肺功能和呼吸生理

换气功能
弥散功能 吸入气分布 肺血流分布
通气和血流比例(V/Q)
换气功能－弥散功能
(diffusing capacity, Dl)
弥 散：气体通过肺泡－毛细血管膜从 高分压向低分压运动的物理现象 弥散量：肺泡毛细血管膜两侧气体分压差 为1mmHg时每分钟通过的气体量

弥散功能的临床意义(1)
换气功能－吸入气分布 测定方法
一口气法 氮冲洗法 放射性气溶胶通气显象

换气功能－肺血流分布 测定方法

通过核素显象测定。 经静脉注入锝标记的巨聚颗粒人白蛋白，白蛋 白可栓塞在肺毛细血管中，用γ照相机测定肺部 不同部位核素的放射性活性即可显示肺血流的分 布
换气功能－肺血流分布 临床意义

换气功能－通气和血流比例
(ventilation/perfusion ratio,v/Q)


有效的气体交换取决于通气与血流在数量上的协 调 正常人 肺泡通气量 4L/min 肺血流量 5L/min 通气/血流比例=0.8 疾病状态 通气或血流单项指标异常时， 机体通过代偿调节，可基本保持 通气/血流比例正常
分钟静息通气量的临床意义
是静息呼吸频率及潮气量乘积 与年龄、性别、身高、体重有关

正常人 疾病时
婴儿浅而快 成人经常参加体育活动者深而慢 限制性肺病患者浅而快 阻塞性肺病患者深而慢
通气功能－－肺泡通气量
(alveolar ventilation)
指每分钟进入呼吸性细支气管及肺泡的气量
通气和血流比例 失调的代偿
疾病状态下ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
气道阻塞或肺顺应性降低, 使局部通 气不足时，局部小血管收缩，毛细血管血 流量降低,可保持通气/血流比例适当.
换气功能－通气和血流比例 失调的临床意义
通气/血流比例失调对动脉血气的影响


通气不足肺泡 通气过度肺泡
低氧血症，CO2潴留 高氧血症，低CO2
(通气过度肺泡的氧分压可提高，但肺毛细血管氧含量 因Hb携带氧能力的限制增加不多，因此不能完全代偿 通气不足肺泡的低氧血症。 而通气过度肺泡能代偿通 气不足肺泡的高碳酸血症)
正常人 疾病状态
受体位、重力的影响 肺气肿 肺栓塞 肺血流充盈缺损 通气显象无缺损
换气功能－通气和血流比例 测定方法

间接测量法 测定死腔和分流量 死腔 肺泡气PCO2－混合呼出气PCO2 潮气量 肺泡气PCO2－吸入气PCO2 肺泡气PCO2= PaCO2 吸入气PCO2=0
换气功能－通气和血流比例 测定方法
非弹性阻力
粘性阻力—维持气体流动所需克服阻力
包括:气道粘性阻力 肺组织粘性阻力 惯性阻力—引起气流加速度所克服的阻力
通气阻力

平静呼吸时的阻力
弹性阻力 非弹性阻力
惯性阻力 0 肺脏 1/5 粘性阻力 30％ 气道 4/5
100％
70％
肺功能测定的临床应用

肺功能指标测量结果的影响因素 年龄、身高和性别 种族、职业、营养和生活环境 不同的仪器
通气功能障碍的肺功能变化
通气指标 FVC FEV1 FEV1/FVC MMEF MVV 阻塞性 N或↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 限制性 ↓ ↓ N或↑ ↓ ↓ 混合性 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
肺功能测定的临床应用 换气功能障碍的原因


V/Q比例失调 死腔通气↑ 静脉血掺杂↑ 静脉血分流 肺血流通过无通气功能肺泡 弥散功能障碍

影响弥散量的因素 △弥散面积、距离 肺气肿、肺纤维化、矽肺及肺水肿 △肺血流量、血球压积和血红蛋白浓度 肺郁血、红细胞增多症－－－弥散量↑ 贫血－－－－－－－－－－－弥散量↓ △通气/血流比例失调 弥散面积↓ 弥散量↓
弥散功能的临床意义(2)


不同气体的弥散系数不同 弥散量与气体分子量平方根成反比，与溶解度 成正比 尽管CO2的分子量大于O2，但溶解度明显高于 O2，故CO2的弥散量>O2的弥散量（20倍） 弥散量与弥散膜两侧气体分压差有关 FiO2↑ PAO2 ↑ 弥散量增加
肺容量(2)
基础肺容量(basal lung capacity) ——可再分割的容量 深吸气量(inspiratory capacity，IC) 肺活量(vital capacity，VC) 功能残气量(functional residual capacity， FRC) 肺总量(total lung capacity，TLC)
间接测量法 动静脉分流量的测定： 患者通过单向活瓣吸入纯氧20分钟，然后测 动脉血气，依据公式计算 动静脉分流量＝ 0.0031×PA-aO2 (动脉-混合静脉血氧含量差)＋0.0031 ×PA-aO2

换气功能－通气和血流比例 测定方法
间接测量法 动静脉分流量的测定： 肺泡氧分压=大气压－水蒸汽分压－肺泡气PCO2 PaO2可直接测定 动脉-混合静脉血氧含量差=5

