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诊疗方案
肺功能检查指南(第五部分)——肺弥散功能检查`
中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组
一、概述
肺弥散功能是指某种肺泡气通过肺泡-毛细血管膜(由肺泡上皮及其基底膜、肺泡毛细血管内皮及其基底膜以及2个基底膜之间的结缔组织所构成)从肺泡向毛细血管扩散到达血液内,并与红细胞中的血红蛋白(Hb)结合的能力。在肺泡-毛细血管膜中进行交换的气体主要是氧气(O2)和二氧化碳(CO2)。由于直接计算氧气的弥散量需测定肺毛细血管血氧平均分压,方法复杂;而一氧化碳(CO)透过肺泡-毛细血管膜以及与血红蛋白反应速率与氧气相似;除大量吸烟者外,正常人血浆中CO含量几乎为零,便于计算检查中CO的摄取量;CO与血红蛋白的结合力比O2大210倍,生理范围内的氧分压不是一个主要干扰因素;而且,CO在转运过程中极少溶解在血浆中,所以CO成为测定肺弥散功能的理想气体。1915年,Krogh根据弥散原理,最先提出用一氧化碳测定肺弥散量(DLCO)[1]。
利用CO进行肺弥散功能检查有许多不同的方法[2-4],包括一口气呼吸法、一氧化碳摄取法、恒定状态法、重复呼吸法[5]以及最近发展的操作简单无需屏气的内呼吸法[6],但以Ogilvie[7]建立的一口气呼吸法肺一氧化碳弥散功能(DLCOsingle-breathmethod,DLCO-sb)最为常用,本指南主要介绍DLCO-sb的检查标准。
二、肺弥散功能检查的适应证与禁忌证
(一)适应证
、定量评价和随访累及肺间质的疾病,如间质性肺疾病、肺气肿、肺水肿、肺部肿瘤等引起肺泡-毛细血管膜间弥散障碍或通气-血流比率失衡的疾病[8-11]。
。
气体分析仪
气体浓度精确度:±%
气路阻力
在6L/s流速气体通过时</(L﹒s)
阻断阀敏感性
在6L/s流速气体通过时<10cmH2O
计时器
±%(即10s允许有100ms的误差)
管道/阻断阀死腔
<
检查仪器校准质量控制标准见表2[2],主要包括:1)在每次检查之前,气体分析仪必须做零点校正;2)每天开机后都必须做环境、容积和气体校准:仪器预热后先做室温、室压、湿度、环境大气压、水蒸气饱和气体状态(BTPS)的环境校准(日间室温变化较大的实验室需做适时校准);再做容积校准,,确证该肺功能仪容积或流量测试正常;最后做气体校准,详见测试气体准备部分;3)每周或者怀疑DLCO检查有问题时,先对仪器进行漏气检查,然后用3L定标筒模拟DLCO检查,数据应该接近0,最后进行正常人测试,如果正常人DLCO超出10%以上,则联系专业工程人员来检查与维护;4)每季度进行气体分析仪线性响应自检和计时器精度检查;5)保存仪器校准记录,正常人的测试结果及日期应记录在科室日志中以备查看。
表2检查仪器校准质量控制标准
项目
最小周期
措施
气体分析仪零点校准
每人
每次检查前做一次
环境校准
每天
开机预热完成后,质控要求同肺量计
容积校准
每天
环境校准完成后,质控要求同肺量计
气体校准
每天
容积校准完成后,气体浓度:±%
正常人测试
每周
最好是肺功能室同一工作人员
气体分析仪线性响应
每季度
仪器自检
计时器精确度
每季度
用秒表进行机械检查
(2)测试气体准备:配备标准测试气体包括一氧化碳(CO)和指示气体[22](如氦气、甲烷、乙炔等),由于不同实验室所用的气体分析仪不同,各实验室工作人员应详细了解使用的气体分析仪及测试气体,只有通过测试气体浓度校准后才能给受试者做检查。在海平面水平,电化学气体分析仪要求的测试气体成分为:
21%氧气、10%氦气、%一氧化碳,剩余气体为氮气填充平衡;红外线气体分析仪要求的测试气体成分为:21%氧气、%甲烷、%一氧化碳,剩余气体为氮气填充平衡。若超过海平面水平[15],则应提高O2的浓度使吸入气体的氧分压(PIO2)达到150mmHg。
(3)感染控制:应防止受试者之间及与操作者之间的交叉感染,加强通风和使用肺功能检查专用的呼吸过滤器可有效减少交叉感染的发生。
(1)准确测量身高和体重:胸廓畸形的受试者,如脊柱后凸者,可通过测量指间距来估算身高;让受试者背靠墙,尽量展开双臂,测量两手中指之间的距离,即为指间距。
