第三节　肺通气功能

肺的主要生理功能是进行气体交换，从外界吸入O2，排出体内产生的CO2，并在肺泡水平实现气体交换。肺通气是人体呼吸功能的第一步，是通气动力和通气阻力共同努力完成的。

呼吸动作主要由吸气肌与呼气肌的收缩、松弛，胸廓、肺脏的弹性力量和一定的气道阻力构成，呼吸肌包括肋间外肌、膈肌、胸锁乳突肌、背部肌群、胸部肌群等。吸气时，膈肌收缩，膈顶下降，肋间外肌收缩，肋骨向上向外运动，胸腔增大；呼气时，膈肌舒张，膈顶上升，肋间外肌舒张，肋骨向下向内运动，胸腔缩小。吸气是主动的，呼气是被动的；只有深呼气时肋间内肌与腹壁肌肉的参与才构成主动呼气。呼吸肌受神经和体液化学因素的调节，有节律地收缩。通气量取决于呼吸频率（RR）和呼吸幅度，对完成气体的交换具有重要生理意义。

一、每分通气量

每分通气量（minute ventilation，VE）是指基础代谢状态下或静息下每分钟所呼出的气量，是呼气时VT和RR的乘积；可由肺量仪或流速仪测出，是维持人体基础代谢所需要的通气功能。正常成年人RR为12~18次／分，VT为500ml，则每分通气量为6~9L。每分通气量随性别、年龄、身材和活动量不同而有差异。其中RR如果增快，可见于呼吸神经反射的各个环节及调节呼吸中枢的大脑皮质以下的器质性或功能性异常，如代谢性酸中毒，肺水肿，焦虑，高热，心功能不全等多种疾病。RR减慢是呼吸中枢受抑制的指征。VT和RR在机械通气治疗中具有重要指导意义，应根据不同疾病及不同阶段的病理生理改变选择相应的VT和RR。例如在危重哮喘和急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）患者中，以小潮气量为主，哮喘患者的呼吸频率较慢，ARDS患者的RR较快；而在慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）患者，应选用深度慢呼吸，即大潮气量，慢呼吸频率。在自主通气条件下，如是气道阻塞性疾病，RR<25次／分，VT>10ml／kg，或呼吸变深慢，说明通气量合适，病情好转，否则为病情恶化。但RR和VT在肺实质或间质性疾病中指导意义较小。

二、肺泡通气量

肺泡通气量（alveolar ventilation，VA）是真正进行气体交换的有效气量，而残留在气道内的气量和缺乏血流灌注的肺泡气称为无效腔（VD）。鼻、咽、喉、气管、支气管、终末细支气管均为气体进出肺的通道，但不进行气体交换，因此称为解剖无效腔。进入肺泡内的气体，也可因血流在肺内分布不均而未能都与血液进行气体交换，未能发生气体交换的这一部分肺泡容量称为肺泡无效腔。肺泡无效腔与解剖无效腔一起合称生理无效腔。正常人生理无效腔等同于解剖无效腔，一般以无效腔和潮气量的比值VD／VT来反映通气效率，正常人VD为150ml，平静呼吸时VT为500ml，VD／VT=0.3。每分钟吸入气量中能达到肺泡进出气体交换的有效通气量称为VA。VA=VE×（1-VD／VT），能反映通气效率。VT和呼吸频率的变化，对肺通气和肺泡通气有不同的影响。在VT减半和呼吸频率加倍或VT加倍而RR减半时，肺通气量保持不变，但是VA却发生明显的变化，故从气体交换而言，浅而快的呼吸是不利的。

三、最大通气量

尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量为最大通气量（maximal ventilatory volume，MVV）。在单位时间内（10~12秒）以最大呼吸和速度完成，故属于动态指标，正常值在50~250L／min，它反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是估计一个人能进行多大运动量的生理指标之一；是反映气道-肺组织阻力及呼吸肌最大力量的综合指标。MVV／VE还可以判断术后通气储备，比值越高，手术安全性越大。但该指标测定是较剧烈的呼吸运动，凡严重心肺疾病者及咯血者不宜做此项检测，可以FEV1来换算。

