第二节　肺功能检测在儿科临床的应用

一、肺功能概述

肺有多种功能，包括呼吸、内分泌、免疫和代谢等。其中呼吸的主要功能是给身体细胞提供氧气和从身体细胞排除多余的二氧化碳。由两个系统来共同完成：

（1）呼吸系统：

这是一个系统供应空气中的空气泵，把O₂输入血液，而把血液中多余的CO₂带走。在鱼，血液流过鳃的血管时，就从血管周围的流水中提取O₂。在人，呼吸器——肺的表面是在体内折叠起来的，以保护这些薄膜免于干燥；当饱和水蒸气的空气被吸入后，就同经过肺毛细血管的血流紧密地接触，于是进行气体交换。

（2）血液循环系统：

是一个血泵，以推动心脏的全部输出量，使其通过肺泡周围的细小而薄壁的血管（毛细血管），供应血液。它携带任何必需的物质进出组织细胞，借助于血红蛋白，可以运输大量的O₂和CO₂。这两个系统相互合作形成气体交换器，以供组织的需要，最终作用是完成空气同所有组织细胞之间的气体交换。

呼吸系统常被简化为两个主要部分：①传送气道，在这气道中，实际上是不进行交换的；②肺泡，在这里，大量的O₂和CO₂迅速地进行交换。但真实的呼吸系统乃是一个非常复杂的分配系统。这个系统在开始处是两条鼻道（有时第三条通路，即口，也被利用），然后合成一条，即气管。气管分为两条主支，即右侧和左侧支气管，每一支气管再分为两条，然后每一条又再分为二。总起来，共经过20～23次再分。简单的计算表明，这种形式的20次再分，可以产生大约一百万条末梢细管。每一条末梢细管的末端有一个盲囊、即肺泡；气体交换就在这里进行。成人的两侧肺共有3亿个肺泡，肺泡的直径在 75～300μm^［1］。有些肺泡很靠近肺的中心（肺门），有些则位于肺尖或基底部，距离肺门达20～30cm。要把适量的新鲜空气几乎同时地通过一百万条不同长度和直径的细管分配到三亿个不同大小的肺泡中去，确实需要一个奇异的工程设计。不仅如此，由于空气在传送管道中是不参与气体交换的，因而这些管道的内径一定要小（尽量减小无用的空气容积），但又不能太小，以免呼吸泵在推动空气在管中流动时必须耗费过多的功来克服阻力。

人在休息时，每分钟需要转移氧气200～250ml，但在进行最大运动时，他所需要的氧气量可以比这超过20倍——即达5 500ml。

供应血液的系统和呼吸系统是同样奇异和复杂的。它提供一个面积极大而厚度极薄的表面，以便于在空气和血液之间转移气体。血泵——右心室推动静脉血进入一条大管道，即肺动脉主干。这主干分支又分支，直至最后血液流过肺泡周围的数百万条短而薄壁的毛细血管。这里毛细血管床的表面积约为70m²，约40倍于人体的表面积，每条毛细血管壁的厚度不到0.1μm，其直径约为10～14μm。血流通过全部血管床的阻力非常低，在不到10mmHg的压力推动之下，每分钟即有5～10L的血液能流过全部血管床。这一血泵的推动力有很大的变动范围，人在休息时，它每分钟能推动4L的血液通过毛细血管，而在最大运动时，能每分钟推动30～40L。

空气泵和血泵的结构是大有差异的。血液是被一个由肌肉构成的泵，即右心室，朝着一个方向推动；三尖瓣阻止血液在心室收缩期倒流入右心房，肺动脉瓣则阻止血液在心室舒张期倒流入右心室。血液流过一个传送系统（肺动脉）而至气体交换系统（毛细血管）和集合系统（肺静脉），然后进入第二个血泵（左心室），而分布于身体细胞。空气泵的不同在于它没有活瓣，空气进入和排出（如同潮水的涨落）是通过同一套管道进行的。这些管道既传送新鲜空气进入肺泡，也从肺泡中收集肺泡气。在这些管道中，极少或者不进行气体交换，所以称它们是“死腔”（也称无效腔）。空气泵中的这个死腔，从一方面看来是个不利因素，因为需要有较多的通气和需要泵做较大的功。但从另一方面看，又有其有利之处，因为不需要有另一套集合管以传送呼出的气体，这就使得肺里有较多的空间以供气体弥散。空气泵不同于血泵之处在于它主要是一种“负压”（低于大气压）泵而不是正压泵。负压泵机制是主动地扩大胸腔，使肺泡中的压力降到大气压以下，于是处于大气压水平的空气就流进肺内；然后负压泵被动地回缩到它原先休息时的位置，以驱使空气出肺。必要时可启动正压呼吸，主动收缩胸腔，压迫肺脏，驱使肺泡气从胸内排出，当胸外压力解除时，新鲜空气随即进入。

为适合组织细胞变动的需要，心和肺必须是可变的泵。理想地说，这些泵也应精巧准确地调节着，使它们得以最小的能量代价来适合每一需要。还有，这两个泵所产生的空气的供应和血液供应，必须不仅在总量上相配合，而且在肺的每一部位上也要相配合。这就需要有相应的呼吸循环神经中枢，以及中枢对效应器官的调控。

呼吸调节要包括的当然不只是保持气体交换所需的空气供应。例如，呼出的空气被用来说话、唱歌、吹气、咳嗽；呼吸肌参与叹息、打呵欠、发笑、哭泣、呜咽、打嗝、吮吸、鼻吸、大喊和呕吐等活动。在某些动物，呼出空气是散热的一种重要手段。还有一些特殊的调节机制以保护肺免遭固体物、液体和刺激性气体的侵入（如打喷嚏等）。

肺的气体交换系统在肺部完成的气体交换称为“外呼吸”。为了适合各种器官、组织和细胞的需要，组织中细胞利用O₂和排除CO₂时的过程称为“内呼吸”或“组织呼吸”。

肺功能检测包括：空气和肺泡之间、肺泡和肺毛细血管血液之间、组织毛细血管和组织细胞之间，以及组织空隙和血液之间的气体交换功能的测定。临床所指的肺功能测定主要是指肺的通气功能和换气功能。但肺的呼吸功能知识内容涉及广泛，我们在临床分析和应用肺功能测定时应予充分的考虑。

儿童呼吸系统解剖及病理生理特点与成人差异迥然，尤其是婴幼儿，其肺功能的各方面在不同年龄段都存在很大差异。另外，在测定大多数肺功能参数时，均需要受试者按照指定的呼吸方式密切与操作者配合，才能获得稳定可靠的结果。学龄期小儿经配合训练后，可采取目前临床常规应用的肺功能检查方法，做较全面的肺功能检查。6岁以下学龄前小儿和3岁以下婴幼儿肺功能检查由于不能很好配合，多采用该年龄段适用的特殊方法。如选用胸腔气体容量（TGV）和功能残气量（FRC）等无需主动配合的检测项目，应用潮气呼吸替代最大呼气测定流速容量曲线，快速胸腹挤压法产生被动呼气流速-容量曲线以及应用不需主动配合的声阻抗检测方法等，所用分析指标亦颇为不同。

