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1、第一军医大学教案首页 编号课程诊断学教师朱建军职称副教授授课方式大课、理论课授课内容第四章 血气、肺功能检查学时3学时专业年级医学本科99级教材版本全国统编教材教学日期2001年12月04日主要内容（按教学大纲要求）通气功能检查；换气功能检查；气道功能检查；血液气体分析和酸碱平衡测定；教学目的与要求掌握通气功能检查、换气功能检查、小气道功能检查项目及临床意义；掌握血液气体分析和酸碱平衡基本判定；重点难点血液气体分析和酸碱平衡的判定教具准备（挂 图、幻灯、录像等）多媒体本课题方面的新进展三重、四重酸碱失衡外语词汇blood gas analysis, lung volume, minute ve
2、ntilation,ventilation/perfusion ratiosmall airway function复习思考题课堂测试题AG比值的临床意义；集体备课及教研室试讲审查意见备注肺功能检查第一军医大学南方医院 朱建军 在临床上对疾病的诊断不仅依靠形态的变异,更要有生理功能客观指标的支持，同时在对疾病的治疗不仅要满足于病理变化的消除,更要求生理功能的维护与恢复。如对小气道疾病的早期诊断、心肺功能衰竭的抢救成功、氧疗的合理使用、机械呼吸机设计和临床开展，均以呼吸生理功能研究的成果作为基础。本章的内容包括肺通气功能检查、换气功能检查、小气道功能检查等。一 、通气功能检查(一) 肺容积（lu
3、ng volume）：是指安静状态下，测定一次呼吸所出现的容积变化，不受时间限制，理论上具有静态解剖学意义，是最基本的肺功能检查。其组成共有八项，即 肺总量、肺活量、 深吸气量、功能残气量 基础肺容量 潮气量、补吸气量、补呼气量、残气量 基础肺容积 基础肺容积(互不重叠，下列数字均为正常成年人)主要包含下列四项：1. 潮气量（潮气容积）(tidal capacity, TC )：平静呼吸时，进或出肺内的气量，400600ml，平均500ml。2. 补吸气量或吸气储备量（补吸气容积）(inspiratory reserve volume,IRV)：15002000ml3. 补呼气量或呼气储备量（
4、补呼气容积）(expiratory reserve volume,EVR)： 平静呼气末再用力呼气所呼出的气量。正常男性910ml, 女性560ml。4. 残气量 残气量或余气量（残气容积）(residual volume,RV)：为最大深呼气后残留于肺内的气量。基础肺容量(基本肺容积中的两项或两项以上的联合气量) 1深吸气量(inspiratory capacity,IC)为平静呼气末尽力吸气所吸入的最大气量，=TV+IRV 。正常男性约2600ml,女性约1900ml。是衡量最大通气潜力的重要指标。当胸廓,胸膜,肺组织,呼吸肌的病变 时IC减少，患者的最大通气潜力下降。 2.功能残气量(f
5、unctional residual capacity,FRC)：平静呼气后残留于肺内的气量。 FRC=RV+ERV，正常FRC，男性2270809ml,女性1858552ml。FRC作用是缓冲呼吸过程中肺泡气PO2 和PCO2 的过度变化。 FRC增加，见于：肺气肿； FRC 减少，见于：弥漫性肺间质纤维化等肺实变性疾病。 3.肺活量(vital capacity,VC)：为深吸气末尽力呼气所呼出的全部气量。 VC=（TV+IRV）+ERV=IC+ERV 男性3470ml,女性 2440ml。 肺活量（VC）反映了肺一次通气的最大能力,在一定的程度可作为肺通气机能的指标。受身材大小、性别、年
6、龄、体位、胸廓及肺弹性、呼吸肌强弱、肺实质病变等影响，但由于呼气时不限时间,不能充分反映肺通气功能的好坏，例如:病人的肺组织弹性降低或气道狭窄,通气功能已受到损害,但若延长呼气时间,所测得的VC却仍为正常。 4.肺总量(肺容量 total lung capacity,TLC)=VC+RC 。正常人成年人:男5000ml 女3500ml，受身材大小、性别、年龄、体位、运动锻炼影响。正常人呼吸功能的储备能力很大，受性别、年龄、身高、体位、体表面积、运动锻炼等因素影响，由于肺容积的个体差异很大，故在判断结果时，通常将其实测值与同性别、同年龄、同身高的正常人预计值比较，以其相对值即实测值占预计值百分率
