一、肺容量的测定
肺容量（lung volume）是指静息状态下，一次呼吸所出现的容积变化，不受时间限制，为基本肺功能检查项目，分为4项基础肺容积和4项基础肺容量。
（一）肺容量及其组成（图1－1）
1．潮气量（tidal volume，VT） 在平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。正常人为500ml。
2．补吸气量（inspiratory reserve volume，IRV） 在平静吸气后所能吸入的最大气量。正常男性约2160ml，女性约1500ml。
3．补呼气量（expiratory reserve volume，ERV） 在平静呼气后所能继续呼出的最大气量。正常男性约910ml，女性约560ml。
4．残气量（residual volume，RV） 补呼气后，肺内不能呼出的残留气量。正常男性约（1380±631）ml，女性约（1301±486）ml。
以上4项为基础肺容积，彼此互不重叠。
5．吸气量（inspiratory capacity，IC） 平静呼气后能吸入的最大气量，由VT＋IRV组成。正常男性约2600ml，女性约1900ml。
6．肺活量（vital capacity，VC） 最大吸气后所能呼出的最大气量，由IC＋ERV组成。正常男性约3470ml，女性约2440ml。
7．功能残气量（functional residual capacity，FRC） 平静呼气后肺内所含有的气量，由ERV＋RV组成。正常男性约（2270±809）ml，女性约（1858±552）ml。
8．肺总量（total lung capacity，TLC） 深吸气后肺内所含有的总气量，由VC＋RV组成。正常男性约（5090±866）ml，女性约（3996±832）ml。
以上4项为基础肺容量，由2个或2个以上的基础肺容积组成。
（二）测定方法
1．直接测定 潮气容积、深吸气量、补呼气容积、补吸气容积和肺活量可直接通过肺量计测定。受检者取坐位，加鼻夹，口含住与肺量计相连的咬口进行测定。肺活量测定方法可分为一次法和分次法两种：深吸气后做最大呼气为一次呼气肺活量（expiratory vital capacity）；深呼气后做最大吸气为一次吸气肺活量（inspiratory vital capacity）。将分别测定的深吸气量和补呼气量相加即为分次肺活量。肺活量共测3次，3次测得的差值应＜5%。所得的气量均须以体温、大气压和饱和水蒸气状态校正。
功能残气量及残气容积：不能直接用肺量计来测定，可通过气体分析方法间接测算，测定气体不能与肺进行气体交换的气量，常用的有两种方法：密闭式氦稀释法和密闭式氮稀释法。
①密闭式氦（He）稀释法
图1－1 肺容量及其组成示意
原理：用一定容积的已知氦浓度的氦－空气混合气体与肺内的残气相平衡。按氦浓度的稀释度来计算残气量。
测定方法：受检者取坐位，在平静呼气末，与一定容积的已知氦－空气混合气体进行重复呼吸至肺内与肺量计中的氦浓度完全平衡止，通过下列公式计算出功能残气量与残气容积。
FRC＝（He初始读数－终末读数）×（筒容＋仪器死腔）／He终末读数
RV＝FRC－ERV
两次测定间隔20min，正常人的测定差异可在±5%范围内。
②密闭式氮稀释法
原理：肺量计内充入5000ml纯氧。受检者在平静呼气末与肺量计相连，重复呼吸使肺量计内的氮浓度与肺内的氮达到平衡。由肺量计中的氮浓度，通过下列公式，计算出功能残气量。
a 肺量计中充入的氧量（ml）
b 重复呼吸机体的耗氧量
c 重复呼吸体内排氮量约为8ml
d 肺量计死腔容积
e 肺量计内氧的含氮量
y 重复呼吸后肺量计中氮浓度
2．总量测定 可由肺活量＋残气容积或由深吸气量＋功能残气量求得，也可由肺活量通过以下公式推算。
15—34岁：VC／0．8×100
35—49岁：VC／0．75×100
＞50岁：VC／0．65×100
（三）临床意义
深吸气量为肺活量的主要组成部分，约占肺活量的2／3，可以反映肺及胸廓的顺应性和参与吸气的肌肉力量。