二、肺容量

（一）肺容量概念

在呼吸运动过程中，胸廓和肺发生不同程度的扩张和回缩，肺内容纳的气量相应随之改变，据此可分为四种基础肺容积和四种基础肺容量（图 2-2-1）。

图2-2-1　基础肺容积和肺容量的构成

1.基础肺容积

是在安静状态下一次呼吸所出现的呼吸气量变化，彼此互不重叠，包括以下4 项^［2］：

（1）潮气容积（tidal volume，VT）：

平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。

（2）补吸气容积（inspiratory reserve volume，IRV）：

平静吸气后能继续吸入的最大气量。

（3）补呼气容积（expiratory reserve volume，ERV）：

平静呼气后能继续呼出的最大气量。

（4）残气容积（residual volume，RV）：

补呼气后，肺内不能呼出的残留气量。

2.肺容量

是由两个或两个以上的基础肺容积组成，包括以下4项：

（1）深吸气量（inspiratory capacity，IC）：

平静呼气后能吸入的最大气量，由VT+IRV组成。

（2）肺活量（vital capacity）：

最大吸气后能呼出的最大气量，由IC+ERV组成。

（3）功能残气量（functional residual capacity，FRC）：

平静呼气后肺内所含有的气量，由ERV+RV组成。

（4）肺总量（total lung capacity，TLC）：

深吸气后肺内所含有的总气量，由VC+RV组成。

（二）肺容量测定方法

早在1718年James Junri用气囊收集呼吸气进行肺活量的测定。随后的300年随着科学技术的发展，测定肺容量的仪器不断发展。基于不同肺功能组合可实现不同方式的肺功能测定见图2-2-2，根据流量传感器的不同，目前多分为压差式、热敏式、涡流式及超声式肺功能仪。其测定原理不尽相同，压差式流量传感器是利用管道中气体的压力降与流速的依从关系进行流量测定的，热敏式传感器是利用热传导原理进行设计的，涡流式传感器通过计算气体推动涡轮转动的次数来测定气体流量，而超声传感器则通过测量超声波脉冲顺流和逆流传播时间差来反映流体速度。

图2-2-2　不同肺功能仪配件及肺功能测定方法

各种肺功能仪通常都预置了一些有代表性的预计值公式，根据被输入的受试者性别、年龄、身高、体重等参数，自动计算出预计值以及实测值占预计值的百分比。在测定之前，要对仪器进行环境校准（温度、湿度、大气压）和流速容积校准。

现代肺功能仪可直接测定的肺容量包括VT、IRV、ERV、IC、VC共五种，可称为直接测定的肺容量；RV、FRC、TLC必须通过间接法测得，属间接测定的肺容量，通常首先测定FRC，再借助直接测定的肺容量换算得出其他指标。

FRC的测定方法主要包括气体分析法和人体体积描记法。以下介绍常用的FRC测定方法：

1.气体分析法

（1）密闭式氦稀释法——重复呼吸法：

以氦气作为外加的指示气体，测定时，令受试者于FRC位时经一密闭系统重复呼吸某一固定容积（V₁）的容器内含有特定浓度（C₁）氦气（一般为10%）的混合气体。在重复呼吸过程中，氦气逐渐分布入肺泡气中，最终肺泡内与容器内的氦浓度达到平衡，平衡浓度为C₂，此时氦气的分布容积为V₂，FRC则为V₂-V₁。由于氦气最终在肺内均匀分布，并且不参与肺内气体交换和气体代谢，因此测定前后密闭系统中氦气总含量恒定不变，公式V₁C₁=V₂C₂成立，据此计算出V₂，FRC=V₂-V₁

（2）密闭式氦稀释法——一口气法：

通常用于弥散功能一次呼吸法测定过程中肺总量的副检测。以10%氦气，0.3%CO与空气混合气为指示气体，令受试者在用力呼气末（即RV位置）快速吸气至TLC位，屏气10秒，由呼出肺泡气中氦浓度计算获得TLC和RV。由于一口气法允许气体分布和平衡的时间太短，仅适合于正常人、轻中度限制性通气功能障碍和轻中度阻塞性通气功能障碍的患者。在严重阻塞的患者，由于气体来不及进入所有肺泡，或不能均匀分布在所有肺泡，测定值会显著低于实际值，必须改用重复呼吸法测定。在肺活量太小的限制性通气功能障碍的患者（或肺活量太小的正常人），由于连接管路死腔相对较大，氦气也不能真正进入所有气泡，测定差异也较大，必须改用重复呼吸法测定。

（3）密闭式氮稀释法——重复呼吸法：

受试者测定前肺内的氮气浓度恒定（C₁=79.1），令受试者在平静呼气末（即FRC位）时经密闭的肺量计重复呼吸，吸入固定体积（一般为5L）的纯氧，重复呼吸的时间通常为7min，肺内的氮与肺量计中的氮浓度达到平衡。测出肺量计中氮浓度，经由以下公式可计算出FRC。

测定前肺内的氮浓度为FRC×79.1%，死腔含氮量为d×79.1%，肺量计中氧量为a，氮量为e，所以测定前肺内和肺量计中总的含氮量为FRC×79.1%+ d×79.1%+e；测定后平衡气中氮浓度为y，在FRC位时的含氮量为FRC×y，死腔含氮量 d×y，肺量计含氮量（a-b）y，其中 b为重复呼吸7分钟机体耗氧量，另外由于毛细血管与肺泡气氮分压差所致从血液排入肺泡的氮量为c（Christie计算法为 80ml），因此：

FRC×79.1%+d×79.1%+e=FRC×y+d×y+（a-b）y-c

经 上 式，即：FRC={［（a-b）y-（c+e）100］/（79.1-y）}-d

其中，a =充入肺量计中的氧量（ml）

e =充入肺量计的氧气中的含氮量

b =重复呼吸7分钟机体的耗氧量

y =重复呼吸7分钟后肺与肺量计中气体平衡后的氮浓度

c =重复呼吸7分钟后机体排出的氮量，Christie1计算法为80ml

d =肺量计及其通路的死腔容量（ml）

2.人体体积描记法（body plethysmograph）^［3］

此法须应用人体体积描记仪，简称体描法。受试者被置于体描仪的密闭箱内，经口呼吸，压力传感器分别记录口腔内压和密闭箱内压的变化。受试者呼吸时，胸内气体相应地被压缩和扩张引起胸廓内气量（Vtg）的变化，从箱内压的改变推导测定胸廓内容积。在受试者平静呼气末（即FRC位时）关闭阀门，阻断呼吸气流，并令受试者作轻轻喘息的呼吸动作。在气道中没有气流的情况下，口腔内压的变化等于肺泡压的变化（△Pmo=△Palv），箱内压出现相应改变与口腔压的改变成线性反比关系。用Boyel定律可推算Vtg。（Boyel定律，即：在等温情况下，气体在密闭容器内被压缩，容量减低，压力增加，此瞬间压力和容量的关系为P₁V₁=P₂V₂）

