肺功能测定的内容很多,而常规肺功能仅包括肺容积、通气和弥散功能,其中潮气容积、肺活量、通气功能参数主要通过肺量计和(或)流量计测定,功能残气量(FRC)或肺总量和弥散功能主要通过气体分析仪测定。传统上用单筒肺量计测定肺活量、用力肺活量(FVC)及相关参数,用流量计测定最大呼气流量–容积曲线(MEFV曲线)及其相关参数,用功能残气量测定仪测定FRC,用弥散功能测定仪测定一氧化碳弥散量(DLCO),即大约4台仪器完成常规肺功能测定。现代肺功能仪应用电子流量计(简称流量计,测定肺容积时也称为流量型肺量计;若无特殊说明,本文通称为肺量计)取代传统单筒肺量计(也称为容积型肺量计)和机械流量计,测定流量并同步自动计算肺容积(流量对时间的积分为容积),由计算机显示结果;目前广义上的"肺量计法"实指此流量计法。现代容积和流量测定可通过简易肺功能仪完成,也可以用常规肺功能仪或体容积描计仪(体描仪)完成,其中常规肺功能仪的气路上不仅安装流量计,也安装采样室和气体分析仪,故能测定包括肺总量(或FRC)和DLCO在内的所有常规肺功能参数,即用1台设备取代既往至少3~4台仪器完成全部测定,其中测定容积的标示气体主要为氮气、氦气和甲烷;测定弥散功能的标示气体为一氧化碳(CO),此时测定容积的标示气体就成为测定DLCO的示踪气体,从而可最终完成肺总量(或FRC)和DLCO的同步测定。有鉴于此,沿用传统方法割裂描述各种参数测定的"指南"或"规范"已不符合现状,不能满足临床需求;作者结合呼吸生理学规律、现代仪器特点、实际操作程序提出可操作性的应用方法,期望有助于常规肺功能测定的标准化,进而促进检测的同质化[1,2]。
核心是肺量计和气体分析仪的校准和质量控制。
肺功能仪使用一定时间后可能出现容积、流量、时间等测定装置基线的漂移,导致检查结果的误差增大,该类误差是仪器本身造成的,称为系统误差,若不进行校准将可能导致大量误诊或漏诊。任何机械部件应用一定时间后皆可能出现一定程度的耗损和性能下降,因此仪器出厂时、安装后的定标和校准是必要的,应用一定时间后的再次校准也是必要的。
标准气主要用于肺总量(或FRC)和DLCO测定。对标准气的浓度要求是固定的,国际上基本通用,最常用标准气是含10%氦(He)、0.3%CO、21%氧气(O2)、氮气(N2)平衡的混合气体,其中He和CO是测定的标示气体或示踪气体,浓度要求非常严格,但实际出厂浓度可能略高于或略低于标准浓度;受高压储气筒压力变化、每日环境变化、气体分子运动等影响,每日的实际测定值与出厂浓度可能也略有差异,因此更换标准气瓶或每工作日检查前皆需检测标准气的浓度。
肺量计的校准是对测定容积或流量与实际容积或流量之间的误差进行校准,从而使两者之间的误差缩小至可接受的范围;另外还需校正计时器,以保障与时间有关的容积参数的准确性。广义上讲,标准气浓度的测定也可称为校准。
用于校准肺量计容积的设备称为校准仪,在不同历史时期所用仪器不同,目前的标准配置为3 L定标筒,应每年校准1次;若测定例次较多,建议半年校准1次,误差不应超过0.5%。定标筒的校准需专职技术人员完成;或生产商提供标准校准设备,由工程师完成。
(1)校准的范围:关于定标或定标验证,经常出现不同的容积误差范围,有时是3%,有时是3.5%。3%是指每次实际定标值或验证值的差异,而3.5%则纳入了定标筒本身的误差。(2)校准的注意事项:定标筒应避免阳光直射,远离热源,也应避免放置在过低的温度环境中(热胀冷缩)。放置定标筒的环境温度和湿度应与肺功能仪相同。校准时应确保肺功能仪的气路通畅,无阻塞或漏气。(3)校准的应用范围:容积的校准不仅仅是针对肺活量及相关参数、FVC或流量–容积曲线及相关参数的测定,也针对肺总量及相关参数、DLCO及相关参数的测定。就单次呼吸法测定肺总量和DLCO而言,测定过程中需快速完成吸气肺活量(VCi)测定,报告中显示的残气容积是肺总量与VCi的差值,而不是肺总量与肺活量的差值。DLCO及每升肺泡气容积(VA)的DLCO(DLCO/VA)的计算中皆涉及VCi,而不是肺活量,因此所有常规肺功能参数的测定皆涉及容积校准。