吸足气后用最大力量以最快速度所能呼出的最大气量 Volume A
B C D
AB FEV1 AC FEV2 AD FEV3 0 S1 S2 S3 Time
通气功能
最大呼气中段流速(MMEF)
容量(升) A B C D 时间(秒) MMEF=AB/CD
用力肺活量的临床意义


正常人－－－－呼气通畅，图迹陡直 阻塞性－－－－呼气困难，图迹平坦 正常人－－－－FVC=VC 阻塞性－－－－FVC<VC FEV1/FVC FEV1 阻塞性 ↓ ↓ 限制性 ↑ ↓
率的通气量×4 影响因素 肺容量 气道阻力 肺胸顺应性 呼吸肌力量
通气功能－－最大通气量
正常人 阻塞性
限制性
通气功能－－最大通气量

阻塞性与限制性通气障碍的鉴别
最大通气量占预计值百分比
气速指数=
正常人=1
肺活量占预计值百分比
阻塞性通气障碍<1 限制性通气障碍>1
通气功能－－用力肺活量 (forced vital capacity)

通气动力机制又称呼吸动力机制 主要研究 肺通气的动力 肺通气的阻力 通气 外环境与肺泡之间的气体交换 需产生肺泡和外环境之间的压力差 由呼吸中枢、神经传导、呼吸肌和呼吸器 官参与
影响通气动力的疾病

呼吸中枢 神经肌肉传导 呼吸肌
脑炎、脑外伤、脑血管意 外、脑水肿、麻醉药过量 膈神经损伤、运动神经原 病变、格林－巴利综合征 重症肌无力、进行性肌营 养不良症、低钾血症
解剖无效腔 生理无效腔 肺泡无效腔
肺泡通气量的临床意义
肺泡通气量是真正有效的通气量 肺泡通气量降低的后果
PACO2 + PAO2
当分钟通气量不变时
深慢呼吸的肺泡通气量>浅快呼吸时
通气功能－－最大通气量
(maximal voluntary ventilation)
MVV=15秒内最大潮气量、最快呼吸频
肺容量测定的临床意义
影响肺容量的因素 年龄 性别 身高 体重 根据年龄、性别、身高、体重计算预计值， 测定值高于或低于预测值20％为异常

肺容量测定的临床意义
影响深吸气量因素
胸廓畸形 胸水 气胸 胸膜肥厚 肺纤维化 呼吸肌无力、体力衰竭
肺容量测定的临床意义
影响补呼气量因素
肥胖 妊娠 腹水 巨大腹腔肿瘤
肺功能和呼吸生理
中山医院呼吸病研究所
蔡映云
呼吸过程：是由呼吸系统、循环系
统及血液密切配合完成 外 呼 吸： 为肺呼吸 内 呼 吸： 组织细胞呼吸

肺功能测定的内容
肺容量 通气功能 换气功能 通气动力机制 动脉血气分析
肺容量(1)
基础肺容积(basal lung volume) ——不能再分割的容量 潮气量(tidal volume，VT) 补吸气量(inspiratory reserve volume，IRV) 补呼气量(expiratory reserve volume，RV) 残气量(residal volume，RV)
通气动力测定
呼吸中枢的反应性
高CO2反应性 低氧反应性 呼吸肌功能的测定 最大口腔吸气压(MIP) 最大口腔呼气压(MEP) 经膈压
通气阻力
气道阻力 肺组织阻力 胸廓阻力 物理特性分类 弹性阻力 肺顺应性 胸廓顺应性 呼吸系统总顺应性 非弹性阻力 粘性阻力 惯性阻力

部位分类
弹性阻力
谢谢！
caidr@citiz.net
吸气时必须克服的肺和胸廓容积变化
所产生的弹性回缩力 可用顺应性表示
弹性阻力




顺应性是单位压力变化所引起的容量改变 肺顺应性＝肺容量改变(△V)/经肺压 经肺压是胸腔内压与肺泡内压之差 胸壁顺应性＝肺容量改变(△V)/经胸壁压 经胸壁压是胸腔内压与体表压之差 胸廓总顺应性＝肺容量改变(△V)/经胸廓压 经胸廓压＝经肺压＋经胸壁压
肺功能测定的临床应用

通气功能障碍的分型
阻塞性 限制性
COPD、支气管哮喘 胸廓畸形、胸膜肥厚 弥漫性肺间质纤维化
肺功能测定的临床应用
通气功能障碍的肺功能变化
肺容量指标 VC FRC TLC RV/TLC 阻塞性 限制性 N或↓ ↓ ↓ ↑ ↓ N或↑ ↓ ↑ N或↑ 混合性 不一 不一 不一
肺功能测定的临床应用
换气功能－通气和血流比例 失调的临床意义
通气/血流比例失调主要影响动脉血氧
分压，对CO2分压影响不大
换气功能－通气和血流比例 失调的临床意义



通气/血流(V/Q)比例失调典型病例 肺梗塞－－局部血流阻塞，V/Q无穷大， 死腔 肺不张－－局部气道阻塞，V/Q为零， 静脉血分流量
通气动力机制
肺容量测定的临床意义
残气和功能残气增高的原因 COPD 哮喘
通气功能
分钟静息通气量(minute
ventilation,VE) 肺泡通气量(alveolar ventilation, VA) 最大通气量(maximal voluntary ventilation,MVV) 用力肺活量(forced vilol capacity, FVC)