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1、肺功能和呼吸生理肺功能和呼吸生理中山医院呼吸病研究所中山医院呼吸病研究所 蔡映云蔡映云l呼吸过程：是由呼吸系统、循环系呼吸过程：是由呼吸系统、循环系l 统及血液密切配合完成统及血液密切配合完成l外外 呼呼 吸：吸：为肺呼吸为肺呼吸l内内 呼呼 吸：吸：组织细胞呼吸组织细胞呼吸肺功能测定的内容肺功能测定的内容l肺容量肺容量l通气功能通气功能l换气功能换气功能l通气动力机制通气动力机制l动脉血气分析动脉血气分析肺容量肺容量(1)基础肺容积基础肺容积(basal lung volume)不能再分割的容量不能再分割的容量l潮气量潮气量(tidal volume，VT)l补吸气量补吸气量(inspira
2、tory reserve volume，IRV)l补呼气量补呼气量(expiratory reserve volume，RV)l残气量残气量(residal volume，RV)肺容量肺容量(2)基础肺容量基础肺容量(basal lung capacity)可再分割的容量可再分割的容量l深吸气量深吸气量(inspiratory capacity，IC)l肺活量肺活量(vital capacity，VC)l功能残气量功能残气量(functional residual capacity，FRC)l肺总量肺总量(total lung capacity，TLC)肺容量测定的临床意义肺容量测定的临床意义
3、l影响肺容量的因素影响肺容量的因素 年龄年龄 性别性别 身高身高 体重体重l根据年龄、性别、身高、体重计算预计值，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测定值高于或低于预测值20为异常为异常肺容量测定的临床意义肺容量测定的临床意义l影响深吸气量因素影响深吸气量因素 胸廓畸形胸廓畸形 胸水胸水 气胸气胸 胸膜肥厚胸膜肥厚 肺纤维化肺纤维化 呼吸肌无力、体力衰竭呼吸肌无力、体力衰竭肺容量测定的临床意义肺容量测定的临床意义l影响补呼气量因素影响补呼气量因素 肥胖肥胖 妊娠妊娠 腹水腹水 巨大腹腔肿瘤巨大腹腔肿瘤肺容量测定的临床意义肺容量测定的临床意义残气和功能残气增高的原因残气
4、和功能残气增高的原因 COPD 哮喘哮喘通气功能通气功能l分钟静息通气量分钟静息通气量(minute ventilation,VE)l肺泡通气量肺泡通气量(alveolar ventilation,VA)l最大通气量最大通气量(maximal voluntary ventilation,MVV)l用力肺活量用力肺活量(forced vilol capacity,FVC)分钟静息通气量的临床意义分钟静息通气量的临床意义l是静息呼吸频率及潮气量乘积是静息呼吸频率及潮气量乘积l与年龄、性别、身高、体重有关与年龄、性别、身高、体重有关l正常人正常人 婴儿浅而快婴儿浅而快 成人经常参加体育活动者深而慢成
5、人经常参加体育活动者深而慢l疾病时疾病时 限制性肺病患者浅而快限制性肺病患者浅而快 阻塞性肺病患者深而慢阻塞性肺病患者深而慢通气功能肺泡通气量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指每分钟进入呼吸性细支气管及肺泡的气量 解剖无效腔解剖无效腔 生理无效腔生理无效腔 肺泡无效腔肺泡无效腔 肺泡通气量的临床意义肺泡通气量的临床意义l肺泡通气量是真正有效的通气量肺泡通气量是真正有效的通气量l肺泡通气量降低的后果肺泡通气量降低的后果PACO2 +PAO2 l当当分钟通气量不变时分钟通气量不变时 深慢呼吸的肺泡通气量深慢呼吸的肺泡通气量浅快呼吸
6、时浅快呼吸时通气功能最大通气量通气功能最大通气量(maximal voluntary ventilation)lMVV=15秒内最大潮气量、最快呼吸频秒内最大潮气量、最快呼吸频率的通气量率的通气量4l影响因素影响因素 肺容量肺容量 气道阻力气道阻力 肺胸顺应性肺胸顺应性 呼吸肌力量呼吸肌力量通气功能最大通气量通气功能最大通气量 正常人正常人阻塞性阻塞性限制性限制性通气功能最大通气量通气功能最大通气量 阻塞性与限制性通气障碍的鉴别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最大通气量占预计值百分比 气速指数气速指数=肺活量占预计值百分比肺活量占预计值百分比 正常人正常人=1 阻塞性通气