P₁V₁=P₂V₂

P₁V₁=（P₁-△P）（V₁+△V_L）

P₁V₁=P₁V₁-△PV₁+（P₁-△P）△V_L

V₁=△V_L（P₁-△P）/△P

△P值与P₁相比甚小，可略去，故公式简化为：

V₁=△V_LP₁/△P

上式中P₁为大气压，V₁为在切断气流时（即FRC位）的胸廓内气量（Vtg，此时的Vtg即为FRC），△P 为肺内压（即口腔压的变化），△V_L为肺容量的改变，由于△P和△V_L均可被测出，故由上式可换算出FRC。

在正常肺和限制性通气患者，体描法所测得的Vtg与用氦稀释法所测得的FRC结果基本相同。但在阻塞性通气功能障碍，由于肺内存在通气不良区域，吸入的氦气不易进入这些区域，其分布容积小，所以氦稀释法所测得的FRC小于体描法。

（三）肺容量的影响因素

1.年龄

处于生长发育阶段的儿童，肺容积随年龄增长逐渐增大，在青春发育期（男孩13～14岁，女孩11～14岁）肺容量增长最大，在20岁左右达高峰并稳定一段时间，其后随年龄增大，肺活量逐渐下降，功能残气量和残气量增加，肺总量变化不大。

2.身高

肺容量与身高呈正相关关系，身高是肺容量最主要的影响因素之一。注意在无法直立的儿童或脊柱畸形的儿童，通常以指间距代替身高值。

3.体重

由于体重与身高密切相关，在考虑身高的前提下，体重对肺容量的影响甚小。

4.性别

相同年龄、身高的男性的肺容量高于女性。

5.其他

除人体学因素外，早产、低出生体重、母乳喂养、二手烟暴露等因素亦会影响肺功能。

三、肺通气功能

通气功能包括静息通气量和用力通气量，测定方法上应用最多为最大呼气流量-容积曲线（maximal expiratory flow-volume，MEFV）法，它是在深吸气末做最大用力呼气过程中，呼出气体流量随肺容量变化的关系曲线。MEFV是动态肺容量的测定，它所描记的是用力肺活量测定时的时间肺容量，即在高肺容量（TLC位）用力呼气，呼气流速的大小取决于肺泡的驱动压和气道的通畅情况，而气道的通畅情况又取决于气道和肺组织的结构、肺容积和气道内外的压力。MEFV曲线的形状和各参数值反映了用力呼气过程中呼气力量、胸肺弹力、肺容积、气道阻力对呼气流速的综合影响。因此，在受试者达到对测试操作理解和配合最佳的情况下，MEFV应能很好地反映呼气气流受阻的情况。以下对MEFV方式测定通气功能的主要参数的概念和临床应用意义分别介绍^［2］。

（一）第1秒用力呼气容积（FEV₁）、用力肺活量（FVC）和1秒率（FEV₁/FVC）

受试者在深吸气末（即TLC位），作最快速度和最大力量的呼气动作，所呼出气量为用力肺活量（FVC）；在呼气的第1秒钟内呼出的气体容积为 FEV₁，单位为升（L），FEV₁占 FVC 的百分比为1秒率。FEV₁测定的重复性好，正常人变异系数为3%～5%，它是敏感反映较大气道阻力的重要参数，在实际应用中，通常以FEV₁实测值占预计值百分比FEV₁%来比较，正常范围是80%～120%。

FEV₁是目前临床判断哮喘急性发作期和慢性持续期严重程度的基本指标。但对于早期或轻度气流阻塞的病例，1秒率FEV₁/FVC比FEV₁更敏感，因此部分轻度哮喘患者，可出现FEV₁正常但FEV₁/FVC降低的情况。对于儿童哮喘而言，在使用FEV₁指标判定哮喘严重程度时要尤为注意。有研究者认为，在稳定期（或缓解期）哮喘儿童，绝大多数FEV₁位于正常范围，若单以此指标判定病情严重度，可能会低估病情。因此应结合其他肺功能指标如FEV₁/FVC、吸入速效β₂受体激动剂前后FEV₁变化率（或气道对β₂受体激动剂的可逆性）、气道阻力（例如应用脉冲振荡方法）等和哮喘症状发生频度、缓解药物应用频度等临床指标来综合分析判定哮喘严重度。

（二）呼气峰流量（PEF）或呼气峰流速率（PEFR）

MEFV测定过程中，用力呼气瞬间最大流速，单位为升 /min（L/min）或升 /s（L/s）。PEF 发生于FVC最初的0.1秒时限内，与呼气用力程度密切相关，但不要求延长呼吸，因此除了在肺功能仪上测定MEFV时获得此参数，也可应用简易便携的峰流速仪测出。PEF在呼气曲线上出现早，反映大气道通畅情况，为用力依赖的指标，虽与FEV₁相关性好，但由于正常值范围大，重复性较差，不能单独用于哮喘诊断。由于个体差异较大，在确定正常参考值时，通常应用个人最佳值作为参考。PEF实测值≥80%预计值或个人最佳值为正常。

在哮喘的病情监测和自我管理计划中，PEF的日间变异率是普遍应用的指标。PEF日间变异率=（日内最高PEF-日内最低PEF）/1/2（日内最高PEF+日内最低PEF）×100%，正常值应低于13%，若变异率20%～30%，则为中度持续哮喘，变异率大于30%为重度持续哮喘。

（三）最大呼气中期流量（MMEF）和流量容积曲线

最大呼气流量容积（MEFV）曲线：从TLC位一次用力呼气至RV位过程中，描绘出肺容量及相应气流速度的曲线，以肺活量的75%（MEF₇₅或 FEF₂₅）、50%（MEF₅₀ 或 FEF₅₀）、25%（MEF₂₅ 或FEF₇₅）时的流量为定量指标。

如果 FEV₁、PEF、FEF₂₅正常，FEF₅₀、FEF₇₅降低可用于对小气道阻塞性疾患的早期诊断，正常FEF₅₀、FEF₇₅应占各指标预计值65%以上。

（四）小气道功能

小气道通常指直径2mm以下的气道。与大、中气道相比，它有如下特点：管壁菲薄、管腔纤细、纤毛减少或消失、软骨缺如、平滑肌相对较丰富、总横截面积非常大，可使气道阻力减小，小气道阻力仅占整个气道阻力的20%以下。小气道结构主要通过肺组织的弹力纤维维持，弹力纤维的破坏将导致小气道内径的缩小，甚至陷闭。小气道病变和/或肺组织弹性功能减退均导致小气道功能减退。

最大呼气流量容积曲线是最常用的测定小气道功能的方法，小气道功能下降在MEFV曲线主要表现为两个方面，一是在数值表现为在Vmax、FEF₂₅基本正常的情况下，FEF₅₀、FEF₇₅的下降，时间肺活量和最大通气量正常；二是指在MEFV曲线上表现为高容积图形基本正常，但低容积出现凹陷性改变。实际上在小气道或肺组织的轻微或轻度改变时，仅有FEF₅₀、FEF₇₅的下降，Vmax和FEF₂₅无明显变化，此时FEF₅₀、FEF₇₅反映小气道功能，在严重小气道病变或肺组织弹性减退时，不仅有FEF₅₀、FEF₇₅显著下降，也有Vmax和FEF₂₅的显著下降。因此在Vmax、FEF₂₅基本正常的情况下，FEF₅₀、FEF₇₅的下降反映下气道功能的早期改变。

