儿童肺功能系列指南(二)：肺容积和通气功能(完整版)

儿童肺功能系列指南(二)：肺容积和通气功能（完整版）肺通气功能检查又称肺量计检测，是肺功能检查中最常用的一种方式。

肺量计一般分为2种[1,2,3,4]，一种是容积型，一种是流量型。

前一种也称之为直接描记法，后一种又称之为间接描记法，其通过开放的管路可同步测定流量和容积(流量对时间的积分为容积)。

因流量型体积小，操作简便，故为目前常用。

在讨论通气功能前，先讨论肺容积。

1 肺容积肺容积反映的是肺内气体量的多少，在呼吸周期中，其大小随胸廓的扩张、收缩及呼吸肌肉的运动而改变，其变化幅度主要与呼吸深度有关。

肺容积是肺通气和换气功能的基础，容积的减少将导致患儿所需通气量的减少，影响呼吸功能。

肺容积(图1)主要包括4种基础肺容积(lung volume)[3]及4种基础肺容量。

基础肺容积：(1)潮气容积(VT)指平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量；(2)补吸气容积(IRV)，平静吸气后再用力吸入的最大气量；(3)补呼气容积(ERV)，平静呼气后再用力呼出的最大气量；(4)残气容积(RV)，补呼气后肺内不能呼出的残留气量。

图1肺容积Figure 1Lung capacity由2个或2个以上的基础肺容积组成基础肺容量，包括：(1)深吸气量(IC)，指平静呼气后所能吸入的最大气量(VT＋IRV)；(2)肺活量，最大吸气后所能呼出的最大气量(IC＋ERV或VT＋IRV＋ERV)，若不讲求速度的称为慢肺活量(又称最大肺活量，VCmax)，而用力快速呼气所得的肺活量称之为用力肺活量(FVC)或时间肺活量，正常情况下二者相等，有阻塞性通气功能障碍时(尤其存在气体陷闭时)前者大于后者；(3)功能残气量(FRC)，指平静呼气后肺内所含气量(ERV＋RV)；(4)肺总量(TLC)指深吸气后肺内所含有的总气量(肺活量＋RV)通过肺量计所测的肺容积不包括RV，由此也不包含与之相关的FRC 和TLC。

RV需体积描记法或气体稀释法进行测定。

对不能配合肺功能检查的患者，肺容积也可通过放射影像或肺核素检测来估算[5]，但在儿童中很少应用。

肺容积与身高、体质量、年龄、性别、体位、平时的运动情况等有关。

根据是否能直接用肺量计检测到，又分为直接测定的肺容积(VT、IRV、IC、ERV、肺活量)和间接测定的肺容积[6]，在此重点讨论可直接测定的肺容积。

1.1 VTVT与呼吸频率决定了每分钟通气量(MV)，为保证儿童正常的通气量，年龄小的儿童，VT小，所以其呼吸频率就高。

限制性病变患者由于VT偏小，故呼吸频率也偏快。

严格地说，吸气和呼气的VT并不完全相等。

若以正常呼吸商为0.8来计算，机体氧摄取量稍大于二氧化碳排出量，故吸入量应稍多于呼出量，但这种差异与MV相比可以忽略不计。

VT与年龄、性别、身高、体质量、平时的运动情况等有关。

有学者认为VT约75%源于膈肌的运动。

1.2 IRV与ICIRV和VT构成IC，其与吸气肌力量大小、呼吸道的管径、阻力、胸和肺的弹性等均有关系，IC是肺活量的主要构成部分，约占肺活量的75%[6]，也是构成最大通气量的主要部分。

IC降低往往提示有限制性通气功能障碍。

若最大通气量减低，而IC正常，可能与体质衰弱使呼吸肌无力有关，待体力恢复后，其最大通气量会增加[7]。

1.3 ERVERV的大小主要与呼气肌和腹肌的力量有关。

健康人变异较大，一般占肺活量的1/3[6]，与体位关系明显。

不同体位的测定，如立位和坐位会对其有一定影响。

阻塞明显及肥胖的患者，ERV会下降。

1.4 肺活量VT、IRV和ERV共同构成肺活量，是肺最大扩张和收缩的幅度，其与性别、年龄、身高、体质量、胸廓和肺的弹性、呼吸肌肌力、气道阻力等因素均有关系，个体差异较大。

