1、国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 1肺 功 能 测 定 及 其 临 床 意 义蔡 映 云肺 功 能 是 建 立 在 临 床 生 理 学 基 础 上 的 呼 吸 功 能 的 测 定 。 其 实 肺 除 了 呼 吸 功 能 之外 ， 还 具 有 防 御 、 代 谢 和 免 疫 等 功 能 ， 但 本 节 仅 涉 及 肺 的 呼 吸 功 能 。 在 少 数 情 况 下 ，肺 功 能 对 疾 病 的 病 理 和 病 因 诊 断 可 提 供 有 力 依 据 ， 如 肺 动 静 脉 瘘 患 者 作 静 脉 血 分 流测 定 ， 职 业 性 哮 喘 患
2、 者 作 特 异 性 支 气 管 激 发 试 验 及 睡 眠 一 呼 吸 暂 停 综 合 征 患 者 作 睡眠 生 理 监 测 。 但 在 大 多 数 情 况 下 肺 功 能 测 定 仅 仅 提 供 了 呼 吸 功 能 障 碍 的 性 质 和 程 度 。肺 功 能 测 定 的 主 要 目 的 如 下 ： 探 讨 疾 病 的 发 病 机 制 。 了 解 胸 部 或 胸 外 疾 患 所 引 起 的 肺 功 能 损 害 的 性 质和 程 度 。 协 助 疾 病 的 诊 断 。 胸 部 或 胸 外 疾 患 治 疗 的 的 疗 效 评 估 。 分 娩或 手 术 的 安 全 性 评 价 以 及 术 后 肺
3、 功 能 预 测 。 指 导 疾 病 的 康 复 。 重 症 抢 救的 监 测 。 劳 动 力 鉴 定 。呼 吸 过 程 主 要 由 呼 吸 系 统 、 血 液 和 循 环 系 统 密 切 配 合 而 完 成 的 。 肺 循 环 与 外 环境 的 气 体 交 换 称 为 外 呼 吸 ， 而 体 循 环 与 组 织 细 胞 之 间 的 气 体 交 换 则 称 为 内 呼 吸 。 肺功 能 只 研 究 外 呼 吸 过 程 。外 呼 吸 包 括 通 气 和 换 气 两 个 过 程 。 所 谓 通 气 是 指 肺 泡 与 外 环 境 的 气 体 交 换 ， 而换 气 则 是 肺 泡 与 肺 循 环 的
4、 气 体 交 换 。 现 将 常 规 肺 功 能 测 定 的 项 目 简 述 于 下一 肺 功 能 测 定 的 原 理 、 方 法 和 临 床 意 义(一 )肺 容 量1 肺 容 量 的 组 成 （ 图 1） 。图 1 肺 容 量 及 其 组 成肺 容 量 的 组 成 有 八 项 ， 其 中 潮 气 量 、 补 呼 气 量 和 残 气 量 是 不 能 再 分 割 的 容 量 ，称 为 基 础 容 积 （ basal lung volume） ； 另 四 项 为 深 吸 气 量 、 功 能 残 气 量 、 肺 活量 和 肺 总 量 均 由 二 项 或 二 项 以 上 的 基 础 肺 容 积 组
5、成 ， 称 为 基 础 肺 容 量（ basal lung capacity） 。潮 气 量 （ tidal volume,VT） ： 平 静 呼 吸 时 ， 每 次 呼 出 或 吸 入 的 气 量 。补 吸 气 量 （ inspiratory reserve volume,IRV） ： 平 静 吸 气 后 所 能 吸 入 最大 气 量 。补 呼 气 量 （ expiratory reserve volume,ERV） ： 平 静 呼 气 后 所 能 呼 出 最大 气 量 。残 气 量 （ residual volume ,RV） ： 最 大 呼 气 后 肺 内 的 气 量 。深 吸 气 量
6、（ inspiratory capacity,IC） ： 平 静 呼 气 后 所 能 吸 入 最 大 气 量 ，由 潮 气 量 与 补 吸 气 量 组 成 。肺 活 量 （ vital capacity,VC） ： 最 大 吸 气 后 所 能 呼 出 最 大 气 量 ， 由 深 吸 气量 与 补 呼 气 量 组 成 。功 能 残 气 量 （ function residual capacity,FRC） ： 平 静 呼 气 后 肺 内 所 含的 气 量 ， 由 补 呼 气 量 与 残 气 量 组 成 。肺 总 量 （ total lung capacity,TLC） ： 最 大 吸 气 后 肺