早期测定用秒表计时,校准仪器为标准秒表;现代几乎皆用内置计时器自动计时,需专业部门校准。
(1)更换标准气后必须进行一次测定,要求与标准浓度差别不超过5%。(2)每日测定前至少测定1次,作为计算用,要求与标示浓度差别不超过5%。
每次启动测试前均需经定标筒(常规为3 L定标筒)定标,实测值与理论值的差别≤±3.5%符合要求,定标后可获得一个校准系数。在肺功能测定过程中显示的测定值是以流量计测定的数值乘以校准系数而获得的。
每工作日都需定标验证。可用3 L定标筒在0.5~12 L/s范围内采用不同流量(只要求流量不同,对具体数值无要求)对流量传感器进行验证,至少操作3次,误差应≤±3.5%。定标验证不同于定标,主要用于验证仪器的精确性。定标验证一方面通过与标准值对照计算"误差率",保障测定的"准确度";另一方面通过至少3次的操作,计算"变异率",观察重复性,保障测定的"精密度",最终通过两方面的验证保障测定数据的精确性。若仪器不能通过定标验证,需重新定标,否则需对仪器进行检修。
每周需进行一次流量的线性检验,仍用3 L定标筒,以低、中、高3种不同流量(0.5~1.5、1.5~5.0和5.0~12.0 L/s)注气,每种流量至少操作3次,以了解传感器在不同流量下的响应情况。每一流量对应的容积误差均应在±3.5%的范围内,否则需对仪器进行检修。
在肺功能测定时,不同参数常需要不同的流量,如肺活量测定需要低流量,FVC测定需要高流量,这样通过不同流量的线性检验可保障全部的测定要求。
新式仪器的容积定标、定标验证和流量的线性检验常组合在一起完成,一旦完成容积定标,仪器将自动进入定标验证;验证时会首先显示不同流量的定标验证图形和数据;定标验证通过后进入线性检验;全部通过即可进行肺功能测定。这些测定可在每工作日的肺功能检查前全部完成,不再分时间,如每日或每周。
因测定时间几乎皆为仪器自动计时获取,稳定性高;而时间校准又非常困难,需专业部门或生产商完成,故推荐1年校准1次。
见上述内容。
全部常规肺功能参数的测定结果皆换算为生理状态(BTPS,肺容积和通气参数)或标准状态(STPD,DLCO)。为保障测定结果的准确性和可比性,除要求房间的温度、湿度相对稳定外,每日检查前至少进行一次环境定标。输入的环境参数为温度、湿度、大气压和海拔高度。若环境状态波动较大,则下午检查前需增加一次定标;若为室外测定,需根据情况多次定标。
使用一定时间后(一般要求1~2年)应进行仪器的保养和维修,即使校准结果准确,目的是改善仪器的性能。
肺功能仪的核心测定装置是流量计和气体分析仪,前者远比后者的使用频率高,事实上应用后者测定的项目几乎皆同时应用前者。与国外医院每日较少的肺功能测定人次不同,国内很多三级医院的测定数量非常巨大,这就面临流量计的工作负荷这一严重问题。
不同生产商的流量计性能可能有差别,但就目前实际情况而言,差别非常有限,所谓差别主要是设计工艺上的差别。一般简易肺功能仪仅有流量计,缺乏相应的保护装置,呼出气中的水蒸汽和CO2容易影响其性能,尤其前者的影响更大,因此每小时的测定人次受到较大限制;而常规肺功能仪的流量计几乎皆有加热装置,能促进流量计上水蒸汽的蒸发,改善仪器的正常运转,允许的测定人次较多,但仍有一定程度的限制,连续频繁测定也将导致准确性下降,因此,建议采用如下操作标准:(1)严格控制人数:用常规肺功能仪测定时,建议每台仪器每小时测定6~8人次,不宜超过10人次;简易肺功能仪不宜超过6人次。(2)更换仪器:若需测定人次较多,需更换测定仪器或更换流量计,并再次进行环境和容积定标。
室内人数过多,将导致空气中的氧浓度降低、CO2浓度升高、测试气体(如氦或甲烷、CO)浓度升高,不仅影响测定结果的准确性,也可能对技术员的身体健康产生一定影响,因此每个房间的容纳人数也应控制,要求1人测定时,最多3人观摩,其他人员在房间外等候;尤其需注意保持良好的就诊秩序,避免大量受检者在房间内无序等候(录制测试录像让受检者在待诊区观摩等均是行之有效的措施)。测定过程中,还应保持良好的通风。
