本人曾于2011年12月发布了一篇话题《肺功能检查大汇总》，注意到医友们对此内容很感兴趣。也曾有医友询问是否有更多关于肺功能测定的资料。故发布本贴，因篇幅较长，打算每日一个系列，分别就1.肺功能测定总论、2.肺容积、3.通气功能、4.最大呼气流量-容积曲线、5.呼气高峰流量、6.气道阻力、7.肺弥散功能测定、8.心肺功能运动试验和9.呼吸肌功能测定这9个系列进行介绍。
感兴趣的医友们请持续关注此贴。
【肺功能测定】系列之1 --- 肺功能测定总论
【概述】
肺功能检查可对受检者呼吸生理功能的基本状况作出质与量的评价，明确肺功能障碍的程度和类型，观察肺功能损害的可逆性，对探讨疾病的发病机制、病理生理、明确诊断[如慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)、支气管哮喘]、指导治疗、判断疗效和疾病的康复、动态观察病情变化和预测预后、劳动力鉴定以及评估胸腹部大手术的耐受等，都有重要意义。
【适应证】
1．判断呼吸系统疾病患者呼吸功能基本状态 明确其有无通气功能障碍、类型、程度，据此区别阻塞性、限制性肺病，辅助支气管哮喘的诊断（激发试验、扩张试验）及COPD的诊断。
2．评价各种平喘药物疗效（客观化、定量化）。
3．胸外科患者术前鉴定选择手术适应证，预测术后呼吸功能。
4．呼吸衰竭的肺功能监测 确定机械通气时机，监测机械通气是否恰当，决
定何时脱机。
5．职业性肺病劳动力鉴定。
6．工业卫生环卫监测指标及流行病学调查 研究大气污染、职业性有害气体
监测。
【肺功能测定的局限性】
1．主要反映呼吸生理功能变化，不能单独据此确定病因。
2．某些检测指标个体差异大。
3．某些指标受主观因素影响较大，重复性差。
【禁忌证】
急性心肌梗死、心功能不全、肺功能严重减退者，高热、剧咳，自发性气胸，2周内有咯血者，均不宜行肺功能测定。
【测试前准备及注意事项】
1．首先对各测试仪器按质控标准要求进行全面调校，确认性能可靠、准确。
2．直接与患者呼吸道连接的口含器、呼吸管道等器材在每次应用前均应严格清洗、消毒。
3．实验室应配有必要的急救药物、器械、氧气等。并定期检查、补充，以备应急使用。
4．简单了解患者病史、诊断及临床医师申请目的。
5．检测肺功能前应测患者身高、体重，并根据其年龄、性别查出相应正常预计值。
6．向检查者详细说明检查目的、方法及操作要领，必要时给予示范，取得患者理解和配合。并嘱受检者在测试前安静休息15min。进行所有项目测试时，受试者均应夹鼻夹，与呼吸道相连的接口器须紧密咬合，防止漏气。一般情况下，每项测定3次，取其最理想值记录。
7．测试时体位可用立位、坐位或卧位。但不同体位的测值不同，应予注明。同一受检者前后对比时，应采取相同体位。
8．许多检测指标正常值受到受试者性别、年龄、身高、体重等多种因素影响，故判断其检查结果是否正常须以实测值与正常预计值之比进行判断，同时在比较肺功能的变化及其治疗效果时，还应考虑到昼夜节律影响，尽可能在每天同一时间测定。
9．对检查结果由专业人员进行评价。
【肺功能测定】系列之2 --- 肺容积
【概述】
根据肺和胸部扩张与回缩的程度，肺内容纳气量产生的相应改变，可分为4种基础肺容积和4种基础肺容量。①肺容积：包括以下4种容积，彼此互不重叠： 潮气容积、补吸气容积、补呼气容积和残气容积。理论上具有静态解剖学意义。②肺容量：是由2个或2个以上的基础肺容积所组成：深吸气量、肺活量、功能残气 量和肺总量。
【操作方法】
受检者取立体或坐位，或上鼻夹，咬口器与肺量计相连，平静呼吸5次后测定。测得值须以受试者体温、大气压、饱和水蒸气压(body temperature pressure saturated，BTPS)进行校正。
1．潮气容积( tidal volume，VT) 为一次平静呼吸时进出肺内的气量。
正常值：男性(0. 59±0.18)L;女性(0. 44±0.14)L（坐位）。
临床意义：呼吸肌功能不全时VT减少。VT增加见于发热。
2．补呼气容积( expiratory reserve volume，ERV) 为平静呼气末再用力呼气时所能呼出的最大气量。
正常值：男性(1 603±492) ml；女性(1 126±338) ml。
临床意义：ERV降低见于呼气肌功能减弱。
3．补吸气容积(inspiratory reserve volume，IRV) 则为平静吸气后所能吸入的最大气量。
临床意义：当吸气肌功能减弱时，或肺和胸廓顺应性减低时，IRV减少。
4．深吸气量(inspiratory capacity，IC) 为平均呼气末用力吸气所能吸入的最大气量，即IC= VT+IRV;在肺量图上是与平静呼气末用力吸气所能吸入的最大气量，即IC应占肺活量的2/3或4/5，约为补呼气容积的2倍，是肺活量的主要组成部分。
正常值：男性（2 617土548）ml、女性(1 970±381) ml。
临床意义：影响IC的主要因素是吸气肌力，当吸气肌功能不全时IC减少；其次，胸廊、肺顺应性下降时亦可使IC减少。
5．肺活量( vital capacity，VC) 是最大吸气后所能呼出的最大气量，VC =IC+ERV。
(1)测定方法：平静吸气末做最大吸气后，再进行最大呼气至残气位时所呼出的全部气量，称为呼气肺活量；于平静呼气末做最大缓慢呼气达残气容积位 后，再进行最大吸气达肺总量时所吸入的全部气量，称为吸气肺活量。COPD患者做呼气肺活量测定时由于先期深呼气时胸内压增高，使小气道陷闭，而使VC减 少。