7、 内 所 含 的 气 量 ， 由 肺活 量 与 残 气 量 组 成 。国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 22 肺 容 量 的 测 定 方 法潮 气 量 、 补 吸 气 量 、 补 呼 气 量 、 深 吸 气 量 、 肺 活 量 都 可 由 肺 量 计 直 接 测 定 。 残气 量 功 能 残 气 量 和 肺 总 量 须 间 接 测 定 ， 以 稀 释 平 衡 法 、 氮 清 洗 法 和 体 容 积 描 记 法 最为 常 用 。 稀 释 平 衡 法 以 氦 或 氮 为 批 示 气 体 ， 由 于 上 述 气 体 不 参 与 气 体 交 换
8、， 嘱 受 栓者 在 平 静 呼 气 末 开 始 重 复 呼 吸 肺 量 计 内 气 体 ， 使 肺 量 计 中 气 体 与 受 栓 者 功 能 残 气 充分 混 匀 ， 然 后 测 定 肺 量 计 中 平 衡 后 氦 或 氮 气 浓 度 可 计 算 功 能 残 气 量 。 将 功 能 残 气 量减 去 寂 呼 气 量 即 为 残 气 量 ， 将 残 气 量 加 上 肺 活 量 即 为 肺 总 量 。 氮 清 洗 法 系 吸 入 纯 氧清 洗 耳 恭 听 肺 泡 中 氮 气 ， 测 定 呼 出 气 中 氮 气 即 可 推 算 功 能 残 气 量 。 体 容 积 描 绘 法 是根 据 波 义 耳
9、 定 律 ， 密 闭 容 器 内 压 力 与 容 器 容 积 呈 反 比 。 如 将 受 检 者 置 于 密 闭 舱 内 ，胸 廓 容 积 的 变 化 引 起 舱 内 压 力 的 变 化 ， 而 舱 内 压 的 变 化 可 以 的 映 胸 腔 内 气 体 容 积 的变 化 ， 在 堵 塞 口 鼻 通 气 条 件 下 ， 要 求 受 检 查 者 作 呼 吸 动 作 ， 以 函 数 记 录 含 仪 记 录 肺泡 和 舱 内 压 的 变 化 ， 即 可 间 接 计 算 功 能 残 气 位 置 时 的 胸 腔 气 量 。肺 活 量 有 两 种 测 定 方 法 ， 一 期 肺 活 量 为 深 吸 气 末
10、 用 力 呼 出 的 全 部 气 量 。 分 期 肺活 量 为 将 深 吸 气 量 和 补 呼 气 量 分 别 测 定 ， 然 后 相 加 所 得 的 肺 活 量 。 正 常 人 两 种 方 法测 得 结 果 相 仿 ， 阴 塞 性 肺 病 患 者 由 于 呼 气 相 气 道 陷 闭 ， 因 此 一 期 肺 活 量 常 较 分 期 肺活 量 为 小 （ 图 2） 。图 2 阻 塞 性 肺 功 能 障 碍 患 者 分 期 肺 活 量 大 于 一 期 肺 活 量3 肺 容 量 测 定 临 床 意 义肺 容 量 随 年 龄 、 性 别 、 身 高 和 体 重 的 不 同 而 变 化 。 因 此 一
11、般 占 预 计 什 的 百 分 比来 表 达 肺 容 量 是 否 正 常 。 由 于 正 常 人 肺 容 量 测 定 值 变 异 较 大 ， 故 增 减 20%以上 才 视 为 异 常 。深 吸 气 量 和 肺 活 量 显 示 通 气 的 贮 备 ， 是 决 定 最 大 通 气 量 潮 气 量 的 主 要 因 素 之 一功 能 残 气 位 吸 气 肌 和 呼 气 肌 都 处 于 松 驰 状 态 ， 此 刻 向 外 的 胸 廓 的 弹 性 力 与 向 内 的 肺泡 弹 性 回 缩 力 以 及 表 面 张 力 平 衡 ， 称 为 平 衡 容 积 ， 比 较 稳 定 ， 不 易 变 化 。 肺 活
12、量 受吸 气 肌 力 量 、 胸 廓 和 肺 的 弹 性 回 缩 ， 力 、 呼 气 肌 力 量 和 呼 气 相 气 道 陷 闭 情 况 等 影 响 。限 制 性 肺 病 如 弥 漫 性 肺 间 质 纤 维 化 由 于 肺 弹 性 回 缩 力 增 加 ， 因 此 肺 活 量 减 少 。 而 阻塞 性 肺 病 其 呼 气 相 气 道 发 生 陷 闭 ， 气 体 滞 留 ， 肺 活 量 也 可 减 低 ， 但 不 同 的 是 后 者 气体 滞 留 引 起 残 气 量 增 加 。 故 肺 总 量 通 常 增 高 。阻 塞 性 肺 病 患 者 残 气 量 增 高 ， 为 了 排 除 身 高 和 体 重