1.选择肺功能仪:可以是常规用肺功能仪或简易肺功能仪(也可用体容积描计仪,程序基本相同)。
2.连接好螺纹管、三路开关,开关转于肺功能仪气路与大气相通的位置。准备好咬口(目前多用塑料咬口)、鼻夹等配件。
3.输入大气压、温度、湿度、海拔高度进行环境定标;然后进行容积定标和定标检验。
4.输入受检者的编号、姓名以备储存;输入性别、年龄、身高、体重等计算预计值。
1.潮气容积的测定:(1)转动三路开关于肺功能仪气路与大气相通的位置。(2)受检者穿薄而宽松的衣服,以免限制呼吸运动(其他检测项目要求相同,以下不赘述)。(3)受检者休息10~15 min后,口含咬口接上肺功能仪,夹上鼻夹,使其习惯呼吸空气数次,开动记录器,描绘静息呼吸曲线,至少要有1 min稳定的潮气容积线迹,且静息呼气基线平直。如此,潮气容积(VT)、呼吸频率(RR)和每分通气量(VE)的测定完成。(4)拿去鼻夹,取出咬口,测定即告完毕。
2.肺活量的测定:(1)测定潮气容积后进入该程序。(2)向受检者说明测定方法和要求后令其取坐位,口含咬口,夹上鼻夹,使其平静呼吸片刻,同时开动记录器,描记平稳潮气呼吸3~4次后,令受检者在平静呼气末作最大深吸气,达极限后再做最大幅度的深缓呼气,随后恢复平静呼吸2~3次。(3)拿去鼻夹,取出咬口,测定即告完毕。(4)结果的计算:由电脑自动计算,并自动进行BTPS校正及与预计值的比较。各种测定结果的图形和数据皆直接显示在显示屏上,还可储存和打印。大体包括以下几个程序:①根据平静潮气呼吸描图画出平静呼气基线;②深吸气后的最大呼气容积为肺活量;平静呼气基线以上的最大吸气容积为深吸气量(IC),而基线以下的最大呼气容积为补呼气容积(ERV),补吸气容积(IRV)=IC–VT; ③测定值均以BTPS进行校正;④实测值与预计值比较用于判断有无异常。
3.可接受的肺活量曲线标准:(1)潮气呼气基线平稳,无基线抬高或降低,即在正常FRC位置呼吸。(2)潮气呼吸至少有3次平稳显示,3个VT差值皆<100 ml,然后再进行肺活量测定。(3)肺活量图形圆滑,无顿挫。(4)呼气和吸气皆充分完成。具体标准是呼气末达RV,且曲线出现平台;吸气至肺总量时也出现平台。(5)至少获得3次可接受的测试,且2次最佳肺活量之间的差值不超过5%或不超过150 ml(取较大值)。
4.肺活量检查结果的选择:取最大测定值。
5.其他肺活量相关参数的规范:(1)IC、IRV、ERV从肺活量曲线和VT中获取,上述肺活量测定要求也适用于这3个参数。(2)应至少有3次可接受的肺活量测试,IC、IRV、ERV取这3次测定结果的平均值。(3)IC、IRV、ERV结果的可靠性直接取决于平静呼气基线的稳定性,要求3次测定结果的差异不超过100 ml。平静呼气基线的稳定性也直接影响FRC测定的准确性。(4)在夹鼻夹、含咬口呼吸的情况下,常有呼吸增强,即使呼吸基线稳定,也可能有IRV、ERV的减少,FRC/TLC的增大,需在报告中注明。
1.测定肺活量后进入该程序。
2.测定方法:(1)具体步骤:平静呼吸数次后做最大吸气,吸足后短暂屏气(可以看到吸气末平台;推荐参考FVC测定的时间要求),然后令受检者做最大力量、最快速度呼气,直至呼尽。具体包括以下几个步骤:①潮气呼吸:均匀平静地呼吸;②最大呼气:在潮气吸气末,深慢呼气至RV;③最大吸气:从RV快速(但不要求最大用力)深吸气至肺总量;④在吸气未短暂屏气;⑤用力呼气:暴发性呼气并持续至RV(可以省去步骤②,在步骤⑤结束后深吸气)。目前更多应用该测定方法,两者皆符合要求。(2)结束要求:完成上述动作后即恢复平静呼吸2~3次,转动三路开关使咬口与大气相通;然后拿去鼻夹,取出咬口,测定即告完毕。(3)休息1~2 min进行下一次测定。