肺活量又分成："慢"肺活量(VCmax)和"快"肺活量(FVC)，正常情况下二者相等，有阻塞性通气功能障碍时(尤其存在气体陷闭时)前者大于后者；若再细分，又可分为吸气肺活量(IVC)、呼气肺活量(EVC)、分次肺活量等。

EVC[5]：受试者从TLC位开始，呼气至RV位所能呼出的气量。

IVC：患儿从RV位开始，深吸气至TLC位所能吸入的气量(图2B)。

分次肺活量：将分别测定的IC和ERV相加称为分次肺活量(图2C)。

图2各种类型肺活量[1]Figure 2Various types of lung capacity引起肺活量降低的常见疾病有：肺实质病变，如肺不张、肺实变、肺叶切除等；肺间质疾病，如肺纤维化、支气管肺发育不良等。

严重的气道阻塞性疾病也会引起肺容量的下降、还有胸廓扩张受限的疾病，如儿童中较多见的鸡胸、漏斗胸等，或肺扩张受限的疾病，如胸膜疾病、气胸、胸腔积液以及神经肌肉疾病等。

肺容积异常的分级标准：实测值/预计值：≥80%，正常；60%～79%，轻度下降；40%～59%，中度下降；≤39%，重度下降[3,8]。

肺容积的检测要求患儿按技术员的要求分别测量平静时的VT及慢呼吸时的IRV、ERV，以达到最佳的检测结果。

检测时的要求(如环境、检测前准备、校准等)与肺通气检测相似。

2 肺通气功能肺的主要功能就是通气和换气。

通过肺量计检测的就是通气功能。

换气功能主要依据肺弥散功能检测。

肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程，需要动力克服阻力，肺泡与外界环境的压力差是肺通气的直接动力，呼吸肌的舒张收缩运动是肺通气的原动力。

通气功能测定为肺功能测定的最基本内容，也是一系列肺功能检查中的初始项目[8]。

2.1 检测2.1.1 肺功能室的要求宽敞、通风，保持相对稳定的温度、湿度，具备消毒条件。

一般推荐理想室内温度：18～24 ℃，理想湿度：50%～70%[9]。

同时肺功能室须备有急救措施和物品：吸氧、雾化吸入、药品等以防万一，如哮喘急性发作等情况。

2.1.2 校准每天开机后首先进行校准。

2.1.2.1 环境温度、湿度、大气压的校准气体容积易受环境温度、湿度、大气压力等因素的影响而变化，故肺通气功能检查时需将测试环境校准为生理条件，即达到BTPS(body temperature and pressure saturated)状态，即正常体温(37 ℃)、标准大气压(760 mmHg，1 mmHg＝0.133 kPa)、饱和水蒸气的状态。

2.1.2.2 容积、流量的校准在环境校准的同时，还需进行容积校正。

年长儿童用1～3 L的定标筒，婴幼儿用100 mL的定标筒，容积误差应小于±3%。

若能用定标筒做不同流量的线性验证(L/s)(0.5～1.5，1.5～5.0，5.0～12.0)将更加准确。

2.1.3 检测前患儿的准备松解衣服常规测体质量(精确到0.1 kg)、身高(精确到0.5 cm)。

记录性别、出生年月。

胸廓畸形影响身高测量时，可通过测量指尖到指尖的臂距来估算身高。

测试前应避免：(1)测试前30 min内剧烈运动，包括患儿的哭闹；(2)穿戴严重限制胸部和腹部舒张的衣物；(3)测试前2 h内大量进食。

测试前应休息15～20 min，以确保受试者平静呼吸状态，这是检查结果具有高重复性的先决条件。

同时患儿须遵从技术员的指导，积极配合。

2.1.4 技术员的准备技术员应在开始测试前向患儿耐心解释测试的目的和过程，让患儿放松，不要紧张、哭闹，并作必要的演示，让受试者练习经口呼吸，用力呼气、吸气、尽可能长时间地呼气。

