臨床常用肺功能檢查項目及合理選擇

留永健，韓江娜

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院呼吸科，北京 100730)

肺功能檢查包括肺量計測定、支氣管舒張/激發(fā)試驗、肺容積測定、彌散功能測定、氣道阻力測定、呼吸肌力測定、血氣分析和氣體交換、心肺運動試驗、代謝測定等(表1)。上述項目從不同角度反映了呼吸系統(tǒng)的功能狀態(tài)，最常用的是上述前四項。各檢查可以獨立進(jìn)行，但常以固定的組合方式進(jìn)行檢查[1]。合理選用肺功能項目和組合，可以幫助判斷患者的氣道病變及其可逆性，以及肺實質(zhì)、肺血管、呼吸肌或心功能方面的異常。在臨床實踐中，通常根據(jù)臨床需要解答的問題，有針對性地選擇檢查項目，如需確定患者是否有哮喘或評估原有基礎(chǔ)肺疾病是否會增加麻醉和外科手術(shù)風(fēng)險。這些臨床問題或肺功能檢查的理由就是肺功能檢查的適應(yīng)證。臨床肺功能檢查一般是安全的，絕對禁忌證少，主要包括新近出現(xiàn)的心腦血管疾病(心肌梗死、腦血管意外、夾層動脈瘤、嚴(yán)重心律失常)、急性肺栓塞和氣胸。

通氣功能

肺量計測定

表1　臨床常用肺功能檢查項目

肺量計測定是最基本、也是最常用的肺功能檢查項目[2]，通常是肺通氣功能檢查的第一步，可作為篩查手段。常用指標(biāo)有肺活量(vital capacity，VC)或用力肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)、第1秒用力呼出容積(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)和最大呼氣中期流量(forced expiratory flow，F(xiàn)EF25%-75%)(表2)。如肺量計測定結(jié)果異常，應(yīng)酌情考慮進(jìn)一步進(jìn)行其他肺功能項目。

肺量計直接測定經(jīng)口吸入或呼出的氣體容積和流量，通常按照容積(升)或流量(升/秒)記錄。VC是最大吸氣后所能呼出的最大氣量，F(xiàn)VC為最大吸氣后最大用力并以最快速度所能呼出的最大氣量。FEV1也稱1秒量，是在測定FVC時，第1秒鐘所吹出的氣體量。VC或FVC反映肺體積大小，F(xiàn)EV1既受肺體積影響又受氣道內(nèi)徑影響，二者之比(FEV1/FVC)稱為1秒率。1秒率消除了肺體積的影響，可作為氣道阻塞的指標(biāo)。

表2　肺量計測定適應(yīng)證

用力肺活量測定主要用于發(fā)現(xiàn)氣道阻塞。慢性阻塞性肺病的診斷統(tǒng)一采用吸入支氣管舒張劑后的FEV1/FVC<70%為標(biāo)準(zhǔn)[3]。但應(yīng)注意，1秒率的正常值本身會隨著年齡增長而下降，70%的標(biāo)準(zhǔn)在高齡患者可能會過度診斷慢性阻塞性肺病[4-5]。反之，1秒率75%對老年人屬于正常，而對于中學(xué)生則可能屬于異常。

呼氣峰流速值(peak expiratory flow，PEF)是呼出氣流的最大即時流速。PEF測量相對簡單，可用簡易峰流速儀測量。PEF反映大氣道的口徑，但也受呼氣肌的肌力和患者每次吹氣用力程度的影響。PEF結(jié)果穩(wěn)定性較差，即使同樣的FVC和FEV1，PEF亦可能有很大差異，因此PEF多用于患者自我監(jiān)測。