13、 等 因 素 的 影 响 ， 一 般 用 残 气量 /肺 总 量 来 表 达 。 体 容 积 描 记 仪 测 定 的 是 胸 腔 气 容 量 ， 而 稀 释 法 测 得 的 是 与 呼 吸道 相 通 、 能 与 吸 入 气 充 分 混 和 的 肺 泡 及 呼 吸 道 的 气 体 量 。 稀 释 法 测 定 还 受 吸 气 分 布的 均 匀 性 和 肺 泡 通 气 量 的 影 响 。 因 此 在 慢 性 阻 塞 性 肺 病 等 患 者 稀 释 法 测 得 的肺 容 量 低 于 体 容 积 描 记 法 测 得 值 。(二 )通 气 功 能1 每 分 钟 静 息 通 气 量 （ expiratory
14、 minute ventilation,VE）（ 1） 测 定 方 法 有 肺 量 计 测 定 和 开 放 通 路 两 种 方 法 。 肺 量 计 测 定 法 将 肺 量计 内 充 O2 并 放 置 CO2 吸 收 剂 ， 以 防 止 CO2 积 滞 影 响 通 气 量 。 受 检 者 重 复 呼 吸 肺量 计 气 体 ， 根 据 描 绘 的 平 静 呼 吸 潮 气 量 乘 以 呼 吸 频 率 即 得 每 分 钟 静 息 通 气 量 。 开 放通 路 通 气 测 定 法 或 称 开 路 法 ， 受 检 者 吸 入 空 气 ， 呼 出 气 经 单 向 活 瓣 收 集 于 贮 气 袋 中 ，测 量
15、 每 分 钟 贮 气 量 即 为 每 分 钟 静 息 通 气 量 。 贮 气 装 置 亦 可 用 气 体 流 量 计 代 ， 单 位 时间 的 呼 气 累 计 值 即 为 每 分 钟 静 息 通 气 量 。（ 2） 临 床 意 义 每 分 钟 静 息 通 气 量 的 大 小 与 受 检 查 年 龄 、 性 别 以 及 身 高 、体 重 有 关 。 至 于 每 分 钟 静 息 通 气 量 中 潮 气 量 与 频 率 的 搭 配 ， 婴 幼 儿 呼 吸 往 往 较 为 浅快 ， 随 年 龄 增 加 ， 呼 吸 变 深 减 慢 。 经 常 参 加 体 育 活 动 者 呈 深 慢 呼 吸 。 一 般
16、来 说 限 制性 肺 病 患 者 为 浅 快 呼 吸 ， 阻 塞 性 肺 病 患 者 为 深 慢 呼 吸 。国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 32 肺 泡 通 气 量 （ alveolar ventilation,VA）是 指 每 分 钟 进 入 呼 吸 性 细 支 气 管 及 肺 泡 的 气 量 ， 是 真 正 参 与 气 体 交 换 的 通 气 量 。潮 气 量 中 呼 吸 性 细 支 气 管 以 上 气 道 中 的 气 量 仅 起 传 导 作 用 ， 不 参 与 气 体 交 换 ， 此 部分 气 量 称 解 剖 无 效 腔 即 死
17、腔 气 （ VD） 。 但 进 肺 泡 中 气 体 ， 若 无 相 应 肺 泡 毛 细 血 管血 流 与 之 进 行 气 体 交 换 也 同 样 产 生 死 腔 效 应 称 生 理 无 效 腔 。 正 常 情 况 下 解 剖 无 效 腔与 生 理 无 效 腔 基 本 一 致 。 病 理 情 况 下 ， 肺 泡 毛 细 血 管 闭 塞 破 坏 ， 血 流 减 少 ，肺 泡 无 效 腔 明 显 增 加 ， 生 理 无 效 腔 就 会 大 大 高 于 解 剖 无 效 腔 ， 使 通 气 效 率 减 低 。（ 1） 测 定 方 法公 式 中 肺 泡 气 CO2 分 压 可 用 动 脉 血 CO2 分
18、压 代 替 ， 吸 入 气 CO2 分 压 假 设 为 零 ，用 单 向 活 瓣 收 集 呼 出 气 ， 然 后 汕 定 混 合 呼 出 气 CO2 分 压 ， 即 可 算 出 死 腔 量 /潮 气 量 。肺 泡 通 气 量 潮 气 量 （ 1死 腔 量 /潮 气 量 ） 呼 吸 频 率 。（ 2） 临 床 意 义 肺 泡 通 气 量 是 真 正 有 效 的 通 气 量 。 肺 泡 通 气 量 不 足 可 由 于每 分 通 气 量 降 低 ， 或 者 死 腔 比 例 增 加 所 致 。 当 每 分 通 气 量 固 定 不 变 时 ， 深 慢 呼 吸 的死 腔 通 气 比 例 较 浅 速 呼 吸
