发作 2次/月 PEF或FEV1预计值的80%，PEF或FEV1变异率2次/月 PEF或FEV1预计值的80%，PEF或FEV1变异率20%30%三级 中中度持续 1次/周 PEF或FEV1为预计值的60%80%，PEF或FEV1变异率30%四级 重度持续 频繁、体力活动受限 PEF或FEV1预计值的60%，PEF或FEV1变异率30%哮喘病人(已用药)严重度分级诊断标准 临床症状 肺功能 一 级 白天症状1次/周 发作间歇肺功能正常 间歇发作 夜间症状1次/周,但2次/月,但FEV160%预计值 中度持续 夜间发作1次/周 80%PEF60%个人最佳值 发作可能影响活动和睡眠 四 级 每日有症状 FEV160%预计值 重度持续 夜间症状频繁 PEF60%个人最佳值 症状持续加重 6几种常见呼吸系疾病肺功改变 7 慢性支气管炎：早期、缓解期仅小气道阻塞（V50、V25、MMEF）急性发作期大小气道均阻塞（FEV1%、V75、V50、V25、MMEF）Raw，sGaw 支气管哮喘：Raw，sGaw 24 小时 PEF 波动率20%支气管激发试验显示气道高反应性 气道阻塞呈可逆性，使用支气管扩张剂后，呼气流量指标明显改善。2002 年 GINA 方案根椐 FEV1、PEF 实/预以及波动率对支气管哮喘严重度分级。弥漫性肺间质纤维化：限制性通气功能障碍 VC、RV 皆 DLCO 可降低至预计值 20 50%，主要由于肺泡膜增厚，V/Q 失调，使 PaO2 肺源性心脏病：MVV40%、FEV1%40%、MMEF65%应考虑存在慢性肺心病。7.气道反应性测定 气道高反应性定义 支气管激发试验 支气管舒张试验 临床意义 气道反应性（Bronchial Reactivity支气管反应性），是指支气管平滑肌对各种物理、化学、药物或其它抗原刺激作用下所引起的不同程度非特异性收缩反应，其结果导致气道管腔狭窄。如果这种刺激在正常人呈无反应或反应较轻状态，而在某些人却引起明显的支气管狭窄，即称为气道高反应性（Airway hyperresponsiveness AHR、BHR）。气道慢性炎症是导致气道高反应性的最重要机理之一。气道高反应性是哮喘的重要特征之一 99%100%支气管哮喘患者，不管属何种类型，均有程度不同的支气管高反应性，气道反应性的高低可以直接反映支气管哮喘的严重程度，因此气道反应性测定不仅可以作为排除或确定哮喘（特别是非典型哮喘）诊断的有力依据，而且是目前判断哮喘病情轻重分度的最佳指标 气道反应性测定用以诊断气道是否存在高反应性，临床以支气管激发试验来测定气道的反应性 支气管激发试验：是检测支气管平滑肌对吸入抗原或非特异性刺激物收缩反应的方法，系用某些刺激使支气管平滑肌收缩，再用肺功能参数做指标，判定支气管狭窄的程度，从而测定其反应性。诱发支气管平滑肌收缩是本测定的前提。支气管受到诱发剂刺激后，平滑肌痉挛，支气管口径变窄。因直接测定支气管口径的改变比较困难，通常以某些肺功指标在刺激前后的变化，间接反映支气管口径的改变。支气管激发试验最常用的肺功能指标为：一秒钟用力呼气容积（FEV1）比气道传导率（sGaw）最大呼气流量（PEF）呼吸阻力（Rrs）呼吸总阻抗(Zrs)潮气法、计量法皆以吸入诱发剂后，FEV1较对照值降低20%；或sGaw较对照值降低35%；或PEF降低20%，终止试验。气道反应性增高（阳性）标准：潮气法：PC20FEV1（或PC35sGaw）His或Mch皆8mg/ml。计量法：PD20FEV1 Mch12.8umol His7.8umol (3.37.8最轻度 0.93.2轻度 0.10.8中度 0.1重度)Astograph 法 以呼吸阻力（Rrs）上升至对照值2倍时 Mch8mg/ml为阳性 8 IOS法中呼吸总阻抗(Zrs)升高至实验前基础值1.8倍(1.72.0)支气管激发试验临床意义 (1)支气管哮喘诊断的依据:气道高反应性是支气管哮喘的重要特征之一。气道反应性测定可作为排除或确定哮喘（特别是非典型哮喘、咳嗽变异型哮喘）诊断的有力依据。特别对咳嗽变异型哮喘有重要的诊断价值。咳嗽变异型哮喘(cough variant asthma CVA)CVA的本质是支气管哮喘，是以嗜酸细胞、肥大细胞反应为主的气道变应性炎症。咳型哮喘唯一的临床表现可为慢性咳嗽，没有喘息。CVA可发生在任何年龄，文献报告最小年龄56天，最大年龄88岁，男女性别分布无明显不同。CVA是常见的引起儿童慢性咳嗽的疾病之一，患儿中慢性咳嗽超过4周的39%以上是CVA。成人咳嗽（特别是干咳）约有30%是CVA所致。成人CVA的诊断标准（David J 1991）无明显诱因持续性咳嗽达2个月以上，运动、冷空气及上呼吸道感染会诱发其加重。组织胺或乙酰甲胆碱支气管激发试验阳性，或者支气管舒张试验阳性。抗生素和止咳药均无效，用支气管解痉剂或皮质类固醇类药物治疗有效。