最大中期呼气流速（maximal midexpiratory flow，MMEF，MMF）曾作为反映小气道功能的重要指标。MMEF是指在FVC曲线上，用力呼出气量在25%～75%之间的平均流量。即把FVC四等分，呼气初始1/4与用力关系太密切，流速快不予考虑；呼气末端的1/4，因肺组织弹性减退，支气管内径缩小，呼气流速非常低，也不予考虑；最后剩下中间1/2即为MMEF，其大小等于中间1/2的容积除以中间1/2的时间。可较好反映小气道阻力的变化。MMEF主要取决于FVC非用力依赖部分，即呼气流量最用力程度达到一定限度后，尽管继续用力流量固定不变。MMEF与低肺容量位的流量相似，主要受小气道直径影响，流量下降反映小气道的气流阻塞。

近年来随着脉冲振荡肺功能测定技术的发展，应用该法反映小气道功能亦逐渐用于临床，详细介绍可参见本章“脉冲振荡技术”相关内容。

四、弥散功能

肺内气体弥散主要包括氧气和二氧化碳的弥散。肺内气体通过气相弥散、膜相弥散和血相弥散这三个连续不断的步骤完成气体交换，其中膜相弥散时影响弥散量的主要因素。弥散量的概念是：当肺泡膜两侧某气体分压差为1mmHg时，在单位时间内（1分钟）由肺泡经呼吸膜到达红细胞的气体量（ml）为该气体的弥散量（DL）。由于二氧化碳的弥散率为氧的20倍，因此临床所言的弥散功能主要指氧的弥散量。但临床检测反映呼吸膜弥散功能时，常用CO弥散量检测法来反映呼吸膜的扩散特性，用CO弥散量反映呼吸膜的特性较O₂更精确^［4］。这是由于相比于O₂而言，CO与血红蛋白的亲和力极大，CO通过扩散膜进入红细胞后，与血红蛋白紧密结合，从而使得血浆中的PCO基本不升高，到血液离开肺毛细血管时（0.75秒后），血液中PCO仍几乎为零，因此扩散膜两侧的分压差可被视为一个衡量（等于肺泡内的压力），血液流经肺血管的整个过程中，扩散速率得以维持。因此，CO扩散速率与肺血流量无直接关联，仅受到扩散膜的限制，故CO被称为扩散限制（diffusion limitation）性气体。常用测定CO弥散量的方法包括一口气法和重复呼吸法。

1.一口气法

受试者呼气至残气位，继之吸入含有 0.3%CO、10%He、20%O₂，以及 N₂的混合气体，待受试者吸气至肺总量位，屏气10秒后呼气。在呼气过程中，气体中水蒸气被吸收，连续测定CO及He浓度，然后通过公式计算出屏气阶段的CO弥散量。

2.重复呼吸法

受试者呼气至残气位后，自储存袋内重复呼吸含有0.3%CO、10%He、20%O₂，以及 N₂平衡的混合气体，共 30～60秒，储存袋内气体量调节至与受试者肺泡气量相等，呼吸频率30次/min，以保证储存袋内气体能与肺泡气体充分混合。呼吸深度与肺活量相等，故每次吸气时均能将袋内气体全部吸入。在不同时间测定储存袋内CO浓度，最终根据公示计算出DLCO。

正常弥散功能应占预计值80%～120%。弥散功能减低见于：弥散面积减少（肺气肿、肺切除、肺部感染、肺水肿、慢性肺阻性充血、气胸、脊柱侧弯）；肺泡毛细血管阻滞（肺间质纤维化、结节病、石棉肺、硬皮病）；其他（贫血、碳氧血红蛋白血症）。弥散功能增加见于：红细胞增多症、肺动脉高压等。

五、儿童肺容量及通气功能和弥散功能正常预计值

正常人肺容量值的个体差异较大，变化超过预计值20%视为异常。肺容量及通气功能正常预计值公式因种族、地区差异而不同，应选择适合本地区的预计值公式作为正常预计值的参考标准。北京儿童医院应用Chest-25F肺功能仪对235名健康儿童和青少年（年龄范围7～18岁）进行肺功能测定，以年龄、身高、体重三项为自变量，各肺功能指标为应变量进行多元回归分析，得出如表2-2-1所示肺功能参数的回归方程作为正常预计值公式：

表2-2-1　学龄儿童肺功能正常预计值公式

注：A：年龄，H：身高，W：体重

六、肺通气功能障碍的类型

肺容量测定结果通常与肺通气功能测定结果结合分析，判断肺功能异常的类型。一般用肺容量参数（主要是VC）和时间肺活量参数（主要是FEV₁%、FEV₁）结合判断，如表2-2-2所示。图2-2-3所示为不同类型肺通气功能障碍在流量-容积曲线上的表现。

七、支气管舒张试验

支气管舒张试验或称气道可逆试验，用于测定气流阻塞的可逆程度，方法为：在吸入支气管舒张剂前和吸入后15分钟分别测定肺通气功能，计算FEV₁的改善率。吸入支气管舒张剂后FEV₁改善率≥12%为阳性（图2-2-4为1例支气管哮喘患儿的阳性支气管舒张试验结果）^［5］。

表2-2-2　肺通气功能障碍不同类型

图2-2-3　不同类型肺通气功能障碍的流量-容积曲线

近年来随着脉冲振荡肺功能测定技术的发展，将脉冲振荡肺功能测定技术用于评价气流阻塞可逆性也逐渐报道，详细介绍可参见本章“脉冲振荡技术”相关内容。

八、支气管激发试验

气管和支气管树对各种物理、化学、药物以及变应原等刺激引起气道阻力变化的反应被称为气道反应性（airway responsiveness）。正常人的气道对含量较低的这些刺激物并不发生收缩反应或仅有微弱的反应，而某些人的气道则可发生过度收缩反应，引起气道管腔狭窄和气道阻力明显增高，被称为气道高反应性（airway hyperresponsiveness）。气道高反应性是支气管哮喘的主要病理生理特征，临床上通过支气管激发试验来测定气道高反应性^［6］。

图2-2-4　1例支气管哮喘患儿的阳性支气管舒张试验结果

根据激发试验所用刺激物可以分为非特异性药物激发试验（临床常用为乙酰甲胆碱、组胺等）、非药物激发试验（如运动、冷空气、高渗盐水等）、特异性激发试验（如吸入性变应原）。根据应用仪器分类有肺功能仪测定法和Astograph测定法。根据判断指标，有测定第一秒用力呼气容积（FEV₁）、气道阻力（Raw）、气道传导率（sGaw）等。目前临床常用为肺功能仪测定法和Astograph测定法。

支气管激发试验前对受试者有如下要求：无喘息及呼吸困难症状，FEV₁≥80%预计值，无甲状腺功能亢进及心脏病病史，试验前停用影响结果的药物（试验前12小时停用吸入糖皮质激素，试验前12～48小时停用口服茶碱类药物，试验前24小时停用口服β₂受体激动剂、抗胆碱能药物、白三烯受体拮抗剂，试验前48小时停用长效的β₂激动剂），试验当天避免剧烈运动和吸入冷空气；避免进食咖啡、茶、可乐饮料、巧克力及其他含咖啡因的食物。