19、 为 小 ， 因 此 深 慢 呼 吸 的 肺 泡 通 气 量 比 浅 速 呼 吸 为 高 。 肺 泡通 气 量 不 足 引 起 肺 泡 气 CO2 分 压 增 高 和 O2 分 压 降 低 。3 最 大 通 气 量 （ maximal ventilatiory volume,MVV）受 检 者 在 15 秒 钟 内 以 最 大 潮 气 量 和 最 快 呼 吸 频 率 进 行 呼 吸 ， 乘 以 4 即最 大 通 气 量 ， 最 大 通 气 与 肺 容 量 、 气 道 阻 力 、 肺 胸 顺 应 性 以 及 呼 吸 肌 力 有 关 。 阻 塞性 和 限 制 性 肺 病 患 者 最 大 通 气 量
20、 都 有 降 低 ， 因 此 须 根 据 气 速 成 指 数 来 鉴 别 ， 气 速 指数 =最 大 通 气 量 占 预 计 值 百 分 比 /肺 活 量 占 预 计 值 百 分 比 。 正 常 人 气 速 指 数=1， 气 速 指 数 1 为 限 制 性 通 气 障 碍 。 此 外 ，阻 塞 性 病 变 患 者 作 最 大 通 气 时 ， 呼 吸 基 线 上 移 ， 使 肺 容 量 增 大 以 便 气 道 保 持 扩 张状 态 ， 为 特 征 性 改 变 （ 图 3） 。图 3 正 常 人 、 阻 塞 性 和 限 制 性 通 气 障 碍 者 最 大 通 气 量 描 图4 用 力 肺 活 量
21、（ forced vital capacity,FVC）吸 足 气 后 用 最 大 力 量 以 最 快 速 度 所 能 呼 出 的 最 大 气 量 。（ 1） 测 定 方 法 受 检 者 深 吸 气 到 肺 总 量 并 开 动 肺 量 计 走 纸 ， 然 后 嘱 用 力 呼不 出 为 止 ， 测 得 用 力 肺 活 量 （ FVC） ， 第 一 秒 用 力 呼 气 量 （ FEV1） （ 图 4） 。 将用 力 肺 活 量 分 4 等 分 ， 取 中 间 2 等 分 容 量 除 以 呼 出 中 间 2 等 分 容 量 所 花 费 的时 间 即 为 最 大 呼 气 中 段 流 速 （ MMEF）
22、 （ 图 5） 。图 4 用 力 肺 活 量 描 图 及 其 计 算（ 2） 临 床 意 义 正 常 人 呼 气 通 畅 ， 故 图 迹 陡 直 。 阻 塞 性 肺 病 患 者 呼 气 因 难 ，故 图 迹 平 坦 。 正 常 人 FVC 与 VC 接 近 。 阻 塞 性 肺 病 患 者 用 力 呼 气 时 胸 腔 内 压 增 高 ，因 此 气 道 陷 闭 ， 故 FVC 小 于 VC。 FEV1 绝 对 值 的 意 义 不 如 FEV1/FVC。 阻 塞 性 肺病 患 者 FEV1/FVC 减 少 ， 而 限 制 性 病 变 者 尽 管 FEV1 也 低 于 正 常 ， 而 FEV1/FVC
23、却 高 于 正 常 。图 5 最 大 呼 气 中 段 流 速吸 入 支 气 管 解 痉 剂 前 后 FEV1 的 变 化 常 用 于 观 察 气 道 阻 塞 的 可 逆 性 。分 压分 压 吸 入 气肺 泡 气 分 压分 压 混 合 呼 出 气肺 泡 气潮 气 量 死 腔 量 2/国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 4(三 )换 气 功 能1 弥 散 功 能气 体 分 子 通 过 肺 泡 毛 细 血 管 膜 依 高 分 压 向 低 分 压 运 动 的 物 理 现 象 ， 称 为 弥 散 。弥 散 功 能 通 过 弥 散 量 来 表 示 ，
24、即 肺 泡 毛 细 血 管 膜 两 侧 气 体 分 压 差 为 1cm 水 柱时 每 分 钟 通 过 的 气 体 量 。（ 1） 测 定 方 法 测 定 O2 弥 散 量 在 方 法 上 有 一 定 因 难 故 常 常 测 定 CO 弥散 量 ， 再 换 算 成 O2 弥 散 量 。 有 一 口 气 法 、 重 复 呼 吸 法 和 稳 态 法 数 种 ， 一 般 采 用 一口 气 法 。 即 吸 入 已 知 浓 度 的 HeCO 混 合 气 到 肺 总 量 并 屏 气 10s， 再 呼 气 到 残气 位 。 收 集 呼 出 气 并 测 定 呼 气 中 He 和 CO 浓 度 。 由 公 式 可
25、 计 算 出 CO 弥 散 量 。（ 2） 临 床 意 义 弥 漫 量 与 肺 泡 膜 弥 散 面 积 和 距 离 有 关 。 故 肺 气 肿 、 肺 纤 维化 、 矽 肺 及 肺 水 肿 等 弥 散 功 能 受 损 。 弥 散 量 还 与 肺 血 容 量 、 血 球 压 积 和 血 红 蛋 白 浓度 有 关 ； 肺 郁 血 和 红 细 胞 增 多 症 时 弥 散 量 增 加 ， 而 贫 血 患 者 弥 散 量 降 低 。 通 气 /血流 比 例 失 调 ， 减 少 有 效 弥 散 面 积 ， 因 此 弥 散 量 也 降 低 。 可 见 弥 散 受 到 多 种 因 素 影 响 ，特 异 性 较