仪器可以显示多种比例的图形,并导致同一肺功能结果给人明显不同的感受,推荐图形的显示比例符合正常的视觉习惯:(1)MEFV曲线的图形:纵坐标用容积表示,容积刻度的每一个距离单位的长度至少为10 mm,每一个单位表示1 L;横坐标用流量表示,每一个距离单位表示1 L/s,推荐纵坐标流量(L/s)与横坐标容积(L)的比例为1∶4。(2)用力肺活量的图形:横坐标用时间表示,单位为s,时间刻度的每一个距离单位长度至少为10 mm,每个刻度单位是相对值,并非一定代表1 s;纵坐标用容积表示,单位为L。
(1)吸气充分:要求达肺总量。主观标准:受检者感到吸气充足,不能再吸;检查者观察到受检者已尽最大努力。客观标准:计算重复测定的FVC,合适测定结果的变异率<5%;呼气结束后充分吸气,吸气结束点与呼气开始点能较好重合(这对严重阻塞性疾病患者不合适,因为用力吸气肺活量常明显大于FVC)。(2)短暂的吸气末停顿:FVC曲线出现明显的、短暂的平台,要求至少有0.25 s,理想情况是1 s左右,不宜超过2 s。(3)呼气开始呈暴发性,典型表现:呼气起始无犹豫,有充足暴发力,MEFV曲线显示上升支陡直、呼气峰流量(PEF)尖峰出现;FVC曲线的屏气迅速转换为呼气,屏气与呼气之间出现明显的拐点,该拐点为呼气起始点。非典型表现:如果暴发性呼气不是非常充分,则MEFV曲线的起始略显顿挫、PEF尖峰不典型,FVC曲线的屏气平坦段与呼气开始转折点的角度圆钝,必须采取一定的方法确定该测定是否符合要求,并确定呼气起点,一般用外推法确定。具体要求:在FVC曲线吸气部分的屏气平坦段画延长线,并沿呼气段的最大斜率画延长线,两者的交点为呼气起始点。呼气起始点开始前所呼出的气体容积称为外推容积(EV)。EV可以作为呼气起始暴发力是否合适的客观指标,推荐EV<FVC的5%或150 ml(取较大值)(说明:①绝大多数情况下,现代肺功能仪对所有FVC曲线的EV自动计算,并确定呼气起始点;②一般而言,MEFV曲线的呼气起始达要求,FVC曲线的呼气起始就能达要求)。(4)呼气早期下降支自然。对MEFV曲线而言,其图形平滑,呼气第1秒内无顿挫,无咳嗽、屏气或吸气动作,也未出现舌体堵塞咬口器、漏气等情况。一般而言,MEFV曲线达要求,FVC曲线也能达要求。(5)呼气晚期下降支自然:其图形平滑,无咳嗽、屏气或吸气动作,也未出现声门关闭、漏气等情况。(6)呼气充分:对MEFV曲线而言,其下降支自然回复到基线水平,流量降为零;未出现声门过早关闭或舌体后坠堵塞,或流量突然降至0。一般而言,MEFV达要求,FVC曲线就能达要求;对绝大部分成人而言,呼气时间应达6 s以上(严重限制性通气除外)。呼气时间达6 s对单纯MEFV曲线难以判断,但FVC曲线的呼气时间达6 s可间接判断MEFV曲线的呼气达要求。(7)呼气结束标准:呼气充分不是呼气结束的绝对标准,具体结束标准还应符合下述要求:①主观评价:受检者不能有效完成呼气或不应该继续呼气,尽管应该鼓励受检者呼气至最大限度,但若其感觉明显不适,应立即停止呼气;一旦出现晕厥,还需采取保护性措施,避免摔倒。若出现后两种情况,则曲线可以用于PEF和第1秒用力呼气容积(FEV1)的准确判断,对其他容积的流量和FVC的判断价值不大,需在检查结果中注明。②客观评价:对FVC曲线而言,成人呼气时间≥6 s,或曲线显示呼气末平台出现(容积变化<25 ml)并持续1 s以上;该标准也可间接判断MEFV曲线是否达结束标准。对MEFV曲线而言,其下降支自然回复到基线水平,即流量降至零;该标准也可间接判断FVC曲线是否达结束标准。③个体化评价:在较重的限制性通气患者,呼气时间常达不到6 s,试图更长时间的呼气不能使测定的准确性提高,反而使测定的安全性降低。在较重的阻塞性通气患者,呼气时间可达15 s或更长,控制在6 s或略长于6 s不影响诊断结果,且使测定的安全性提高。
为获得高质量曲线,至少应测定3次,每次间隔1~2 min;直至出现至少3条可接受的曲线,或受检者不能够或不愿意进行下一次测定,或已诱发哮喘发作(包括出现症状、体征或FEV1下降20%),或测定已达到8次。
1.达到满意的呼气起始标准。