(2)正常值：男性（4 217土690）ml;女性(3 105±452) ml;通常以其实测值／预计值(%)表示，若实测值／预计值<80%为异常，6026～79%为轻度降低，40%～59%为中度降低，<40%为重度降低。
(3)临床意义：凡使胸廓与呼吸动度受限或活动减弱情况，均会使VC减低。临床上VC减低主要见于各种引起限制性通气功能障碍的疾病，如脊柱与胸 廓畸形、广泛胸膜增厚、大量胸腔积液、气胸、肺炎、肺不张、弥漫性肺间质纤维化、肺水肿和大量腹水、腹腔巨大肿瘤等。其次呼吸肌功能障碍，如重症肌无力、 膈肌麻痹、传染性多发性神经根炎等。高度肥胖者，由于胸廓、膈运动受限，VC有所减少。此外，如重症慢性阻塞性肺病，VC可降低。
6．功能残气量(functional residual capacity，FRC)及残气容积(residual volume，RV) 功能残气量及残气容积是平静呼气后和最大呼气后仍残留于肺内的气量。FRC= RV+ERV，FRC与RV的意义在于呼气末肺内仍有足够的气量，继续进行气体交换。
7．肺总量(total lung capacity，TLC) 是深吸气后肺内所含全部气量，TLC=VC+RV。
FRC和RV均不能用肺量计直接测得，而须应用气体分析法间接测算，要求测定气体不参与肺内气体交换，一般常用氦(He)气、氮(N2)气。
(1)测定方法
①密闭式He稀释法：具体方法有二，重复呼吸法和一口气法，现多用前者。先以空气冲洗肺量筒3次后灌入定量氦与空气混合气(10%)。受检者取坐 位，在功能残气位进行重复呼吸7～10min，使肺内与肺量计内气体充分混合，达到He浓度平衡后再保持Imin，于平静呼气末达到测定终点。休息 20min后重复1次，要求两次容积差<5%。然后根据初He浓度和平衡后的He浓度与已知肺量计容积计算出FRC。
②氮稀释法：有密闭式与开放式重复呼吸法和开放式氮稀释法3种，一般多用前者。肺量计经空气充分冲洗后，冲入纯氧5 000ml。受检者亦取坐位，重复呼吸7min，使肺量计内的氧与肺内的氮充分混合达到平衡，取肺量计中的气样测定氮浓度，计算FRC。
(2)正常值：FRC，男性(3 112±611) ml、女性(2 348±479) ml；RV，男性(1 615±397)ml、女性(1 245±336)ml；TLC，男性(5 766±782) ml、女性(4 353±644) ml。
(3)临床意义：①功能残气和残气：增多，提示肺内充气过度，见于慢性阻塞性支气管炎、阻塞性肺气肿和哮喘；减少，见于各种弥漫性限制性肺疾病和急 性呼吸窘迫综合征(ARDS)。②肺总量：减少，见于限制性肺疾病，如肺间质纤维化、肺水肿、肺不张、气胸、胸腔积液与肺切除术后等；增加，主要见于阻塞 性肺气肿。肺气肿时肺泡弹性减低，呼气时肺组织对支气管的环状牵引力减弱，支气管易于陷闭，致肺泡内气体滞留，RV增大；一般认为正常 RV/TLC≤35%，>40%示有肺气肿。
阻塞性肺气肿（表10-1）的判定：
【肺功能测定】系列之3 --- 通气功能
【概述】
通气功能是指在单位时间内随呼吸运动出入肺的气量和流速，又称动态肺容积。凡能影响呼吸频率、呼吸幅度和流速的生理、病理因素，均可影响通气量。通气功能包括肺通气量、用力肺活量和最大呼气中期流速。
【操作方法】
1．肺通气量
(1)每分钟静息通气量(minute ventilation，VE)：静息状态下每分钟出入肺内的气量，等于潮气容积VT)×呼吸频率(respiratory rate，RR) /min。
①准备与测定：受检者安静卧床休息15min，待呼吸平稳后，与肺量计相连开始测定。重复呼吸2min，记录呼吸曲线，计算VE。
②正常值：男性(6 663±200) ml、女性（4217土160）ml。平静呼吸的潮气容积中，约25%来自肋间肌的收缩，75%依靠膈升降运动完成。因此，潮气容积大小不仅与性别、年龄、身高、体表面积有关，且受胸廓与膈运动影响。
③临床意义：<3 L/min表示通气不足，多见于呼吸衰竭，尤其是限制性通气功能障碍；>lOL/min表示过度通气，见于发热、剧烈运动、过度通气综合征、哮喘急性发作、代谢性酸中毒等。
(2)肺泡通气量(alveolar ventilation，VA)：是指安静状态下每分钟进入呼吸性细支气管及肺泡参与气体交换的有效通气量。计算方法：VA=(VT-VD)×RR。
VD为生理无效腔。
①正常值：一般为3～5. 5L/min。
②临床意义：呼吸性细支气管以上气道中仅起传导气体作用，不参与气体交换，称为解剖无效腔，即死腔气，约占150ml。但进入肺泡中气体若无相应毛细血管血流与之进行气体交换，也会同样产生死腔效应，称肺泡无效腔。解剖无效腔加肺泡无效腔称生理无效腔(dead space，VD)，正常情况下因通气/血流比值正常，肺泡死腔量极小，可忽略不计，故解剖无效腔与生理无效腔基本一致。VA=(VT-VD)×RR，可见通气效率受无效腔与潮气容积比率(VD /VT)的影响，正常(VD /VT=0.3～0.4，该比值小则有效肺泡通气量较大；如VD /VT增大为0.7时，VT仍为500ml，RR为15/min，则VA=500ml×(1- 7/10)×15/min=2.25L/min，故浅速呼吸的通气效率低于深缓呼吸。肺泡通气量下降见于呼吸中枢病变（延髓病变）、
呼吸中枢受抑制（麻醉药过量）、神经-肌肉疾患、胸廓畸形、COPD及支气管哮喘。