(2)检查前应详细询问受试者病史,并了解其Hb值,以便进行Hb校正之时使用。避免任何影响受试者肺毛细血管血容量及弥散能力的因素:如检查前2h应避免饱餐和剧烈运动;停止吸烟至少24h,吸烟者应在检查报告中注明吸烟情况及时间;停止喝酒至少4h;对于吸氧的受试者,在情况许可的范围内建议检查前至少停止吸氧10min,如果病情不允许停止吸氧,应在检查报告中注明吸氧情况[21]。
(3)受试者检查前至少休息5min,并在整个检查过程中保持坐位并尽量避免运动,建议让受试者坐在有靠背且稳固的椅子上。检查时受试者应挺胸坐直不靠背,双脚着地不翘腿,头保持自然水平或稍微上仰,切勿低头弯腰俯身。正确的坐姿有助于受试者获得最大的呼吸量。如果受试者取站位或卧位进行检查,应在检查报告中说明。
(4)肺弥散功能检查前应先准确测定受试者的肺活量或用力肺活量,这是确定受试者在肺弥散功能检查中吸气容量是否充分的重要判断标准。
(5)操作者应向受试者详细介绍检查动作,并亲自示范指导受试者依次练****呼气、深吸气、屏气、呼气等动作,包括呼吸动作的幅度和速度。正式开始检查前受试者应熟悉并掌握这些呼吸动作,并能根据操作者的指令连贯完成。如有条件,亦可采用播放演示录像的方式,让受试者接受更为全面的指导,有助于受试者更快速地掌握动作要领。
(二)检查方法和步骤
受试者夹上鼻夹、口含咬嘴后平静呼吸4~5个周期,待潮气末基线平稳后,指导其呼气完全至残气量位,然后令受试者快速均匀吸气完全至肺总量位,建议2s内完成吸气,气道阻塞者应在4s内完成吸气,接着屏气10s,最后均匀持续中速呼气完全至残气量位,建议在2~4s内完成呼气[2,17,21]。
(三)肺弥散功能检查指标
(DLCO)和肺一氧化碳弥散因子(TLCO)
肺一氧化碳弥散量(DLCO)是指CO在单位时间(1min)及单位压力差()条件下从肺泡转移至肺泡毛细血管内并与Hb结合的量(mL或mmol),其单位是mL/(min﹒mmHg)或mmol/(min﹒kPa),是反映肺弥散功能的主要指标[21,23]。因为肺弥散能力不仅受毛细血管膜的影响,也受毛细血管血流的影响,因此有学者提出用转移因子(TL)代替弥散量(DL),检测方法、单位、意义与DLCO相同[17]。
(VA)
指每分钟吸入气量中能达到肺泡并进行气体交换的有效通气量,用于估算肺内一氧化碳能够扩散并通过肺泡毛细血管膜的肺容积,其单位是mL,正常受试者VA大致与TLC相等。
(DLCO/VA)
也称单位肺泡容积的弥散量或比弥散量,由于弥散量受肺泡通气量影响,肺泡通气量减少可导致DLCO减少,因此评价弥散功能时应该考虑受试者的肺泡通气量(VA),以排除肺容积对弥散量的影响,其单位是L/(min﹒mmHg)或mL/(min﹒kPa)。临床上常用DLCO/VA作矫正,DLCO/VA更容易区分肺部的病理生理改变。但由于DLCO与VA的关系不是线性且显著小于1:1,因此不能准确校正容量的影响[21,23]。
(KCO或Krogh因子):其单位是mL/(min﹒kPa),意义同DLCO/VA[21]。
(DLCOc),常用血红蛋白(Hb)、吸入气体的氧分压(PIO2)和碳氧血红蛋白(COHb)进行校正。
四、肺弥散功能检查质量控制与注意事项
(一)肺弥散功能检查质量控制
。吸气不完全会影响CO的摄入,建议吸气容量不少于85%肺活量(VC);(健康受试者)(气道阻塞者)。为保证受试者足够的吸气容量,必须让其先尽可能呼气到残气量位。通过实时呼气时间-容量曲线监测,当该曲线显示呼气容量不再改变而呈平台位时,可指导受试者快速吸气。吸气速度过慢会影响测试气体在肺内的充分平衡和弥散而导致弥散量下降;如果受试者达到85%,应该在检查报告中注明[24-25]。
。屏气时间过短使气体在肺内弥散时间不足而致弥散量下降;屏气时间过长则令部分受试者不能完成或引起不适。大部分肺功能检查仪器在屏气检查时呼气口阀门关闭而利于受试者屏气,但同时应注意避免受试者故意呼气使气道内压力增大。对某些受试者确实不能达到屏气时间标准,但临床也确需了解肺弥散功能指标,可依据病情需要缩短屏气时间,但不可少于7s,在检查报告中必须注明屏气时间以便提供临床参考。
~,建议不超过4s。呼气过快或过慢会影响呼出气体的采样。注意整个检查过程中都不能让受试者快速用力呼气,尤其需要提醒受试者呼气要平滑、无犹豫和中断。
(二)肺弥散功能检查可接受性、重复性及检查次数标准
:①吸气容量>85%肺活量(VC),(健康人)(气道阻塞受试者)内完成;②平稳的屏气时间为10±2s,应无漏气、无穆勒(Muller,在声门关闭情况下用力吸气,使胸腔内负压增加)和瓦尔萨尔瓦(Valsalva,在声门关闭情况下用力呼气,使胸腔内正压增加)动作[26];屏气时的肺内压应接近大气压,让受试者在屏气时放松即可,一些肺功能仪中有口压监测功能,当监测屏气过程中压力变化超过±3Kpa时,此次测试无效;③呼气时间<,能排除死腔气量并有恰当的肺泡气采样。
