肺功能检查肺功能检查及其临床意义及其临床意义中山大学中山大学附属第一医院呼吸内科附属第一医院呼吸内科廖廖 槐槐概概 述述呼吸的生理功能：呼吸的生理功能：进行气体交换，进行气体交换，摄取摄取O2O2，排出排出CO2CO2 外呼吸：外呼吸：肺循环与肺泡之间的气肺循环与肺泡之间的气体交换体交换H内呼吸：内呼吸：体循环与组织细胞间的体循环与组织细胞间的气体交换气体交换H肺的呼吸功能检查肺的呼吸功能检查指外呼吸功能指外呼吸功能 肺功能检查肺功能检查肺肺容容积积测测定定通通气气功功能能换换气气功功能能血血流流呼呼吸吸力力学学肺肺通通气气量量肺肺泡泡通通气气量量气气体体分分布布V/Q弥弥散散功功能能顺顺应应性性血血气气分分析析评价呼吸生理功能的基本状况评价呼吸生理功能的基本状况了解肺功能障碍的类型了解肺功能障碍的类型肺功能损害的程度和可变性肺功能损害的程度和可变性预测疾病的预后预测疾病的预后劳动力鉴定劳动力鉴定手术前后肺功能估计，能否手术前后肺功能估计，能否 耐受手术耐受手术判断药物疗效判断药物疗效探索疾病的发病机制和病理生理探索疾病的发病机制和病理生理肺功能检查的价值肺功能检查的价值早期的肺量计早期的肺量计 用记纹鼓用记纹鼓用记纹鼓用记纹鼓记录肺容量记录肺容量记录肺容量记录肺容量 潮气量潮气量( (tidal volume VT)tidal volume VT) 一次平静呼吸，进出肺内的气量一次平静呼吸，进出肺内的气量 正常成人：正常成人：500500mlml 深吸气量深吸气量 ( (inspiratory capacity IC)inspiratory capacity IC)平静呼气末尽力所吸入的最大气量平静呼气末尽力所吸入的最大气量 男：男：26002600ml ml 女：女：19001900mlml 补呼气量补呼气量( (expiratory reserve volume ERV)expiratory reserve volume ERV) 平静呼气末再用力呼气所呼出的气量平静呼气末再用力呼气所呼出的气量 男：男：910910ml ml 女：女：560560mlml 肺活量肺活量( (vital capacity VC)vital capacity VC) 一期肺活量：一期肺活量：深吸气末尽力呼出深吸气末尽力呼出 的全部气量的全部气量 男：男：34703470ml ml 女：女：24402440mlml COPD COPD患者一期肺活量患者一期肺活量 （胸内压（胸内压小气倒陷闭小气倒陷闭 呼气不尽呼气不尽ERVERV）分期肺活量：分期肺活量：深吸气量补呼气量深吸气量补呼气量 ( (用于用于COPDCOPD患者患者) ) 一期一期 分期：分期：提示呼吸困难提示呼吸困难一一期期肺肺活活量量分分期期肺肺活活量量功能残气量功能残气量 ( (function residual capacity FRC)function residual capacity FRC) 平静呼气后残留于肺内的气量平静呼气后残留于肺内的气量残气容积残气容积( (residual volume RV)residual volume RV)最大深呼气后残留于肺内的气量最大深呼气后残留于肺内的气量 ( (FRCFRC和和RVRV均不能用肺量计直接测得，用气体分析法间接测算。测定均不能用肺量计直接测得，用气体分析法间接测算。