肺具有呼吸、防御、代谢等多种功能，一般所说肺功能是指肺的呼吸功能。肺功能检查（pulmonary function test，PFT）是指运用特定的手段和仪器对受检者的呼吸功能进行的检测、评价。明确呼吸功能是否减退、减退程度和类型等，为疾病诊断提供依据，对治疗效果和病情发展进行评价；对外科手术的可行性和术后并发症的发生进行评估；对呼吸困难的原因进行鉴别诊断；对职业病患者的肺功能损害程度进行评级；也为运动医学、高原和潜水医学等的临床与研究提供参考。

1. 判断有无肺部疾病

具体指征是长达数周或以上的胸闷、呼吸困难、咳嗽、咳痰；较长时间的运动能力减退；个别情况下短时间内发病者也需要测定，特别是症状明显，体征或影像学检查缺乏阳性发现者。这不仅涉及判断有无肺部疾病，还有助于与引起类似表现的心血管系统、运动系统、神经系统疾病的鉴别诊断。

2. 评价肺部疾病和肺功能障碍的类型

肺功能障碍有两种基本类型，通气功能障碍和换气功能障碍。通气功能障碍常合并或并发气体分布不均、失调，即合并换气功能障碍，如慢性阻塞性肺疾病（COPD）、支气管哮喘为气流阻塞性疾病，但中、重症患者皆有明显失调。通气功能障碍和换气功能障碍也常同时发生，如肺炎、肺水肿、肺损伤等肺实质疾病。在部分患者，两者可单独存在，如大气道阻塞多仅表现为通气功能障碍，而肺血管疾病多仅表现为单纯换气功能障碍。

通气功能障碍是最基本和最常见的肺功能障碍类型，分阻塞性、限制性、混合性三种情况。此外还有独立于三种情况之外的单纯小气道功能障碍，而这常常是气流阻塞性疾病的早期阶段。因此肺功能检查对不同类型的肺部疾病也具有重要的诊断和鉴别诊断价值。

3. 评价已知肺部疾病的严重程度和动态变化。

4. 评价治疗效果。对阻塞性和限制性通气肺疾病而言，肺功能检查常常是最客观和最有价值的方法。

5. 评价劳动能力的丧失程度。

病史和影像学检查是职业性肺疾病、伤残的诊断依据；而肺功能检查则是评价损害程度的最客观依据。

6. 评估麻醉、手术的可行性和术后并发症的发生风险。随着肺部疾病发病率的显著升高，老年人疾病的显著增多，手术适应证的明显扩大，肺功能检查已成为多种手术或高危患者的常规检查，如心脏手术、肺部手术、上腹部手术、老年人或有COPD的其他手术。多数情况下用常规肺功能检查即可，但心肺运动试验（CPET）或简易运动试验能够更客观评价患者对手术的耐受性。