支氣管舒張試驗

使用支氣管舒張劑前后分別做肺量計測定稱為支氣管舒張試驗，是氣道阻塞可逆性的重要檢查。最常使用的支氣管舒張劑是短效β2受體興奮劑如沙丁胺醇，也可用異丙托溴銨，或者兩種聯(lián)用。支氣管舒張試驗陽性定義為FVC或FEV1增加12%或以上，且絕對值增加200 ml或以上[6-7]。由于FVC的大小會受呼氣時間長短影響，一般多使用FEV1評價。若確定FVC的增加并非由呼氣時間延長所致，則被視為真正的支氣管舒張效應(yīng)，說明呼氣末困滯在肺內(nèi)的氣體減少。支氣管舒張試驗反應(yīng)除了受支氣管舒張劑種類和劑量的影響外，還與氣道阻塞的嚴(yán)重程度有關(guān)[8]。部分支氣管哮喘患者氣道阻塞的可逆性只有在使用糖皮質(zhì)激素后才能顯現(xiàn)出來。因此，支氣管舒張試驗陰性結(jié)果不能完全排除哮喘。此外，還有一些患者氣道功能處于正常值低限或表現(xiàn)為非特異性通氣功能障礙，使用支氣管舒張劑后明顯改善，則反之說明存在隱匿性氣道阻塞。慢性阻塞性肺病也有部分病例支氣管舒張試驗陽性，但即使在其最佳值，仍有氣道阻塞。

支氣管激發(fā)試驗

若臨床上懷疑患者存在哮喘但表現(xiàn)不典型，且基礎(chǔ)肺量計測定正常，此時可用支氣管激發(fā)試驗。激發(fā)試驗是采用一定的氣道刺激因素，于患者接受刺激前后分別進(jìn)行肺量計測定。激發(fā)刺激可以是非特異的組織胺和乙酰甲膽堿，也可以是致敏原(如過敏原或職業(yè)致敏原)和物理因素(如運動、冷空氣、過度通氣)。標(biāo)準(zhǔn)化的組織胺和乙酰甲膽堿激發(fā)試驗使用廣泛，安全性較好[9]，且檢測結(jié)果高度一致。對藥物激發(fā)無反應(yīng)者，有可能對物理因素有反應(yīng)，對某些特殊病例可考慮使用不同的刺激方式。由于支氣管激發(fā)試驗存在一定風(fēng)險，需有醫(yī)師書面申請，必要時需要受檢者知情同意。一旦患者出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀，應(yīng)立即中斷試驗。對激發(fā)試驗陽性患者，應(yīng)在試驗結(jié)束后給予支氣管擴(kuò)張劑，直到誘發(fā)的支氣管痙攣解除后才允許其離開實驗室。

支氣管激發(fā)試驗陽性說明存在氣道高反應(yīng)性，是診斷哮喘的重要依據(jù)。但是，陽性結(jié)果并非哮喘患者特有，也可見于過敏性鼻炎及胃食管返流病。正常人在病毒性呼吸道感染后或暴露于嚴(yán)重空氣污染后也可能出現(xiàn)短期陽性。所以，呼吸道感染后6周內(nèi)不宜行支氣管激發(fā)試驗。另外，雖然陽性結(jié)果不能直接診斷哮喘，但至少說明癥狀可能與氣道高反應(yīng)有關(guān)，可以作為使用哮喘藥物的客觀依據(jù)。

同一患者對支氣管激發(fā)試驗的反應(yīng)并非一成不變，哮喘患者在緩解期可以為陰性。但對于有癥狀者，其陰性結(jié)果對哮喘有很高的排除價值。

肺容積測定

肺容積檢查的最主要目的是確定限制性肺疾病[10-11]。除了肺疾病外，胸膜、胸壁及神經(jīng)肌肉疾病也可導(dǎo)致肺容積受限。在氣道正常的情況下，VC或FVC降低可提示肺容積減少。但在，有氣道阻塞疾病的患者往往也會出現(xiàn)FVC降低，肺容積卻可能正常甚至增大。因此，要在測量肺總量(total lung capacity，TLC)后，才能確定是否同時存在限制性病變。

肺容積測定適應(yīng)證：(1)診斷或評估限制性肺病及嚴(yán)重程度；(2)鑒別阻塞性和限制性疾病類型；(3)評估治療干預(yù)效果，如支氣管舒張劑或糖皮質(zhì)激素，肺移植、肺切除術(shù)或肺減容術(shù)，放療或化療效果；(4)肺量計測定結(jié)果異常者麻醉手術(shù)風(fēng)險綜合評估；(5)慢性阻塞性肺病患者確定過度充氣及其程度；(6)對比體描箱法和氣體稀釋法所測肺容積，評估氣體困滯情況；(7)其他肺功能檢查結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化(比氣道傳導(dǎo))。