测定气体用氦气、氮气气体用氦气、氮气) )FRCFRC： 男：男：22702270ml ml 女：女：18581858mlml RV RV： 男：男：13801380ml ml 女：女：13011301mlml增加见于：增加见于：肺气肿肺气肿减少见于：减少见于：肺间质纤维化肺间质纤维化 根据肺和胸廓扩张和回缩的程度而根据肺和胸廓扩张和回缩的程度而相应改变的相应改变的肺内容纳的气体量肺内容纳的气体量 基础容积基础容积 计算容量计算容量 VT IVC = VT+IRV IRV VC = VT+IRV+ERV ERV FRC = RV+ERV RV TLC=RV+ERV+VT+IRV肺容积肺容积肺容积肺容积测定方法测定方法肺量计测定法肺量计测定法FRC测定法测定法潮气量（潮气量（VT）深吸气量（深吸气量（IRV）补呼气量（补呼气量（ERV）肺活量（肺活量（VC）氮冲洗法氮冲洗法V1 =V2C2C1体容积描记法体容积描记法V1 =P2 VP1-P2氮冲洗法残气测定氮冲洗法残气测定氦气稀释法（示踪气体）测定残气氦气稀释法（示踪气体）测定残气 结果判定：结果判定： 所有测定值以相对值所有测定值以相对值( (实测值占预计值百分比实测值占预计值百分比) )作为作为 评价依据评价依据 VCVC实测值占预计值：实测值占预计值： 正常正常: :1001002020 减低减低: : 80% 80% 残气容积残气容积( (RV/TLC%)RV/TLC%)： 正常正常: : 35 10L为通气过度为通气过度3L为通气不足为通气不足受胸廓和膈肌运动影响受胸廓和膈肌运动影响 25% 75%通气功能有极大的储备，除非有通气功能有极大的储备，除非有严重障碍，一般不会出现异常严重障碍，一般不会出现异常最大通气量最大通气量最大呼吸量最大呼吸量 最大呼吸频率最大呼吸频率MVV肺活动度受限肺活动度受限间质纤维化和大量胸腔积液间质纤维化和大量胸腔积液气道阻力增加气道阻力增加COPD和支气管肿瘤和支气管肿瘤呼吸肌力量减弱或丧失呼吸肌力量减弱或丧失脊髓灰质炎和重症肌无力脊髓灰质炎和重症肌无力脊柱活动障碍脊柱活动障碍类风湿性脊椎炎和脊柱畸形类风湿性脊椎炎和脊柱畸形通气功能障碍的主要考核指标通气功能障碍的主要考核指标用力肺活量用力肺活量深吸气后用最快速度所能呼出的最大气量深吸气后用最快速度所能呼出的最大气量(FVC)正常人正常人FVC = VC气道阻塞时气道阻塞时FVC VC计算计算1、2、3秒呼出的气量秒呼出的气量FEV1、2、3/FVC83%、96%、99%阻塞性阻塞性：FEV1%降低降低限制性限制性：FEV1%正常或增加正常或增加时间（秒）时间（秒）0 1 2 3 4 5abcMMEF = bc / ab容量（升）容量（升）FEV1 FVCRVTLCSVC FVC正常正常阻塞阻塞限制限制肺泡通气量肺泡通气量参加气体交换的通气量参加气体交换的通气量VAVA150mlVD350mlVE = VA+VDVA =（TV-VD） FVD/VT = 0.30.4通气功能的评价通气功能的评价通气功能障碍通气功能障碍限制性限制性阻塞性阻塞性肺间质疾病肺间质疾病肺占位性病变肺占位性病变胸膜病变胸膜病变胸壁脊柱病变胸壁脊柱病变胸腔外病变胸腔外病变上呼吸道病变上呼吸道病变下呼吸道病变下呼吸道病变肺气肿肺气肿通气功能障碍分型通气功能障碍分型FEV1% MVV VC 气速指数气速指数阻阻塞塞性性N1混混合合性性=1IRVERVVTRVTLCFVCICFRC正常 限制 阻塞容量 (L)肺功能正常值在预计值有20的变异，并受年龄、性别、身高、种族、体位等影响大多数值成比例减少，尤以 TLC 和VC减少明显 ，流速正常TLC增加、RV 增加、FRC增加，VC 减少，流速减慢临床应用临床应用肺功能不全分级肺功能不全分级VC或或MVV FEV1%80807170515021 20707061604140基本正常基本正常轻度减退轻度减退显著减退显著减退严重减退严重减退呼吸衰竭呼吸衰竭阻塞性肺气肿的分级阻塞性肺气肿的分级RV/TLC% N%562.474.436.158.40无肺气肿无肺气肿轻度肺气肿轻度肺气肿中度肺气肿中度肺气肿重度肺气肿重度肺气肿支气管舒张试验支气管舒张试验FEV140%改善率改善率=药后值药后值-药前值药前值药前值药前值 