7. 支气管高反应性测定或测定气道对特定过敏原的敏感性，判断发生支气管哮喘的可能性（气道激发试验）。

气道激发试验不仅对可疑支气管哮喘患者具有重要的诊断价值，对评估其哮喘患者的控制程度也有重要价值。

8. 高危患者，如吸烟或被动吸烟、严重大气污染、职业暴露人群的体检。

9. 高原活动、太空或高空飞行、深海活动人群的体检。

10. 运动医学、航天医学、航海医学、社会学的研究和调查。

上述人群的肺功能检查是社会、科技发展的必要结果，其应用将会日益增多。

11. 流行病学调查 随着呼吸病，特别是慢性气道疾病的发病率日益升高，对相关科研的需求也显著增多，肺功能的流行病学调查也日益增多。

（一）禁忌证

1. 严重低氧血症患者

除非是床旁普通监测。因为常规肺功能检查需停止吸氧，可导致低氧血症迅速加重；用力呼吸，特别是屏气容易加重脑、心脏等器官组织的缺氧。

2. 气胸及气胸愈合1个月内的患者。

3. 不稳定性心绞痛患者、4周内的心肌梗死患者、高血压危象或顽固性高血压患者。

4. 近期（一般指1个月内）脑卒中、眼睛手术、胸腔或腹腔手术的患者。

5. 二周内有咯血史或有活动性消化道出血的患者。

6. 肺功能检查当天已进行内镜检查及活检的患者。

上述疾病或状态下，用力或屏气非常容易导致疾病加重或出血的发生，故不宜进行肺功能检查。

7. 有活动性呼吸道传染病或感染病的患者，如开放性肺结核、流行性感冒、急性肺炎患者。对此类患者检查非常容易导致交叉感染，故不宜进行肺功能检查。

8. 有习惯性流产的孕妇。用力或屏气容易导致流产，故不宜进行肺功能检查。

9. 已确诊患胸腔动脉瘤、主动脉瘤或脑动脉瘤，且未进行有效治疗的患者。该类患者用力呼吸容易诱发动脉瘤的破裂。

（二）相对禁忌证

1. 张力性肺大疱患者。

2. 严重心血管疾病患者，如严重胸腹主动脉瘤患者、严重主动脉瓣狭窄患者、心绞痛患者，严重高血压患者，频发性室性期前收缩及严重心房颤动患者。

3. 颞颌关节易脱臼患者。

4. 严重疝气、痔疮、重度子宫脱垂患者。

5. 中晚期妊娠妇女。

上述疾病或状态下，用力呼吸或屏气容易导致疾病加重或孕妇流产，故肺功能检查应慎重。

6. 插胃管患者。

7. 气管切开患者。

上述情况下，用力或屏气有脱管的风险，故肺功能检查也应慎重。

8. 鼓膜穿孔患者 容易发生漏气，且急性期可能加重病情。慢性患者若有测定指征时，需先堵塞患者耳道，然后测定。

9. 配合较差或体弱无力的患者 前者如偏瘫、面瘫、脑血管意外、脑瘫、智障、耳聋、小儿、部分老年患者；后者如重症肌无力患者。

上述情况多不能有效完成可接受的肺功能测定，肺功能的解读有较大困难。

10. 明显胸痛、腹痛、面痛、头痛的患者；剧咳患者；压力性尿失禁患者。

每日24小时内，肺功能存在一定的动态变化，常规肺功能一般要求上午8～10时检查；若在其他时间检查，需注明，复查时也应在相同的时间段检查。

肺功能检查仪是测定肺呼吸功能的仪器，包括肺量计、流量计、气体分析仪、体容积描记仪和脉冲振荡仪（IOS）等多种仪器。

一、肺量计

1. 传统肺量计

传统上测定肺功能的仪器是肺量计（spirometer），最初用于潮气容积（VT）、肺活量（VC）及其相关参数等容积参数（包括图形，主要是肺活量曲线）的测定。因肺量计的基本测定结构是密闭的，故又称“密闭性肺量计（tightly closed spirometer）”，也称为“容积型肺量计”。受检者吸出或呼入容器内的气容积即为测定的肺容积。最初肺量计的基本结构是带定量刻度的橡胶气囊，受检者直接呼气入气囊，气容积多少直接从指示器读出，故称为简易肺量计；其后发展为金属（也有其他材料）圆筒形，其基本结构是两个光滑的圆筒，其中一个圆筒仅起支撑作用，称为固定圆筒，与呼吸无直接关系；另一个被密封在固定圆筒中，随呼吸移动，称为移动圆筒或肺量计圆筒，圆筒移动的容积即为呼气或吸气的容积。一个圆筒随呼吸移动的肺量计称为单筒肺量计，包括水封式和干式两种基本类型。水封式肺量计（water seal spirometer）是用水密封单筒肺量计的一种类型。水与固体之间的接触有很好的密封性，且与金属之间的滑动阻力非常低，故将薄壁金属的肺量计圆筒放置在圆柱形的水筒中，将有很好的悬浮性和密闭性。测定时肺量计圆筒随呼吸气容积的变化而上下移动，从而完成肺容积的测定（图1）。干式肺量计（dry rolling seal spirometer）则是将肺量计圆筒直接放置在特定的、非常光滑的另一个圆筒（固定圆筒）内，两个圆筒的外壁和内壁密切接触，不漏气，肺量计圆筒随呼吸气容积的变化而前后移动，完成肺容积的测定。

图1 水封式肺量计的基本结构和测定肺容积的模式图

2. 肺量计的完善

随着机械材料和电子技术的发展，单筒肺量计的机械性能显著改善，气路阻力显著减少，反应速度显著增快，故不仅能测量静息状态的肺功能参数，如VT、VC及其相关参数；也能准确测定用力肺功能参数，如用力肺活量（FVC）和各时间肺活量（包括FVC曲线）、最大自主通气量（MVV）及其曲线，并逐渐发展为能够同步测定最大呼气流量-容积（MEFV）曲线，使既往由原来两个或三个肺量计（分别测定VC曲线、FVC和MMV曲线、MEFV曲线）才能完成的肺容积和通气功能测定发展为用一台肺量计（性能优良的肺量计可同时测定VC曲线、FVC和MVV曲线、MEFV曲线）完成。

