儿童肺功能系列指南：潮气呼吸肺功能(完整版)

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1、儿童肺功能系列指南（四）：潮气呼吸肺功能（完整版）潮气呼吸流量-容积曲线（tidal breathing flow volume curve ”TBFV） 法检测婴幼儿肺功能在我国开展 20 年来1,2，目前国内已有很多医院可 进行此项检测，但一直缺乏相关的技术操作指南及检测报告解读指南或共 识，供技术人员及临床医师参考使用。本指南主要就TBFV肺功能测定的 原理、技术操作、注意事项、可获得的参数及其在不同疾病改变的特点与 临床意义等进行阐述。1 原理潮气呼吸肺功能检测原理与传统用力呼吸肺功能检测类似，即采用流 量传感器（压差式或超声式流量传感器）获得流量信号，由流量信号积分获 得容积信号，从

2、而描绘出流量容积曲线3。因无法要求受试者用力呼吸， 检测在平静呼吸状态下进行，获得的是受试者潮气呼吸状态下的流量容 积曲线。此检测采用面罩扣住患儿口、鼻，所描绘的流量容积曲线中， 其流量信号来源不仅包括下呼吸道，也包括上呼吸道，因此， TBFV 技术 检测结果反映的是整个呼吸系统的功能改变，而不是单纯下呼吸道的功能 改变。2 检测前准备及注意事项 目前我国医疗机构使用的潮气呼吸肺功能检测设备来自不同的制造 商，不同制造商生产的仪器所设置的肺功能参数不同，同一参数的名称亦 有所不同4。本指南内容主要参照国内使用较多的 Jaeger 公司生产的肺 功能仪，在具体操作时应注意所购设备的不同。2.1患

3、儿的准备及注意事项(1)记录患儿的姓名、性别、出生年月日，测量身长、体质量等。 (2)检查在进食后1-2 h,无明显腹胀时进行。(3)清除鼻咽分泌物，保持上呼吸道通畅，必要时加用呋麻滴鼻液。 (4)检查在婴幼儿充分睡眠状态下进行，选用100 g/L水合氯醛胶浆口服，推荐常用剂量为0.51.5 g,最高 剂量不超过2 g/次5，为安全起见，儿科临床上常按0.5 mL/kg剂量给 药。服用水合氯醛时,患儿容易哭闹,呕吐,建议在镇静室或在医护人员 看护下进行,防止发生误吸。(5)检查时体位：小儿呈仰卧位,颈部略伸展。 肺容量、通气等均与体位有关,对任何需要进行随访检测的患儿必须强调 采取同一体位。(

4、6)面罩的选择：根据患儿的胖瘦,面部大小情况确定合适 型号的面罩,以保证测定过程中不漏气。(7)检测过程中始终有人在检查床 旁看护患儿,保证其安全,不可将患儿独自留在检测床上。为安全起见, 建议测试完毕,待患儿苏醒并反应正常后方可离去。2.2仪器的准备(1)仪器预热：开机后预热20 min，使仪器温度和环境温度一致。(2) 仪器定标：检查仪器的环境参数，系统内设置有环境参数模块，打开 后自动采集环境温度、湿度、大气压力等信号并记录,完成更新(如无,则 需手工逐一输入)。环境数据是计算校正系数,出具准确测定结果的重要基 础，因此，需每日检测前采集，保存。传感器的选择：一般情况下，对 婴幼儿，选择

5、PAED - S，所测定最大流量为1 500 mL/s ;对早产儿则 选择PAED- XS，所测定最大流量为800 mL/s。(3)流量仪的容积校正： 通过标准容积的定标筒(100 mL)进行，要求误差3%。将定标筒连接在 传感器上，有规律地拉推定标筒的活塞，拉推动作彻底是十分重要的，达 到设置的拉推次数后，容积校正自动结束。校正结果，定标系数将显示在 屏幕上。定标系数达标要求：呼气校正系数(CorrEx)，越接近1.0越好； 吸气校正系数(Corrln)，越接近1.0越好；呼气质量(Qex)，合格1.0% ； 吸气质量(Qin)，合格1.0%。若超过此范围：重复校正；更换流量 传感器后再进行

6、校正。3 检测 充分镇静后，婴幼儿取仰卧位，选用合适的面罩扣紧口鼻，保证不漏 气，面罩与流量传感器相连，受试者潮气呼吸的流量和容积信号实时显示 在屏幕上。呼吸平稳后连续记录5次，每次记录至少20个潮气呼吸流量容积环，仪器自动取其平均值作为最终结果，储存，打印报告。4 质量控制潮气呼吸肺功能检测过程在患儿平静呼吸状态下进行，其检测的质量 控制主要在于技术人员的操作过程。(1)每日记录环境参数，按操作要求对 仪器进行定标。保证检测系统密封性：选择合适的面罩；操作时， 调整好面罩的位置和角度；充分镇静，以免在检测过程中患儿有头面部 活动，影响密封性，如果有活动，重新调整面罩位置。(3)开始检查后及检