100%支气管激发试验支气管激发试验FEV1 70%试验药物：组胺、乙酰甲胆碱试验药物：组胺、乙酰甲胆碱从低浓度开始吸入从低浓度开始吸入使使FEV1下降下降20%的浓度为激发浓度的浓度为激发浓度(PC20FEV1)PC20FEV1=吸前吸前-吸后吸后吸前吸前 100%在缓解期诊断哮喘在缓解期诊断哮喘诊断咳嗽变异型哮喘诊断咳嗽变异型哮喘哮喘治疗效果的参考指标哮喘治疗效果的参考指标研究哮喘的发病机制研究哮喘的发病机制弥散功能测定弥散功能测定气体分子通过肺泡膜进行交换气体分子通过肺泡膜进行交换气体分压差气体分压差1mmHg每分钟透过的气体量每分钟透过的气体量大小与面积、厚度、膜两侧气体分压差、气体大小与面积、厚度、膜两侧气体分压差、气体分子量及其溶解度有关分子量及其溶解度有关DLCOSB(CO吸入法吸入法)1. CO透过肺泡膜和与透过肺泡膜和与HB反应速率与氧相似反应速率与氧相似2. 正常人血浆正常人血浆CO为零为零3. CO与与HB亲和力比氧大亲和力比氧大210倍倍DLco=VcoPACO-PCCODLco=VcoPACODLco降低：降低：肺间质疾病、肺水肿、肺炎、肺叶切除、气胸、肺间质疾病、肺水肿、肺炎、肺叶切除、气胸、脊柱畸形、贫血脊柱畸形、贫血DLco增加：增加：心血管先天异常、二尖瓣狭窄、红细胞增多症心血管先天异常、二尖瓣狭窄、红细胞增多症小气道功能检查小气道功能检查定义：内径定义：内径2mm的细支气管的细支气管特点：数量多、面积大、气流慢、阻力小特点：数量多、面积大、气流慢、阻力小 闭合气量闭合气量TLC位呼气到残气位过程中肺低垂部位小气道位呼气到残气位过程中肺低垂部位小气道开始闭合时所能继续呼出的气量开始闭合时所能继续呼出的气量(CV)；而小气而小气道闭合时肺内留存的气量称为闭合总量道闭合时肺内留存的气量称为闭合总量(CC)CC=CV+RVF - V曲线形态的变化曲线形态的变化特点特点有助于有助于判断气道阻判断气道阻塞的部位塞的部位流速流速容量容量 正常正常图图3. 不同类型通气功能障碍的流速容量曲线不同类型通气功能障碍的流速容量曲线RVTLC 阻塞阻塞限制限制限制限制混合混合小气道管壁受到呼吸过程中肺容积大小变化的影响小气道管壁受到呼吸过程中肺容积大小变化的影响而使气体流量发生变化而使气体流量发生变化高肺容积时高肺容积时(呼气早期呼气早期)小气道内径相对较粗，呼气流量与小气道内径相对较粗，呼气流量与用力有关用力有关低肺容积时低肺容积时(呼气中、后期呼气中、后期)呼气流量取决于小气道抵制周围压力保持通畅的能呼气流量取决于小气道抵制周围压力保持通畅的能力，与力，与用力无关用力无关小气道疾病小气道疾病V50、V2570%V50/V252.5F-V曲线形态的变化曲线形态的变化血气分析和酸碱平衡血气分析和酸碱平衡临床价值临床价值 直接反映肺的换气功能直接反映肺的换气功能 判断组织气体代谢判断组织气体代谢 危重病人的诊治、抢救危重病人的诊治、抢救 重大手术的监护重大手术的监护测定测定 直接：直接：pH、PO2、PCO2 间接：间接：SaO2、CO2、HCO3、BE等等pH血液中血液中H+浓度的负对数浓度的负对数正常值为正常值为7.357.45 1. 无酸碱失衡无酸碱失衡 2. 代偿性酸碱失衡代偿性酸碱失衡 3. 复合性酸碱失衡复合性酸碱失衡7.45为失代偿性碱中毒为失代偿性碱中毒 1. 呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒 2. 代谢性碱中毒代谢性碱中毒 3. 呼碱呼碱+代碱代碱 4. 