2.呼气第1 s内未出现咳嗽,曲线平滑,其后亦未发生影响结果的咳嗽。
3.达到满意的试验结束标准。
4.未发生舌体堵塞咬口器或声门关闭。
5.呼气期间未发生吸气动作。
6.整个过程没有漏气。
有价值的曲线仅需符合上述1和2两个条件,但可接受的曲线必须符合以上全部条件。
如果是不可接受的曲线,在评价重复性之前就应剔除,不能用于判定最大值(不可接受曲线并非绝对无价值,在较多情况下可初步评价有无大、小气道阻塞或大体通气功能状态等),最终选择3条可接受的曲线,否则需注明。
多次测试时可作MEFV曲线和FVC曲线的重叠打印,如曲线重叠,说明测试的重复性佳,该曲线称为可重复的曲线;反之,则说明重复性不理想。
重复性质量分5个等级(表1)。
FVC曲线重复性的等级标准
FVC曲线重复性的等级标准
| 等级 | 重复性要求 |
|---|---|
| A级 | 可靠的测试结果。要求3次可接受、2次可重复的曲线,最佳2次的FEV1和FVC的差值皆在150 ml之内 |
| B级 | 可靠的测试结果。要求3次可接受、2次可重复的曲线,最佳2次的FEV1和FVC的差值皆在200 ml之内 |
| C级 | 较可靠的测试结果。要求至少2次可接受的曲线,最佳2次的FEV1和FVC的差值皆在250 ml之内 |
| D级 | 不可靠的测试结果。至少2次可接受的测试,但不能重复;或只有1次可接受的测试。 |
| E级 | 不可靠的测试结果。没有可接受的测试 |
推荐在可重复曲线中选择1条形态最佳的FVC曲线及其同步测定的MEFV曲线用于全部相关容积和流量参数的计算。若未达A级要求,应尽可能选择1条较好的可重复的曲线或可接受的曲线,用于全部容积和流量参数的计算,但需在结果中注明。
(1)正常肺或限制性肺疾病:患者气道阻力正常,FVC=肺活量。尽管现代流量计的性能完善,但实际测定时,FVC的用力完成必然存在一定程度的气体压缩,故在配合良好的情况下,健康人或限制性通气患者的FVC常略低于肺活量。实际工作中,一般首先测定肺活量,然后再测定FVC。随着受检者熟练度的提高,也会出现FVC稍大于肺活量的情况,此时肺功能报告中的肺活量应选取FVC的测定值。但无论出现上述何种情况,两者之间的差异皆应在5%或150 ml之内(严重阻塞除外),否则说明有较大的测量误差。(2)气流阻塞性肺疾病:肺活量可以正常或基本正常(严重阻塞下降),但FVC多下降,FVC<肺活量。若以气道阻塞为主,则FVC<肺活量的幅度不大,如哮喘;若以气道陷闭为主,如慢阻肺,则FVC常显著小于肺活量。
FVCi为深呼气至RV,做最大力量、最快速度吸气所能吸入的气体容积;实际肺功能测定中,VCi与FVCi很难区分,若无特别说明,两者有相同的含义。正常人FVCi=FVC;在阻塞性通气功能障碍患者,FVCi常>FVC。常规肺功能或通气功能报告无此概念,但实际测定中经常应用,如单次呼吸法测定DLCO和TLC时所吸入的肺容积、测定最大吸气流量–容积曲线时所吸入的肺容积皆为FVCi。
健康人6 s内能基本呼出全部FVC,故FEV6常作为判断FVC完成质量的参数:(1)FEV1/FVC的评价:在气流阻塞性疾病,给予充足的呼气时间,患者可充分呼出气体,FVC可基本正常或仅轻度下降,但呼气流量减慢,FEV1/FVC下降;随着阻塞程度的加重,FEV1/FVC进一步下降;若为严重气流阻塞,患者难以完成充分呼气,FVC也明显下降,FEV1/FVC反而可能有所升高,因此FEV1/FVC可反映气流阻塞的存在,但不能准确反映阻塞的程度。(2)FEV1/FVC6的评价:在严重气流阻塞性疾病,完成FVC的时间明显延长,可达15 s以上;但用力呼气时间过长可导致胸腔内压和跨肺压增大,引起脑缺血、缺氧。为避免该问题,推荐用FEV1/FEV6反映气流阻塞的存在;尽管FEV1/FEV6>FEV1/FVC,但不影响阻塞性通气功能障碍的诊断。