补呼气容积约占肺活量的1／3，反映气道的通畅度和呼气肌力量。
肺活量实测值最高值与预计值相比，差值＜20%者属于基本正常，VC正常值判定80%≤实测／预计%＜120%。正常人吸气肺活量、呼气肺活量和分次肺活量均相等。阻塞性肺疾病时，气道易于塌陷或闭合，补呼气量受影响，吸气肺活量大于呼气肺活量，分次肺活量大于一次肺活量。肺活量减小见于胸廓、肺扩张受限、气道阻塞、肺组织损害等。
功能残气量与残气容积改变，通常是同时存在的。常随年龄增长而增加。容积增加见于胸廓和肺弹力减退或气道阻力增加，如肺气肿、支气管哮喘。临床上，常以残气容积／肺总量%（RV／TLC%）作为考核指标（表1－1）。功能残气量减少，见于肺间质纤维化、肺切除术后等。
表1－1 阻塞性通气障碍导致的肺气肿考核标准
肺总量在健康人实测值与预计值相比的差异为±15%～±20%。肺总量增加见于肺气肿、老年肺，减少见于限制性肺疾病，如弥漫性肺间质纤维化、肺占位性病变、肺组织受压、充血性心脏病等。
VC及TLC降低是限制性通气功能障碍的特点。见于呼吸运动受限者。
二、肺通气功能的测定
肺通气功能又称动态肺容积，是指在单位时间内，随呼吸运动进出肺的气量和流速。凡能影响呼吸频率和呼吸幅度的生理、病理因素，均可影响通气功能。通气功能测定是肺功能测验的最基本内容。
（一）测定内容
1．每分钟静息通气量（minute ventilation，VE） 指静息状态下，每分钟进出肺的气量，等于潮气容积与呼吸频率的乘积。正常男性约（6663±200）ml，女性约（4217±160）ml。＞10L为通气过度，＜3L为通气不足。由于通气功能有极大的储备，除非有严重通气障碍，一般静息通气量不会出现异常。
2．肺泡通气量（alveolar ventilation，VA） 指在吸气时进入肺泡的有效通气量。肺泡通气量＝（潮气容积－无效腔量）×呼吸频率。
3．无效腔量 呼吸道中不进行气体交换的传送气道（口腔、鼻腔、咽、喉、气管和支气管）称解剖无效腔，与年龄、性别、体表面积等有关。留存于解剖无效腔内，不参与气体交换的气量，称为无效腔气，即死腔量，正常约150ml。正常情况下，无效腔量／潮气量的比值为0．3～0．4，比值越大，即无效腔量大，有效通气量越小。
4．最大通气量（maximal voluntary ventilation，MVV） 指在单位时间内以最大幅度最快速度进行呼吸的最大气量。正常男性约（107±2．71）L，女性约（82．5±2．17）L。
5．用力肺活量（forced vital capacity，FVC）指深吸气后以最大的力量最快的速度所达到的最大呼气肺活量。正常人FVC＝VC，有气道阻塞时FVC＜VC。
6．呼气高峰流量（peak expiratory flow rate，PEFR） 在TLC位，猛力快速之最高呼气流速，受性别、年龄及身高的影响。
（二）测定方法
1．肺泡通气量不能用肺量计直接测定。一般先测定生理死腔量（VD），然后由VA＝（VT－VD）×RR（呼吸频率）求出。
2．最大通气量 受检者取坐位，加鼻夹，与肺量计相连做每秒1次的最大呼吸，连续12次，累计12次的呼气量乘以5为每分钟最大通气量。通常根据实测值占预计值（%）进行判定，＜80%为异常。
3．用力肺活量 受检者取坐位，加鼻夹，口含与肺量计相连的咬口，深吸气后尽可能快而用力地做一深呼气，记录其用力呼气肺活量曲线，共测3次，最佳差异＜100ml，取FVC及FEV1均为最大值者为最佳曲线，并计算出第1、2、3秒所呼出之气量占FVC的百分率，正常值分别为83%、96%、99%。一般以第一秒用力呼气量（FEV1）及第一秒用力呼气量占用力肺活量百分率（FEV1／FVC%或FEV1%）作为判定指标，其正常值前者男性约（3179±117）ml，女性约（2314±48）ml；后者均应＞80%。FEV1%＜70%说明气道阻塞，常见于慢性阻塞性肺疾病；可逆性气道阻塞如支气管哮喘，应用支气管扩张药后能使FEV1%得到改善。
