反映气体分布不均的肺功能测定为氮清洗率和Ⅲ相斜率。正常人经过7分钟纯氧的冲洗后肺泡氮浓度低于2.5%。Ⅲ相斜率是残气位吸入纯氧达肺总量后,呼出750ml和1250ml时气体所增加的平均氮浓度不超过1.5%。小气道功能损害、长期吸烟者或肺气肿患者可致气体分布不均。
若肺通气正常、肺毛细血管血流量减少或阻塞,使肺泡死腔量增多,通气/血流比值增大;若肺细支气管阻塞,局部血流不能充分氧合,形成生理分流,通气/血流比值减小。反映通气/血流比值的肺功能检查有生理死腔测定、肺泡动脉血氧分压差测定、生理分流测定。生理死腔增加可见于红色气喘型肺气肿或肺栓塞等疾病。生理分流量增多见于紫绀臃肿型肺气肿或成人呼吸窘迫综合症等疾患。
小气道通气功能吸气状态下内径≦2mm的细支气管称为小气道,小气道阻力在气道总阻力中仅占20%。用反映大气道阻力的常规肺功能测定是难以检出的。小气道阻力在低肺容量位已可测得;小气道病变早期是可逆的。常用的小气道功能的检查方法有2种:
大呼气流量-容积曲线(MEFR)是观察由肺总量位呼气至残气容积期间每一瞬间的呼气流量。小气道功能受损,呼出肺活量的50%以上的流量受到影响,当呼出肺活量的75%时尤为明显。
闭合容积(CV)测定由肺总量位匀速呼气时,当达到接近残气位、肺底部小气道开始闭合时所能继续呼出的气量。闭合容积/肺活量%增高表示肺底部小气道提早闭合。可由小气道病变或肺的弹性回缩力下降而引起。
小气道功能损害常见于受大气污染、长期大量吸烟者,长期接触挥发性化学物质者,早期尘肺、细支气管病毒感染、哮喘缓解期、早期肺气肿﹑肺间质纤维化等患者。
呼吸力学
从力学的观点对呼吸运动进行分析。
顺应性 单位压力改变时所引起单位容量的改变、是一切具有弹性的物体的共同属性。呼吸系统顺应性根据其组成部分可分为总顺应性、胸壁顺应性和肺顺应性。总顺应性系肺泡与大气压力差所引起肺容量的改变;胸壁顺应性系胸腔与大气压力差所引起肺容量的改变;肺顺应性系肺泡与胸腔压力差所引起的肺容量的改变。肺顺应性又可分为静态顺应性与动态顺应性两种。在呼吸周期中,气流暂时阻断时测得的肺顺应性为静态肺顺应性,在呼吸周期中,气流未阻断时测得的肺顺应性为动态肺顺应性。前者反映肺组织的弹力,而后者还受气道阻力的影响。肺顺应性减低主要见于肺纤维化、肺水肿、肺不张和肺炎等使肺扩张受限的肺部疾患。肺气肿时,由于肺泡壁弹力纤维的丧失,肺弹性减低,因而肺容量扩张至一定程度所需压力改变较正常肺为低,因此肺顺应性增高。
肺顺应性测定的另一临床应用,系测定呼吸频率增快时(一般为30次/分和60次/分或更快)的动态肺顺应性,该测定可作为小气道功能障碍的一项指针。由于病变的小气道的阻塞,当呼吸频率增快时,该肺顺应性减低。这种顺应性的改变受呼吸频率的影响,称频率依赖顺应性。
气道阻力 单位流速所需要的压力差。一般以每秒钟内通气量为1升时的压力差(单位为厘米柱)表示。气道阻力增加见于慢性支气管炎、支气管哮喘急性发作期、肿癌、瘢痕组织或其它原因引起的阻塞性通气障碍。肺气肿时﹐由于肺弹性对支气管环状牵拽力的减弱,使支气管于呼气时易于陷闭,而引起气道阻力增加。
呼吸功 空气进出呼吸道时,为克服肺、胸壁和腹腔内脏器的阻力而消耗的能量。肺和胸壁的阻力包括弹性和非弹性阻力。在平静呼吸时,呼吸肌收缩所作的功基本用于吸气时,而呼气时肺弹性回缩力足以克服呼气时空气与组织的非弹性阻力。在平静呼吸时,正常人体总的氧耗量为200~300ml/min,而呼吸器官氧耗量约占总氧耗量5%以下。每分钟通气量增加时,呼吸器官氧耗量占总氧耗量的百分数也随之增加。
弥散功能 肺的主要功能是气体交换,即氧与二氧化碳的交换。肺内气体交换的部位在肺泡,并遵照弥散原则,即气体分子由高分压通过肺泡毛细血管膜(血气屏障)弥散至低分压,一直达到气体在膜两侧压力平衡为止。分压是指在混合气体中,某一气体的压力占气体总压力的百分比。肺泡气中氧分压较肺泡膜毛细血管中血氧分压为高,故氧自肺泡弥散通过肺泡膜至毛细血管中,并与红细胞内的血红蛋白结合。血二氧化碳分压较肺泡内气体高,故二氧化碳自血中弥散至肺泡。由于二氧化碳弥散能力比氧大20倍,所以一旦出现弥散障碍,主要是氧弥散的障碍,严重时可出现缺氧。弥散功能减低主要见于肺间质疾患,如弥漫型肺间质纤维化,其它如肺气肿时,由于肺泡壁的破坏,弥散面积减少,或贫血时血红蛋白减低,都能使肺弥散量减少。