大部分情况下,FEV1/FEV6和FEV1/FVC基本相同,直接用FEV1/FVC反映一秒率即可;但在轻度气流阻塞患者,完成FVC可能需要7~10 s,FEV1/FVC低于正常值,但FEV1/FEV6可能正常,导致漏诊,此时必须用FEV1/FVC反映呼气速度。在中、重度限制性通气功能障碍的患者或儿童,完成FVC常显著短于6 s;若坚持长时间呼气,也容易出现脑缺氧等风险,不宜用FEV6取代FVC进行一秒率的计算。
总之,为保障诊断的准确性和测定的安全性,在严重气流阻塞患者,推荐用FEV1/FEV6取代FEV1/FVC用于气流阻塞的诊断;在其他情况下皆宜选择FEV1/FVC作为反映呼气速度和是否有气流阻塞的参数[2,4]。
FRC、残气容积、肺总量不能用肺量计直接测定,必须通过间接方法测定,最常用气体分析法(通过常规肺功能仪实现),其次体容积描记法(体描法),前者与DLCO的测定同步完成,是目前最常用的测定方法。用N2测定肺容积的方法称为密闭式氮稀释法–重复呼吸法,用氦气测定的方法有密闭式氦稀释法–单次呼吸法(简称一口气法)和密闭式氦稀释法–重复呼吸法;开放式氦稀释法也开始应用。由于甲烷的分布速度快,故仅采用类似氦稀释法的单次呼吸法称为内呼吸法。早期应用最多的是密闭性氮稀释法,目前应用最多的是密闭性氦稀释法,内呼吸法也是标准测定方法。本文阐述密闭式氦稀释法,其他方法可以此作为参考。
测定要点是受检者呼气至RV,继之迅速吸入标准气(同上),待受检者吸足气(达肺总量位置),屏气10 s,然后呼气。在呼气过程中,气体中的水蒸汽被吸收,连续测定CO及He浓度,然后通过公式计算出肺总量和屏气阶段(即肺总量位置)的DLCO(习惯称为DLCOSB)。
屏气阶段并非仅仅是屏气平台时间,还包括吸气和呼气的一部分时间,目前比较公认的是以深吸气的前1/3与后2/3的交界作为屏气阶段的开始时间点,呼气采样段的1/2中间点作为终止时间点,两点之间是用于计算的屏气时间。
在FRC位置,受检者经密闭气路重复呼吸标准气。在重复呼吸过程中,氦气逐渐分布入肺泡中,并最终与容器内的氦浓度达到平衡。根据玻意耳定律,用平衡后的氦气分布容积、分压代入公式计算出FRC。CO则迅速弥散入血,并与血红蛋白迅速大量结合,PCO几乎为0,测定肺泡气PCO即可计算出在FRC位置的DLCO,从而完成FRC和FRC位置DLCO(习惯称为DLCOrb)的同步测定。
完成肺活量或用力肺活量的测定即可进入该程序。
(1)受检者取坐位,说明测定要求以取得其配合。(2)受检者口含咬口,夹上鼻夹,开启记录开关,描出一条平静呼吸基线。(3)受检者用力呼气,达RV位置;打开标准气通路,快速吸气至肺总量位置,屏气10 s(9~11 s);再快速呼气至RV位置。然后转动三路开关,受检者与大气相通进行呼吸。取下鼻夹,关闭记录开关,完成测定。说明:在呼气过程中,最初呼出的是气道气以及气道和肺泡的混合呼出气,故舍弃呼气初期的1 L(或0.75 L)气体不用(具体大小随仪器变化,可参考说明书);其后的呼出气为真正的肺泡气,用于采集和测定He和CO的浓度。(4)仪器自动完成肺总量和DLCO的计算和显示,并换算出残气容积、FRC、DLCO/VA以及实测值占预计值的百分比。其中FRC用BTPS校正,DLCO和DLCO/VA用STPD校正。(5)5 min后重复测定1次,2次结果差异不超过10%,否则需休息5 min后再次测定。
(1)在肺功能仪气路的规定位置放入钠石灰,接上螺纹管和三路开关,开关转于气路与大气相通的位置。(2)连接储气袋,用标准气冲洗干净,然后冲入标准气(要求储气袋处于适当的膨胀状态,但避免出现明显张力),供测量用。(3)受检者取坐位,说明测定要求以取得其配合。(4)转动三路开关使咬口与肺功能仪的气路相通。(5)受检者口含咬口,夹上鼻夹,开启记录开关,描出一条平静呼吸基线。(6)受检者吸足气(达肺总量位置),短暂屏气后尽力缓慢呼气,完成肺活量的测定;连续测定3次,取最佳结果储存,用于容积的换算和VA的计算。(7)受检者继续平静呼吸,描出一条平稳呼气基线;然后转动三通开关,开始重复呼吸储气袋中的气体,直至He浓度稳定,仪器自动提示测定结束。(8)转动三路开关,受检者与大气相通进行呼吸。取下鼻夹,关闭记录开关,完成测定。(9)仪器自动完成FRC和DLCO的计算和显示,并换算出肺总量、残气容积和DLCO/VA以及实测值占预计值的百分比,其中FRC用BTPS校正,DLCO和DLCO/VA用STPD校正。(10)10 min后重复测定一次,2次差异不超过10%,否则需休息10 min后再次测定。