26、 差 。不 同 气 体 弥 散 量 不 同 。 弥 散 量 与 气 体 分 子 量 平 方 根 成 反 比 ， 与 溶 解 度 成 正 比 。CO2 的 分 子 量 大 于 O2， 但 溶 解 度 明 显 高 于 O2， 故 CO2 弥 散 能 力 是 O2 的 20 倍 。因 此 临 床 上 弥 散 功 能 障 碍 只 引 起 低 氧 血 症 ， 不 引 起 CO2 潴 留 。弥 散 量 还 与 弥 散 膜 两 侧 气 体 分 压 差 有 关 ， 增 加 吸 入 气 氧 浓 度 可 提 高 肺 泡 气 氧 浓度 使 弥 散 腊 两 侧 气 体 分 压 差 增 加 ， 因 此 因 弥 散 障
27、碍 引 起 的 低 氧 血 症 可 通 过 吸 氧 纠 正 。2 吸 入 气 分 布（ 1） 测 定 方 法 有 一 口 气 法 、 氮 清 洗 法 和 放 射 性 气 溶 胶 通 气 显 象 。一 口 气 法 系 吸 纯 氧 到 肺 总 量 ， 然 后 缓 慢 呼 气 到 残 气 位 ， 同 时 测 定 呼 出 气 容 量 和氮 浓 度 。 呼 气 相 氮 浓 度 上 升 的 坡 度 反 映 吸 气 分 布 情 况 。 氮 清 洗 法 通 过 单 向 活 瓣 吸 氧清 洗 肺 泡 中 氮 气 ， 7min 时 用 力 呼 气 ， 测 定 呼 气 未 残 余 氮 浓 度 。 如 吸 入 气 分
28、 布 均匀 ， 纯 氧 清 洗 肺 泡 中 氮 气 比 较 彻 底 ， 呼 出 气 中 N2 浓 度 便 很 低 。 也 可 吸 入 放 射性 锝 标 记 的 气 溶 胶 ， 气 溶 胶 沉 积 到 肺 泡 和 气 道 ， 记 录 肺 野 各 部 分 放 射 性 即 可 显 示 吸入 气 分 布 情 况 。（ 2） 临 床 意 义 正 常 人 吸 入 气 分 布 也 不 完 全 均 匀 。 在 病 理 情 况 下 ， 由 于 气道 阻 力 不 同 ， 或 肺 组 织 顺 应 性 不 同 更 可 造 成 吸 入 气 分 布 不 均 匀 。3 肺 血 流 分 布（ 1） 测 定 方 法 一 般 采
29、 用 核 素 测 定 ， 如 经 静 脉 注 入 用 锝 标 记 的 巨 聚 颗 粒 人白 蛋 白 ， 白 蛋 白 可 栓 塞 在 肺 毛 细 血 管 中 ， 用 r 照 相 机 测 定 不 同 区 域 核 素 的 放 射活 性 即 可 显 示 肺 血 流 的 分 布 。（ 2） 临 床 意 义 正 常 人 肺 血 流 分 布 受 到 体 位 和 重 力 影 响 ， 直 立 或 坐 位 时 肺尖 部 血 流 量 较 肺 底 部 为 小 。 肺 毛 细 血 管 栓 塞 或 血 栓 形 成 ， 或 肺 气 肿 引 起 肺 毛 细 血 管床 破 坏 等 都 可 使 肺 血 流 分 布 不 均 。 肺
30、 血 流 灌 注 缺 损 但 不 伴 有 通 气 显 像 缺 损 时 ， 应 考虑 肺 栓 塞 的 可 有 。4 通 气 和 血 流 比 例 （ ）./QV（ 1） 测 定 方 法通 气 /血 流 比 例 测 定 可 将 6 种 不 同 溶 解 系 数 的 气 体 与 生 理 盐 水 平 衡 后 静 脉 滴注 入 体 内 ， 测 定 动 脉 血 和 呼 出 气 中 上 述 6 种 气 体 的 含 量 ， 然 后 通 过 数 学 公 式 计算 通 气 /血 流 比 例 。 但 因 仪 器 要 求 高 ， 操 作 复 杂 ， 临 床 上 难 以 推 广 。 一 般 通 过 测 定死 腔 和 分 流
31、 量 可 间 接 反 映 通 气 /血 流 比 例 。死 腔 量 的 测 定 公 式 见 肺 泡 通 气 量 测 定 。国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 5静 动 脉 分 流 量 测 定 系 让 受 检 者 通 过 单 向 活 瓣 吸 入 纯 氧 20 分 钟 ， 然 后 测 动脉 血 气 ， 根 据 以 下 公 式 计 算 ：公 式 中 肺 泡 气 分 压 由 大 气 压 减 去 水 蒸 汽 分 压 ， 再 减 去 肺 泡 气 CO2 分 压 ；动 脉 血 氧 分 压 可 真 接 测 定 ； 动 脉 混 合 静 脉 血 氧 含 量 差