(3)最大通气量(maximal voluntary ventilation，MVV)：以最快呼吸频率和尽可能深的呼吸幅度做最大自主努力重复呼吸1min所得的通气量。
①测定方法：受检者取立位或坐位，与肺量计相连，平静呼吸4～5次后以最快呼吸速度与最大呼吸幅度持续重复呼吸12s或15s，要求呼吸频率达10～15次。休息10min后再重复1次。为使测定成功，事前要向受检者充分说明，测定过程中对受检者发出适时的指令并持续地指导与鼓励以期取得最佳结果。
②计算：选择呼吸速度均匀、幅度一致持续达12s或15s的一段曲线，将其呼出或吸人的气量乘5或4，即得每分钟最大通气量。要求两次测量结果的差异<8%，应选取其中最大值作为实测值。
正常值：男性约(104±2.71)L、女性为（82.5土2.17）L，通常根据实测值占预计值百分比进行判定，低于预计值的80%为异常。
③临床意义
MVV降低：见于气道阻塞和肺组织弹性减退，如阻塞性肺气肿；呼吸肌力降低和功能不全；胸廓、胸膜、弥漫性肺间质疾病与大面积肺实质疾病，如肺不张、肺的舒张与收缩受限。
通气储备功能的考核：常用于胸科术前患者肺功能状况的评价与职业病劳动能力鉴定。
通气储量%=（最大通气量一静息通气量）/最大通气量×100%
正常值应>95%，<86%提示通气功能储备不佳，<70%通气功能严重损害。
④注意事项：MVV测定是较为剧烈的呼吸运动，平常人经过15s持续快速大幅度呼吸运动后，体内C02可减少500ml，PaCO2下降2.66kPa(20mmHg)。严重心肺疾病与咯血者不宜进行此项测定
2．用力肺活量 用力肺活量( forced vital capacity，FVC)旧称时间肺活量，是深吸气至TLC位后以最大用力、最快速度所能呼出的全部气量。1s用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEVl)是指最大吸气到TLC位后，开始呼气第1秒内的呼出气量，常以FEVl /FVC%或（简称1秒率）。
(1)测定方法：受检者取立位或坐位，与肺量计相连后，做最大吸气至TLC位，屏气1s后以最大努力、最快速度呼气至RV位，持续、均匀、快速呼尽，重复2次。
(2)计算：选取最佳曲线，要求起始部陡直，终末部平坦达0.5～1.Os，整个曲线平稳光滑。计算第1秒呼气容积及其占FVC的百分比，分别记为FEVl、FEVl/FVC%。健康者在3s内可将肺活量几乎全部呼出。临床上评价患者通气功能状况时，最常采用第1秒用力呼气量(FEVl)占预计值的百分率（FEVl%及1秒率(FEVl/FVC%)作为判定指标。FEVl正常值，前者男性为(3 179±117) ml、女性为(2 314±48) ml；一秒率均应>80%。
(3)临床意义：阻塞性通气障碍患者，如慢性阻塞性支气管炎、阻塞性肺气肿和支气管哮喘发作期患者，由于气道阻塞，呼气时间延长，FEVl/FVC%降低。限制性通气功能障碍如弥漫性肺间质纤维化、广泛胸膜肥厚粘连、胸廓与脊柱畸形等患者，气道虽无阻塞，呼出气流不受限，但因胸廓及肺弹性、顺应性降低，呼气运动迅速减弱终止，致使肺活量的绝大部分在极短时间内提前迅速呼出，FEVl%减少，但FEVl/FVC%正常或增加。
3．最大呼气中段流量 最大呼气中段流量(maximal mid-expiratory flow，MMEF，MMF)是由FVC曲线计算得到的用力呼出肺活量25%～75%阶段的平均流量。
(1)计算方法：将FVC曲线纵轴起、止两点间平行垂直分为四等份，取其中间2/4段的肺容量与其相应的呼气时间[最大呼气中段时间( mid expiratory time，MET)]两者之比值。正常男性为（3 452土1160）ml/s、女性为(2 836±946) ml/s。
(2)临床意义：FVC初始呼气阶段呼气速度快，受主观用力因素影响大，不易掌握。而曲线的最后部分处于低肺容量位，肺弹性回缩力降低，气道口径缩小，流量低，已有呼吸困难者，往往不能准确完成。而MMF主要取决于FVC非用力依赖部分，即呼气流量随用力程度达到一定限度后，尽管继续用力，用力流量固定不变，与用力无关。包括MMF在内的低肺容量位流量改变主要受小气道直径的影响，流量降低反应小气道阻塞。研究发现小气道疾患时FEVl/、FEV%和气道阻力均正常时，MMF却可降低，说明MMF比FEVl/FVC%能更好地反应小气道阻塞。
4．通气功能的综合判定 通气功能测定为肺功能测定的最基本内容，也是一系列肺功能检查中的初筛项目，临床主要根据肺容积测定结果(主要是VC、TLC)占预计值百分比和FEVl/FVC%判断肺通气功能障碍类型，然后再对肺功能不全进行分级。
5．通气功能障碍分型 阻塞性通气功能障碍特点是以流速(如FEVl/FVC%)减低为主，限制性通气功能障碍以肺容量减少为主，也可根据气速指数判断通气功能障碍的类型。
气速指数=最大通气量与预计值百分比/肺活量与预计值百分比，正常气速指数为1.0。
限制性通气功能障碍时气速指数>1.O，阻塞性通气功能障碍时气速指数<1．O。
【肺功能测定】系列之4 --- 最大呼气流量-容积曲线
【概述】
最大呼气流量-容积曲线(maximum expiratory flow-volume curve，MEFV，V-V曲线，简称流量-容积曲线)。是指受试者在深吸气后做最大用力呼气过程中，将其呼出的气体容积与相应的呼气流量所描记的曲线（图10-1）。
【适应证】