7、 查过程中，随时观察潮气量等参数，潮气量太低 (降低幅度1 0%预计水 平)，或患儿潮气量等参数波动过大，应重新检查检测系统，确定是否漏气。控制信号偏移，采集1520次连续呼吸信号，去除两侧各25%偏移信 号，选择中间50%呼吸信号，取均值，检测5 次，再取其均值作为最终检测结果，以上步骤通过设置，仪器自动完成。(5)各次检测相互之间，若主要参数差异10%，应删除偏移较大的，重新计算或测试。5 主要参数及临床意义潮气呼吸肺功能测定报告出具的参数较多，与常规用力通气有所不同， 其参数除容积、流量参数外，尚有时间参数。5.1 潮气(VT/kg,mL/kg)潮气量是平静呼吸状态下每次吸入或呼出的气量

8、。新生儿潮气量为1520 mL, 1岁时为3070 mL,2岁时为86 mL,4岁时为120 mL,随着年龄增长，潮气量逐渐增加6。为校正体质量对于潮气量的影响，采用单位公斤体质量的潮气量,儿童单位公斤体质量潮气量为 610 mL/kg。潮气量下降通常提示存在限制性肺疾病。存在呼吸道阻塞性肺疾 病,尤其是中/重度阻塞时,气流受阻,亦可出现潮气量的下降。对于重度 肥胖或重度营养不良的患儿,建议参照同年龄正常体质量健康儿童的正常 值,分析其是否真正存在通气功能障碍。5.2 呼吸频率(respiratory rate , RR)小儿代谢旺盛，但肺容量小，只能通过增加RR进行补偿，年龄越小， RR越快

9、。阻塞性或限制性通气功能障碍，均可导致呼吸加快，表现为RR 增加。5.3 吸气时间inspiratory time , Ts)上呼吸道梗阻患儿, Ti 延长。很少单独使用,通常用于计算吸 /呼比(ratio of Ti to Te , Ti/Te)。5.4 呼气时间expiratory time，Te下呼吸道阻塞或呼气性呼吸困难患儿由于呼气阻力增加，可致 Te 延 长。5.5 Ti/Te正常Ti/Te为1 :1.01: 1.5(0.671.00)呼气性气流受限患儿因呼 气阻力增加，Te延长，使Ti/Te降低，可达1： 2(0.5)，甚至更长。吸气 性呼吸困难患儿，如先天性喉喘鸣、喉梗阻患儿，

10、Ti 明显延长，导致 Ti/Te1。此外,Ti/Te尚与神经、呼吸肌等的调节有关。5.6 达峰时间time to peak tidal expiratory flow , TPTEF从呼气开始至到达呼气峰流量的时间。阻塞性通气障碍 (下呼吸道)患 儿，由于呼吸道阻力增加，呼气相可达到的流量峰值降低，从而使TPTEF 缩短。上呼吸道阻塞时，则使达峰延迟，TPTEF增加。5.7 达峰容积volume to peak tidal expiratory flow，VPTEF(mL)呼气过程中达到呼气峰流量时呼出的气体容积。阻塞性通气障碍患儿， 由于TPTEF缩短，呼气流量降低，从而使VPTEF下降。5

11、.8 达峰时间比time to peak tidal expiratory flow as a proportion of expiratory time，TPTEF/TE(%)即 TPTEF 与 Te 的比值，是反映呼吸道阻塞的一个重要指标。阻塞性 通气功能障碍患儿由于 TPTEF 缩短，同时 Te 延长，使 TPTEF/TE 降低， 阻塞越重，此比值越低7。5.9 达峰容积比volume to peak expiratory flow as a proportion of exhaled volume，VPEF/VE(%)即 VPTEF 与呼气容积（潮气量）的比值，是反映呼吸道阻塞的另一个

12、重 要指标。阻塞性通气功能障碍患儿VPTEF降低，故表现为VPEF/VE下降， 阻塞越重，比值越低8，与TPTEF/TE临床意义类似9。5.10 潮气呼吸呼气峰流量peak tidal expiratory flow ,TEF（mL/s） 潮气呼吸肺功能测试时呼气完全是被动的，呼气流量取决于肺和胸廓 的弹性回缩力和呼吸道阻力，在呼吸道阻力增加时， PTEF 常提前出现， 在呼吸道阻塞相对严重患儿，由于呼吸中枢的兴奋，呼吸功能代偿，PTEF不仅提前出现，且可能升高。5.11呼气中期流量与吸气中期流量比(the ratio of tidalexpiratory flow and tidal ins