7、作为评价依据。VC实测值占预计值%，正常为10020%，80%为减低。残气容积常以其占肺总量的百分比即RV/TLC%作为判断指标，正常一般10 L示通气过度，95%,低于86%提示通气功能储备不佳。113 用力肺活量（forced vital capacity, FVC），也叫时间肺活量， 是深吸气后以最大用力、最快速度所能呼出的气量。正常人FVCVC一秒量（第一秒用力呼出量度FEV1）及一秒率（FEV1%）：根据用力呼所肺活量描计曲线，可计算出第1、2、3秒所呼出的气量及其各占FVC的百分率。一秒量（FEV1）： 男性约3179117ml,女性约231448;一秒率（FEV1%）：男女性均8
8、0%.FEV1% ：限制性通气功能障碍； ：阻塞性-。FVC反映一定时间内所呼出的气量。正常人呼气的第1、2、3 秒的FVC分别为83%、96%、99%的肺活量。FVC为动态的指标,不仅反映肺活量容量的大小,而且反映呼吸所遇到的阻力,是较好的肺通气功能的指标。对于COPD患者由于气道阻力的增加，需要56秒或更长的时间才能呼出全部肺活量。最大呼气中段流量（maximal midexpiratory flow curve , MMEF、MMF）：FVC曲线起止两点间垂直分为四等份，取其中间2/4段的肺容量与其所用的呼气时间相比所得的值。正常男性：3.369 L/S, 女性: 2.887 L/S该曲
9、线中间部分对“用力”的依赖最小,对周围气道疾病早期较敏感,故MMEF比FEV1%能更好地反映小气道阻塞情况。2无效腔和肺泡通气量21死腔(dead space,VD),每分钟无效腔量( VD ) 解剖无效腔即死腔气：从上呼吸道至呼吸性细支气管以前的呼吸道内不参与气体交换的气体容积，正常成年人：150ml。肺泡无效腔：进入肺泡的气体若无相应肺泡毛细血管血流与之进行气体交换， 也同样会产生死腔效应。生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡无效腔在健康人极小，故平卧时，生理死腔量解剖死腔量。在病理情况下，解剖死腔量变化较小，生理死腔量主要是肺泡死腔量，常用的表示法： VD/VT=PaCO2-PECO2
10、/PaCO21 2肺泡通气量(alveolar ventilation,VA)=(TC-VD)f 。是真正有效的气体交换。当TC=500ml,VD=150ml, 则每次吸入肺泡的新鲜空气量=350ml，若FRC=2500ml,则每次呼吸仅使肺泡内气体更新1/7左右。由此可见, 潮气量（TC）or 功能残气量（FRC）均使肺泡气体更新率减少，而不利气体交换。 可以看出，浅快呼吸仅增加了无效腔通气，而有效的肺泡通气量却明显减少。3 气体分布测定一口气氮稀释法，测定指标以呼气7501250ml时的氮浓度为准。 正常1.5%,70岁老人可达3.0%。7min氮冲洗法测定，正常应 80% 。正常人一般可
11、在3秒内呼出FVC的98% 当气道阻塞时，呼出时间延长；当限制性通气功能障碍时，呼出时间缩短。（因VC减损所致。） 2.一秒量（FVC1.0）:在FVC中的第一秒内用力呼出的气量。成年男性3200ml，女性2300ml。当FVC1.0 80 % 。80 。阻塞性通气功能障碍MVV明显降低，限制性通气功能障碍者，MVV可正常或轻度降低。MVV是胸部手术是否能进行的重要指标之一。曾有学者认为：MVV和MMF 50预计值、FVC 93 。反应通气储备能力，可作为通气功能诊断的辅助资料，1.0 为限制性通气功能障碍，由于肺组织受损或胸廓、肺扩张受限使 VC的减损大于MVV的减损所致。A.V.I.807
12、09487948745显著减退 705160419390877545呼吸衰竭 208245表3 通气功能障碍分型评定标准 阻塞型 限制型混合型FVCN or FEV1.0%N orMMFN orMVVor NVCN orFRC不等TLCN or 不等RV/TLCN or 不等FEV1.0A.V.I.1.00.951.05RawN气体分布（氮清洗率）N注：N表示正常 表4. 通气功能障碍分级标准程度 阻塞型FEV1.0实/预（%） FEV1.0% 限制型TLC实/预（%）轻度75 706080中度60 604060重度40 40 80% 。 测定原理：等容压力流量曲线（iso-volume pr