1.肺功能仪测定法

以Jaeger Masterscreen肺功能仪的APS给药法为例，以FEV₁为测定指标，在逐次由低至高吸入每一要求剂量的乙酰甲胆碱后2分钟测定肺功能，直至FEV₁下降至参照值的20%时停止吸入激发药物，并给予支气管舒张剂吸入缓解支气管收缩效应，使其肺功能恢复或接近至激发试验前水平。在激发试验过程中密切观察受试者的反应。判定指标PD₂₀-FEV₁意义为导致FEV₁下降至参照值的20%时所吸入的乙酰甲胆碱的累计剂量，PD₂₀-FEV₁＜12.8µmol/L判断为激发试验阳性或气道反应性增高。表2-2-3所示为Masterscreen肺功能仪支气管激发试验的APS给药规程。

表2-2-3　Masterscreen肺功能仪支气管激发试验的APS给药规程

2.Astograph法

采用Astograph气道高反应性测定仪，其原理是通过强迫振荡法，在受试者的口腔侧施加一正弦波形的振荡压力，连续测定呼吸阻力，儿童测试时选择振荡频率7Hz。测试从吸入生理盐水开始，记录好稳定的基础呼吸阻力（Rrs cont）水平后转入乙酰甲胆碱吸入，乙酰甲胆碱浓度逐渐递增，依次为 49μg/ml、98μg/ml、195μg/ml、391μg/ml、781μg/ml、1 563μg/ml、3 125μg/ml、6 250μg/ml、12 500μg/ml、2 500μg/ml。每一浓度乙酰甲胆碱吸入1分钟，仪器将自动切换为下一浓度，连续测定呼吸阻力直至Rrs升高到基础水平的2倍左右停止吸入激发剂，转为吸入支气管舒张剂沙丁胺醇。如Rrs无明显升高，则最高浓度激发剂吸完后终止，并给予支气管舒张剂吸入。该方法操作简单，受试者平静呼吸，在连续吸入激发剂同时连续描记出剂量-反应曲线，灵敏度高，能及时通过同步显示的气道阻力发现气道痉挛的发生，安全性较高。

测试结果提供剂量反应曲线及如下主要技术指标：

（1）基础呼吸阻力（Rrs cont）或其倒数：

指在吸入生理盐水时的呼吸阻力，单位是cmH₂O/（L·s）；

（2）基础传导率（Grs cont）：

基础呼吸阻力（Rrs cont）的倒数，单位是 L/（s·cmH₂O）；

（3）传导率下降斜率（sGrs）：

为单位时间内Grs的变化，代表气道反应性，单位是L/（s·cmH₂O·min）；

（4）最小诱发累积剂量或反应阈值（Dmin）：

指呼吸阻力开始呈线性上升时的药物累积量，用1mg/ml的乙酰甲胆碱每吸入1分钟为1单位来表示，代表气道敏感性，阈值越低，气道越敏感。

（5）PD35：

使Rrs升高到基础水平135%所需乙酰甲胆碱累积剂量，反映气道敏感性。

支气管激发试验在小儿主要用于不典型哮喘症状患儿的诊断，咳嗽变异型哮喘（cough variant asthma，CVA）诊断以及评估慢性哮喘持续性气道炎症状态。国内外研究者报道支气管激发试验阳性对CVA诊断的敏感性分别为88%和83%，结果阴性基本可以除外CVA。Koh等对29例7～15岁CVA儿童随访4年，最终有16例（55%）进展为典型哮喘，这组患者的气道高反应性比研究初期增加了2倍，但致喘阈值并无改变。提示长期对CVA患者进行气道高反应性监测可以较早发现进展为典型哮喘的情况。北京儿童医院等对39例缓解期哮喘患儿测定气道反应性和小气道功能发现，72%的哮喘缓解期患儿支气管激发试验阳性，38%的患儿存在小气道通气功能障碍，提示缓解期哮喘患儿的仍持续存在气道炎症。即使是在症状缓解时间超过1年者，支气管激发试验阳性率较症状缓解时间少于1年者无显著减低（图2-2-5为1例哮喘缓解期患儿支气管激发试验阳性表现）。

图2-2-5　1例哮喘缓解期患儿支气管激发试验阳性表现

九、脉冲振荡肺功能测定

（一）基本原理

脉冲振荡（impulse oscillometry，IOS）肺功能测定方法的基本原理是由外部发生器产生矩形电磁脉冲，通过扬声器转换成包含各种频率的机械声波，然后施加在受试者的静息呼吸上，连续记录自主呼吸时通过气道的压力与流速，经过计算得出各种振荡频率下的测定值。IOS测定内容为呼吸阻抗，根据呼吸阻抗中黏性阻力、弹性阻力和惯性阻力的不同物理特性，将其区分开来，从而判断气道阻力和肺顺应性的正常与否。相对于常规肺功能检查而言，IOS需要病人配合较少，对3岁以上的病人可进行检查。对于发现外周呼吸气道（小气道）的阻塞、显示支气管系统的不稳定性（气体陷闭）以及检测和鉴别胸外受阻较为敏感。图2-2-6所示为IOS基本原理。

（二）主要参数

1.Zrs

呼吸总阻抗。通常认为是黏性阻力、弹性阻力和惯性阻力之和。理论上弹性阻力和惯性阻力方向相反，相互抵消，故正常情况下Zrs主要反映黏性阻力的大小，其单位是kPa/（L·s）。

图2-2-6　IOS基本原理

2.R

阻抗或阻力，代表黏性阻力。其中R₅通常认为代表在5Hz时的总气道阻力，R₂₀代表在 20Hz时的中心气道阻力，其单位是 kPa/（L·s）。

3.X

电抗，反映弹性阻力和惯性阻力，低频率时反映弹性阻力，高频率时反映惯性阻力。其中X₅通常认为代表在5Hz时的周围电抗，其单位是 kPa/（L·s）。

4.Fres

共振频率，在该频率，动态的“弹性阻力和惯性阻力”相同，故反映黏性阻力的大小，其单位是Hz。

5.中心部位（C或Z）和周边部位（P）

并不是单纯的解剖概念，在IOS的概念中，一般中心部位包括大气道和胸廓，如中心阻力（R_Z或Rc）是大气道和胸廓的黏性阻力；而周边部位则包括小气道和肺组织。

图2-2-7～图2-2-11所示为气道阻力构成及中央和外周气道阻塞在IOS阻抗/电抗频谱图上的典型表现。

图2-2-7　气道阻力构成

图2-2-8　阻抗频谱图

图2-2-9　中央气道阻塞的阻抗频谱图

图2-2-10　电抗频谱图

图2-2-11　外周气道阻塞的阻抗频谱和电抗频谱图

（三）小儿IOS参数正常值

表2-2-4为广州呼吸疾病研究所对382名学龄儿童IOS肺功能测定各参数正常预计值公式，显示呼吸总阻抗（Zrs）、不同振荡频率（5～35Hz）的黏性阻抗（Rrs）与儿童生长（身高及年龄）呈负相关；而电抗（Xrs）则与儿童生长呈正相关，且变异减少；振荡频率5Hz与20Hz下的气道阻力之差（R₅-R₂₀）与儿童身高呈负相关；多数IOS参数与身高的关系最为密切，年龄次之，体重的影响现对较少；随儿童年龄和身高的增长呼吸阻抗减少、黏性阻力及其频率依赖性减少、电抗增加但其变异减少。