二、流量计

1. 机械流量计

传统肺量计能测定静息肺容积和用力肺容积（即通气功能），但不能测定即刻（或瞬间）的呼吸流量，因而不能完成MEFV曲线的测定。通过在单筒肺量计上连接描记流量曲线的机械臂和描记笔，就能在标准绘图纸上完成MEFV曲线的直接描记和测定，与标准流量图比较即可计算出不同呼气容积的最大流量，该装置称为机械流量计，如上海中山医院早期应用的国产LR-80型流速-容积描记仪。

2. 机械流量计的自动化发展

随着机械装置和电子计算机的发展，不仅仪器的呼吸阻力明显变小，机械流量计也能被直接安装在肺量计上，直接描记和显示流量图形，且能自动计算MEFV曲线各容积的流量大小，并和预计值比较，最终自动打印出报告。

3. 电子流量计

机械流量计有较多问题，不仅呼吸阻力大，且仅能描记流量大小，不容易计算容积，故逐渐过渡至电子流量计，简称流量计（flowmeter or flow transducer）。若无特殊说明，本书所说的流量计皆为电子流量计，其类型有多种，如压差式、涡轮式、热敏式。流量计安装在气路上，直接完成流量测定；通过电子计算机完成容积的计算（流量对时间的积分为容积），故可完成流量和容积的同步测定，从而可在一台肺量计上自动完成VC曲线、FVC曲线、MEFV曲线、MMV曲线的测定和计算，以及与正常预计值的比较，其中FVC曲线、MEFV曲线为同步测定。

三、传统肺量计和电子流量计的比较

1. 传统肺量计的特点

用肺量计测定肺功能的方法称为肺量计法（spirometry）。该类方法的主要特点是密封性好，测定简单、直观，容积测定的准确性高；缺点是阻力大，在快速呼吸的过程中可产生瞬间高压，导致气体压缩，故测定的通气功能参数和流量可能偏低，特别是在呼吸功能减退的患者。事实上按预计值公式计算的FVC也总是低于VC；实际测定的正常人的FVC也确实略小于VC，皆说明传统肺量计法的局限性。传统肺量计的另一缺点是仪器的体积大，完成全部容积测定所用的仪器多，占地面积大，应用不方便。目前除科研测定外，临床上已基本淘汰。

2. 流量计的特点

为克服传统肺量计的特点，容积收集装置逐渐被流量测定装置取代，后者称为流量计，流量对时间的积分为容积，故可同时测定肺活量、通气功能、流量等参数。用流量计测定肺功能的方法称为流量计法（flowmetery）。其特点是在计算机的帮助下直接完成肺功能参数的测定和生理条件（BTPS）的换算，并与预计值自动比较；流量计的体积非常小，阻力非常低，对动态通气功能参数或流量的测量更准确，应用简单方便，故该法逐渐取代了传统的肺量计法。因在开放条件下测定，故又称开放通路测定法。

3. 肺量计和流量计的异同

如上所述，肺量计的经典概念是指容积型肺量计，典型代表是单筒肺量计，用于测定VT、VC等肺容积参数，也可测定FVC、FEV1等通气功能参数（实质也是容积），但不能测定吸、呼气的瞬时流量；流量计的经典概念是机械流量计，可以测定流量，但不能测定容积，与单筒肺量计结合可测定MEFV曲线，因此经典肺量计和流量计是完全不同的概念。现代流量计是电子流量计，能完成流量和容积的同步测定，因此在某种意义上讲也是肺量计，称为流量型肺量计。现代肺功能仪已用流量计取代传统的肺量计进行容积测定，因此从广义上讲，流量计也属于肺量计；现代流量计法也可称为肺量计法。