肺總量是最大吸氣時肺內(nèi)的氣體量。殘氣量(residual volume，RV)是指最大呼氣末仍殘留于肺內(nèi)的氣體量。肺總量等于殘氣量加肺活量。平靜呼吸時，呼氣末殘留于肺內(nèi)的氣體量稱為功能殘氣量(functional residual capacity，F(xiàn)RC)。TLC、RV或FRC均屬于“靜態(tài)肺容量”，不能用肺量計直接測定，需要其他間接方法，如氣體稀釋法和體描箱法。健康人群這兩種方法測出結(jié)果相等，但阻塞性肺部疾病患者氣體稀釋法有可能會低估TLC。

氣體稀釋法要求肺內(nèi)氣體與肺量計內(nèi)的氦氣達(dá)到“完全混合”，即氦氣濃度衡定，或者混合時間達(dá)到10 min[12]。對氣道阻塞的患者來說，由于通氣分布不均勻，實際上需要更長時間才能達(dá)到完全混合。因此，氦氣稀釋法會低估肺容積?；旌蠒r間越短，低估現(xiàn)象越顯著。體描箱法測定的是可以被壓縮的所有氣體容積，除了與氣道溝通，有通氣的肺區(qū)外還包括無通氣肺區(qū)的肺容積(如肺大泡)。因此，兩種方法測定結(jié)果的差值實際上反映了肺內(nèi)困滯氣體含量。另外，氣道阻力增高患者的口壓變化在時間上滯后于肺泡壓變化，結(jié)果低估了肺容量，遮斷器關(guān)閉造成患者淺快呼吸頻率低于1 Hz，這種誤差可以避免[13]。

彌散功能檢查

彌散功能體現(xiàn)氣體交換單元功能，即把氣體由肺泡腔轉(zhuǎn)運至肺泡毛細(xì)血管的能力[14]。這一過程是通過氣體的被動彌散實現(xiàn)的，影響因素包括驅(qū)動氣體壓力差、氣體交換接觸面積及氣體跨膜阻力。肺內(nèi)壓力差是指肺泡和肺泡毛細(xì)血管紅細(xì)胞之間的氣體分壓差。跨膜阻力主要與肺泡膜或肺泡間隔厚度有關(guān)。氣體交換的面積主要取決于肺泡毛細(xì)血管床容量，后者還決定了參與氣體交換的血液容積和血紅蛋白含量。

彌散功能測定常用于肺間質(zhì)性疾病、肺血管疾病和肺氣腫的評估。適應(yīng)證：(1)評估或隨診肺間質(zhì)性疾病進(jìn)展：特發(fā)性，結(jié)締組織病的肺部受累，粉塵(石棉、硅質(zhì)、金屬)，有機(jī)物(過敏性肺泡炎)，藥物(胺碘酮、博來霉素)；(2)阻塞性肺疾?。号袛喾螝饽[或肺泡結(jié)構(gòu)是否破壞，預(yù)測慢性阻塞性肺疾病患者運動狀態(tài)下動脈血氧飽和度有無下降；(3)評估心肺血管疾病：肺動脈高壓，復(fù)發(fā)性或慢性肺血栓栓塞，肺靜脈閉塞，肺水腫或充血性心力衰竭；(4)評估肺出血、紅細(xì)胞增多癥或左向右分流[一氧化碳彌散量(DLCO)增高]。

肺間質(zhì)性疾病患者肺泡毛細(xì)血管總量減少、肺泡間隔增厚均導(dǎo)致彌散功能降低。特發(fā)性肺纖維化患者若DLCO低于正常預(yù)計值40%以下或半年內(nèi)DLCO較基礎(chǔ)水平下降超過15%，都提示預(yù)后不佳。肺氣腫患者由于肺泡毛細(xì)血管床減少、結(jié)構(gòu)破壞，彌散功能也會下降。

彌散功能的檢測結(jié)果用ml/(min·mm Hg)或mmol/(min·kPa)表示，代表在單位時間內(nèi)、一定壓力梯度下所能擴(kuò)散的氣體量。臨床上常用一氧化碳測定DLCO，通常與肺量計測定、肺容積測定組合進(jìn)行。DLCO除了受到氣體被動擴(kuò)散的影響外，同時也受氣體分子與血紅蛋白化學(xué)結(jié)合速度的影響。有臨床工作者建議，使用更通俗的術(shù)語——轉(zhuǎn)移因子替代DLCO。轉(zhuǎn)移因子實際上可以被看作是氣體的傳導(dǎo)，即氣體所克服總阻力的倒數(shù)。總阻力由兩個串聯(lián)阻力組成，即氣體通過肺泡-毛細(xì)血管膜的物理阻力、氣體與血紅蛋白結(jié)合的化學(xué)阻力。

