肺功能测定

人体完整的呼吸过程包括肺的通气、肺的换气和氧的利用三个部分，通过肺功能测定可以计算肺的通气和换气功能。临床工作中常用的肺功能测定主要有：基础肺容积测定、肺通气功能测定、气道阻力测定、弥散功能测定。

一、肺容积测定

肺容积是指肺内容纳的气体量。在呼吸过程中，呼吸肌运动和胸廓容积的改变引起肺容纳气体量的变化。包括基础肺容积及复合肺容积。基础肺容积包括潮气量、补吸气量、补呼气量、残气量；复合肺容积由两个或两个以上的基础肺容积组成，包括深吸气量、肺活量、功能残气量和肺总量。

潮气量（tide volume，VT）：为一次平静呼吸进出肺的气体量。

补吸气量（inspiratory reserve volume，IRV）：为平静吸气末尽力吸气所能吸入的最大气体量。

补呼气量（expiratory reserve volume，ERV）：为平静呼气末尽力呼气所能呼出的最大气体量。

残气量（residual volume，RV）：为最大能力呼气后仍残留于肺内的气体量。

深吸气量（inspiratory capacity，IC）：为平静呼气末尽力吸气所能吸入的最大气体量，即IC＝VT＋IRV。

肺活量（vital capacity，VC）：为最大吸气后所能呼出的最大气体量，即VC＝VT+IRV＋ERV。VC减少的临床意义：①肺部肿瘤、胸腔积液、炎症、肺纤维化引起肺组织受压、萎陷或正常肺组织减少。②肺泡气体滞留，如哮喘、COPD等气流阻塞性疾病。③胸廓活动受限，如胸廓或脊柱畸形、神经肌肉疾病等。

功能残气量（functional residual capacity，FRC）：为平静呼气后残留于肺内的气体量，即FRC＝RV＋ERV。

肺总量（total lung capacity，TLC）：为最大吸气后肺内所含的气体量，即TLC＝VC＋RV。

FRC和RV均不能用肺量计直接测得，需要用惰性气体测定法或人体体积描记法间接测算FRC，FRC减去ERV即为RV。惰性气体测定法有氮冲洗法和氦稀释法两种。

氮冲洗法：通过吸入纯氧以冲洗出肺内的氮气，试验过程中收集呼出气以测定其体积，测定呼出气氮的浓度，由此计算出功能残气量，用此法测定时，冲洗过程必须持续至肺内的氮气完全排空，正常人7min即可完成，但COPD患者可能要20～30min。

氦稀释法：测试系统内含有已知体积和浓度的氦气应用吸附剂吸收CO2，并根据受试者消耗情况补充O2。受试者在测试系统内呼吸，通过一定的时间（7～30min）使肺内与测试系统内氦气达到平衡后，试验即结束，通过测定试验结束时系统内氦浓度可以计算出功能残气量。

人体体积描记法：受试者在人体体积描记仪密闭舱内，测定口腔压代表肺泡压，测定舱内压力的变化可以反映胸廓内体积的变化，根据波义耳定律可以计算出功能残气量。

正常情况下FRC约占TLC的40%，RV占TLC的25%。RV随FRC的改变而改变。FRC增加的临床意义：①肺气肿；②肺泡过度充气，如哮喘、COPD等气流阻塞性疾病；③如胸廓或脊柱畸形；④肺叶切除术后代偿性肺气肿。

二、肺通气功能测定

肺通气功能包括用力肺活量、第一秒用力呼气容积、用力呼气中段流量、最大通气量。

用力肺活量（forced vital capacity，FVC）：是指深吸气至肺总量后，以最大用力、最快速度所能呼出的最大气体量，通过FVC测定还可以获得FEV1和PEF的值。应注意FVC的绝对值、FVC占预计值的百分比（%FVC）。

第一秒用力呼气容积（forced expiratory volume in one second，FEV1）：指第一秒钟内的呼气容积。测定时应注意FEV1的绝对值、FEV1占预计值的百分比（%FEV1）及FEV1占FVC的百分比（FEV1/FVC%，即一秒率）。正常人FEV1实测值应为预计值的80%～120%，FEV1/FVC%应≥75%。FEV1可用于评价气流受限的程度、了解病情及评价药物疗效，通过气道激发试验及支气管舒张试验可用于评价气道的反应性及用于支气管哮喘的诊断及鉴别诊断。

最大呼气流速（peak expiratory flow，PEF）又称为峰流速，其测定值受呼气用力程度的影响。主要用于评价哮喘病情。

用力呼气中段流量（forced expiratory flow，FEF）：是指FVC中间一半的用力呼气中段流量（FEF25%~75%），为一条斜线，对呼吸强度的依赖小于FEV1，因此是早期气道阻塞较敏感的指标。