四、用力肺活量

用力肺活量（forced vital capacity，FVC）过去称时间肺活量，是指尽力最大吸气至TLC位后，尽力尽快呼气至RV位时所能呼出的最大气量。略小于没有时间限制条件下测得的肺活量。该指标是指将测定肺活量的气体用最快速呼出的能力。其中，开始呼气第1秒内的呼出气量为第一秒用力呼气量（forced expiratory volume in first second，FEV1），其临床应用较广，常以FEV1／FVC%表示。VC不受时间限制，下降反映的是肺容量下降，明显的通气功能下降才能导致VC下降，而FVC明显受时间因素的影响，是动态指标，主要反映通气功能。在阻塞性疾病中，VC可以缓慢充分呼出，故可以正常或基本正常，但FVC多导致气道陷闭，气体不能充分呼出，FVC下降，FVC<VC。FVC与受检者的身高、性别、年龄等有关，FVC和FEV1在成年后随年龄增加而下降，与身高呈正相关，男性比女性数值大，并且随肌力增加而增高。FVC和FEV1常用来判断通气功能减退的性质，是阻塞性还是限制性。如果FVC下降，同时FEV1／FVC正常或增高，为限制性通气功能减退；如同时FEV1／FVC下降，则为阻塞性。

FEV1是判断气道阻塞可逆性的常用指标。在支气管激发试验中，FEV1下降超过20%，表明气道高反应性存在。有助于支气管哮喘的诊断。在支气管舒张试验中，FEV1较用药前增加12%或以上，且其绝对值增加200ml或以上为阳性，说明气道痉挛为可逆性的。

五、流量-容积曲线

最大呼气流量-容积曲线（maximum expiratory flow-volume curve，MEFV，F-V曲线，简称流量-容积曲线），是指受试者在深吸气后做最大用力呼气过程中，将其呼出的气体容积与相应的呼气流量所描记的曲线（图2-3-3）。

MEFV曲线中流速在男性较女性的均要大，与身高呈正相关，与年龄的关系较复杂，成年前随年龄增长流速相应增大，在20岁左右达高峰，之后随年龄增长，肌肉力量减弱，肺组织弹性减退，流速下降。还与锻炼有关，肌力增加后，流速也会提高；峰流速存在昼夜变化，早晨增加，中午最高，夜间最低。MEFV还与受试者的配合程度相关，检测时是否真正用力以及是否吸气到TLC位，技术员的指导方法等均有关。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呼气力量、胸肺弹力、肺容积、气道阻力对流速的综合影响，不同容积下的最大呼气流速反映的临床意义不同，通常测得数值为峰流速PEF，用力肺容积75%、50%和25%时的最大呼气流速为V75、V50和V25。

MEFV的临床应用：用于检测小气道病变，判断气道阻塞部位；鉴别限制性通气功能障碍和阻塞性通气功能障碍。

1.小气道阻塞者及阻塞性肺疾病时

曲线变化为MEF<MIF，降支凹向肺容积轴，Vpeak降低且提前出现，Vmax50%、Vmax25%及Vmax50%／Vmax25%明显降低，FVC逐渐减少。

2.限制性肺疾病时

曲线肺容积轴缩小，曲线形态变窄或可能不变，峰流量显著降低，曲线降支呈直线，甚至向外突出，斜度增大。

3.上气道阻塞时

如气管狭窄、双侧声带麻痹等胸外固定阻塞，可见环的顶部与底部扁平，接近长方形，故MEF=MIF。①如单侧声带麻痹等可变性胸外阻塞，则MIF50%VC≤MEF50%VC；②如为睡眠呼吸暂停综合征，则最大吸气流量明显受限，则VE50%>VI50%，吸气相和（或）呼气相出现锯齿波；③如为单侧主支气管固定阻塞，被阻塞肺的肺泡排空较早，曲线半支（呼气流速）加快，后半支反映阻塞侧第二批排空较慢的肺泡。

肺通气功能是肺功能测定的基本指标，指标很多，在检测中如果对几种指标综合分析，可提高判断的准确性。而通气功能的测定不仅需要看数值是否正常，还要判断异常的程度。