1．怀疑有大气道或小气道功能异常的患者（如慢性支气管炎、肺气肿、肺心病、支气管哮喘）。
2．怀疑有限制性肺病的患者。
3．怀疑有上气道阻塞(upper airway obstruction，UAO)的患者。
【禁忌证】
1．大咯血停止未超过2周者为禁忌证。
2．重度肺气肿、肺大泡、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证。
3．纤维支气管镜检查（特别是活检）后为相对禁忌证，但3～5d后仍可检查。
4．有重要脏器功能衰竭者。
5．支气管胸膜瘘、气胸及气管切开未封闭者。
【操作方法】
测试时受试者取立位（体积描记仪取坐位），夹鼻，安置口含管（或称口件），先平静呼吸数次，适应后嘱受试者深吸气到肺总量位，然后立即以最大的力气、最快的速度用力呼气直到残气位，在此过程中用X-Y记录仪自动描记，绘出呼气流量与相应肺容积相关的MEFV曲线，X轴代表肺容积，Y轴代表最大呼气流量。间隔5～10min后重复1次，至少测3次。选用力肺活量最大、起始用力最大的曲线测算。
【主要测定指标及正常参考值】
由MEFV曲线可测得：
1．反映小气道功能指标 V50 (50%肺活量最大呼气流量)、V25（25%肺活量最大呼气流量）。
2．反映大气道功能的指标 PEF（最大呼气流量，又称呼气高峰流量、峰流量）、V75（75%肺活量最大呼气流量）。
3．FVC（用力肺活量） 正常参考值及正常预计值公式参考当地正常值。
当PEF、V75、V50、V25实测值/预计值<70%为异常，69%～55%为轻度降低，54%～40%为中度降低，<40%为重度降低。
当FVC实测值/预计值<80%为异常，790%～60%为轻度降低，59%～40%为中度降低，<40%为重度降低。
【临床意义】
MEFV曲线操作简单，重复性好，曲线前半部分与用力有关，反映大气道功能及呼吸肌力大小，后半部分与用力无关，反映小气道功能及肺泡弹性回缩力状况。
MEFV曲线的临床意义：
1．检测小气道阻塞性病变及程度，特别是早期小气道病变的检出（V50、V25降低），优于胸部X线和体格检查。
2.检测大气道阻塞性病变及程度（PEF、V75降低）。
3．检测限制性通气功能障碍（FVC降低）。
4．MEFV曲线形态特点有助于判断气道阻塞部位及程度。COPD患者MEFV曲线特点：①最大呼气流量及各阶段呼气流量均减低；②下降支突向容积轴，呈杓状；③严重时肺活量减少；④PEF提前出现。当肺气肿发生时，肺弹性回缩力减退，V75、V50、V25更为降低。上气道阻塞患者MEFV曲线特点是呼气相和（或）吸气相流量显著受限，呈特征性平台状。对上气道阻塞性质、部位、程度的诊断很有价值（图10-2）。
5．最大呼气流量(peak expiratory folw，PEF)监测有助于对支气管哮喘患者病情程度和疗效的判断。
【注意事项】
要取得一条满意的MEFV曲线必须注意：①吸气要满（一定到肺总量位），呼气要用力、要快（呼气开始的升支陡直），呼气要充分（一定呼至残气位），呼气过程避免咳嗽、中断或转向吸气；②受试者开始用力呼气与开始记录必须同步。
【肺功能测定】系列之5 --- 呼气高峰流量
【概述】
呼气高峰流量（peak expiratory flow，PEF，又称最大呼气流量，峰流量），指深吸气后用力快速呼气时的最高呼气流量。
【适应证】
1．怀疑为支气管哮喘的患者。
2．判断支气管哮喘患者的病情、疗效。
3．怀疑有大气道功能异常的患者。
【禁忌证】
同最大呼气流量-容积曲线。
【操作方法】
受试者取立位，夹鼻，安置口含管，先平静呼吸数次，嘱受试者深吸气到肺总量位，然后立即以最大的力气、最快的速度用力呼气直到残气位，可由常规肺功能仪测定，也可由微型最高呼气流量计（或称峰流量计）记录PEF。峰流量计测定时，PEF由液晶数字显示或指针刻度显示。间隔5～10min后重复1次，至少测3次，选出PEF最大值。
【正常参考值】
正常参考值：男 7. 126±1.364( L/s)
女 5. 429土1.151( L/s)
当PEF实测值／预计值<70%为异常，69%～55%为轻度降低，54%～40%为中度降低，<40%为重度降低。
【临床意义】
呼气高峰流量是一项简便的肺功能测验方法，广泛应用于临床。PEF的临床意义：
1．诊断支气管哮喘，并与COPD相鉴别。哮喘患者绝大多数24h PEF波动率>20%。COPD波动率<20%，正常人波动率<8%。PEF最低值多出现在凌晨0-5时，中午或晚上数值最高。
PET最高值-PEF最低值
24h PEF波动率= 1/2（同日内最高值十最低值） ×100%
2．哮喘病情严重度分级和疗效判断。PEF波动率<20%为轻度，20%～30%为中度，>30%为重度。
3．PEF下降率可作为哮喘发作与否的判断参考及指导哮喘治疗的参考。PEF值降低时，视具体情况可在医师指导下进行治疗。
4．判断大气道阻塞性病变及程度。
5．可作为支气管激发试验的反应指标（但因PEF是用力依赖性的，重复性较差，仅用于筛查。）
【注意事项】
吸气要满，呼气要用力、快，要呼尽。
受试者开始用力呼气与开始记录必须同步。
【肺功能测定】系列之6 --- 气道阻力
【概述】
气道通畅性通常以呼吸气体流量来反映， 气体流量与气道管径成正比，气道管径越大，流量越通畅。反之气道痉挛、狭窄或堵塞，则气道管径小，气体流量减慢。一般情况下，上述推论是正确的，但是却忽 略了一个重要的因素，气体流量除与管径有关外，尚与气体流动的驱动压有关。相同管径下，驱动压越高，则气体流量越快。因此，仅以气体流量反映气道通畅性是 不全面的。