若无特殊说明，本书中流量计和肺量计的概念通用，流量计法和肺量计法的概念也通用。

四、气体分析仪

是现代测定常规肺功能的基本装置，有多种类型。

1. 根据测定原理分类

主要有物理气体分析仪、电子分析仪、电化学分析仪、质谱仪、气相色谱仪、红外线气体分析仪，其中前三种类型主要用于动脉血气测定；后三种类型主要用于常规肺功能测定。

2. 根据测定物质分类

就肺功能测定的示踪或标记气体而言，主要有氧、氦、氮和二氧化碳气体分析仪，以及一氧化碳分析仪。前几种类型主要用于功能残气量（FRC）或肺总量（TLC）的测定，并通过直接换算完成全部肺容积参数的测定；还常用于肺气体分布的测定，这些气体分析仪的早期类型直接装置在肺量计的气路上，通过气体稀释法完成FRC或TLC的测定，以及气体分布的测定。早期CO分析仪与肺量计多分开设置，多单独安装在复合气体分析装置（如早期上海中山医院应用的SC-8型肺功能气相色谱仪）上；而呼出气收集装置与肺量计连接在一起，组成复杂的CO弥散量（DLCO）测定装置，取出该装置收集的含CO的肺泡气，在气相色谱仪上测定CO浓度或分压，最终和肺量计测定结果计算共同完成DLCO的测定和计算。

3. 根据测定方法分类

主要有以下两类。

（1）采样分析法：也称为密闭性式分析法，即将吸入或呼出气储存在储气袋、储气箱或储气室内，待气体浓度平衡后，采样分析。优点是可控性好，测定的准确度高，影响因素少；缺点测定速度慢，是目前常规肺功能测定应用最多的测定方法。

（2）实时分析法（breath by breath）：也称为开放式测定法，即对气路中的气体浓度进行实时测定，而不需要储气袋采样。优点是测定速度快，可反映气体浓度的动态变化曲线，但对仪器性能的要求高，影响因素多，测定的准确度可能偏低。随着电子技术和电子计算机技术的不断发展，其临床应用逐渐增多，是肺功能测定的发展方向，目前主要用于心肺功能运动试验。

五、流量计和气体分析仪的同步测定

传统肺量计应用了数十年，其功能和性能不断发展完善，从早期仅能测定潮气容积、肺活量，到现代在一台仪器上完成肺活量、通气功能、呼吸流量等多种类型参数的测定。通过在肺量计气路上安装气体分析仪而能够测定FRC或TLC，从而完成全部肺容积和通气功能参数的测定。现代电子流量计的气路上加入气体分析仪，也可完成FRC或TLC的测定。

1. 容积和弥散功能的密闭式测定法

随着微电子技术和电子计算机技术的不断发展，一氧化碳分析仪、氦（或甲烷）分析仪等组成一个完整的气体分析装置；肺量计和气体收集装置则组成完整的容积测定（包括VC和FVC及其相关参数）和收集装置，前者可从后者采样测定肺泡气的气体浓度，从而完成TLC或FRC与DLCO的同步测定。也可用流量计取代肺量计安装气路的近咬口端，完成FVC曲线和MEFV曲线的同步测定，这样可将这两套测定装置安装在一台体积很小的肺功能仪上完成全部常规肺功能（肺容积、通气功能、弥散功能）的测定；也可将后者单独设置，形成体积非常小的简易肺功能仪。

2. 容积和弥散功能的开放式测定法

微电子技术和电子计算机技术的进一步发展，可对呼出气（包括肺泡气）的气体浓度或分压进行瞬时测定，而不一定像传统测定那样需要在密闭容器内采样，这样可将上述流量计和气体分析仪皆装置在气路的同一位置，进行同步测定，肺功能仪的体积进一步减少，气路的无效腔降低，测定范围进一步扩大，如用单次呼吸法测定TLC和DLCO可适用于FVC低于1000ml以下的受检者，从而扩大了密闭式测定法的测定范围。

六、压力测定仪

压力测定仪种类非常多，在肺功能测定中主要用于测定口腔闭合压、胸腔内压、食管内压，进而用于最大吸气压、最大呼气压、气道阻力、0.1秒口腔闭合压、胸肺顺应性的测定。压力测定仪可以是单独的测定仪器，但更多的是装置在复合式肺功能测定仪上，如体容积描记仪。根据结构和功能特点，压力测定仪大体分为三类：U型测压计（常用介质是水或水银）（图2）、压力表（图2）、压力换能器（图3）。前两者直接显示压力，优点是简单、方便，缺点是依靠测定人员的目力测定，影响因素多，缺乏客观的原始资料；当然在稳定的测定条件下，U型测压计的精确度非常高，常用于压力换能器的校准。压力换能器是将压力信号与数据信号之间进行电子转换，最终通过记录仪或显示屏显示图形和数据，优点是仪器小，常安装在肺功能测定仪上，可同步显示图形和数据，并能保存。随着电子技术和电子计算机技术的发展，压力换能器的精度日益提高，目前在多数情况下取代了前两者。