7、障碍阻塞性通气障碍1 通气功能用力肺活量通气功能用力肺活量(forced vital capacity)(forced vital capacity)l吸足气后用最大力量以最快速度所能呼出的最大气量吸足气后用最大力量以最快速度所能呼出的最大气量VolumeAABFEV1BACFEV2C ADFEV3D 0 S1 S2 S3 Time通气功能通气功能 最大呼气中段流速最大呼气中段流速(MMEF)容量容量(升升)A MMEF=AB/CDB C D时间时间(秒秒)用力肺活量的临床意义用力肺活量的临床意义正常人呼气通畅，图迹陡直正常人呼气通畅，图迹陡直阻塞性呼气困难，图迹平坦阻塞性呼气困难，图迹平坦正
8、常人正常人FVC=VC阻塞性阻塞性FVCO2的的弥散量（弥散量（20倍）倍）弥散量与弥散膜两侧气体分压差有关弥散量与弥散膜两侧气体分压差有关FiO2PAO2 弥散量增加弥散量增加换气功能吸入气分布换气功能吸入气分布测定方法测定方法l l一口气法l l氮冲洗法l l放射性气溶胶通气显象换气功能肺血流分布换气功能肺血流分布测定方法测定方法l通过核素显象测定。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，用可栓塞在肺毛细血管中，用照相机测定肺部不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同部位核素的放射性活
9、性即可显示肺血流的分布换气功能肺血流分布换气功能肺血流分布临床意义临床意义l正常人正常人受体位、重力的影响受体位、重力的影响l疾病状态疾病状态肺气肿肺气肿肺栓塞肺栓塞肺血流充盈缺损肺血流充盈缺损通气显象无缺损通气显象无缺损换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例测定方法测定方法l间接测量法间接测量法测定死腔和分流量测定死腔和分流量死腔死腔肺泡气肺泡气PCO2混合呼出气混合呼出气PCO2潮气量潮气量肺泡气肺泡气PCO2吸入气吸入气PCO2肺泡气肺泡气PCO2=PaCO2吸入气吸入气PCO2=0换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例测定方法测定方法l间接测量法间接测量法动静脉分流量的测定
10、：动静脉分流量的测定：患者通过单向活瓣吸入纯氧患者通过单向活瓣吸入纯氧20分钟，然后测分钟，然后测动脉血气，依据公式计算动脉血气，依据公式计算动静脉分流量动静脉分流量0.0031PA-aO2(动脉动脉-混合静脉血氧含量差混合静脉血氧含量差)0.0031 PA-aO2换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例测定方法测定方法l间接测量法间接测量法动静脉分流量的测定：动静脉分流量的测定：肺泡氧分压肺泡氧分压=大气压水蒸汽分压肺泡气大气压水蒸汽分压肺泡气PCO2PaO2可直接测定可直接测定动脉动脉-混合静脉血氧含量差混合静脉血氧含量差=5换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例(ventila
11、tion/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有效的气体交换取决于通气与血流在数量上的协调调正常人正常人 肺泡通气量肺泡通气量4L/min肺血流量肺血流量5L/min通气通气/血流比例血流比例=0.8疾病状态疾病状态通气或血流单项指标异常时，通气或血流单项指标异常时，机体通过代偿调节，可基本保持机体通过代偿调节，可基本保持通气通气/血流比例正常血流比例正常通气和血流比例通气和血流比例失调的代偿失调的代偿疾病状态疾病状态下下 气道阻塞或肺顺应性降低气道阻塞或肺顺应性降低,使局部通使局部通气不足时，局部小血管收缩，毛细血管血气不足时，局部小血管收缩，毛
12、细血管血流量降低流量降低,可保持通气可保持通气/血流比例适当血流比例适当.换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例失调的临床意义失调的临床意义通气通气/血流比例失调对动脉血气的影响血流比例失调对动脉血气的影响l 通气不足肺泡通气不足肺泡低氧血症，低氧血症，CO2潴留潴留l 通气过度肺泡通气过度肺泡高氧血症，低高氧血症，低CO2(通气过度肺泡的氧分压可提高，但肺毛细血管氧含量通气过度肺泡的氧分压可提高，但肺毛细血管氧含量因因Hb携带氧能力的限制增加不多，因此不能完全代偿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。通气不足肺泡的低氧血症。而通气过度肺泡能代偿通而通气过度肺