13、essure flow curve, IVPF curve）:说明在用力呼气过程中，无论受试者如何用力，都不能超越各个肺容积所在处相应的流量限值。这段流量属于非用力依依赖部分，相当于MEFV曲线的下降支。由于IVPF曲线操作复杂，目前已被流速容量曲线（MEFV）所代替。 指标： Vmax50、Vmax25正常人预计值的80 。 V50/H正常人2.2 L/s, V25/H正常人1.0L/s 。两项指标均在界限值以上为正常，均在界限值以下为异常，仅其中一项异常为可疑异常。 V50/V25:表示呼气50至25肺活量的流速曲线坡度，正常为2.0。比值愈小，表示此段曲线的坡度愈趋平坦，小气道阻力俞大；
14、比值俞大，表示曲线坡度俞陡。 MEF/V:中段流量曲线坡度。MEF/VFEF60FEF40/V。 阻塞指数（OI）FVC/AB。（AB自PEF顶点向下做一垂线，过其中点做一水平线，分别交FVC曲线的升支和降支于A、B点，AB点连线的长度。）如图10. 最大呼气平均流量（MEAF）：是把普通肺量计描的FVC曲线容积分成若干等份，一般为810等份，然后分别计算出各段的最大呼气平均流量。MEAF不同于MEFV，前者属容积时间体系，计算出的参数代表不同肺容积阶段内最大呼气平均流量，后者是从流量容积体系中测得不同肺容积水平的最大呼气瞬间流量。 指标：把FVC曲线肺容积轴分成4或8或10等份，计算出呼出各
15、个部分所需的时间，然后相应的FEFV/t。 FEF2575（即过去称之为MMEF）相当于V50。FEF4555 相当于V50。 FEF7585 相当于V25。 FEF7080 相当于V25。 用力呼气肺量图平均排出时间（mean trainsit time, MTT）;部分平均排出时间（partial mean trainsit time, MTTp）: MTT代表整个用力呼气过程中气体从肺泡排出到口腔平均时间。MTTp代表用力呼气过程中某一肺容积阶段内气体平均排出时间。它们对小气道阻塞的敏感性较Vmax好，与MET相似。指标：MTT，MTTp110,其中MTTp15受主观用力因素影响较大，小
16、气道功能常用MTTp6、7、8、9。 用力呼气曲线分段水平夹角：从FVC曲线测量出的，介于FEF2575和FEF7585之间。高峰段水平夹角：2001200ml两点连线延长线与时间轴夹角1；中段水平夹角：25%VC75%VC两点连线延长线与时间轴夹角2；末段水平夹角：50%VC100%VC两点连线延长线与时间轴夹角3； 其中中段水平夹角2可较好地反映小气道功能的变化。 气体滞留指数（AT指数）：VCFVC/VC100 % 慢性支气管炎：男性8.7，女性7.7；肺气肿：男性19.1,女性13.0；肺心病：27.5,30.8。由于小气道阻塞和/或肺泡弹性回缩力下降，造成用力呼气小气道闭合早，缓慢呼
17、气小气道闭合晚，从而造成VC与FVC的差别。认为该项指标较常规肺功能测定更敏感，有人认为与CV/VC%、MEEFV曲线相符。 4.呼吸低密度气体测定MEFV：低密度气体是指HeO2混合气，其密度较空气小64%，粘度比空气大12% 。气道内气流的形成主要取决于Reyrold指数（Re）=2rVd/n（r:气道半径，V：气流速度，d:气道密度，n:气道粘度）。中央大气道气流成分主要为：涡流，Re2103,气流速度Vmax主要受呼吸气体的密度的影响。小气道气流成分主要为层流，Re25%VC时：等压点处于大气道水平，影响Vmax的主要因素是大气道内的阻力，此时大气道内气流以涡流为主，主要受呼吸气体的密
18、度影响，因HeO2混合气密度较空气小64% ,故高肺容积时，MEFVHeO2的Vmax明显高于MEFVair的Vmax。当肺容积减少时，等压点渐向肺泡端移动，形成外周小气道动态压缩，由于小气道内的气流形式以层流为主，呼吸气体的密度对其阻力大的影响小，因而MEFVHeO2的Vmax渐下降，最后Vmax He-O2与Vmax air相等。 指标：等容流量差（Vmax50）=（Vmax50He-O2-Vmax50air）Vmax50air100%Vmax5020% 为有反应者，Vmax5020% 为无反应者。可用于判断小气道阻塞是否具有可逆性，判断哮喘患者气道阻塞部位。 等流量容积（Visov）又称
19、等速容量：V从MEFVHeO2与Vmax air两条曲线降支相交点到RV位为止所呼出的气体容积。表示为：VisoV/VC 。小气道阻塞患者等压点在较高肺容量时位于小气道，其气流上游为层流，故其阻力于气流密度无关，所以呼吸低密度气体和空气的MEFV曲线近似，从而出现在较高肺容量，距RV较远时，两条曲线就以相交，使Visov升高。 5.动态肺顺应性（Cldyn）：是指呼吸周期中，气流未阻断时所测得的肺顺应性。动态肺顺应性的频率依赖性（frequency dependence of dynamic compliance , FDC）正常人肺内肺泡的充盈和排空几乎同步，故动态顺应性与静态顺应性相同，当