表2-2-4　6～14岁儿童IOS正常预计值方程式

注：Log：以 10为底的常用对数；e：为自然对数底数，≈ 2.718 28；Vt：潮气量；Fres：响应频率；Zrs：呼吸总阻抗；Rc：中心气道阻抗；Rp：外周气道阻抗；Cl：肺顺应性；Cb：支气管顺应性；Cm：口腔顺应性；R₅、R₁₀、R₁₅、R₂₀、R₂₅、R₃₅分别为振荡频率在 5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz 和 35Hz 下的黏性阻力；X₅、X₁₀、X₁₅、X₂₀、X₂₅、X₃₅分别为振荡频率在 5Hz、10Hz、15Hz、20Hz、25Hz 和 35Hz 下的弹性阻力；A：年龄；H：身高；W：体重

天津儿童医院对1 220名3～14岁健康儿童进行IOS测定，显示随年龄、身高、体重的增加，气道阻力（R）逐渐减低，代表肺顺应性的Fres逐渐减低，X逐渐增加，这些特点与成人相比截然不同。成人参数相对恒定，无频率依赖性，较易评估正常与异常的界限。而儿童存在着明显的频率依赖性，评估时必须考虑动态变化的因素。共振频率Fres对评估肺功能很敏感，临床上很重视。成人正常值在10Hz左右，儿童则波动在很大范围，3岁时高达24Hz，14岁时下降为12Hz，趋向于成人的10Hz左右，显示Fres是随年龄递增而动态递减，很难用均值来表示。图2-2-12，图2-2-13所示为不同年龄儿童的阻力曲线和Fres曲线。

图2-2-12　不同年龄儿童的阻力曲线

图2-2-13　不同年龄儿童的Fres曲线

（四）临床应用

IOS是一种新型的肺功能测定技术，相对于传统肺功能测定技术而言，其操作较为简便易行，对于不能配合传统肺功能测定的幼儿，有较为明显的优势。近年来在3岁以上幼儿的应用逐渐增多。但有研究者认为振荡波的特性在气道-肺组织内可能受到较大的限制，如中、下肺气道的走行比较顺畅，振荡波的传导和反射就比较完全，获得的信息也相应较多，在上肺和中肺的气道则可能受限较多，获得的信息可能较少；不同频率的振荡波可以同时传导至气道和肺的中央部分，获得的信息多，而高频振荡波则不能传导至周边部分，获得的信息少，因此IOS诊断中央病变的敏感性高，而对周边部分的敏感性低。另外临床应用时还发现，常规肺功能显示严重周边阻塞的患者的R值有时偏低，这可能与病变导致的振荡波被大量吸收，不能获得更多的信息有关。IOS与传统肺功能各有特点，可以相互补充。IOS临床应用尚处于逐渐完善和发展的过程中。

北京儿童医院对88例哮喘患儿同时用MEFV和IOS方法测定肺功能发现，除中心阻力结构参数（Rc）和响应频率（Fres）外，其他IOS指标，包括呼吸总阻抗（Zrs）、5Hz时黏性阻力（R₅）、20Hz时黏性阻力（R₂₀）、5Hz时电抗值（X₅）、周边阻力结构参数（Rp）与MEFV各通气功能指标间由显著直线负相关关系。X₅和Rp与MEFV各通气指标间各通气指标间有着最强的负相关关系。提示以IOS方法检测哮喘患儿肺功能时。主要表现为周边弹性阻力增高，指标X₅和Rp较为敏感。

首都儿科研究所报道4～7岁哮喘患儿IOS异常与正常值的分界点，以呼吸总阻抗Zr5≥115%正常预计值最为肺功能异常时，其对哮喘诊断的敏感度和特异度均为0.68；以总呼吸道黏性阻力（R₅）≥115%正常预计值作为异常时，其敏感度和特异度分别为0.61和0.63；而以电抗（X₅）≥110%正常预计值作为异常时，其敏感度和特异度分别为0.84和0.81。因此对4～7岁哮喘患儿进行IOS测试时，应将Zrs、R₅≥115%正常预计值，X₅≥110%正常预计值作为判断异常指标。

另外首都儿科研究所用IOS进行支气管舒张试验，以FEV₁改善率≥15%作为支气管舒张试验阳性标准时，IOS参数以Zrs，R₅下降≥20%，X₅下降≥30%作为支气管舒张试验阳性有较高的敏感度和特异度。提示用IOS进行支气管舒张试验，只有在 Zrs，R₅下降≥ 20%，X₅下降≥30%，才考虑作为试验阳性。

十、婴幼儿肺功能检测

由于婴幼儿（包括新生儿）时期气道管腔较狭窄，易于阻塞，肺脏及胸廓容量较小，肺泡对周围气道的牵拉力弱等特有的解剖生理特点，其肺功能与较大儿童和成人有所不同。婴幼儿不会主动配合，增加了肺功能检查的难度，检查一般在药物睡眠状态下进行，药物选用水合氯醛，该药对肺牵张反射及呼吸功基本无影响，且比较安全。目前有多种检测方法，分别从流速-容量曲线、顺应性、阻力，以及功能残气量等方面反映了肺功能情况。

应用2600肺功能仪或婴幼儿体描仪检测婴幼儿潮气呼吸，是一项无创技术，操作简便，测值准确，重复性好，已用于临床。要求流速精度高，死腔容积小。每次开机测试前一定要做校正。测定时小儿取仰卧位、颈部稍向后伸展，将面罩用适当力量罩在小儿口鼻上，通过呼吸流速仪测定呼吸过程中压力和流速变化，由计算机计算测出值。

（一）流速-容量曲线

1.潮气呼吸流速-容量（TBFV）环

是指在一次潮气呼吸过程中，呼吸流速仪感受呼吸过程中压力、流速变化，以流速为纵轴，容量为横轴描绘出的流速-容量曲线。环的下半部代表吸气相，上半部代表呼气相。气体流速与气道阻力成反比，与驱动压力呈正比。正常婴幼儿潮气呼吸过程中气道阻力有三种变化形式：在整个呼吸过程中气道阻力恒定；在呼吸中段气道阻力增高；随潮气量增加气道阻力逐渐增大。而在潮气呼吸过程中驱动压力近似正弦波。因此正常婴幼儿流速-时间曲线应近似正弦波，TBFV环应呈近似圆形或椭圆形。呼吸道疾病的婴幼儿，气道阻力、肺容量有改变，TBFV环的形状改变。阻塞性病人，TBFV环呼气降支凹陷，阻塞越重，向内凹陷越明显。上气道阻塞，TBFV环呼气支或吸气支出现平台。限制性病人，TBFV环变窄^［7］。