见上述内容。
对于成人而言,阀门、过滤器和咬口的无效腔总容积(VD)要<35 ml,VD的冲洗容积至少需要0.75~1.0 L;如果受检者的FVC<2.0 L,冲洗容积可以减少到0.5 L,采样容积需要0.5~1.0 L;如果受检者的FVC<1 L,采样容积也可以<0.5 L,但要保障能够完全排空无效腔。
无论是单次呼吸法还是重复呼吸法,每次测定前皆需测定肺活量,该测定值储存在微机中用于残气容积等容积参数的换算和DLCO测定中的VA的计算;另外,单次呼吸法测定时,肺活量的测定过程还可使可能存在的陷闭肺泡充分开放,从而使肺总量和DLCO的测定结果更准确。
单次呼气法完成VCi的测定,VCi(而不是上述肺活量)用于其他参数的换算。重复呼吸法开始前也需先测定肺活量,并储存入微机中进行换算,该换算也与上述肺活量测定中的肺活量无关。肺总量或FRC测定中的质量控制也需要对其中的肺活量和上述肺活量测定中显示的肺活量进行比较,两者的差别应<5%。
因为CO浓度非常低,所以测定要求非常高;屏气时间非常短,时间控制也必须非常精确。除每一部件外,还需检查整个仪器的各种阀门是否正常以及有无漏气等情况,确保收集到真正的肺泡气。
针对单次呼吸法而言,当受检者FVC<1 L(或<0.75 L,对FVC的要求随仪器变化,具体看说明书)时,常不能收集到足够的供测定用的肺泡气,不能用单次呼吸法测定;当受检者有明显气流阻塞,气体在肺泡内的分布不均匀时,不能收集到足够稳定的肺泡气,也不能用单次呼吸法测定,由于检查时需屏气10 s,故也不适合于明显气短患者。若出现上述情况,皆需用重复呼吸法测定。
至少测定2次,且2次的间隔时间至少5 min;如果是严重阻塞肺疾病,应适当延长间隔时间,如10 min(这主要针对重复呼吸法测定而言)。短时间内不宜超过5次,否则测定结果的准确性将显著下降。
(1)单次呼吸法:①VCi≥85%的最大FVC或肺活量值;②屏气时的肺容积始终保持恒定,即屏气描线无波动;③屏气时间为8~12 s;④吸气与呼气动作均匀而迅速,要求吸气时间<4 s,呼气时间≤4 s,其中样本采集时间<3 s。(2)重复呼吸法:①至少有3次平稳的潮气呼吸后开始测定;②测定时的呼气基线平稳,无基线抬高或降低,即在正常FRC位置呼吸,无漏气;③He浓度平稳,测定结束时He浓度不再继续下降。
至少有2次可接受测量。对单次呼吸法而言,2次可接受肺总量或FRC之间的差异≤300 ml或10%;2次可接受DLCO之间的差异≤3 ml·min–1·mmHg–1 (或1 mmol·min–1·kPa–1)或≤10%(1 mmHg=0.133 kPa);对重复呼吸法而言,2次可接受测定结果之间的差异≤10%。
体描仪有压力型、容积型和流量型等多种类型,但测定原理和核心要求基本相同。除箱体外,箱内还配有流量计,可完成肺活量和通气功能的测定(与传统肺功能仪相同);但其FRC的测定比较独特,基本要求是在FRC位阻断气流,通过流量感受器和压力感受器等测定胸廓内气容积(Vtg),从而间接反映FRC,其精确性不受通气不良肺区的影响,在某些情况下准确度更高。体描仪还可准确测定气道阻力,在此一并叙述。对体描仪而言,除遵循上述传统肺功能仪的基本要求外,其测定、质控和结果的报告皆有所不同。
包括箱体、管路、感受装置、仓内对讲系统等的准备,保障正常运转。
不仅需要对每个传感器定标,还要注意频率响应、热稳定性和漏气等情况的影响。具体要求为:(1)每工作日测定前,用自动或人工定标系统对容积、口腔压、仓压进行定标;(2)每周对流量计进行线性检验;(3)定期用已知阻力管进行气流阻力测定,评价阻力测定的准确性;(4)定期或需要时矫正体描箱容积;(5)任何测定装置的准确性受到怀疑,或仪器移动,或环境变化较大时,需用生物对照或模拟标准质控对压力、阻力和箱容积进行定标和检验。