图2 直接测压计模式图

A.U型测压计；B.压力表

图3 压力换能器的基本结构、测定方法和工作原理模式图

A.基本结构；B.测定方法模式图；C.工作原理模式图

七、现代肺功能仪的基本类型

（一）肺量计型肺功能仪

即习惯上所说的“肺功能仪”，核心装置是流量计、气体分析仪和呼吸气路。可完成肺容积、通气功能、CO弥散量等常规肺功能的测定。若未安装气体分析仪，则仅能测定肺活量和通气功能，称为“简易肺功能仪”。

（二）体容积描记仪

肺量计型肺功能仪的基本特点是对呼、吸气流量和容积进行直接测定，在加入气体分析仪的情况下，可以通过气体稀释法测定FRC和TLC；但若肺内气体分布严重不均，标记气体不能均匀地分布至各个肺区，则肺容积的测定结果明显下降，与实际容积相比有较大误差，故又出现间接测定胸腔气容积的方法-体容积描记法。该方法的基本特点是一个气密性良好的大容积箱，箱壁上安置或连接流量计、压力传感器，通过测定箱内压力和容积的变化，间接测定FRC，该结果不受气体分布不均的影响，故几乎可准确测定各种病理情况下的FRC。该方法的另一个主要优点是可以直接、准确地测定气道阻力，通过加用胸腔负压测定仪还可测定肺顺应性。

（三）脉冲振荡仪

为简化和完善气道阻力、胸肺顺应性的测定，并能够测定惯性阻力，又逐渐出现振荡式肺功能测定仪，特别是脉冲振荡法（IOS）可在静息呼吸条件下测定各种性质的通气阻力，并能进行完善的分析。当然IOS还有较多问题，与传统肺功能参数的对比也有较大困难，需进一步完善。

（四）运动试验仪

通过增加一定的运动负荷，测定受检者的运动反应。早期的测定装置和检查指标比较简单，但其后逐渐完善，现阶段的仪器主要由两部分结构组成：负荷装置，分析、检测装置。负荷装置常用自行车功率计和活动平板，检测装置主要是气体分析仪（氧和二氧化碳分析仪）、流量计、心电图等。核心是对呼出气的氧和二氧化碳浓度进行检测。与常规肺功能的传统测定相似，经典运动试验仪是用储气袋或储气室对呼出气采样，气体分析仪测定和分析气体浓度；而呼吸气体容积则由干式单筒肺量计测定。现代运动试验仪的性能显著改善，能在气路上对呼吸气体浓度进行瞬时检测，而不需要储气室；用流量计取代单筒肺量计，对呼吸气流量和容积进行同步测定。主要用于评价受检者的运动能力和氧代谢功能，评价心、肺、运动系统、神经系统的功能及进行鉴别诊断，也是心、肺手术患者或心、肺移植患者手术风险评价及术后效果评价的重要方法。6分钟步行试验是心肺功能运动试验的简易试验，其结果与常规试验的结果有很好的相似性，且简便易行，临床应用比较普遍。

（五）气道激发试验仪

测定的基本参数是通气功能参数、气道阻力和激发剂负荷，故通过适当加用某些配件（如激发剂容器）即可在上述多种肺功能仪上完成激发试验。有效完成气道激发试验的核心是准确设定激发负荷，故试验仪也可以是单独的仪器，如气道反应性测定仪（Astograph）即为专门进行激发试验的仪器。

八、其他类型的测定仪

（一）血气分析仪

1. 常规血气分析仪

简称血气分析仪。主要用于动脉血气的测定，核心测定指标是动脉血氧分压（PaO₂）、二氧化碳分压（PaCO₂）和pH，反映肺气体交换的总体情况。常用采血方式为桡动脉（肱动脉或股动脉）穿刺；在麻醉手术患者或危重症患者也常采用动脉置管采血。若放置中心静脉置管或肺动脉置管，则可完成混合静脉血气的测定，与动脉血气综合比较可反映机体的代谢情况。现代血气分析仪可加用多种氧合测定装置或离子测定装置，直接测定血红蛋白（Hb）浓度、氧合Hb（HbO₂）浓度、一氧化碳Hb（HbCO）浓度、高铁血红蛋白浓度，以及电解质离子浓度。