32、一 般 以 5 代 入 。（ 2） 临 床 意 义 有 效 的 气 体 交 换 并 不 完 全 取 决 于 通 气 或 血 流 单 项 分 布 ， 关键 在 于 通 气 和 血 流 在 数 量 上 的 协 调 。 正 常 人 肺 泡 通 气 量 4L/min， 肺 血 流 量 为5L/min， 通 气 /血 流 比 例 为 0.8。 通 气 或 血 流 单 项 异 常 ， 机 体 通 过 代 偿 进 行 调 节 ，可 保 持 通 气 /血 流 比 例 正 常 。 如 由 于 气 道 阻 塞 或 肺 顺 应 性 减 低 引 起 局 部 通 气 不足 ， 则 小 血 管 相 应 收 缩 ， 使 毛
33、 细 血 管 血 流 量 降 低 。 如 由 于 肺 毛 细 血 管 炎 症 或 栓 塞 等原 因 使 血 流 灌 注 不 足 ， 则 局 部 小 气 道 相 应 缩 小 使 通 气 量 减 少 ， 从 而 维 持 通 气/血 流 比 例 相 对 稳 定 。通 气 /血 流 比 例 失 调 一 般 只 引 起 低 氧 血 症 不 伴 有 CO2 潴 留 。 因 为 通 气 不 足肺 泡 引 起 低 氧 血 症 和 CO2 潴 留 ， 而 通 气 过 度 肺 泡 可 排 除 更 多 的 CO2 来 加 以 代偿 。 通 气 过 度 肺 泡 的 氧 分 压 尽 管 可 以 提 高 ， 但 肺 毛
34、细 血 管 氧 含 量 却 因 血 红 蛋 白 带 氧能 力 的 限 制 增 加 不 多 。 因 此 低 氧 血 症 仍 未 纠 正 。 此 外 静 动 脉 血 的 氧 分 压 相 差5060mmHg， CO2 分 压 差 仅 仅 6mmHg， 因 此 ， 通 气 /血 流 比 例 失 调 引 起 静 脉 血 分流 主 要 影 响 动 脉 血 氧 分 压 ， 对 CO2 分 压 影 响 较 少 。肺 梗 塞 和 肺 不 张 都 是 通 气 /血 流 比 例 失 调 的 极 端 的 情 况 。 肺 梗 塞 进 局 部肺 血 流 阻 塞 ， 通 气 /血 流 比 例 为 无 穷 大 ， 故 死 腔
35、 量 增 加 ； 肺 不 张 时 局 部 气 道 阻 塞 ，通 气 /血 流 比 例 为 零 ， 故 静 脉 血 分 流 量 增 加 。四 、 通 气 动 力 机 制通 气 动 力 机 制 也 称 呼 吸 动 力 机 制 ， 研 究 肺 通 气 的 动 力 和 阻 力 。 通 气 是 肺 泡 与外 环 境 的 气 体 交 换 ， 需 要 造 成 肺 泡 与 外 环 境 之 间 的 压 力 差 才 能 引 起 吸 气 和 呼 气 ， 吸气 中 枢 的 兴 奋 传 导 到 吸 气 肌 ， 吸 气 肌 收 缩 使 胸 廓 扩 张 和 横 膈 下 降 ， 胸 腔 负 压 增 加 ，使 肺 泡 内 产
36、生 负 压 ， 于 是 外 环 境 中 气 体 进 入 肺 泡 ， 正 常 人 呼 气 时 呼 气 肌 不 必 收 缩 ，藉 肺 弹 性 回 缩 力 使 肺 泡 内 压 高 于 大 气 压 ， 肺 泡 气 即 可 呼 出 。 平 静 呼 气 末 ， 肺 向 内 弹性 回 缩 力 与 胸 廓 向 外 的 弹 性 力 达 到 平 衡 ， 肺 泡 内 压 为 零 ， 即 正 常 人 的 功 能 残 气 位 ，称 为 弹 性 平 衡 容 积 。通 气 的 动 力 主 要 由 呼 吸 中 枢 和 呼 吸 肌 以 及 两 者 之 间 联 系 的 神 经 传 导 来 完 成 的 。脑 炎 、 脑 外 伤 、
37、 脑 血 管 意 外 ， 脑 水 肿 和 麻 醉 药 过 量 等 可 以 抑 制 呼 吸 中 枢 而 影 响 通 气 。而 其 它 神 经 和 肌 肉 病 变 如 膈 神 经 损 伤 、 格 林 一 巴 利 综 合 征 ， 重 症 肌 无 力 危 象 、 运 动神 经 原 病 变 、 进 行 性 肌 营 养 不 良 症 和 低 血 钾 等 到 也 可 引 起 呼 吸 肌 功 能 障 碍 而 发 生 通气 功 能 衰 竭 。有 关 呼 吸 中 枢 对 于 通 气 调 节 的 临 床 试 验 有 高 CO2 反 应 性 和 低 氧 反 应 性 ，即 观 察 吸 入 气 中 CO2 浓 度 升 高