此外，气体从肺外进入肺内，需要呼吸做 功，而呼吸做功需要克服气体流动通过气道时因摩擦所消耗的阻力（其物理特性为黏性阻力），此外，尚须克服胸廓和肺组织扩张膨胀所消耗的阻力（其物理特性为 弹性阻力，倒数即为胸廓和肺的顺应性），以及在气体流动和胸廓扩张运动中产生的阻力（其物理特性为惯性阻力）。呼吸系统的黏性阻力、弹性阻力和惯性阻力之 和统称为呼吸总阻力（或称呼吸总阻抗）。
呼吸系统的阻力按解剖位置分类，可分为鼻腔阻力、口腔阻力、咽喉部阻力、气管阻力、支气管阻力、肺泡及肺组织阻力、胸廓阻力等。
与气管通畅性关系最为密切的是黏性阻力，常将其称作气道阻力(airway resistance，Raw)。气管阻力等于维持一定呼吸气体流量(V)所耗的压力差(△P)与该流量的比值，即：Raw=△P/V。气管阻力在呼吸总阻抗中所起的作用亦最大，同时其测量亦相对容易，因此，临床使用也最为广泛。
气管阻力测定有多种方法，不同方法测定的指标、结果及其意义各有不同。体积描记法（简称体描）是目前惟一可直接测量人体气管阻力的方法，临床应用最为广泛，且已建立相应的测试标准。本节仅介绍体描法测定气管阻力。
【适应证】
需要了解气流通畅性和呼吸动力学的情况，如：
1．支气管哮喘。
2．慢性阻塞性肺疾病(COPD)。
3．气管肿瘤或支气管肿瘤。
4．支气管内膜结核。
5．支气管微结石症。
6．气管内异物。
7．通过气管可逆性测定的变化，评价支气管舒张药的作用。
8．通过气管反应性测定评价支气管收缩药的作用。
【禁忌证】
气管阻力测定同其他肺功能测定一样，大多数需要患者较好的配合。患者神志不清，理解、配合能力欠佳等情况下多不能进行测定。此外，不同的测定方法有其相应的 禁忌证。如：体积描计法因患者须坐进密闭的体描仪内测定，若其精神过度紧张或忧虑，则不宜行此法测定；食管内压测定法因须插入食管气囊测定胸内压，故有食 管内病变的疾病如食管静脉曲张、食管溃疡、食管肿瘤等疾病不宜行此检查。
【操作方法】
1．测定方法
(1)测试前准备
①体描仪标化：按仪器使用说明书要求，检查体描仪的密闭性，对呼吸流量传感器、口腔压传感器及箱压传感器进行测定标化，使它们在可允许的变化范围内。每次开启仪器或ld内室温室压变化过大时均须进行仪器标化，以保证测试的准确性。
②受试者准备：受试者勿穿戴过紧的腰带、胸带和衣服等。技术操作人员向受试者详细介绍测定过程，让其了解如何配合测试。让受试者身体坐直，上鼻夹，口含咬口器 并避免口角漏气，避免舌头堵塞咬口器开口，用双掌腹或手指并拢，指腹按压面颊部，避免颊部振动。先练习平静呼吸，然后改为浅快呼吸( panting breath)，浅快呼吸频率>1Hz，潮气量约500ml。部分患者不习惯用口呼吸，或呼吸用力过大，须多加练习，待满意后才能开始测试。浅快呼吸法为标准气道阻力测定法，但对于配合能力欠佳者，亦有采用平静呼吸法测定。
关闭体描仪门，部分体描仪的箱门关闭前须先打开通气孔，避免箱压突然改变损害箱压传感器。让受试者平稳呼吸，注意观察呼吸基线是否漂移。关闭体描仪门初期，受试者体温可导致箱温上升，呼吸基线漂移，须平衡1～2min或更长时间，待基线稳定后方可开始测试。部分体描仪此时须关闭箱压通气孔。目前有些新的体描仪有气温调节或温度自动矫正平衡，可节约温度平衡时间，加快实验速度。呼吸基线平稳后即可开始测试。
(2)测试
①让受试者平静呼吸4个周期以上，以求得平静呼吸末的功能残气量(FRC)位。
②在平静呼气末让受试者做浅快呼吸，注意观察呼吸流量一箱压曲线，记录4个重复性好的呼吸环。
③在浅快呼吸末（FRC位）紧接着关闭接口阀门，让受试者继续保持浅快呼吸数个周期，记录口腔压一箱压关系曲线。
④完成浅快呼吸后，部分体描仪尚可继续测定慢肺活量，依受试者情况测定深吸气量和深呼气量，可分次测定或一口气完成。慢肺活量测定用于进一步计算肺总量(TLC)、残气量(RV)等指标。
⑤重复测定至少3次，选取口腔压一箱压关系曲线、流量一箱压关系曲线及慢肺活量曲线均良好的3次结果保存。Raw的变异应<10%。
(3)结果计算：现体描仪均配备电脑，可自动计算结果。3次最佳检测的结果的平均值反映受试者的胸腔容积及气道阻力。
(4)测定中的注意事项
①在整个测试过程中受试者含咬口器不能松脱，口角不能漏气，否则呼吸容量基线漂移，则TLC、RV等计算可有较大的误差。
②准确测定流量一箱压关系曲线与水平轴的夹角是计算气道阻力的关键，必要时可通过人工调整流速一箱压关系曲线和口腔压一箱压关系曲线的计算角度。
③由于不同的流量下气道阻力不同，特别当受试者浅快呼吸时，每次呼气气量过大，流量过高，气道出现涡流时，口腔压一箱压关系曲线可出现反“S"形。因此，一般以0.5 L/s的流量作为检测气道阻力的标准点。
④气道阻塞严重者可出现呼气滞留现象，使呼气早期与后期曲线分离，此时，有两种计算方法：取呼气早期与后期0.5 L/s位二点的均值与原点的夹角为p角，此法较为常用；仅取呼气后期0.5 L/s位点与原点的夹角为p角（图10-3～10-5）。
2．常用指标及正常值
(1)气道阻力(Raw)：为维持一定呼吸气体流量所需的驱动压与该流量的比值。Raw=P/V。平均为0.147kPa/(L.s)或1.5cmH2O(L.s)，范围为0.0196～0.196kPa/(L.s)或0.2～2cmH2O/(L.s).