彌散功能測定易受多種臨床因素影響。運動狀態(tài)下或充血性心力衰竭時，由于肺毛細(xì)血管血容量增加，DLCO明顯增加；吸煙者DLCO降低；貧血時DLCO降低，血色素減半時DLCO可降低30%；紅細(xì)胞增多癥時DLCO增加；存在于血管外的血紅蛋白(肺出血時)也能吸收結(jié)合一氧化碳，導(dǎo)致DLCO測定值升高。

按單位肺泡容積來衡量彌散功能(DL/VA)，稱為轉(zhuǎn)移系數(shù)(KCO)。這是假定機(jī)械性的肺容積減損，其彌散功能也會按比例降低，希望使用KCO能去除這一因素的影響。但實際情況往往并不與此相符，如自主性吸氣受限時容積減少，但肺泡毛細(xì)血管灌注并未減少，這反而會導(dǎo)致DL/VA升高；肺切除患者剩下的肺內(nèi)毛細(xì)血管會代償性增多，DL/VA也會升高。肺間質(zhì)性疾病常有彌散功能降低，同時由于肺容積亦減少，故DL/VA僅輕度降低，甚至正常。肺氣腫和肺血管疾病(如肺血管炎、肺栓塞和肺動脈高壓)均有肺毛細(xì)血管表面積和血容量減少，但肺容積不減，故DLCO和DL/VA均降低。

臨床判斷彌散功能異常應(yīng)當(dāng)基于DLCO，而不是DL/VA。

呼吸肌力和氣道阻力檢查

許多神經(jīng)肌肉疾病會影響呼吸肌群的肌力。最大吸氣壓(maximal inspiratory pressure，MIP)和最大呼氣壓(maximal expiratory pressure，MEP)是測定呼吸肌群的力量的常用方法[15-16]，使用壓力轉(zhuǎn)換器或簡單壓力計即可測量。若MIP和MEP正常，則可以排除呼吸肌力量異常；但若MIP和MEP降低，并非均為呼吸肌力量下降導(dǎo)致，需結(jié)合其他臨床資料綜合判斷。MIP和MEP測定值受測定時肺容量影響，處于容量較小狀態(tài)時相對容易吸氣，而容量較大時相對容易呼氣，RV狀態(tài)時MIP最大，TLC狀態(tài)下MEP最大。慢性阻塞性肺疾病患者即使沒有呼吸肌力減弱，由于其RV較大，也會導(dǎo)致MIP降低；而肺間質(zhì)纖維化或胸廓畸形患者TLC減少，會導(dǎo)致MEP降低。另外，患者是否配合也會明顯影響檢查結(jié)果。

氣道內(nèi)有壓力差才能驅(qū)使氣體流動。在一定壓力差下，氣體流速取決于氣道阻力(Raw)的大小，阻力越大，則流速越小。由于氣管支氣管樹的結(jié)構(gòu)特點，Raw主要反映上氣道和胸內(nèi)大氣道阻力。根據(jù)定義，Raw可用維持單位時間內(nèi)氣體流量(V)所需肺泡壓差(ΔPA)來表示，即Raw=ΔPA/V。體描箱法是測定氣道阻力的技術(shù)，最初由Dubois等[17]發(fā)明，后來Mead[18]和其他學(xué)者進(jìn)行改進(jìn)。與強(qiáng)迫振蕩技術(shù)相比[19]，體描箱法測定的氣道阻力不受胸壁和肺組織阻力影響。

動脈血氣和氣體交換檢查

動脈血氣分析存在一定創(chuàng)傷性，目前有許多無創(chuàng)技術(shù)(指氧儀，經(jīng)皮監(jiān)測，呼出氣二氧化碳檢測儀)[21-22]。然而，雖然無創(chuàng)技術(shù)操作簡單且方便持續(xù)檢測，但還需血氣分析驗證準(zhǔn)確性。