38、或 氧 浓 度 降 低 时 通 气 的 反 应 。 有 关 呼 吸 肌 功 能 的 测定 有 最 大 口 腔 吸 气 压 、 最 大 口 腔 呼 气 压 和 经 膈 压 等 。通 气 的 阻 力 从 部 位 来 看 ， 有 来 自 气 道 、 肺 组 织 和 胸 廓 三 部 分 的 阻 力 。 从 物 理特 性 来 看 ， 可 分 为 弹 性 阻 力 、 非 弹 性 阻 力 （ 包 括 粘 性 阻 力 和 惯 性 阻 力 ） 。 弹性 阻 力 是 吸 气 时 必 须 克 服 的 肺 和 胸 廓 容 积 变 化 所 产 生 弹 性 回 缩 力 ， 一 般 用 顺 应 性 来表 示 包 括 肺 顺
39、 应 性 和 胸 廓 顺 应 性 以 及 两 得 之 和 呼 吸 系 统 总 顺 应 性 。 粘 性 阻力 是 维 持 气 体 一 定 流 量 所 需 要 的 压 力 ， 包 括 气 道 粘 性 阻 力 （ 气 道 阻 力 ） 和 肺 组 织 粘性 阻 力 。 惯 性 阻 力 是 引 起 气 流 加 速 所 克 服 的 阻 力 。 正 常 人 平 静 呼 吸 时 弹 性 阻 力 占 70%，非 弹 性 阻 力 占 30%。 平 静 呼 吸 时 非 弹 性 阻 力 中 惯 性 阻 力 很 小 ， 几 乎 为 零 。 而 肺 组)(31.0)( )(031. 肺 泡 动 脉 血 氧 分 压 差量
40、差动 脉 混 合 静 脉 血 氧 含 肺 泡 动 脉 血 氧 分 压 差静 动 脉 分 流 量 国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 6织 粘 性 阻 力 只 占 总 粘 性 阻 力 的 1/5 左 右 ， 因 此 ， 非 弹 性 阻 力 中 以 气 道 粘 性 阻 力最 为 重 要 。小 气 道 是 指 内 径 小 于 2mm 的 气 道 。 小 气 道 内 径 虽 小 ， 但 分 枝 多 ， 总 截 面 积大 ， 小 气 道 阻 力 反 而 小 于 大 气 道 。 解 剖 测 量 23 代 气 道 总 截 面 积 最 小 ， 第46 代
41、以 下 迅 速 增 加 。 小 气 道 阻 力 还 与 肺 容 量 有 关 ， 在 最 大 肺 容 量 （ 接 近 肺 总 量 ）时 气 道 扩 张 ， 小 气 道 几 乎 没 有 阻 力 ， 在 最 小 肺 容 量 （ 接 近 残 气 量 ） 时 的 小 气 道 阻 力最 大 ， 但 亦 不 足 总 气 道 阻 力 20%。本 节 主 要 叙 述 肺 弹 性 阻 力 、 气 道 阻 力 和 小 气 道 功 能 测 定 。1 肺 的 弹 性 阻 力肺 的 弹 性 阻 力 一 般 通 过 肺 顺 应 性 来 表 达 。 所 谓 顺 应 性 是 单 位 压 力 变 化 所 引 起 的容 量 改 变
42、 。 因 此 肺 顺 应 性 肺 容 量 改 变 （ V） /经 肺 压经 肺 压 是 胸 腔 内 压 与 肺 泡 内 压 之 差 。胸 壁 顺 应 性 肺 容 量 改 变 （ V） /经 胸 壁 压经 胸 壁 压 为 胸 腔 内 压 与 体 表 压 之 差 。总 顺 应 性 （ 胸 廓 顺 应 性 ） =肺 容 量 改 变 （ V） /经 胸 廓 压经 胸 廓 压 经 肺 压 +经 胸 壁 压本 节 主 要 叙 述 肺 的 顺 应 性 。图 6 显 示 经 肺 压 和 肺 容 量 的 关 系 ， 肺 顺 应 性 即 是 曲 线 的 斜 率 ， 而 肺 弹 性 回 缩力 是 曲 线 上 每 个
43、 容 积 所 相 应 的 压 力 。 曲 线 斜 率 变 大 ， 说 明 顺 应 性 改 善 ， 如 果 曲 线 位置 左 移 ， 那 么 弹 性 回 缩 力 降 低 。 肺 气 肿 患 者 压 力 容 量 曲 线 斜 率 增 加 ， 位 置 左移 ， 说 明 肺 顺 应 性 增 加 ， 而 弹 性 回 缩 力 降 低 。 哮 喘 病 人 曲 线 斜 率 与 正 常 人 相 同 ， 而位 置 左 移 ， 说 明 顺 应 性 正 常 ， 而 弹 性 回 缩 力 低 于 正 常 。图 6 静 态 肺 顺 应 性肺 顺 应 性 有 动 态 和 静 态 之 分 ， 静 态 顺 应 性 是 气 流 阻