应用2600肺功能仪测得主要参数有呼吸频率（RR）、潮气呼吸吸气量（Vi）、每公斤体重吸气量（Vi/kg）、潮气呼吸呼气量（Ve）、吸气时间（Ti）、呼气时间（Te）、吸气时间 /总呼吸时间（Ti/Ttot）、潮气呼气峰流速（PTEF）、潮气呼吸峰流速/潮气量（PF/Ve）、到达潮气呼气峰流速时呼出的气量/潮气量（%V-PF）、呼出75%潮气量时的呼气流速/潮气呼气峰流速（25/PF）、潮气呼气中期流速/潮气吸气中期流速（ME/MI）。

应用婴幼儿体描仪测得主要参数有呼吸频率（RR）、潮气量（VT）、每公斤体重潮气量（VT/kg）、吸气时间（Ti）、呼气时间（Te）、吸呼气时间比（Ti/Te）、达峰时间（tPTEF）、达峰时间比（tPTEF/tE）、达峰容积（VPTEF）、达峰容积比（VPTEF/VE）、潮气呼气中期流速/潮气吸气中期流速（TEF50/TIF50）。

呼吸频率为每分钟呼吸的次数。小儿因受胸廓解剖特点的限制，为满足代谢需要，采取浅快呼吸作为消耗能量最少的方式，故年龄越小，呼吸频率越快。

潮气量指平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。为了校正体重的影响，一般用每公斤体重潮气量来表示。婴幼儿潮气量一般为6～10ml/kg，年龄越小，潮气量越小。影响潮气量的主要因素是吸气肌功能，尤其是膈肌的活动。

吸气时间受呼吸中枢的调节，反映呼吸中枢的驱动。吸气负荷，不管是黏性阻力还是弹性阻力，会减小吸气容量，延长吸气时间。呼气是被动的，影响因素多，气道阻力增加可导致呼气时间的改变。吸呼气时间比正常为1：1到1：1.5。周围气道阻塞病人呼气时间延长，Ti/Te可至1：2，甚至更长；吸气性呼吸困难患儿，如先天性喉喘鸣，其吸气时间明显延长，而限制性通气障碍病人肺容量减少，故呼气时间缩短，这两种病人Ti/Te可大于1。

2600肺功能仪测得参数%V-PF指到达潮气呼气峰流速时呼出的气量与潮气量之比，25/PF指呼出75%潮气量时的呼气流速与潮气呼气峰流速之比。婴幼儿体描仪测得参数tPTEF/tE指到达呼气峰流速的时间与呼气时间之比，VPTEF/VE指到达呼气峰流速的容积与呼气容积之比。它们是反映气道阻塞（主要是小气道阻塞）的重要指标。在阻塞性病人，其比值下降。阻塞越重，比值越低。

ME/MI，TEF50/TIF50指潮气呼气中期流速与吸气中期流速之比，简称中期流速比，是反映气道阻塞（主要是大气道、上气道阻塞）的重要指标。与TBFV环结合起来，可区分胸内外上气道阻塞情况。中期流速比小于0.6，TBFV环呼气支出现平台，提示胸内上气道阻塞；中期流速比大于1.5，TBFV环吸气支出现平台，提示胸外上气道阻塞。

北京儿童医院应用2600肺功能仪对120名足月新生儿和20名早产儿进行肺功能测定，得出肺功能参数如表2-2-5、表2-2-6所示：

表5-2-2　足月新生儿各日龄组肺功能测定值（±s）

注：每组20例，^*非相邻年龄组间差异有显著意义（P＜0.05～0.001）

RR=呼吸频率（次/min），TV=潮气量（L），TVkg=每公斤体重潮气量（L/kg），MV=每分钟气量（L/min），MVm=单位体表面积每分通气量［（L/（min·m²）］，Ti/Ttot=吸气时间/总呼吸时间，TPF=到达潮气呼气峰流速时的时间/呼气时间，VPF=到达潮气呼气峰流速时的呼出气量/潮气量，PF₂5=呼出75%潮气量时的呼气流速/潮气呼气峰流速，PTEF=潮气呼气峰流速（L/s），ME/MI=潮气呼气中期流速/潮气吸气中期流速，FRC=功能残气量（L），FRCkg、FRCcm=每公斤体重、每公分身长功能残气量（L/kg、L/cm），Crs=呼吸系统静态顺应性（L/kPa），Crskg、Crscm=每公斤体重、每公分身长呼吸系统静态顺应性（L/（kPa·kg）、L/（kPa·cm·kg），sCrs=比呼吸系统静态顺应性［L/（kPa·L）］，Rrs=呼吸系统阻力［kPa/（L·s·kg）］，sRrs=比呼吸系统阻力［kPa/（L·s·L）］，Trs=被动呼气时间常数（s）

表6-2-2　足月新生儿组和早产儿组肺功能测定值（±s）

注：早产儿组20例，足月儿组120例；^*两组间差异有显著意义（P＜0.05～0.001）

2.用力呼气流速-容量曲线

测定婴幼儿用力呼气流速的主要方法是快速胸腹挤压法。检查时，受检者穿上一件与压力充气囊相连的可充气膨胀的胸腹马甲，在潮气吸气末迅速加压，从而产生用力呼气流速。通过一个与面罩相连的呼吸流速仪测得在功能残气量下面的部分呼气流速-容量（PEFV）曲线。Turner等在此基础上发展了增高肺容量胸腹挤压法，测定时先用泵设置一定压力，使肺快速充气，肺容量很快增加，再同快速胸腹挤压法一样使胸腹马甲快速充气，迅速加压，从而获得用力呼气流速-容量曲线。

（二）呼吸系统顺应性、阻力

顺应性指单位压力改变时所引起的肺容积改变（ml/cmH₂O）。呼吸系统顺应性反映了呼吸系统的弹性特征。分为静态顺应性和动态顺应性两种。其中，静态顺应性是指在呼吸周期中，气流暂时阻断，呼吸肌松弛时测得的顺应性，代表了肺组织的弹力。小儿呼吸系统顺应性较成人差，约为1～2ml/（kg·cmH₂O）。顺应性下降见于 RDS，肺纤维化，肺萎陷和肺限制性疾病等。在肺气肿（除大疱性肺气肿），婴幼儿哮喘等引起肺总量增加时，顺应性增大。

阻力用维持单位时间内流速改变所需的压力差［cmH₂O/（ml·s）］来表示。按阻力的存在部位不同，可分为气道阻力、肺组织阻力及胸廓阻力。按阻力的物理性质不同，可分为弹性阻力、黏性阻力和惯性阻力。通常所说的阻力是指气流产生的黏性阻力。

有多种方法可测定婴幼儿呼吸系统顺应性和阻力。其中，阻断法是应用气道阻断技术，在吸气末阻断气道，通过诱发黑-伯反射，使吸气抑制转为呼气，吸气肌与呼气肌均完全松弛而得出被动呼气流速-容量曲线，将曲线降支中后段线性部分分别延至流速和容量轴得出最大被动呼气流速及总被动呼气容量，从而计算出呼吸系统静态顺应性及阻力。