(2)气道传导率(Gaw)：为气管阻力的倒数；Gaw=l/Raw。
(3)比气道阻力(sRaw)：为气管阻力与胸腔气量的乘积；sRaw=Raw×TGV= TGV/Gaw。TGV-胸腔气量(thoracicgas volume)。
(4)比气道传导率(sGaw)：为比气道阻力的倒数，或气道传导率与胸腔气量的比值；sGaw=l/sRaw=Gaw/TGV。
【临床应用】
气管阻力增加提示有气道阻塞或狭窄，其敏感性远较FEV1为高，支气管哮喘发作时气道阻力可增加2～4倍。支气管激发试验的评价，常以Raw增加或sGaw减少≥35%为试验阳性的标准，判断为气道反应性增高。支气管舒张试验的评价则以Raw减少或sGaw增加≥35%为试验阳性的标准，判断气道可逆性的改变。当气道阻力发生改变的时候，sGaw的改变方向与FEV，的方向一致，临床易于理解，因此较为常用。
【注意事项】
对正常受试者，在气管阻断瞬间假设口腔压等于肺泡压是可行的。但对气流受阻者，由于气管阻力的增大使口腔压在反应肺泡压上出现延迟，测定口腔压可能低估肺泡 压。采用浅快呼吸可能克服此不足。同时，浅快呼吸由于呼吸气量少，也减少了呼出气体温度对箱温的影响，同时亦使呼吸商的影响所导致的误差减到最小，从而使 测试更为精确。
由于气管阻力与气管的口径成反比，而气管口径却与胸腔气量成正比，因此，胸腔气量越大，则气管阻力越小，可见气管阻力的测定受胸腔气量或肺容量的影响。为排 除肺容量对气管阻力的影响，不同人群之间或个体自身前后进行比较可指定在某一肺容量（通常以功能残气量）情况下进行。体描法的优点之一是可同时测定胸腔容 量，因此，可用经胸腔气量校正的气管阻力来表达。
临床习惯上以常规的用力通气功能判断患者的肺功能，做出阻塞性功能障碍的评价。但气管阻力的测定因综合考虑了气流驱动压的影响，因此对气管阻塞的判断更为敏感和精确。在实际检测中发现，有些通气功能检测正常的受试者，其气管阻力的指标如Raw、sGaw已反映异常，提示气管阻力的测定更为敏感。
虽然气管阻力测定的敏感性高于用力通气功能测定，但因其变异度亦较大，重复性逊于FEVl。
由于种族差异的存在，国人采用国外预计值时应注意到其差异，尽量采用相应人群的预计值。
【肺功能测定】系列之7 --- 肺弥散功能测定
【概述】
肺弥散能力是指某种气体在单位时间( min)与单位肺泡一毛细血管膜压力差(mmHg)条件下，从肺泡向血液转移的能力。某种气体的弥散能力与其在水中的溶解度成正比，而与其分子量的平方根成反比，因此CO2的弥散能力是O2的20倍左右，临床上不会发生因肺弥散能力下降造成CO2潴留，而氧的弥散能力是临床最为关心的。因方法学的原因，直接测定氧的弥散能力非常困难，故而临床上都是采用测定方便的一氧化碳来代替氧。一氧化碳能极迅速地穿透肺泡膜、间质、毛细血管膜与血红蛋白相结合，再加上吸入低浓度一氧化碳(0.3%)对人体无危害，是选择其作检测气体的原因。
氧的弥散能力与一氧化碳呈固定的倍数关系，但临床习惯上并不将一氧化碳弥散能力换算成氧，而是直接应用前者来表达后者。肺一氧化碳弥散能力是指该气体在ImmHg肺泡一毛细血管压力差条件下每分钟从肺泡进入血液的毫升数，其单位是ml/(mmHg．min)。
【适应证】
1．原因不明低氧血症的诊断与鉴别诊断。
2．弥漫性肺间质病的诊断、鉴别诊断与病情评价。
3．结缔组织疾病肺病变的诊断与病情评价。
4．肺气肿的诊断与病情评价。
5．弥漫性肺血管病变。
【操作方法】
肺弥散能力的测定有单次呼吸法(single breath method)、稳态法(steady state method)、重复呼吸法(rebreathing method)等多种，各有优缺点，但考虑到方便性与国内实际应用情况，本常规只介绍单次呼吸法。
肺一氧化碳弥散能力是依据下列公式来计算的：
公式中FACO0是肺泡气的一氧化碳初始浓度：FiCO与FACO分别是吸入气中一氧化碳浓度与呼出肺泡气中一氧化碳浓度；FiHe和FAHe分别是吸入气与呼出肺泡气中的氦气浓度；VA是肺泡气容积；Vi是吸入气体容积；t是屏气时间(S)；In为自然对数；PB为大气压；47为饱和水蒸气分压(mmHg)。
吸入气一般由下列气体组成：0.3%左右的一氧化碳，20%氧，一定浓度的氦或其他惰性气体，其余的则是氮气。加入惰性气体的目的是测量肺泡气。
被检者取坐位或立位，含接口器，固定鼻夹，平静呼吸数次后，缓慢呼气至RV，随即转动活栓，尽快吸人测试用混合气体至TLC位，屏气10s后快速呼出至RV位。为保证结果的准确，视不同情况可连续测定2次，中间休息15 min以上，两次测定的差值应小于首次测定值的is%，取平均值作为测定结果。但如已证明可重复性良好或患者病情不允许也可以只测定1次。
肺功能机自动测定屏气前的He与CO浓度并测定屏气后弃去750ml（相当于死腔容积）呼出气后的He与CO浓度，按以上公式计算出DLCO与VA。
【正常值】
与其他大多数肺功能值同样，DLCO受性别、年龄、身长、体重等影响，一直以测定值在正常预计值的80%～120%为正常。成年男性一般在(31.93±5.14) ml/(mmHg．min)，成年女性在(22.18±4.64) ml/(mmHg．min)。
【临床意义】
