肺容量

在本文中，我们将了解肺容量和肺容量、如何测量它们以及它们如何受到病理学的影响。

将肺内的总空间划分为体积和容量是有用的。该部门可以评估肺部的机械状况、肌肉组织、气道阻力以及肺泡膜气体交换的有效性。这些可以通过简单、廉价和非侵入性的测试来确定。

定义

肺容量

肺活量

它们由 2 个或更多肺体积组成。这些是固定的，因为它们不会随着呼吸模式而改变。

解剖学（串行）死腔是指永远不会到达肺泡、因此永远不会参与呼吸的空气体积。这包括上呼吸道和下呼吸道直至并包括终末细支气管的体积。

肺泡（分配性）死腔是到达肺泡但不参与呼吸的空气体积。这可以反映肺泡已通气但未灌注，例如继发于肺栓塞。

作者：OpenStax College [CC BY 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0)]，来自 Wikimedia Commons

图 1 – 显示不同肺容量的图表。

测量体积和容量

简单的肺活量测定法

简单的肺活量测定法可以测量潮气量、补吸气量和补呼气量。但是，它无法测量残留量。

测量值针对身高、年龄和性别进行标准化。其中，身高对能力的影响最大。

过程

对象通过水上的闭合回路进行呼吸。室内充满氧气，当他们呼吸时，气体增加并减少回路内的体积。每次通风时，腔室上方的重量都会根据回路体积改变高度。用笔记录高度以反映随着时间的 推移吸入或呼出的 体积。

氦气 稀释

氦气稀释用于测量总肺活量。然而，只有当肺部没有阻塞时，它才是准确的。如果存在阻塞点，则在通气期间氦气可能无法到达肺部的所有区域，从而导致低估，因为仅测量通气的肺容量。

过程

平静呼气后，受试者吸入已知浓度的氦气（惰性气体）。他们屏住呼吸 10 秒钟，让氦气与肺部的空气混合，稀释氦气的浓度。然后在呼气后测量氦气的浓度。 然后根据氦气的稀释程度计算通风的空气量。

氮气 冲洗

 一种计算传导气道直至并包括终末细支气管（通常为 150mL）的串行/解剖死腔的方法。

过程

受试者吸入纯氧，然后通过测量氮气含量的阀门呼气。首先，呼出纯氧，代表死腔体积。这是因为呼出的空气从未到达肺泡，因此从未进行气体交换。

然后，死腔空气和肺泡空气的混合物被呼出。这意味着当来自死区的富氮空气到达阀门时，检测到的氮气浓度增加。几次呼吸后，肺部的纯氧被冲走，这意味着纯肺泡空气被呼出。氮水平将反映肺泡空气的水平。随着时间的推移测量的氮水平可用于计算 肺部的解剖 死腔体积。

肺容量可视化

生命记录仪

生命记录仪使用从肺活量测定测试中收集的数据创建体积随时间变化的图。

可以通过生命记录仪测量的两个重要的肺活量测定体积是：

• FVC（用力肺活量）——受试者在一次最大呼气中从最大吸气点可以排出的最大空气量
• FEV 1 （一秒用力呼气量）——受试者在一秒内从最大吸气点可以呼出的最大空气量

在评估可能的气道阻塞时，第一秒内可呼出的空气占可呼出的空气总量的比例非常重要。该比例称为FEV 1 /FVC 比值。该比率在临床上对于呼吸系统疾病的诊断很重要。

作者：国家心肺和血液研究所 (NIH)（国家心肺和血液研究所 (NIH)）[公共领域]，来自 Wikimedia Commons

图 2 – 显示使用肺活量计进行肺活量测定的过程的图像。

流量 环路 

该图绘制了流量与容量的关系图（分别将呼气流量和吸气流量显示为正值和负值）。

评估流量-体积曲线时要考虑的重要因素如下：

• 呼气峰流速 (PEFR )  –流速
• 肺活量– 呼气量，从 X 轴计算
• 曲线形状 ——阻塞性疾病中的“勺状”，限制性疾病中的整体小环

作者：Evgenios metaxas MD 理学硕士，肺科医师 Ευγένιος Μετανιος 医学博士理学硕士，Πνευμονολόγος [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]，来自 Wikimedia Commons

图 3 – 流量-体积环

氮气 冲刷 图

该图绘制了呼出空气中氮气的百分比浓度 (%N) 与呼出空气总量的关系。

解剖学死腔由呼出空气量确定，在该呼出空气量下，冲出曲线 (A1) 以下的体积等于冲出曲线(A2) 以上的体积。

临床相关性 - 阻塞性和限制性缺陷

过程	用力呼气量1	用力肺活量	用力呼气量1/用力肺活量
阻塞性的	<预测值的 80%	降低，但程度与 FEV1不同	<0.7
限制性的	<预测值的 80%	<预测值的 80%	>=0.7

在阻塞性 疾病中， FEV 1由于呼气时阻力增加而降低。当吸入的空气多于呼出的空气时，也会发生空气滞留。这可能会导致残留量增加。在哮喘中，阻塞是可逆的，可用于诊断。这意味着在使用沙丁胺醇等支气管扩张剂后， FEV 1 /FVC 将在重新测试时恢复。

当受影响的小气道开始塌陷时，阻塞性疾病中所谓的流量曲线“勺形”就会出现。当空气在呼气时离开胸部时，小气道内的压力降低，因此小气道不再保持开放。这会增加呼气阻力，从而减少流量。

阻塞性疾病的例子有哮喘、 COPD（慢性支气管炎、肺气肿）、气管狭窄和大气道肿瘤。

作者：Evgenios metaxas MD 理学硕士，肺科医师 Ευγένιος Μετανιος 医学硕士，Πνευμονολόγος [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]，来自 Wikimedia Commons

图 5 – 哮喘（一种阻塞性疾病）患者的肺活量测定。

在限制性 疾病中，由于肺扩张不良，用力肺活量降低。这可能是神经性的，由于吸气肌无力或由于解剖畸形。这会导致吸气储备量减少，因为在最大吸气期间肺部充气受到限制。由于呼气比吸气更有效，因此残余气量也可以减少。

限制性疾病的例子有间质性肺纤维化、肌无力、脊柱后凸、肥胖和紧张性腹水。