13、piratory flow when 50% of tidalvolume remains in the lung，TEF50/TIF50)反映呼/吸气相峰流量的相对高低，是反映大呼吸道阻塞的常用参数， 其正常均值在新生儿为0.890.921，在112个月婴儿为0.910.9810，在23岁幼儿为0.780.8211。如TBFV环呼气相出现平台，提示存在胸内上呼吸道阻塞；如TBFV环吸气相出现平台，提示胸外 上呼吸道阻塞，如呼气相与吸气相均出现平台，常提示固定大呼吸道阻塞12,13。根据 TEF50/TIF50 比值水平判断胸外或胸内呼吸道阻塞可行性如何，尚存在不同观点。5.12 其他参数TE

14、F50（呼出50%潮气容积时的呼气流量）、TEF25（呼出75%潮气容积时的呼气流量）、TEF25 - 75（呼出25%至75%潮气容积时段的平均呼气流 量），有观点认为可以反映小呼吸道阻塞的状况13,14。6 正常自 TBFV 检测技术在我国开展以来，一些地区，如北京1,2、上海15、 广州10,11等先后在新生儿、婴幼儿进行了正常值的测定，为探索其在不 同疾病患儿的改变提供了参考。因年龄人群的特殊性，国内外有关婴幼儿 潮气呼吸肺功能正常值的研究资料较少16,17,18。国际上最新的婴幼儿 潮气呼吸肺功能正常值是2013年Nguyen等18 在153例婴幼儿中完成 的。婴幼儿肺功能参数主要与

15、身高、体质量、年龄有关，而受性别影响较 小13,15。肺容积、流量随年龄增加而增大，RR随年龄增长而下降。每 公斤体质量潮气量(VT/kg)随年龄增长，从13个月的6 mL/kg至3岁 时达8.8 mL/kg , TPTEF/TE、VPEF/VE均值随着年龄增长从30.5%逐渐 达到34.6%15。目前使用的潮气肺功能测定仪中，尚缺乏依据年龄、身 高及体质量等校正的正常预计值。因此测定结果均是各项参数的实测值， 书写检测报告时，只能参照文献发表的正常值。7 报告解读TBFV的横轴是潮气量，纵轴是吸气和呼气流量，因此，潮气呼吸过程 中吸/呼气相的流量和潮气量的改变决定了环的形态。健康婴幼儿的 T

16、BFV 环近似椭圆形(图)。在6月以下小婴儿表现为高峰位置略前移，降支略 倾斜的不典型圆形2。主要参数VT/Kg的正常范围为610 mL/kg、 Ti/Te的正常范围为0.671.00、TPTEF/TE(%)和VPEF/VE(%)的正常范 围为28%55%19。与常规通气功能检测结果解读类似，根据TBFV环 的形状通常可初步判断患儿通气功能受损的情况，同时根据其具体参数改变，并结合支气管舒张试验及临床情况，进一步明确其通气功能障碍类型及损伤程度。潮气呼吸流量-容积曲线的典型图形Figure 1The typical graph of tidal breathing flow volume cu

17、rve7.1阻塞性通气功能障碍患儿常因呼吸代偿，呼气峰流量提前，同时呼气相后期流量降低，致 使呼气相后段明显向X轴倾斜（图1B）,甚至出现凹陷。出现此种图形的哮 喘患儿，其TPTEF/TE与VPEF/VE低于28%20。潮气呼吸肺功能检测 通常以TPTEF/TE、VPEF/VE作为判断阻塞性通气功能障碍的参数。存在 阻塞性通气功能障碍时，由于患儿呼气TPTEF缩短，同时Te延长，表现 为TPTEF/TE降低，阻塞越重，比值越低，常见于支气管哮喘、喘息性支 气管炎、毛细支气管炎等20,21,22,23,24。一般认为TPTEF/TE是反映呼 吸道阻塞敏感、可靠的指标7,9,19，这一参数在不同年

