肺功能检查指南——体积描记法肺容量和气道阻力检查

肺功能检查指南——体积描记法肺容量和气道阻力检查

正文

一、概述

体积描记法检查是完整的肺容量检查中非常重要的组成部分[1,2,3,4,5,6]。在本系列指南的肺容量检查部分已经详细介绍了气体稀释法肺容量测定的方法[1]，本部分将介绍基于体积描记技术的肺容量和气道阻力检查方法。

体积描记(plethysmography，体描)一词来源于希腊语'plethysmos'，原意为'扩大，扩展'。早在19世纪末就有学者提出，通过测量呼吸过程中胸腔容积'扩大'引起的人体体积的变化来测定功能残气量(FRC)，但直到1956年，DuBois等才发展出第一套基于波义耳定律(Boyle's law)的实用的人体体描技术，用于测定胸腔气体容积[7]。

体描法检测是基于波义耳定律，即在密闭和恒温的情况下，一定量的气体被压缩或膨胀后其体积会减少或增加，而气压的改变遵从于在任何时候压力与体积的乘积保持恒定的规律[8,9,10]。

二、体描法检查的适应证与禁忌证

本指南主要适用于年龄≥6岁且配合良好的儿童和成人。婴儿体描检查可参照儿童肺功能检测及评估专家共识[11]。

需要特别注意的是，在临床实践中体描法测量肺容积和气道阻力必须与肺量计检查组合进行，才能够对受试者的肺功能状态做出全面、准确的评估，所以两者的适应证和禁忌证大致相同[2,3,4,5,6]。

(一)适应证

除肺量计和气体稀释法肺容量检查的适应证[1,7]以外，体描法肺容量检查尤其适用于气道阻塞严重、气体分布不均的受试者[8,9,10,12]，肺容量检测的同时还可以测定气道阻力。

1．用于准确测定肺容积：目前认为体描法是检测肺容积最为准确的方法。

2．评估阻塞型肺疾病：如大疱型肺气肿和囊性纤维化等在氦稀释法或氮冲洗法检测中得到过低的检测值(伪差)[13,14,15,16,17,18]。有了同时

测到的肺容量便可以确定气体陷闭指数(即FRC体描/FRC氦稀释)。

3．用于受试者无法进行多次呼吸检测或者要求进行多次重复肺容量检查时。

4．对气道阻力及胸腔容积的变化进行观察，用于确定支气管对舒张剂的反应[19,20,21,22]。

5．用于以气道阻力及胸腔容积的变化确定对乙酰甲胆碱、组织胺等的支气管高反应性[19,20,21,22]。

(二)禁忌证

1．绝对禁忌证：急性心肌梗死后1个月内。

2．相对禁忌证：(1)压力性尿失禁；(2)肌肉功能失调、躯干石膏固定以及其他不宜进入体描箱的情况；(3)痴呆或认知障碍，或其他不能按照医生或技术员的指导完成正确呼吸动作的情况；(4)因进入体描箱可能加剧的幽闭恐惧症；(5)佩戴影响检查的设备等其他情况，如带有连续静脉输泵等其他不适宜进入体描箱的设备不能中止又会干扰压力变化，还包括胸腔管、经气管氧导管或者鼓膜穿孔等情形；(6)不能临时中断的连续氧疗；(7)任何原因导致的胸腹痛；(8)因含口器可能加重的口腔或面部疼痛。

三、体描法肺容积和气道阻力检查的方法和步骤

(一)检测原理及设备技术参数要求

体描仪有3种基本类型：(1)压力型体描仪，工作时压力变化而容积保持恒定；(2)容积型体描仪，工作时容积变化而压力保持恒定；(3)压力校正流量型(流量型)体描仪，此类体描仪将压力型体描仪对高速气流的精确反应和容积型体描仪对气体容积剧烈变化的良好感知能力相结合。

不论哪种类型的体描箱，都必须配备口压传感器，它必须满足口压测量范围≥±5 kPa (≥±50 cmH2O，1 cmH2O＝0.098 kPa)且其平滑频率响应>8 Hz。用于测量肺容量和用力吸气呼气容量的肺量计或流量传感器的精度和频率响应需要满足相应的肺量计标准[23,24,25,26]。用于测量箱内压力变化的传感器的精度和范围必须满足±0.02 kPa (±0.2 cmH2O)[23]。温度变化可能会引起箱压约1.0 kPa(10 cmH2O)的

上升，这需要箱压传感器的工作范围适当加大。体描箱的可控泄漏时间保持在10 s左右最佳，这有助于减小因温度变化导致的缓慢气压升高的影响。

由于3种体描仪的工作原理基本相同，这里只介绍应用最广泛的压力型体描仪。压力型体描仪(图1)的核心部分由呼吸速率计、测定体描箱内压力和(或)容积的传感器，两个分别用于测量口腔压(Pm)和箱内压(Pbox)的应变电阻式传感器和一个位于口器和体描箱之间的阻断器阀门结构组成。3个传感器与增益系统和监测系统联接，使箱内压力(或容积)和口腔压指标可以同时在终端的X轴和Y轴上显示出来(图1)。

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在测定FRC时，受试者佩戴鼻夹，坐于体描箱中平静呼吸，在平静呼吸的呼气末，阻断器阀门关闭，此时操作者嘱受试者对抗阀门阻力进行呼吸动作。吸气动作导致口腔压和箱内压发生变化，口腔压降低，同时肺容积增加，肺内气体变稀薄。由于体描箱是密闭的，肺容积的增加相应导致了箱内压的增加。同理，呼气动作导致肺容积降低和箱内压降低。由于测定过程中阻断器阀门是关闭的，口腔压与肺泡压(P A)相同。口腔压与箱内压或肺容积对应的函数关系可以在终端上表现为一条闭合曲线(图2)[27]。通过测定闭合曲线的斜率可以计算出阻断器关闭时肺内气体的容积，即胸腔内气体容积(TGV或V TG)。当阻断器关闭的时点在平静呼吸的呼气末水平时，则可以波义耳定律计算出FRC[28,29,30,31]。V＝P×(ΔV/ΔP)[V：功能残气量(L)；P：大气压(cmH2O)；ΔV/ΔP：终端显示的闭合曲线斜率的倒数]，在此方程式中，唯一的未知数V可由大气压和Pm与Pbox相关闭合曲线斜率(ΔP /ΔV)的倒数计算出来。

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口腔压代表肺泡压，箱内压反映了胸腔内压。阻断器在平静呼气末(Pm, V)关闭，同时受试者继续吸气动作，口腔压降低，同时箱内压升高。箱内压的增高反映了胸腔内气体容积的变化。曲线末端代表了吸气末水平(Pm－ΔPm，V＋ΔV)。曲线的斜率取决于阻断器关闭时肺内气体的容积(即FRC)。