以碱中毒为主的复合性酸碱中毒以碱中毒为主的复合性酸碱中毒pH的极端值为的极端值为6.87.8超越此范围机体就难以适应生存超越此范围机体就难以适应生存动脉血和静脉血的动脉血和静脉血的pH值相差不大值相差不大PaO2血液中物理溶解的氧分子所产生的压力血液中物理溶解的氧分子所产生的压力正常值：正常值：95100mmHgPaO2 = 100 年龄年龄 0.33诊断呼吸衰竭的客观标准诊断呼吸衰竭的客观标准判断缺氧的程度判断缺氧的程度 轻度：轻度：6080mmHg 中度：中度：4060mmHg 重度：重度：SB：呼酸呼酸ABSB：呼碱呼碱BE标化条件下血液标本滴定到标化条件下血液标本滴定到pH7.40所需酸或碱量所需酸或碱量判断代谢性酸碱失衡判断代谢性酸碱失衡 酸碱平衡失调的判断酸碱平衡失调的判断寻找病因寻找病因治疗经过及反应治疗经过及反应电解质及阴离子隙测定电解质及阴离子隙测定常用的判断指标常用的判断指标pH：代偿情况代偿情况PaCO2：呼吸因素呼吸因素代偿范围不大于代偿范围不大于10mmHgHCO3-：代谢因素代谢因素代偿范围不大于代偿范围不大于45mol/LpH =HCO3-PaCO2呼吸性酸中毒呼吸性酸中毒各种原因所致的肺泡通气不足各种原因所致的肺泡通气不足代偿调节代偿调节缓冲系、细胞内外电解质交换和肾回吸收缓冲系、细胞内外电解质交换和肾回吸收HCO3-增加增加急性期：急性期：PCO2升高升高1mmHg，HCO3-增加增加0.07mmol/L慢性期：慢性期：PCO2升高升高1mmHg，HCO3-增加增加0.35mmol/L代偿限度：代偿限度：急性呼酸：急性呼酸：HCO3-32mmol/L慢性呼酸：慢性呼酸：HCO3-SB，BE上升上升血氯下降，血氯下降，K+升高或正常升高或正常Na+变化不定变化不定呼吸性碱中毒呼吸性碱中毒肺泡通气过度肺泡通气过度代偿调节：代偿调节：肾减少肾减少H+排出增加排出增加CHO3-排出排出急性呼碱：急性呼碱：PaCO2下降下降1mmHg，CHO3-减少减少0.2mmol/L慢性呼碱：慢性呼碱：PaCO2下降下降1mmHg， CHO3- 减少减少0.5mmol/LCl-外移外移蛋白结合蛋白结合Ca2+增加，钙降低增加，钙降低呼碱的实验室检查呼碱的实验室检查急性呼碱急性呼碱PaCO2下降下降pH升高升高CHO3-正常，正常，BE不变不变慢性呼碱慢性呼碱PaCO2下降下降pH正常或升高正常或升高CHO3-明显下降，明显下降，ABSBBE负值增大负值增大血氯可升高血氯可升高K+降低，降低，Ca2+降低降低尿尿pH升高升高呼酸并代酸呼酸并代酸通气不足合并固定酸产生增加、排出障碍和碱丢失，通气不足合并固定酸产生增加、排出障碍和碱丢失，HCO3-减少减少代偿调节代偿调节慢呼酸慢呼酸HCO3-增加，合并代酸时增加，合并代酸时HCO3-可不低于正常范围；可不低于正常范围；H+与与HCO3-结合为结合为H2CO3肾排肾排H+增加，尿强酸性增加，尿强酸性实验室检查实验室检查PaCO2明显增加明显增加HCO3-正常或减少正常或减少pH明显降低明显降低K+高，高，Cl-低或正常低或正常AG增大增大呼酸并代碱呼酸并代碱原因多为医源性原因多为医源性利尿剂和激素利尿剂和激素补碱过量补碱过量过度通气过度通气代偿调节代偿调节钠入，钾出肾小管泌氢减弱，减少钠入，钾出肾小管泌氢减弱，减少HCO3 -再吸收，再吸收，增加钾钠排出增加钾钠排出实验室检查实验室检查PaCO2升高升高HCO3 -明显增加明显增加pH值升高值升高血钾氯降低血钾氯降低呼碱并代酸呼碱并代酸通气过度的疾病通气过度的疾病+严重缺氧疾病严重缺氧疾病+产酸增加的疾病产酸增加的疾病碱损失过多或长期输入氨基酸碱损失过多或长期输入氨基酸代偿调节代偿调节HCO3-进一步减少进一步减少HCO3-/H2CO3接近正常接近正常钾氯外移钾氯外移肾泌氢、排酸增强肾泌氢、排酸增强回吸收回吸收HCO3-增加增加实验室检查实验室检查PaCO2降低降低HCO3-减少减少pH升高或接近正常升高或接近正常AG多增大多增大