心肺運動試驗

心肺運動試驗?zāi)軌蛟诖x需求增加的情況下評價心肺功能并預(yù)測運動受限及其程度，這是任何1項靜態(tài)肺功能檢查所不能完全替代的[23]。心肺運動試驗的主要指征是勞力性呼吸困難、胸痛(尤其是心絞痛)和乏力；其他指征包括運動誘發(fā)的支氣管痙攣和運動低氧：(1)評估運動耐受性和日常運動的安全水平；(2)評估和鑒別因呼吸困難、乏力或疼痛導(dǎo)致的運動受限：心血管疾病，呼吸疾病，心血管和呼吸系統(tǒng)均患病，無法解釋的呼吸困難；(3)康復(fù)治療評估，運動時低氧血癥及其程度，制定氧療處方；(4)手術(shù)前風(fēng)險評估，尤其是肺切除或減容手術(shù)；(5)傷殘鑒定，尤其是職業(yè)病鑒定；(6)預(yù)測特殊治療效果，如心臟或肺移植手術(shù)。多數(shù)情況下，通過運動負(fù)荷(即運動水平)與心肺運動生理(包括心血管參數(shù)、通氣、耗氧量、二氧化碳產(chǎn)生量、呼吸商、運動中動脈血氣)和呼吸困難/乏力癥狀三者之間的關(guān)系判斷。

6 min步行試驗(6MWT)是較為簡單的運動試驗。許多肺部疾病的臨床轉(zhuǎn)歸都與6 min行走距離有較好的相關(guān)性。該試驗還與復(fù)雜的心肺運動試驗有較好的一致性，目前普遍應(yīng)用于臨床和研究中[24]。

小　　結(jié)

肺通氣功能最基礎(chǔ)的檢查是肺量計測定，常作為肺功能檢查的第一步。肺量計所測定的FEV1/FVC是評價氣道阻塞的主要標(biāo)準(zhǔn)。峰流速儀也能反映氣道阻塞情況，但穩(wěn)定性較差，主要作為哮喘患者日常自我監(jiān)測的手段。

肺量計測定配合支氣管舒張劑或支氣管刺激因素，可分別做支氣管舒張試驗和激發(fā)試驗，檢測患者是否存在可逆性氣道阻塞。通?；A(chǔ)肺功能FEV1<70%可以選擇舒張試驗，F(xiàn)EV1>70%則應(yīng)該考慮激發(fā)試驗。

肺容積測定主要用于評估限制性肺疾病，TLC是肺容積的主要指標(biāo)。肺間質(zhì)性疾病是限制性肺疾病的典型代表。此外，一些肺外因素，如肥胖、胸腔積液、神經(jīng)肌肉疾病等也能導(dǎo)致限制性通氣功能障礙。

彌散功能檢測的是氣體從肺泡腔到毛細(xì)血管的轉(zhuǎn)運過程。彌散障礙主要與肺泡膜或肺泡間隔的增厚及肺泡毛細(xì)血管床的破壞有關(guān)。肺間質(zhì)性疾病、肺血管病變、肺氣腫是造成彌散功能降低的常見原因。彌散功能檢查常用于評估肺間質(zhì)性疾病的嚴(yán)重程度和預(yù)后。

通氣、容積和彌散功能檢查的合理組合對不同疾病有一定的鑒別作用。如哮喘、慢性支氣管炎和肺氣腫都可致阻塞性通氣障礙，但肺氣腫往往有彌散功能降低，而前兩者通常沒有。肺間質(zhì)性疾病和肺外因素均能導(dǎo)致限制性通氣障礙，但肺間質(zhì)性疾病一般有彌散障礙，而肺外因素則不會有此異常。

血氣分析可直接反映呼吸系統(tǒng)功能對機(jī)體影響的最終結(jié)果，獲取氧氣和排出二氧化碳情況。血氣分析最常用于確定是否需要吸氧或通氣支持，也用于監(jiān)測通氣支持的效果。

最后需要強(qiáng)調(diào)的是，任何疾病都不能僅憑肺功能檢查診斷，因為許多不同疾病可有相似的肺功能損害。肺功能檢查應(yīng)該與臨床癥狀、體征、其他實驗室檢查和影像學(xué)資料相結(jié)合，才能最大程度發(fā)揮其作用。

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