18、/月龄婴幼儿变化 较小。其正常范围为28%55% ,并据此将阻塞分为不同程度，即轻度阻 塞（28% 23%）、中度阻塞（22% 15%）、重度阻塞（15%）19。VPEF/VE 亦是反映呼吸道阻塞的重要指标，在阻塞性疾病患儿，阻塞愈重，此比值 下降愈明显。多数情况下其改变与TPTEF/TE类似，二者具有很高的相关 性。在一些特殊类型的阻塞性通气功能障碍中，TBFV环常出现一些特征性 图形13,14,25，如小呼吸道阻塞、上呼吸道阻塞等。图2A为正常；图 2B显示呼气相后段向下倾斜并呈现明显凹陷，与年长儿童用力呼气流量 -容积曲线上表现出的小呼吸道功能受损情况类似，在喘息较重的婴幼儿 中常见此类

19、图形20,22;图2C显示呼气相出现平台，呼气流量低，而吸 气相正常，可见于胸内上呼吸道阻塞；图2D显示吸气相出现平台，吸气 流量低，而呼气相正常，常见于胸外上呼吸道阻塞，如声带麻痹、喉软骨 发育不良；S2E显示吸气相、呼气相均出现平台，则见于固定性大呼吸 道阻塞，如先天性气管狭窄、气管内肿物等；S2F显示流量-容积环的 呼气相前段低平，呼气末端流量突然增高，或呼气相曲线形态不规则，带 有切迹，常见于大呼吸道及鼻咽分泌物增多或患儿打鼾（痰鸣）的情况下几种特殊类型的潮气呼吸流量-容积曲线图Figure 2Several special types of tidal breathing flow

20、volume curve7.2限制性通气功能障碍患儿因各种肺疾病导致肺容量下降，使患儿呼吸时的潮气量下降，由 于呼吸气流不受影响，故表现为TBFV环变窄，呈瘦高型(图29。潮气呼 吸肺功能参数中，以VT/kg下降最为明显，亦有建议使用PTEF与潮气量 比值(PTEF/VT)升高即提示存在限制13。无论是VT/kg降低或PTEF/VT 升高，其意义与图形改变一致，反映的是潮气量下降。与年长儿童用力呼 气肺功能中用力肺活量(forced vital capacity，FVC)的意义相同，是否存 在限制性通气功能障碍，不能单纯根据潮气量改变判断，必须结合临床， 方能做出正确判断。限制性通气功能障碍常

21、见于肺纤维化、胸腔积液、胸 膜增厚、胸廓畸形、肺叶切除、肺内占位等疾病。7.3混合性通气功能障碍由于同时存在阻塞和限制性疾病，患儿 TBFV 环呼气相峰提前，呼气 相后段向下倾斜，甚至凹陷，环变窄(图卩)。潮气呼吸肺功能参数上可出 现潮气量下降，呼气延长，TPTEF/TE、VPEF/VE下降。8 适应证和禁忌证8.1适应证主要用于协助呼吸系统疾病的诊断与鉴别诊断；病情严重程度评估， 治疗效果评价，病情监测及预后；术前、术后评价等。(1)支气管哮喘、喘 息性支气管炎、毛细支气管炎等呼吸道阻塞性疾病的诊断和鉴别诊断以及 病情评估；(2)上呼吸道阻塞性疾病，如先天性呼吸道畸形、后天性呼吸道 疾病、支

22、气管异物、声带疾病、喉软骨发育不良等筛查和辅助诊断； (3) 闭塞性细支气管炎、间质性肺病的病情评估及干预效果的评价；(4)肺功能 发育的评估；(5)婴幼儿胸腹疾病外科手术前后的肺功能评价。8.2禁忌证潮气呼吸肺功能测定在患儿平静潮气呼吸状态下进行，通常需要患儿 服用镇静药物，临床上常使用水合氯醛，其安全性很高。除此之外，对患 儿无太多要求。因此，除危重患儿、呼吸系统疾病血氧饱和度低于 92%需 要氧疗的患儿及传染病患儿不建议进行外，无特别禁忌。9 结语与展望潮气呼吸肺功能检测技术由于在自然呼吸状态下进行，与传统用力肺 功能比较，仍有其局限性，所反映的是患儿在疾病状态下其呼吸力学改变 或代偿后的特征，一些参数改变并非能完全或准确地反映疾病状况，因此， 必须结合患儿个体情况及临床特点，对患儿病情进行综合评估，不能仅凭 借肺功能检测结果。无论如何，近年我国婴幼儿喘息及各种先天/少见呼吸 疾病患病明显增多，临床上对婴幼儿肺功能检测技术的需求不断增加，而 潮气呼吸肺功能是婴幼儿肺功能最基本的检测技术，一些较为复杂的肺功 能检测技术，如快速挤压肺功能、婴幼儿体描仪均建立于其上。这些不同 技术常可同时进行，相互补充，为临床医师提供更多患儿呼吸系统疾病病 生理改变的信息。