44、断 时 肺 的 顺 应 性 ， 而 动 态顺 应 性 则 是 气 流 末 阻 断 情 况 下 测 得 的 顺 应 性 ， 故 动 态 顺 应 性 还 受 气 道 阻 力 影 响 。 呼吸 频 率 加 快 时 ， 受 到 气 道 阻 力 影 响 增 大 。 动 态 肺 顺 应 性 随 呼 吸 频 率 增 快 而 降 低 的 倾向 称 为 频 率 依 赖 性 肺 顺 应 性 。 小 气 道 阻 力 增 加 时 ， 总 气 道 阻 力 变 化 不 大 ， 因 此 常 规肺 功 能 难 以 发 现 异 常 ， 而 频 率 依 赖 性 肺 顺 应 性 可 显 示 小 气 道 病 变 。肺 静 态 顺 应
45、 性 测 定 必 须 测 定 经 肺 压 和 肺 容 量 的 变 化 ， 经 肺 压 为 胸 腔 内 压 和 肺泡 内 压 之 差 ， 胸 腔 内 压 用 食 道 压 代 替 ， 肺 泡 内 压 系 通 过 测 定 阻 断 气 流 时 的 口 腔 压 来得 到 ， 同 时 测 定 肺 容 量 即 可 获 得 静 态 肺 顺 应 性 ， 具 体 方 法 为 受 检 者 吸 气 到 肺 总 量 ，然 后 缓 慢 呼 气 ， 在 呼 气 过 程 中 间 断 阻 断 呼 气 通 道 ， 同 步 测 量 呼 气 量 和 经 肺 压 即 可 获得 经 肺 压 容 量 曲 线 ， 该 曲 线 斜 率 即 为
46、 静 态 肺 顺 应 性 。 该 曲 线 不 同 位 置 斜 率 不 同 ，一 般 用 功 能 残 气 位 （ FRC） 至 FRC+0.5L 的 容 量 改 变 （ V） 除 以 相 应 压 力 改 变（ P） 求 得 。 肺 气 肿 的 静 态 顺 应 性 增 高 ， 肺 不 张 、 弥 漫 性 肺 间 质 纤 维 化 ， 肥 胖 症或 成 人 呼 吸 窘 迫 综 合 征 的 肺 静 态 顺 应 性 降 低 。2 气 道 阻 力气 道 阻 力 指 气 道 粘 性 阻 力 ， 占 呼 吸 粘 性 阻 力 中 的 大 部 分 。气 道 阻 力 气 道 两 端 压 力 差 （ P） /流 量 （
47、 V）在 流 量 恒 定 的 情 况 下 ， P 反 映 气 道 阻 力 大 小 。 气 体 流 动 有 层 流 和 涡 流 ，两 者 P 的 影 响 因 素 不 同 ， 层 流 公 式 如 下 ： P=8u1/ r4 .V其 中 u 为 气 体 粘 度 系 数 ， 1 为 管 道 长 度 ， 为 圆 周 率 ， r 为 管 道 半 径 。 而 涡流 公 式 则 为 ： P=K 1/ r2.V2国家级继续医学教育项目 呼吸衰竭诊断治疗新进展 之一 肺功能测定及其临床意义医学全在线 7其 中 K 为 常 数 ， 为 气 体 质 量 。 涡 流 时 气 道 阻 力 与 粘 度 无 关 ， 而 与
48、 气 体 质量 有 关 。 气 流 是 否 形 成 涡 流 取 决 于 涡 流 系 数 （ RN） 。RN=2 V/ ur当 RN2000 时 ， 开 始 形 成 涡 流 。气 道 阻 力 一 般 用 通 气 阻 断 法 测 定 。 即 以 阻 断 气 流 测 得 的 口 腔 压 代 替 肺 泡 内 压 ，其 与 大 气 压 之 差 即 为 P， 同 时 测 定 流 量 V， 即 可 计 算 气 道 阻 力 。 也 可 以 用 体 容积 描 记 法 测 定 气 道 阻 力 。气 道 阻 力 增 高 常 见 于 局 部 或 弥 漫 性 气 道 阻 塞 性 病 变 ， 如 慢 支 、 肺 气 肿
49、、 哮 喘 、中 央 型 肺 癌 等 。3 小 气 道 阻 力 测 定（ 1） 闭 合 容 量闭 合 容 量 测 定 两 项 指 标 ， 即 闭 合 气 量 和 闭 合 总 量 。由 于 重 力 作 用 ， 直 立 位 胸 腔 内 负 压 呈 现 自 上 而 下 负 压 递 减 的 梯 度 ， 导 致 吸 入气 肺 内 分 布 在 时 间 和 空 间 上 的 区 域 性 差 异 。 上 肺 区 肺 泡 内 负 压 大 于 下 肺 区 ， 故 吸 入气 先 进 入 上 肺 区 ， 后 进 入 下 肺 区 ； 而 下 肺 区 肺 泡 扩 张 度 大 于 上 肺 区 ， 故 下 肺 区 充 气量 大 于 上 肺 区 。 深 呼 气 时