20、动态顺应性随呼吸频率增加而降低，称之。 时间常数（time constant）=顺应性阻力 在吸气和呼气时，肺泡充气和排空的速度取决于时间常数。正常情况下，肺单位的时间常数是0.01s 。当小气道阻力增加时，随着呼吸频率的增加，各肺单位气流阻力的差异对气流分布的影响进行性增加，使肺单位的时间常数增加，当增加到四倍时，就会出现动态顺应性随呼吸频率的增加而明显降低。五.监护室肺功能（一）气体交换功能的监测：1.动脉血氧分压（PaO2）:正常人2.氧饱和度（SaO2）3.混合静脉血氧分压（PvO2)或混合静脉血氧饱和度（SvO2）CaO2-VO2/QT 正常成人平均：78（7385）（CaO2：动脉
21、血氧含量、VO2：氧利用量、QT ：心排血量） 4.肺泡气动脉血氧分压差（P（A-a）O2） =（PB-47）FIO2PaCO21/R-PaO25.P/F比值：PaO2/FIO26.a/A比值：PaO2/PAO2不同吸入气氧浓度对各项氧指标的影响FIO2PaO2（mmHg）PAO（mmHg）P（A-a）O2（mmHg）P/F比值a/A比值正常人0.21909770.934290.50280300200.935601.0560610500.92560低氧血症 0.214097570.411900.50803002200.271601.01306104600.251507.肺内分流量/心输出量（Q
22、S/QT）=（CC,O2-CaO2)/（CC,O2-CvO2）正常人吸空气时：0.53.2% 注：CC,O21.39（1-0.015）Hb+0.003PAO2也可用经验公式计算： QS/QT=0.0031（PAO2-PaO2）5+0.0031（PAO2-PaO2）注：FIO2=1.0 半小时，PAO2=当时大气压PB-47PaCO21.25（二）通气功能的监测1.动脉血二氧化碳分压（PaCO2）2.呼出气CO2分压（PECO2）3.死腔通气占分钟通气量百分比（VD/VT）:=（PaCO2-PECO2）/PaCO2 正常人：0.150.354.潮气末CO2分压（PETCO2）（三）呼吸力学的监测
23、1.肺活量（VC）：正常人6575ml/kg。当SB表示通气不足，为呼酸； ABSB表示通气过度，为呼碱； ABSB 为代酸； ABSB 为代碱。4、BE碱剩余指血浆或全血的碱储备增加或减少的情况。是一个代谢性指标。当血液偏离7.4时，在温度为38、PaCO2为40mmHg、血氧饱和度为100%的情况下,用酸或碱将1升血液滴定至7.40时所消耗的酸或碱的mmol数。正常范围为-2.3 +2.3mmol/L(全血)。异常状态下，最低 -30mmol/L,最高达+15mmol/L在血液偏碱时为正值，偏酸时为负值。它反映总的缓冲碱的变化。BE大于3mmol/L表示碱剩余,可以是原发性的代谢性碱中毒,
24、也可以是呼吸性酸中毒的代偿。BE小于-3mmol/L表示碱不足，可以是原发性的代谢性酸中毒，也可以是呼吸性碱中毒的代偿。5、AG阴离子隙（Anion Gap） AG=Na+ -(Cl- + HCO3-),正常值为124。 AG增高,PH降低提示高AG性代酸; AG正常,高氯血症,PH降低为高氯血症性酸中毒. 6、PaO2 动脉血氧分压指血液中物理溶解状态的O2所产生的压力。正常值范围95-100mmHg。 依年龄计算：预计PaO2（卧位）100 mmHg - 年龄0.33 =103.5mmHg - 年龄0.4 最低不低于70mmHg。 7、SaO2 动脉血氧饱和度指动脉血与Hb结合的程度，动脉血氧合血红蛋白（HbO2）占全部血红蛋白（Hb）的比率。 正常值 95% 98% 8、血浆二氧化碳含量（T-CO2）：指血浆中各种形式存在的CO2总量，主要包括结合形式的HCO3-和物理溶解状态的CO2。 T-CO2实际HCO3- PaCO20.03三、呼吸衰竭的血气标准呼吸衰竭的血气标准是：在平原地区患者静息状态下呼吸室内空气时，PaO250mmHg。四、有关几个关系 PH与H+ 体液的酸碱度可用PH或H+形式表示 PH是H+的负对数 PH 7. 35 7. 45 平均 7. 40 H+ 36 44 nmol/L, 平均 40 nmol/L 当PH7.17.5范围内，两者