2.无创测定仪

脉氧仪、呼出气CO₂测定仪、经皮血氧分压或CO₂分压测定仪是对动脉血气核心指标的无创性检测，其中脉氧仪测定血氧饱和度（SpO₂）早已广泛应用于临床测定。

（二）放射性核素测定仪

主要用于测定通气分布、血流分布以及通气血流比例，临床不常用。

（三）呼气末一氧化氮测定仪

NO不是血气或气体交换的指标，但可以反映气道、肺组织的炎症反应。在临床上已获得一定程度的推广应用。

一、肺的容量

肺内气体的含量称为肺的容量，分为四种基础肺容积和四种基础肺容量。容积是指安静状态下，一次呼吸所出现的呼吸气量变化，不受时间限制，具有静态解剖学意义，基础肺容积彼此互不重叠，包括潮气量（VT）、补吸气量（IRV）、补呼气量（ERV）和残气量（RV）。容量是由两个或两个以上的基础肺容积所组成，包括深吸气量（IC）、肺活量（VC）、功能残气量（FRC）和肺总量（TLC）。临床上也可根据测定方法分为直接测定肺容量和间接测定肺容量，前者可通过肺量计（水封式肺量计和干式肺量计）或流量计直接测定，包括VT、IRV、IC、ERV、VC，现代肺功能仪多通过流量计测定（流量对时间的积分即为容积）。间接测定方法主要有气体分析法和体容积描记法。常用的标记气体有氮气和氦气，也可用甲烷、氢气、氖气、氩气等。上述气体的共同特点是可均匀分布在肺内，不参与气体交换，也不参与气体代谢和化学反应，因此可反映肺容积的变化。常用氮气测定肺容积的方法为密闭式氮稀释法——重复呼吸法，用氦气测定的方法有密闭式氦稀释法，包括一口气法和重复呼吸法。体容积描记法用以测定胸内气体的容积（Vtg）。在阻塞性通气，该法测得的FRC大于气体标记法。

1. 潮气量

是指在静息呼吸时每次吸入或呼出的气量。因呼吸气体交换率＜1，故吸入气量都大于呼出气量，但其差别很小。在氧耗量突然减小和CO₂排出量增加的情况下，如剧烈运动后、刚接受MV时，呼气VT也可大于吸气VT。在安静状态下TV大致是稳定的，但每间隔一定时间会有一次不由自主的深吸气，也称叹气动作，其气量约为TV的2倍，呼吸机设置中的叹气样呼吸即由此而来。在阻塞性通气的患者，为降低气流阻力，减少呼吸做功，常采用深慢呼吸的形式，VT较大。阻塞进一步加重，FRC增加，严重通气功能障碍的患者，不仅气流阻力增大，FRC显著增加，胸-肺组织的弹性回缩力也显著增加，即伴随限制性通气，同时出现PEEPi，此时机体无法代偿，常出现浅而略快的呼吸，VT减小，PaCO₂升高。在限制性通气的患者，为克服增加的肺弹性阻力，常采取浅而快的呼吸，VT减小。但在急性肺实质病变，由于各种机械性感受器和化学性感受器的兴奋，不仅RR显著增快，VT也较大，并伴随PaCO₂的下降。

2. 肺活量

VC表示肺脏最大扩张和最大回缩的幅度，其大小受呼吸肌，肺、胸廓的弹性及气道阻力等综合影响。VC测定简便易行，可重复性良好，是评价肺功能的最常用指标之一。影响VC的生理因素主要有年龄、性别、身高、体重、体力锻炼等。病理因素主要有：肺外疾病、肺内孤立性病变、肺实质病变、肺部分切除术、呼吸道阻塞、呼吸肌无力。

3. 功能残气量

适当FRC可保持PaO₂的稳定。倘若不存在FRC，肺泡气PO₂在呼气末将会降低到静脉血水平，而在吸气时会接近于空气中的水平，结果PaO₂随每次呼吸而发生较大波动，发生间歇性分流，这在临床上主要见于ARDS、肺水肿、外科手术后。相反，如果FRC大，则吸入的新鲜气体被其过度稀释，减少肺泡毛细血管膜两侧的气体分压差，也不利于气体交换。但若吸入高浓度氧气使氮气被稀释，尽管通气量可能不足，但氧的交换将顺利进行，低氧血症容易纠正。