DLCO测定是一项比较重要而又有意义的肺功能检查，对判定低氧血症的原因及多种疾病的辅助诊断与疗效判定都有参考意义。
正常情况下氧须通过肺泡膜、间质、毛细血管壁进入血浆后再穿透红细胞膜才能与血红蛋白结合，这一过程也称为弥散距离，其中任一环节出现病理情况都可能影响到 氧的弥散。同时具有有效通气并与毛细血管接触的肺泡面积的大小，也决定氧的弥散能力大小，后者也称为弥散面积，健康成人在深吸气后屏气时可达70m2左右。无论弥散距离增大或弥散面积减少都可使DLCO值降低。由此可知，弥散功能不仅受通气功能影响，也受到肺循环功能、毛细血管床，甚至血红蛋白的质与量的影响。
多种原因引起的肺水肿、弥漫性肺间质疾病、肺容积减少、肺血流量减少、严重贫血都可使DLCO下降。临床也应用DLCO/VA来作某些疾病的鉴别诊断。比如在肺气肿早期，因肺容积增大DLCO下降不明显，而DLCO/VA则显著降低，故可作为与早期肺气肿的参考诊断指标。中心型肺癌或肺癌纵隔转移，如对较大肺血管造成压迫也能使DLCO降低。
DLCO的升高也可见于某些生理与病理情况：妊娠妇女因代偿性肺血流增多DLCO可增大；红细胞增多症患者DLCO也可能增大。在二尖瓣狭窄早期因肺淤血DLCO可能增大，但晚期如有因长期淤血所致肺纤维化出现，则DLCO也可下降。
肺纤维化早期，在静息状态下，DLCO降低不明显故Pa0：可正常，在运动时因心率加快肺血与肺泡膜接触时间相对缩短，则DLCO下降明显，表现出低氧血症与组织缺氧。
DLCO是诊断肺纤维化比较敏感的指标，在结缔组织肺病变时DLCO下降可先于X线的表现而出现，反过来若DLCO测定值正常，则很难诊断为弥漫性肺纤维化。DLCO测定也可作为肺纤维化治疗效果判定及预后的一个指标。
【注意事项】
测定前应对被试者将方法解释清楚，争取得到最好的配合。与其他肺功能测定同样，应注意鼻夹、咬口器是否漏气。屏气时间显著长于或短于10s都会影响到测定结果，不正确的屏气方式如使胸压升高，回心血量减少也可使DLCO测定值偏低。弃去的最初呼出气体如<750ml，可使He与CO测定值升高引起误差，但如>750ml也能影响到测定值的准确性，特别是那些肺活量偏低的患者。
因上述方法学的关系，肺活量<1.5L或FEVl或不能耐受屏气10s的患者测定结果会产生较大误差，不适于采用单次呼吸法测定DLCO。
【肺功能测定】系列之8 --- 心肺功能运动试验
【概述】
心肺运动试验( cardiopulmonary exercise testing，CPET)是利用一定的运动负荷对心肺功能进行 评价。由于心肺具有较大的储备功能，在静息状态下疾病早期阶段引发的器官功能低下不易被发现，通过运动试验可以发现疾病早期静息状态下潜伏的病理生理改 变。根据受试者运动过程中心脏、呼吸系统的反应及气体代谢等表现特征，客观评价受试者的心肺功能，从而有助于探讨疾病的病理生理机制，可用于疾病的诊断， 评价病情的进展，指导临床决策，判断疾病的疗效及预后。心肺运动试验作为临床上综合评价呼吸、心血管及代谢功能的基本手段，其应用已日趋广泛。
【适应证】
1．用于评价运动耐力及鉴别不明原因的呼吸困难
(1)运动功能受损程度。
(2)运动功能受损的原因及病理生理机制。
(3)静息状态下心、肺功能试验结果不能评价呼吸困难症状时。
(4)静息心、肺功能试验不能明确诊断呼吸困难的原因，须进一步鉴别时。
(5)当心、肺疾病共存时，分别评价心脏或肺脏负荷因素的重要性时。
2．在心血管疾病诊断和治疗中的应用
(1)冠心病的诊断。
(2)评价心功能不全的严重程度。
(3)选择心脏移植患者。
(4)为心脏康复治疗制定运动训练方案并监测治疗反应。
3．在呼吸系统疾病诊断和治疗中的应用
(1)评价慢性阻塞性肺疾病(COPD)、间质性肺疾病(interstitial lung disease,ILD)、肺血管病(PDV)、运动性哮喘(exercise-induced asthma，EIA)等患者运动功能损害的程度。
(2)发现早期的气体交换异常。
(3)为低氧血症患者制定氧疗方案。
(4)评价治疗干预措施的效果。
(5)为肺部疾病的康复治疗制定运动康复训练方案。
4．特殊临床应用
(1)肺切除术、肺减容术的术前和术后评价。
(2)评价肺或心肺移植后的情况。
(3)健康状况的评价。
(4)残疾程度的评价。
【禁忌证】
1．支气管哮喘急性发作或COPD急性加重期患者。
2．严重的呼吸困难。
3．不稳定型心绞痛或心肌梗死急性期患者。
4．严重的高血压患者。
5．严重的室性心律失常的患者或高度房室传导阻滞者。
6．严重的心功能不全患者。
7．严重的肺动脉高压患者。
8．已知有冠状动脉主干病变的患者。
9．安装心脏起搏器患者。
10.年老、体弱及行动不便者。
【操作方法】
1．常用的运动器械 自行车功量仪和活动平板是运动试验中常用的器械。自行车功量仪安全性、舒适性和稳定性较好，易于观察和测定各项生理参数，如心电监测、血压监测和抽取动脉血做血气分析及乳酸测定，且患者的做功量与体重无关：活动平板测得的最大摄氧量( maximal oxygen intake，V02 max)较自行车功量仪高10%～15%，但在收集或测定一些生理参数时没有自行车功量仪方便，而且患者的体重、行走方式等都可能影响做功量。呼吸系统疾病中常用自行车功量仪作为运动器械。