(1)入仓前准备:操作者要做好指导工作,说明测定过程和注意事项;受检者要进行仓外练习,以尽可能获得最佳配合。(2)入仓后的要求:受检者入仓坐定后,调节传感器至适当高度;指导受检者夹上鼻夹,平静呼吸(不含口器),关闭仓门,热平衡1~2 min。
(1)Vtg测定:①选择口腔压–仓压关系曲线工作模式;②指导受检者含口器,保持身体坐直、头颈部直立,双手轻按两颊,避免漏气和口腔压改变,平稳呼吸,使呼气末处于FRC;③指导受检者进行浅快喘息,在稳定的浅快喘息呼气末,关闭气道阀门,并继续保持浅快喘息;④记录3~5个口腔压–仓压曲线。(2)气道阻力测定:①选择流量–仓压关系曲线工作模式;②同Vtg测定;③当流量–仓压曲线重复良好时,令受检者在呼气末做浅快喘息;④记录3~5个流量–仓压曲线。(3)重复测定:至少测定3次,每次间隔1~2 min;直至出现至少3次可接受的曲线,或受检者不能够或不愿意进行下一次测定,或测定已达到8次。(4)结束测定:完成测定后,打开仓门,受检者出仓;仓门持续处于开放状态,保持仓内温度稳定,为后续测定做准备。
(1)仓体:应方便受检者进出。仓门最好向外开,仓内应装备对讲系统,且检查者和受检者皆可清楚地看到对方,并能有效交流。(2)传感器:考虑到热漂移、频率响应、测量范围、精确度等因素,流量传感器、口压传感器和箱压传感器的定标要符合相应的技术参数范围。(3)辅助温度调节设备检查:建议使用强制通风或类似的装置来辅助温度平衡,最常用空调。
见上述内容。
(1)Ⅰ级标准水平:至少具备高中学历或同等学历,并具备操作传统肺功能测定仪的能力。(2)Ⅱ级标准水平:接受过正规教育和培训,具体是指接受过被承认的呼吸治疗或肺功能培训项目的一部分,或2年生物科学和数学的大学课程,具备至少2年从事常规肺功能测定的经验。
具备Ⅰ级标准水平的技术员需在具备Ⅱ级标准水平技术员或掌握肺功能知识的专科医生的监督下测定。
具有良好依从性:(1)正确的浅快喘息动作:测定Vtg时,要求喘息频率0.5~1.0 Hz(气道阻力不同,见下),低于0.5 Hz或高于1.5 Hz都会导致测量偏差;若有严重气流阻塞或发生气道痉挛,口压将很难准确反映肺泡压,若不能控制好喘息频率,则偏差更大。由于压缩效应,腹腔气体过多或动用辅助呼吸肌的浅快喘息可能使Vtg的测定结果偏大。在浅快喘息过程中,过度的压力波动或信号漂移可能使Vtg、气道阻力的测定结果无效。(2)其他合适的呼吸动作:对于那些难以掌握浅快喘息动作的受检者(如儿童),可以采用稍用力的吸气动作来对抗关闭的阀门,但需采用完整版(常规用简化版)的公式计算Vtg;若体描箱具有内置散热装置,Vtg、气道阻力的测定数值可能不准确。
(1)Vtg:①显示或记录的曲线轨迹提示浅快喘息动作正确,具体标准是对抗口腔呼吸通路阻断阀门产生的呼吸环是闭合的或近乎闭合的;②记录的压力应在每个传感器校正的压力范围内,且能显示完整的描图;③曲线无漂移;④浅快喘息的频率是0.5~1.0 Hz,压力变化±10 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa);如果仪器为非浅快喘息而特殊设计,则可以是自然呼吸。(2)气道阻力:①符合上述Vtg①、②、③的标准;②阀门开放的浅快喘息动作显示一个相对闭合的环,尤其是在0.5~–0.5 L/s的范围内;③浅快喘息的频率大约是1.5~2.5 Hz;④在序列测定中,如应用支气管扩张剂前后,浅快喘息频率应保持恒定。
对于Vtg而言,至少3次可接受的测量,且最大值和最小值的差值与平均值的差异在5%之内。对气道阻力而,根据比气道传导率(sGaw)判断,建议差异在10%以内。
志谢 刘又宁教授和陈荣昌教授对本文提出的宝贵意见





