FRC的大小主要取决于肺的弹性回缩力、气道阻力的大小和呼气时间。FRC增大表示肺过度充气。中、小气道阻力显著增加或肺弹性显著减弱导致气流严重受限，FRC增大。当然轻至中度气流受限，通过呼吸形式的代偿（深慢呼吸），FRC保持不变。FRC降低表示肺容积减少，肺弹性增强。而MV本身则主要通过人工气道（增加气道阻力）和呼气时间影响FRC的增大和过度充气的发生。

RV的临床意义与FRC相似，但在气流阻塞性疾病的增大常更显著。TLC变化的特点为：增大反映胸肺弹性减退，正常说明胸肺弹性正常，下降则反映胸肺弹性增加。在气道阻塞性疾病，如支气管哮喘，RV、FRC可显著升高，但TLC不变或变化不大，RV/TLC显著升高，但在气道陷闭性疾病，如COPD，肺弹力纤维破坏，不仅RV、FRC显著升高，TLC也增大，RV/TLC升高。一般认为RV/TLC排除了个体因素的影响，可较准确反映气流阻塞的程度，但在肥胖、腹水等限制性疾病，RV的下降比TLC更显著，也可出现RV/TLC的升高。

二、肺的通气功能

主要包括静息通气量和用力通气量。

1. 每分通气量（VE）

是指基础代谢状态或静息状态下每分钟所呼出的气量，是VT和RR的乘积，因此测定肺容量的过程可直接完成VE的测定。

2. 肺泡通气量（）

是指静息状态下每分钟吸入或呼出的气量中到达肺泡进行气体交换的气量，如正常情况下健康成人的VE约6L/min，RR 12次/分，VT 500ml，其中约150ml气体在气道内不能进行气体交换，称为解剖无效腔，真正到达肺泡的潮气量仅350ml，进入肺泡的气体可因局部等原因而不能进行气体交换，该部分气体称为肺泡无效腔，解剖无效腔与肺泡无效腔合称为生理无效腔（VD）。进入肺泡的气量与RR的乘积为，无效腔气量与RR的乘积为无效腔通气量。正常情况下解剖无效腔和生理无效腔基本一致且比较固定，生理无效腔显著增加或大于解剖无效腔反映气体交换功能异常，临床上一般用生理无效腔反映肺通气的效率。

3. 流量-容积曲线

吸气或呼气时，吸入或呼出的气体流量（F）随肺容量（V）变化的关系曲线称为F-V曲线。常规测定最大呼气流量-容积（MEFV）曲线。该曲线不仅有特定的形状，在不同的肺容积也有一定的数值，常用PEF、PEF₂₅、PEF₅₀、PEF₇₅。MEFV曲线的形状和各种参数的大小主要取决于用力呼气过程中的呼气力量、胸肺弹力、肺容积、气道阻力对呼气流量的综合影响，其中高容量与用力关系大，低容量则主要取决于周围气道的阻力。实测MEFV曲线及其与预计MEFV曲线的比较常用来反映各种通气功能的异常。现代MEFV的测定皆伴随FVC及其各秒率的同步测定。

PEF与咳痰能力直接相关，大于3L/s者，咳痰能力较好，手术后发生痰液堵塞的机会较小。其他肺容积时的峰流速（PEF₂₅、PEF₅₀、PEF₇₅）与术后分泌物的引流和是否容易发生肺感染有关。若三者皆低于1L/min，则分泌物的引流差，感染的机会多。

4. 用力肺活量和时间肺活量

用力肺活量（FVC）指深吸气至TLC位置，做最大力量、最快速度的呼气至RV位所呼出的气量。单位时间（秒）内所呼出的气量称为时间肺活量，其中呼气至1秒时所呼出的气量称为第1秒用力呼气容积（FEV₁）。FEV₁/FVC称为1秒率，是常用的判断气道有无阻塞的指标。与VC不同，FVC则为动态肺功能指标。在气流阻塞性疾病，FVC＜VC。

FEV₁可逆度的变化：一般通过吸入气道扩张剂判断。但老年、慢性或严重阻塞的患者常不敏感，若病史可疑者应口服糖皮质激素3～5天后重复检查。若可逆试验阳性必须注意预防哮喘发作。