最大通气量（maximal voluntary ventilation，MVV）：指以最深和最快的速度呼吸12s或15s，进而求得每分钟最大通气量（L/min）。MVV一般与FEV1一致，可以反映气道阻塞的严重程度、呼吸储备力、呼吸肌强度和动力水平。

三、通气功能测定的评价

通气功能障碍主要分为限制性通气功能障及阻塞性通气功能障两种基本类型，如兼有两者的特点则属于混合型。其特点见表32-1。

表32-1　通气功能障碍的肺功能改变

1．限制性通气功能障　指肺容积扩张受限引起的通气功能障碍。常见原因为：①弥漫性肺实质疾病，如肺纤维化、间质性肺炎、肺水肿。②肺占位性病变，如肺肿瘤。③胸膜疾病，如胸腔积液、胸膜肥厚及气胸。④胸壁脊柱疾病，如胸廓或脊柱畸形、神经肌肉疾病、外伤。⑤胸腔外疾病，如腹腔占位性病变、腹膜炎及大量腹水。

2．阻塞性通气功能障　指气道病变引起气流阻塞的通气功能障碍。常见原因为：①上呼吸道阻塞性病变，如咽喉部肿瘤、水肿及感染。②气管、支气管及外周气道病变，如气管肿瘤、气管支气管狭窄、支气管炎、支气管哮喘等。③各种病因所致的肺气肿。

四、最大呼气流量-容积曲线

最大呼气流量-容积曲线（maximal expiratory flow volume curve，MEFV）简称流速-容积曲线或F-V曲线（F-V环），是指受试者在作最大努力呼气过程中，将其呼出的气体容积与相应的呼吸流量描记而成的一条曲线。完整的F-V环包括用力吸气和用力呼气两部分组成，可以反映用力呼吸周期中的肺容量和气道状态以及各瞬间流速与容量的关系。根据是否受用力呼吸影响，F-V曲线可分为用力有关部分和用力无关部分，用力无关部分主要用于小气道阻塞的评价，而用力有关部分可以反映受试者的努力程度及大气道的阻塞情况。

五、气道阻力测定

呼吸时所做的功是用于克服呼吸器官的弹性阻力和非弹性阻力。非弹性阻力包括气道阻力和呼吸运动时肺、胸廓和横膈等组织的摩擦阻力，约占总的阻力的1/5。按阻力物理性质的不同可分为黏性阻力、弹性阻力和惯性阻力。按阻力存在部位的不同可分为气道阻力、肺组织阻力和胸廓阻力。气道阻力与肺组织阻力之和为肺阻力，肺阻力与胸廓阻力之和为呼吸总阻力。临床测定肺阻力与呼吸总阻力主要是为了反映气道阻力。主要测定方法有通气阻断法、人体体积描记仪法、食管测压法和脉冲震荡法，其中以脉冲震荡法最简便。

气道阻力增高主要见于支气管哮喘、肺气肿、人工气道阻塞及各种原因导致的阻塞性通气功能障碍。

六、弥散功能测定

肺泡内气体与肺泡壁毛细血管内血液的氧与二氧化碳进行交换是遵照弥散原理，即气体分子由高浓度区通过肺泡壁毛细血管膜弥散至低浓度区，直到平衡为止。弥散是一种随机的被动过程，不需要消耗能量。目前临床常用一氧化碳（carbon monoxide，CO）进行测定，因此衡量肺弥散功能的参数常用一氧化碳弥散量（diffusion capacity for carbon monoxide，DLCO或transfer factor for carbon monoxide，TLCO）。在病理因素中，凡是能影响肺毛细血管膜面积与弥散能力、肺泡壁毛细血管床容积以及CO与血红蛋白反应者，均可以影响DLCO。弥散功能障碍常见于弥漫性肺实质疾病，如特发性肺纤维化、间质性肺炎等。DLCO升高见于肺泡出血及存在左向右分流的心脏病。

七、其他临床常用的肺功能试验

1．气道激发试验　又称为支气管激发试验，主要用于气道高反应性的测定及支气管哮喘的诊断及鉴别诊断。气道激发试验分特异性和非特异性，特异性气道激发试验是吸入某种特定的过敏原以明确患者是否产生气道高反应性。非特异性气道激发试验是吸入组胺或乙酰甲胆碱等直接收缩支气管的药物，如果受试者在吸入较低浓度的药物或低于特定剂量的药物即产生强烈的支气管收缩效应（FEV1较基础值下降20%），判断为支气管激发试验阳性，即存在气道高反应性。

2．支气管舒张试验　又称为支气管扩张试验或气道阻塞可逆性试验，主要用于支气管哮喘的诊断及鉴别诊断。如受试者测定的FEV1基础值小于预计值的70%，可以吸入短效β2受体激动药，如沙丁胺醇气雾剂200～400μg，15～20min后再次测定FEV1，如FEV1的改善率≥15%且FEV1的绝对值增加超过200ml，则判断为支气管舒张试验阳性。

（谢世光）