2.1.5 体位儿童检测尽量取立位。

要求患儿站直，头保持正直，下颌自然水平。

立位时，膈肌的位置较低，双肺及胸廓有足够的扩张空间来进行深吸气深呼气，IC及ERV均较坐位增加。

坐位仅对于一般情况差、衰弱或不能站立的儿童。

2.1.6 检测过程鼻夹夹住两侧鼻翼。

受试者应牙齿轻含咬口，嘴唇包紧，不能漏气。

受试者的舌头位于咬口下面，不能堵住咬口。

右手握住传感器手柄或机器上的支撑臂，为了提高儿童的积极性、配合度，部分肺功能检测仪还配有动画辅助程序。

2.2 质量控制2.2.1 流量-容积环的测定受试者从平静呼气末开始，尽可能深地快速吸气至TLC位。

之后立即用最大爆发力呼气，尽可能快地达到呼气峰值流量(PEF)，保持并尽可能长地呼气至RV位，不得中断。

完全呼净后应立刻尽最大努力再快速吸气至TLC位。

后再回到潮气呼吸，形成1个轮回。

注意：在整个检查过程中，受试者不得离开咬口，不漏气、避免喉中发声。

在用力呼气过程中主动发力，尽最大可能呼气到极限。

质量控制：由于儿童不同年龄段呼吸特点有差别，故不同年龄段儿童最大用力呼气流量-容积曲线的质控标准亦不同。

主要分为3个年龄段。

2.2.1.1 14岁以上儿童此年龄段儿童身心迅速发育，不论是体格上还是心智上迅速接近成人，可以参照成人的标准[2,3,4,7,10]。

(1)单次操作标准：①流量-容积曲线显示受试者呼气达到最大努力，PEF尖峰迅速出现，外推容积(VBE)<5%FVC或0.15 L；②呼气相降支曲线平滑，至少呼气6 s，若受试者呼气时间<6 s，其时间-容积曲线须显示呼气相平台出现且超过1 s以上，容积变化<0.025 L。

(2)单次合格流量-容积曲线的特征：潮气呼吸均匀，基线平稳；深吸气后不停顿不犹豫立即开始用爆发力呼气；起始点VBE低。

呼气过程中上升支陡直，迅速上升至顶端并出现明显峰值。

下降支平滑，呼气末曲线逐渐出现平台并接近零坐标轴。

呼气过程中不停顿不咳嗽，用力吸气曲线饱满光滑。

(3)重复性测定：①测定过程中要求受试者至少测定3次(一般最多不超过8次)；②可接受的操作中，第1秒用力呼气容积(FEV1)和FVC最佳值与次佳值两者间差异少于0.2 L。

(4)FVC测定测试质量评估分级标准：可接受的操作：见(1)单次操作标准。

(5)测试质量分级标准：①获得至少3次可接受的操作，且FEV1最佳值与次佳值间差异少于0.15 L，FVC最佳值与次佳值间差异<0.15 L；②获得3次可接受测试，且FEV1的最佳值与次佳值差异<0.20 L, FVC的最佳值与次佳值差异<0.20 L；③获得至少2次可接受的测试，且FEV1的最佳值与次佳值差异<0.25 L，FVC的最佳值与次佳值差异<0.25 L；④至少2次可接受测试，但不可重复；或只有1次可接受的测试，结果不可靠；⑤未获得可接受的操作，结果不可靠；(6)结果报告：以FVC＋FEV1最大且曲线平滑的该次测量值为最佳值。

2.2.1.2 6～14岁的儿童此年龄段的儿童肺和呼吸肌的发育尚不完善，气道通畅性较佳而肺容积较小(气道管径与肺容积比值较成人大)，因而其用力呼气时间较短。

北京[11]、苏州[12]、广州地区[13]的儿童肺功能正常预计值的检测都指出，该年龄段的儿童用力呼气时间(FET)在2～3 s，达不到成人的6 s。