手术后的FEV₁：估测大于0.8L时手术可以考虑，否则认为应禁忌肺叶切除。

5. 最大通气量（MVV）

是指被测定者的在1分钟内的最大通气量，但实际仅测定15秒或12秒的最大通气量，然后换算为MVV，即MVV=15秒内最大通气量×4，或MVV=12秒内最大通气量×5。

6. 气速指数

是MVV占预计值的百分比/VC占预计值的百分比。正常情况下等于1，主要用来鉴别阻塞性和限制性通气障碍。阻塞性通气患者，在VC正常情况下，MVV即出现下降，一旦出现VC下降，MVV的下降将更加显著，因此气速指数＜1。在限制性通气患者，早期即出现VC下降，但通过RR的代偿性增快，MVV可以正常；若MVV也出现下降，则VC的下降将更加显著，因此气速指数＞1。在混合型通气患者，若气速指数＜1则以阻塞性通气为主，否则以限制性通气为主，若=1则阻塞性和限制性所占比例相似。需强调VC和MVV皆必须是测定值，且必须准确，否则将影响结果的判断。

三、弥散功能

气体弥散主要为O₂与CO₂的弥散，特别是O₂的弥散。DLO₂的测定理论上虽是可能的，但技术上难度较大，主要是因为肺泡毛细血管从动脉端到静脉端的PO₂不恒定，即使末端血PO₂的测定也比较困难，故仅用于研究，临床上多测定CO弥散量（DLCO）。DLCO系指CO在单位时间（1分钟）及单位压力差（1mmHg）条件下通过肺泡毛细血管膜与血红蛋白结合的量（ml），即：DLCO=υco/（P_ACO-PcCO）（υco代表肺摄取CO的速率）。选择CO作为标记气体是由以下特点决定：①CO透过肺泡毛细血管膜的速率与O₂相似；②除大量吸烟者外，正常人血浆内CO含量几乎是零；③CO与Hb的结合能力是O₂的210倍，因此生理范围内的PO₂和Hb浓度对DLCO的测定几乎无影响，测定时CO的血浆浓度几乎为零，对人体的影响可以忽略不计；④CO为扩散限制性气体，扩散速率与肺血流量无直接关联，较O₂更能反映扩散膜的特性。上述因素决定了CO不仅是反映扩散膜特性的理想气体，且在肺泡周围毛细血管内的压力（PcCO）基本为零，膜两侧的分压差：P_ACO-PcCO=P_ACO-0=P_ACO，因此测定了肺泡内的CO的压力（P_ACO）即非常容易测定DLCO。上式可简化为：DLCO=υco/P_ACO。

CO弥散的测定方法：主要有单次呼吸法或一口气法（SB）、恒定状态法（SS）和重复呼吸法（RB）。一口气法的优点是容易操作、直观、重复性好，总的测定精确性为中等。缺点为仪器较昂贵，不宜用于运动试验。须屏气10秒，不适合于严重气短的患者。FVC＜1L或有明显的气流阻塞时，不能收集到足够的、浓度稳定的肺泡气，也不适合测定。重复呼吸法的优点为测定精确性和重复性高，一口气法不能测定的患者也可测定，缺点为操作时间较长。与传统测定仪器相比，现代肺功能仪测定CO的方法和原理、计算公式相似，但有以下特点：为肺容量、通气和弥散功能同时测定的复合型仪器；气体浓度测定与肺容量测定由一台仪器完成，容量和浓度同步测定；用已配好的、浓度恒定的高压混合气进行自动定标。一口气法测定时的屏气时间由显示屏直接显示，而重复呼吸法则通过电脑自动调节：即监测氦（He）和CO的浓度，达稳定状态时自动终止测定，呼吸方式为自然呼吸，完全符合呼吸生理。综合国外不同作者报道，DLCO的个体差异较大，需强调质控统一，并严格执行。

各种能影响肺泡毛细血管膜面积、厚度、弥散能力以及CO与Hb反应者，均能影响DLCO。需强调弥散功能障碍极少是唯一的生理异常，常同时伴随失调和肺容积的下降。肺组织病变常出现DLCO和比弥散量（KCO）的下降，尤其是KCO的改变更明显，甚至在影像学改变、或肺容量改变、或PaO₂下降前即可出现。DLCO和KCO的下降常作为肺间质纤维化的重要诊断依据和治疗效果的判断标准。肺外病变也可导致肺容积减少和DLCO的下降，但由于肺组织结构正常或基本正常，KCO无变化或仅有轻度下降。