体格检查无阳性体征，胸片、肺通气功能检查正常（非咳嗽发作期），五官科检查未发现异常，既往无胃食道反流史。儿科CVA的诊断标准（我国目前试用）咳嗽持续或反复发作大于1个月，常在夜间（或清晨）发作、痰少、运动后加重，临床无感染征象，或经长期抗生素治疗无效。支气管舒张剂可使咳嗽发作缓解（基本诊断条件）。有个人过敏史或家族过敏史，气道高反应性，变应原试验阳性等可作辅助诊断。(2)支气管哮喘治疗的评价指标 气道高反应性常与哮喘的病情轻重程度相平行。因此气道反应性测定可作为哮喘治疗的参考指标，消除气道高反应作为哮喘治疗的最终目标。气道高反应性重者提示要积极治疗，轻者可减少用药，气道高反应消除后，意味着哮喘治愈。(3)有利于哮喘与COPD的鉴别诊断 由于10%COPD、24%慢喘支患者存在BHR，故BHR者并非都是哮喘患者。肺功能 检测有利于哮喘与 COPD 的鉴别：支气管激发试验受试者的选择（一）受试者纳入对象 1.怀疑非典型哮喘、气道高反应性者 2.支气管哮喘与慢性阻塞性肺病（特别是慢性喘息型支气管炎）的鉴别。3.病情稳定（缓解期）无呼吸困难和哮鸣音而怀疑为支气管哮喘者。4.试验前FEV1（实/预）70%5.受试前一月无呼吸道感染史。（二）受试者排除对象 1.心肺功能不全 2.FEV1（实/预）70%3.高血压 4.甲亢 5.妊娠 6.病情发作期（哮喘）支气管舒张试验 9 支气管舒张试验系使用一定剂量的扩张支气管药物使狭窄的支气管舒张，以肺功能指标判定其舒张程度，故又称之气道阻塞可逆性测定。临床上常用于判断支气管狭窄的可逆程度，作为支气管哮喘诊断的辅助方法，或评价支气管舒张剂的疗效。支气管受-受体兴奋剂作用后，支气管平滑肌解痉，支气管口径变宽，可用肺功能指标，间接反映支气管口径的改变。最常用肺功能指标为：FEV1，比气道传导率（sGaw），也有报道加用用力肺活量（FVC）、最大呼气流量（PEF），最大呼气中段流量（MMEF）等指标。支气管舒张试验阳性判定标准：FEV1增加率15%（并且FEV1绝对值增加200ml）FVC增加率15%（FVC绝对值增加200ml）PEF提高15%；MMEF提高20%Raw下降40%sGaw上升40%支气管舒张试验的临床意义 1、诊断哮喘 由于哮喘患者存在广泛多变的可逆性气流受限，吸药后肺功能有相当程度的改善，出现舒张试验阳性结果，有助于哮喘的诊断。特别是怀疑哮喘，而FEV1（实/预）40%，为高度可逆。支气管哮喘上述指标的改善率均在25%以上。气道反应性测定是临床上十分有用的检测技术，在诊断哮喘上占有独特地位，目前尚没有一种能替代气道反应性测定更合适的诊断哮喘的技术。（二）外科 肺功严重损害者术中极易发生危险，肺功异常：正常手术后肺并发症相对发病率为 23:1。术前肺功能测定，不但有助于确定手术适应症，关系手术的安全性，而且涉及疗效和术后生活质量的评价。肺功测定作用：术前确定手术适应症，关系手术的安全性，预测术后生理功能情况。协助术中、术后呼吸监测判断及处理；术后评定手术疗效；评价术后生活质量和劳动力鉴定。术前肺功能对手术危险性的估计 10 术前肺功能结果 判断 MBC70%,VC80%或3-4L 肺科手术无禁忌 FEV13L FEV1%60%RV/TLC 35%-49%MBC50%-69%,肺手术慎重 FEV12L 开胸术后肺部感染发生率明显增高 FEV1%60%,RV/TLC50%-59%BR70%MBC30%-49%,术后发生呼吸衰竭危险性大，应尽量避免手术 VC50%,FEV1IL FEV1%50%,RV/TLC60%,BR60%,PaO28.66kpa MBC30%,VC1L,肺部手术禁忌 FEV10.8L,FEV1%40%,PaO28.0kpa PaCO26.7kpa DL CO50%(三)用于工矿劳动鉴定 对许多影响肺功能的职业病如矽肺、煤肺作劳动力鉴定时，肺功能测定是一项不可缺少的内容。接尘工人的肺功能减退与接触时间和粉尘浓度有关。肺功减退常先于胸部 X 线改变，可根据肺功减退程度及时作出诊断和采取防治措施。此外肺功对研究大气污染对人体健康的影响等方面皆有重要用途。通过测定污染物剂量一效应，找出污染物阈浓度。肺功能测定的应用范围与禁忌：1、应用范围 （1）鉴别呼吸困难的原因。（2）查找异常呼吸的原因。（3）评估手术适应情况。（4）早期检出肺、气管病变，尤其是诊断早期小气道病变，鉴别慢支炎与非典型支气管哮喘。（5）评定药物临床疗效。（6）职业性肺病的劳动力鉴定。（7）重症监护的肺功能监测。（8）呼吸衰竭的诊断及监护。2、禁忌 （1）咯血停止未超过二周者为绝对禁忌 （2）重度肺气肿、肺大疱、肺心病急性发作期、哮喘发作期，各种急性呼吸道感染期为相对禁忌。（3）纤维支气管镜检查者和支气管肺泡灌洗术后相对禁忌，宜在 3-5 天后进行。（4）全身情况极差，有重要脏器功能衰竭。（5）高热为相对禁忌。（6）支气管胸膜瘘及气胸等。