4．呼气高峰流量 受检者取立位，加鼻夹，吸足气后，猛力快速用最高呼气流量向仪器内吹气，记录表上读数。测定3次，每次间隔至少1min，3次读数相差在5%以内，取最大值。
（三）临床意义
肺泡通气量即有效通气量，有助于了解肺部疾病对呼吸功能损害的严重程度，如慢性阻塞性肺疾病（COPD）及肺栓塞使生理死腔增加，肺泡通气量下降。肺泡通气量不足，将导致缺氧与二氧化碳潴留。肺泡通气量增加可导致呼吸性碱中毒。
最大通气量是一项简单的负荷试验，用以衡量肺组织的弹性、气道阻力、胸廓的弹性和呼吸肌的力量。通常作为外科手术的指标，尤其是胸科手术的重要风险指标，实测值占预计值＞80%属于正常，＜50%（同时FEV1＜1．5L）胸科手术应慎重考虑或列为禁忌，非胸科手术应酌情考虑。最大通气量是一项较剧烈的呼吸运动，体弱、严重心肺疾病患者及咯血患者均不宜做此检查，可通过FEV1推算求得，有两种方法：（通常由此算出结果比实测值大）①最大通气量＝33×FEV1＋9．0L；②最大通气量＝FEV1×35L。
但作为通气功能储备能力的考核指标，多以通气储量的百分比表示，常用于胸外科手术前肺功能状况的评价和职业病劳动能力鉴定等。
提示在基础条件下，正常值应＞95%，＜86%提示通气功能储备不佳，＜70%为胸科手术禁忌。
对阻塞性或限制性通气功能损害的鉴别有一定价值，＜1．0为阻塞性，＞1．0为限制性。
用力肺活量可以反应较大气道呼气期的阻力。是COPD辅助诊断与疗效考核的良好指标，操作简便、快速，易得到患者的合作，重复性强，正常人FEV1%＞80%，＜70%提示有气道阻塞。
利用支气管舒张药（常用β受体激动药沙丁胺醇气雾剂）进行支气管舒张试验可以测定气道阻塞的可逆性，通常采用FEV1计算改善率。
COPD患者可有改善。改善率在15%以上才判为阳性，15%～24%为轻度可逆，25%～40%为中度可逆，＞40%为高度可逆。支气管哮喘患者改善率均在25%以上。
呼气高峰流量是一项简便的肺功能测验方法，广泛应用于呼吸疾病的流行病学调查，尤其对支气管哮喘病情、疗效的判断更为实用，常用于哮喘病人24h病情的动态观察以指导用药。呼气高峰流量受性别、年龄、身高的影响，与年龄呈负相关，与身高呈正相关。其正常变异较大，可用实测／预计值%表示，＞78%属正常。哮喘患者用微型最高呼气流量仪测定，PEFR最小值出现在凌晨0～5时。
＞20%为异常，支气管哮喘无论是缓解期或是发作期其波动率均＞20%。
（四）临床应用
通气功能障碍有3种基本类型，即阻塞性、限制性、混合性。
根据VC、MVV、FEV1%、RV及RV／TLC来判断通气障碍类型及程度（表1－2）。
1．限制性通气功能障碍 指肺扩张受限制引起的通气障碍，常见于肺间质疾病、肺占位性病变、胸膜疾病、胸壁脊柱疾病等。通常肺功能指标VC（FVC）、TLC、RV等均下降。常见病因如下。
（1）肺变小：手术切除后，间质纤维化、间质性肺炎、肿瘤、硅沉着病等。
（2）胸廓活动受限：胸腔积液，胸膜增厚、粘连，胸廓畸形。
（3）胸腔受压：腹水、妊娠、肥胖等。
（4）呼吸肌无力：膈肌疲劳、肌无力、肌萎缩、营养不良等。
（5）单侧主支气管完全性阻塞。
2．阻塞性通气功能障碍 指气道阻塞或狭窄而引起的气体流量下降所致通气功能障碍，常见于咽喉部肿瘤、水肿、气管和气管周围疾病以及肺气肿等。通常肺功能指标FEV1、FEV1／FVC、MMEF、MVV均下降，TLC和RV可增高。常见病因如下。
（1）气管支气管疾病、气管肿瘤、狭窄等：如支气管哮喘、慢性阻塞性支气管炎、闭塞性细支气管炎。
（2）肺气肿、肺大疱。
（3）其他原因不明的如纤毛运动障碍。
3．混合性通气功能障碍 兼有阻塞和限制性因素的存在。肺功能指标VC下降，FEV1／FVC、流量、MVV均下降；TLC和RV无增高。常见原因如下。
（1）慢性肉芽肿疾病：结节病、肺结核。
（2）肺囊性纤维变和支气管扩张。
（3）硅沉着病、煤尘肺。
（4）充血性心力衰竭。
表1－2 通气功能障碍类型的鉴别
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