13、泡能代偿通气不足肺泡的高碳酸血症气不足肺泡的高碳酸血症)换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例失调的临床意义失调的临床意义l通气通气/血流比例失调主要影响动脉血氧血流比例失调主要影响动脉血氧分压，对分压，对CO2分压影响不大分压影响不大换气功能通气和血流比例换气功能通气和血流比例失调的临床意义失调的临床意义l 通气通气/血流血流(V/Q)比例失调典型病例比例失调典型病例l 肺梗塞局部血流阻塞，肺梗塞局部血流阻塞，V/Q无穷大，无穷大，死腔死腔l 肺不张局部气道阻塞，肺不张局部气道阻塞，V/Q为零，为零，静脉血分流量静脉血分流量通气动力机制通气动力机制通气动力机制又称呼吸动力机制通气动力机
14、制又称呼吸动力机制主要研究主要研究肺通气的动力肺通气的动力肺通气的阻力肺通气的阻力通气通气 外环境与肺泡之间的气体交换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、呼吸肌和呼吸器由呼吸中枢、神经传导、呼吸肌和呼吸器 官参与官参与影响通气动力的疾病影响通气动力的疾病l呼吸中枢呼吸中枢脑炎、脑外伤、脑血管意脑炎、脑外伤、脑血管意 外、脑水肿、麻醉药过量外、脑水肿、麻醉药过量l神经肌肉传导神经肌肉传导膈神经损伤、运动神经原膈神经损伤、运动神经原 病变、格林巴利综合征病变、格林巴利综合征l呼吸肌呼吸肌重症肌无力、进行性肌营重症肌无力、进行性
15、肌营 养不良症、低钾血症养不良症、低钾血症通气动力测定通气动力测定呼吸中枢的反应性呼吸中枢的反应性高高CO2反应性反应性低氧反应性低氧反应性呼吸肌功能的测定呼吸肌功能的测定最大口腔吸气压最大口腔吸气压(MIP)最大口腔呼气压最大口腔呼气压(MEP)经膈压经膈压通气阻力通气阻力部位分类部位分类 气道阻力气道阻力 肺组织阻力肺组织阻力 胸廓阻力胸廓阻力物理特性分类物理特性分类 弹性阻力弹性阻力 肺顺应性肺顺应性 胸廓顺应性胸廓顺应性 呼吸系统总顺应性呼吸系统总顺应性 非弹性阻力非弹性阻力 粘性阻力粘性阻力惯性阻力惯性阻力弹性阻力弹性阻力吸气时必须克服的肺和胸廓容积变化吸气时必须克服的肺和胸廓容积变
16、化所产生的弹性回缩力所产生的弹性回缩力 可用顺应性表示可用顺应性表示弹性阻力弹性阻力顺应性是单位压力变化所引起的容量改变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肺顺应性肺容量改变(V)/经肺压经肺压经肺压是胸腔内压与肺泡内压之差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胸壁顺应性肺容量改变(V)/经胸壁压经胸壁压经胸壁压是胸腔内压与体表压之差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胸廓总顺应性肺容量改变(V)/经胸廓压经胸廓压经胸廓压经肺压经胸壁压经胸廓压经肺压经胸壁压非弹性阻力非弹性阻力粘性阻力粘性阻力维持气体流动所需克服阻力维持气体流动所需克服阻力 包括包
17、括:气道粘性阻力气道粘性阻力 肺组织粘性阻力肺组织粘性阻力惯性阻力惯性阻力引起气流加速度所克服的阻力引起气流加速度所克服的阻力通气阻力通气阻力平静呼吸时的阻力平静呼吸时的阻力弹性阻力弹性阻力 非弹性阻力非弹性阻力 惯性阻力惯性阻力粘性阻力粘性阻力 100 70 0 30 肺脏肺脏 气道气道 1/5 4/5 肺功能测定的临床应用肺功能测定的临床应用肺功能指标测量结果的影响因素肺功能指标测量结果的影响因素年龄、身高和性别年龄、身高和性别种族、职业、营养和生活环境种族、职业、营养和生活环境不同的仪器不同的仪器肺功能测定的临床应用通气功能障碍的分型通气功能障碍的分型阻塞性阻塞性COPD、支气管哮喘支气
18、管哮喘限制性限制性胸廓畸形、胸膜肥厚胸廓畸形、胸膜肥厚弥漫性肺间质纤维化弥漫性肺间质纤维化肺功能测定的临床应用肺功能测定的临床应用通气功能障碍的肺功能变化通气功能障碍的肺功能变化肺容量指标肺容量指标阻塞性阻塞性限制性限制性混合性混合性VCN或或 FRC 不一不一TLCN或或 不一不一RV/TLC N或或 不一不一肺功能测定的临床应用肺功能测定的临床应用通气功能障碍的肺功能变化通气功能障碍的肺功能变化通气指标通气指标 阻塞性阻塞性 限制性限制性 混合性混合性FVCN或或 FEV1 FEV1/FVC N或或 MMEF MVV 肺功能测定的临床应用肺功能测定的临床应用换气功能障碍的原因换气功能障碍的原因V/Q比例失调比例失调死腔通气死腔通气静脉血掺杂静脉血掺杂静脉血分流静脉血分流肺血流通过无通气功能肺泡肺血流通过无通气功能肺泡弥散功能障碍弥散功能障碍谢谢！