:检查次数由操作者依据受试者情况和配合程度决定,至少测定2次,一般<5次。最佳2次间DLCO相差<3ml﹒min-1﹒mmHg-1,或在最大值的10%之内。如受试者未能达到检查要求,取最高2次测定值的平均值。
(三)肺弥散功能检查参数的设定和计算标准
:(1)吸气起始时间的定义:可参考呼气外推容量测定的方法计算(详见《肺功能检查指南(第二部分):肺量计测定》[16]);(2)吸气终末时间的定义:由于准确判断吸气终止并不容易,可取达到90%吸气容量的时刻为吸气终止时间。
:常用的屏气时间计算方法有Ogilvie法[6](传统方法,应用最为广泛,从吸气开始到肺泡气样本收集开始的时间)、Jones和Meade法(从吸气时间的30%开始到呼气采样50%的时间)和流行病学标准计划(ESP)法(50%吸气容量开始到肺泡样本开始收集的时间)等(图1)[24]。采用Ogilive法计算屏气时间,采样时间增加可使DLCO增加,但对Jones和Meade法计算无明显影响[24]。Jones和meade法计算屏气时间不仅从理论上考虑了吸气和呼气时间对弥散的影响,而且这种方法可以反映吸气流速低至1L/s、屏气时间短至5s、,建议采用。
:从呼气至分析气体采样完成的时间,一般应在4s内完成。
:一般<3s。
:~,若受试者肺活量<,,但应在结果报告中注明。红外线气体分析仪连续采样分析技术可通过指示气体明确标出死腔气量(图2)[24],其计算更为准确,对受试者的VC要求减少。
:~,采样气量过少会影响肺弥散功能的测定值,对于一些快速红外线气体分析仪可以做到数十毫升。
:由于DLCO反映的是肺泡气的CO摄取,因此需测定VA,VA估测的是分布并通过肺泡毛细血管膜转运的肺的气体容量,正常人应当近似等于用体描测出的肺总量与估测的死腔量之差。
(VD):主要有2部分组成,仪器VD(咬嘴、过滤器、连接管道等)和生理VD(在传导性气道中未参与气体交换的容积)。仪器VD应该由厂商注明,若受试者采用呼吸过滤器,则过滤器的死腔容量必须记录,建议整个检查系统的VD(包括过滤器)<350ml,若采用连续采样分析技术,通过指示气体标出的死腔气量则包括了呼吸过滤器的死腔容量。有很多种方法可以估算生理VD,一种是规定生理死腔为150ml(不适用于儿童),*体重(kg)计算(不适用于肥胖人群)[2]。
(四)肺弥散功能检查的注意事项
,特别需注意口角和呼气阀无漏气。
,以及受试者用力程度和气道通畅性。吸气流速过低、时间过长可使
DLCO下降[27]。
,深吸气后提醒受试者应放松声门或继续保持吸气动作。
、屏气及呼气动作中注意不要出现顿挫或梯级样的呼吸动作。
,如受试者气促明显或合并有呼吸衰竭时需要持续吸氧使吸入氧浓度增加可造成DLCO下降,检查时吸入气体的浓度在ERS和ATS有所不同,ERS建议用17%的吸入氧浓度[4],ATS则建议用21%的吸入氧浓度[3]。
,气道阻塞受试者可能需要更长的时间(>10min),以保证受试者肺内剩余的测试和标示气体得以全部排空。检查间隔中应尽量保持坐位并避免运动,做数次深呼吸动作有助于促进排出测试气体而缩短间隔时间。如采用连续指示气体测试技术可检测吸入的测试气体是否排空,指示气体浓度应少于全量程的1%。
,须注意检查前采样袋内的空气必须抽空,否则呼出气体会被稀释而影响结果。采样袋死腔容量应<2%采样气量或10ml(取最大值)。
,但仍不能满足以上理想的检查标准,则应在结果报告中详细说明不符合检查标准的情况,提醒医师对结果的判断。
(五)肺弥散功能检查结果校正
血红蛋白(Hb)、吸入气体的氧分压(PIO2)和碳氧血红蛋白(COHb)等异常可影响肺弥散功能的结果,因而需进行校正[2,28],并应以DLCO校正值来判读正常与否,并在检查报告中注明[29-33]。
(Hb)校正:有影响Hb倾向的因素(如血液病或慢性肾功能不全及大出血等引起的贫血,恶液质等)均可导致DLCO下降。这是由于血液中Hb下降,使吸入气体在弥散过程中不能充分与其结合,造成红细胞膜内外血液与肺泡中气体分压差下降。并不是真正的肺泡-毛细血管膜气体交换效率降低,因此Hb的校正特别重要。15岁以上成年男性(假设其Hb<)的DLCO-Hb校正预计值=DLCO预计值×[/(+Hb)];15岁以下男孩和成年女性(假设其Hb<