2．常用的临床运动试验方法
(1)6分钟步行试验：受试者按其自己的步行频率行走6min，记录最大的运动距离。该方法简单易行，不受场地和仪器的限制，主要用于肺切除术、肺减容术的术前和术后运动肺功能的评价；监测治疗干预的反应；肺部疾病的康复治疗；以及预测心肺疾病患者的病死率和发生率。
(2)运动激发试验：主要用于运动性哮喘的诊断及防治疗效的评价。
①活动平板法：测量基础肺功能，以FEV1作为观察指标。受试者立于活动平板上，双手握柄随平板速度踏跑。以较低的速度和坡度开始，2～3min迅速增加，直至达到最大预计心率（220-年龄）的70%～80%或最大通气量(FEV1×35)的40%～60%，并在此基础上维持至少4min。整个运动过程最好在6～8min完成。于运动停止后1、5、10、15、20、30min再次测量FEV1，以FEV1较运动前下降>15%为阳性标准。
②自行车功量仪法：根据受试者运动前的FEVl，计算出目标运动负荷(53.76×FEVl-11.07)。运动开始后，在1、2、3、4min，使运动负荷分别达到目标负荷的60%、75%、90%和100%，同样使用心率和（或）分钟通气量来监测是否达到运动强度。在达到目标运动强度后，再维持4～6min。运动停止后测定FEV1的时间同上，其最大降低值>15%为试验阳性。
(3)心肺运动耐力试验
①症状自限的负荷递增运动试验：临床上常用的方法，运动负荷每间隔一定时间增加一定的负荷量，直至最大症状自限。运动负荷以斜坡式递增，其增幅视患者情况不同而不同，从每分钟递增5～25W不等。患者在8～12min达到最大运动比较理想。具体步骤如下（以自行车功量仪为例）：接好口器、血压袖带和ECG导联后，休息3min，无负荷热身3min，踏车负荷以5～25W/min的速度递增，转速保持在60 r/min，直至出现呼吸困难、腿部肌肉酸痛、全身疲劳，不能再进行运动或转速<40 r/min，以0W恢复2min。将维持1min的最高负荷水平定为最大运动负荷。
②恒定负荷运动试验：运动负荷在一定时间内(一般为6min)维持在恒定水平，心率、摄氧量和分钟通气量在1min内保持不变，则为达到恒定状态，常以负荷递增运动试验中最大运动负荷的70%做为其运动负荷。主要用于评价治疗干预后疗效的判断。
【主要指标及意义】
1．最大摄氧量(V02 max) 最大摄氧量是指正常条件下，机体利用氧的上限，是由心脏射血功能和机体组织对氧摄取潜力所决定。V02 max是反映人体在极量负荷时心脏功能水平的一个主要指标。在未达到极量运动前，摄氧量随运动功率增加而增加，当运动功率进一步增加，摄氧量不能随之继续增加，此时的摄氧量称之为最大摄氧量。正常应大于预计值的84%。若V02 max降低，说明氧的运输或利用障碍。运动时用力不够，V02 max也会降低。
2．无氧阈( anaerobic threshold，AT) 运动时通气量迅速增加，超出摄氧量与运动功率的增加时，称为无氧阈。主要用于评价运动中何时出现由于乳酸增加所致的代谢性酸中毒，在心肺疾病中均降低。正常应大于VO2 max预计值的40%。
3．心率(heart rate，HR) 心率是反映运动时心功能的良好指标。最大预计心率(maximum heart rate，HRmax)=210-（年龄×0.65），最大运动负荷时HR>预计值的90%。
4．心率储备(heart rate range，HRR) HRmax实测值与预计值之差，正常应<15/min。呼吸系统疾病患者HRR常增高。
5．氧脉搏(O2 pluse，V02/HR) 心脏每跳动1次周围组织所摄取的氧量或进入肺血液的氧量称为氧脉搏。主要反映心脏每搏输出氧的能力，正常应大于预计值的80%。降低常见于严重心脏病、贫血、低氧血症和高碳酸血症患者。
6．通气储备(BR) 为VE max/MVV的比值，正常应<预计值的75%。VE max/MVV增高，同时伴有其他呼吸系统症状时，常提示运动受限主要是由呼吸系统疾病所致。
7．呼吸频率(freqnency) 运动时呼吸频率应<60/min。呼吸中枢异常、低氧血症或心理障碍患者运动时呼吸频率明显增加。
8．死腔/潮气量( VD/VT) 静息时生理死腔量约占潮气量的1/3，运动时大约减少到1/5或更少。肺部疾病患者其通气-血流比例不均匀或肺血管疾病患者其肺泡低灌注或无灌注，在静息时VD/VT增高，运动时也不能随之降低。在心肺功能试验中，VD/VT是一重要指标，因为原发性肺血管疾病患者或继发于阻塞性或限制性肺疾病的肺血管病患者其VD/VT明显异常。有时VD/VT只是运动试验过程中惟一的气体交换异常指标。正常应<0. 28。
9．二氧化碳当量(VE/VC02) 为评价死腔通气的极为有用的指标，提供了一种无创评价分钟通气量的手段，正常应<34。增高常反映通气不足或死腔通气增加。
10.动脉氧分压(Pa02) 运动时的Pa02，应>10.7kPa(80mmHg)。通气-灌注失衡和弥散功能障碍是导致Pa02下降的主要原因。
11.肺泡-动脉氧压差[P(A-a) 02] 正常<4.67kPa(35mmHg)。P(A-a) 02增加常反映通气-灌注失衡、弥散功能障碍或解剖分流。