（三）功能残气量（FRC）

功能残气量指平静呼气末肺内含气量。在生理上起缓冲肺泡气氧分压和二氧化碳分压过度变化的作用，减少通气间歇对肺泡内气体交换的影响。FRC减少或增加，均可使换气效率降低。肺泡发育异常、肺不张、肺顺应性降低或胸壁顺应性增高时FRC可降低；FRC增加也可由肺泡发育异常引起，但更常与气道阻塞气体潴留有关。常用测量方法有体积描记法及气体稀释法，后者又分为氦气稀释法和氮气洗出法。

体积描记法是根据波义耳定律，即在气体温度和质量均恒定时，气体的容积和压力如果发生变化，则变化前的压力和容积的乘积等于变化后的压力和容积的乘积。实际测定时，将受检者置于密闭仓即体积描记仪中，通过测出仓内压力、容量的变化计算出胸腔气体容量，从而评估功能残气量^［3］。

气体稀释法，例如开放式氮气洗出法，是采用恒定流速氧气开放冲洗，用两个已知容积建立定标曲线，再实际测定婴幼儿，计算机通过定标曲线及冲洗出的肺泡氮的浓度积分计算出功能残气量。

（四）临床应用举例

1.正常TBFV环（图2-2-14）

为正常TBFV环，男孩，15个月，VT：10.1ml/kg，VPTEF/VE%pred：32.3%，tPTEF/tE：30.4%，比值下降。TEF50/TIF50：68.8%。

图2-2-14　正常TBFV环

2.小气道阻塞性通气功能障碍（图2-2-15）

女孩，16个月，哮喘。TBFV环呼气降支凹陷。Ti/Te：0.51，呼气时间延长。tPTEF/tE：13.0%，VPTEF/VE：18.4%，比值下降。TEF50/TIF50：71.3%。VT：7.8ml/kg。FRC：26.1ml/kg。主要提示小气道阻塞。

图2-2-15　小气道阻塞性通气功能障碍

3.阻塞性通气功能障碍（图2-2-16）

女孩，8个月，喉中痰鸣，喘息原因待查。TBFV环呼气降支凹陷。Ti/Te：0.54，呼气时间延长。tPTEF/tE：10.9%，VPTEF/VE：15.3%，比值下降。TEF50/TIF50 ：48.8%。VT：21.8ml/kg。FRC：25.5ml/kg。主要提示阻塞性通气功能障碍。

图2-2-16　阻塞性通气功能障碍

4.限制性通气功能障碍（图2-2-17）

女孩，11个月，肺炎。TBFV环变窄。VT：4.5ml/kg，FRC：15.5ml/kg，减少。Ti/Te：0.95。tPTEF/tE：41.1%，VPTEF/VE：39.2%。TEF50/TIF50：91.9%。提示限制性通气功能障碍。

图2-2-17　限制性通气功能障碍

5.混合性通气功能障碍1（图2-2-18）

女孩，5个月，肺炎，右上肺不张。TBFV环变窄，呼气降支凹陷。Ti/Te：0.53。tPTEF/tE：7.0%，VPTEF/VE：12.2%，比值下降。TEF50/TIF50：45.2%，比值下降。VT：3.5ml/kg，FRC：14.9ml/kg，减少。提示混合性通气功能障碍。

图2-2-18　混合性通气功能障碍1

6.混合性通气功能障碍2（图2-2-19）

女孩，11个月，肺炎，喉软骨软化。TBFV环变窄，呼气降支凹陷，吸气支出现平台。Ti/Te：1.36。tPTEF/tE：18.1%，VPTEF/VE：22.0%，比值下降。TEF50/TIF50：215.8%，大于150%。VT：3.8ml/kg，FRC：13.4ml/kg，减少。提示混合性通气功能障碍。

图2-2-19　混合性通气功能障碍2

十一、儿童运动心肺功能测定

运动心肺功能测定（cardiopulmonary exercise testing，CPET）是指伴有代谢测定的心肺运动测验。通过监测O₂在体内输送和利用的过程来反映肺、心脏、血液、血管和肌肉等系统的功能^［8］。

（一）CPET的适应证、禁忌证

CPET是在运动中对受试者进行心肺功能的检测，主要用于评价运动受限的病理生理、功能损害的严重程度，呼吸困难的鉴别诊断（心、肺、肺血管等），评定心血管和肺疾患治疗方式的效果，评估外科大手术的危险性及预后，评估器官移植生存潜能（心脏移植、肺移植等），康复医学运动处方个体化制定，运动医学、运动计划、训练方案的制订及劳动力评估等方面。

主要禁忌证有急性心肌梗死、不稳定型心绞痛、严重心律失常、急性心包炎、心内膜炎、严重主动脉瓣狭窄、严重左心功能受损、急性肺动脉栓塞或肺梗死、急性或严重的非心源性疾病、严重肢体功能障碍等。

（二）CPET的常用指标

反映运动耐量以及心功能的指标，如最大耗氧量、公斤耗氧量、无氧阈、代谢当量、氧脉搏、最大心率储备、呼吸商、气体交换率以及耗氧量与运动负荷之间的关系等；反映通气功能的指标，如呼吸储备、最大通气量、潮气量、呼吸频率以及潮气量与深吸气量的比值等；反映气体交换的指标，如动脉氧分压、肺泡与动脉氧分压差、动脉二氧化碳分压、潮气末二氧化碳分压、动脉-潮气末二氧化碳分压差、氧当量、二氧化碳当量、死腔和潮气量的关系等。

（三）CPET的方法

常用的运动工具有运动平板和功率自行车。根据试验的条件和目的的不同，可有多种运动试验方案，如按照运动功率改变方式的递增功率运动和恒定功率运动，以运动量分类的极量运动方案和次极量运动方案，按照运动时相分类有连续运动和间歇运动。

（向 莉　刘玺诚　饶小春）

参考文献

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2.中华医学会儿科学分会呼吸学组肺功能协作组，《中华实用儿科临床杂志》编辑委员会.儿童肺功能系列指南（二）：肺容积和通气功能.中华实用儿科临床杂志，2016，31（21）：744-750.

3.中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组.肺功能检查指南——体积描记法肺容量和气道阻力检查.中华结核和呼吸杂志，2015，38（5）：342-347.

4.中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组.肺功能检查指南——肺弥散功能检查.中华结核和呼吸杂志，2015，38（3）：164-169.

5.中华医学会儿科学分会呼吸学组肺功能协作组，《中华实用儿科临床杂志》编辑委员会.儿童肺功能系列指南（五）：支气管舒张试验.中华实用儿科临床杂志，2017，32（1）：17-21.

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7.中华医学会儿科学分会呼吸学组肺功能协作组，《中华实用儿科临床杂志》编辑委员会.儿童肺功能系列指南（四）：潮气呼吸肺功能.中华实用儿科临床杂志，2016，31（21）：1617-1621.

8.王岩，崔婷捷，王思远，等.最大摄氧量的两步台阶试验与运动心肺功能试验的比较.中日友好医院学报，2016，30（1）：38-39.