气道阻力

【概述】

气道通畅性通常以呼吸气体流量来反映,l气体流量与气道管径成正比,l气道管径越大,l流量越通畅。反之气道痉挛、i狭窄或堵塞,l则气道管径小,l气体流量减慢。一般情况下,l上述推论是正确的,l但是却忽略了一个重要的因素,l气体流量除与管径有关外,l尚与气体流动的驱动压有关。相同管径下,l驱动压越高,l则气体流量越快。因此,l仅以气体流量反映气道通畅性是不全面的。

此外,l气体从肺外进入肺内,l需要呼吸做功,l而呼吸做功需要克服气体流动通过气道时因摩擦所消耗的阻力(其物理特性为黏性阻力),l此外,l尚须克服胸廓和肺组织扩张膨胀所消耗的阻力(其物理特性为弹性阻力,l倒数即为胸廓和肺的顺应性),l以及在气体流动和胸廓扩张运动中产生的阻力(其物理特性为惯性阻力)。呼吸系统的黏性阻力、i弹性阻力和惯性阻力之和统称为呼吸总阻力(或称呼吸总阻抗)。

呼吸系统的阻力按解剖位置分类,l可分为鼻腔阻力、i口腔阻力、i咽喉部阻力、i气管阻力、i支气管阻力、i肺泡及肺组织阻力、i胸廓阻力等。

与气管通畅性关系最为密切的是黏性阻力,l常将其称作气道阻力(airway1re-1sistance,lRaw)。气管阻力等于维持一定呼吸气体流量(V)所耗的压力差(ΔP)与该流量的比值,l即:iRaw=ΔP/V。气管阻力在呼吸总阻抗中所起的作用亦最大,l同时其测量亦相对容易,l因此,l临床使用也最为广泛。

气管阻力测定有多种方法,l不同方法测定的指标、i结果及其意义各有不同。体积描记法(简称体描)是目前惟一可直接测量人体气管阻力的方法,l临床应用最为广泛,l且已建立相应的测试标准。本节仅介绍体描法测定气管阻力。

【适应证】

需要了解气流通畅性和呼吸动力学的情况,l如:i

1.支气管哮喘。

2.慢性阻塞性肺疾病(COPD)。

3.气管肿瘤或支气管肿瘤。

4.支气管内膜结核。

5.支气管微结石症。

6.气管内异物。

7.通过气管可逆性测定的变化,l评价支气管舒张药的作用。

8.通过气管反应性测定评价支气管收缩药的作用。

【禁忌证】

气管阻力测定同其他肺功能测定一样,l大多数需要患者较好的配合。患者神志不清,l理解、i配合能力欠佳等情况下多不能进行测定。此外,l不同的测定方法有其相应的禁忌证。如:i体积描计法因患者须坐进密闭的体描仪内测定,l若其精神过度紧张或忧虑,l则不宜行此法测定;食管内压测定法因须插入食管气囊测定胸内压,l故有食管内病变的疾病如食管静脉曲张、i食管溃疡、i食管肿瘤等疾病不宜行此检查。

【操作方法】

1.测定方法

(1)测试前准备

①体描仪标化:i按仪器使用说明书要求,l检查体描仪的密闭性,l对呼吸流量传感器、iVI腔压传感器及箱压传感器进行测定标化,l使它们在可允许的变化范围内。每次开启仪器或1d内室温室压变化过大时均须进行仪器标化,l以保证测试的准确性。

②受试者准备:i受试者勿穿戴过紧的腰带、i胸带和衣服等。技术操作人员向受试者详细介绍测定过程,l让其了解如何配合测试。让受试者身体坐直,l上鼻夹,l口含咬口器并避免口角漏气,l避免舌头堵塞咬口器开口,l用双掌腹或手指并拢,l指腹按压面颊部,l避免颊部振动。先练习平静呼吸,l然后改为浅快呼吸(panting1breath),l浅快呼吸频率>1Hz,l潮气量约500ml。部分患者不习惯用口呼吸,l或呼吸用力过大,l须多加练习,l待满意后才能开始测试。浅快呼吸法为标准气道阻力测定法,l但对于配合能力欠佳者,l亦有采用平静呼吸法测定。

关闭体描仪门,l部分体描仪的箱门关闭前须先打开通气孔,l避免箱压突然改变损害箱压传感器。让受试者平稳呼吸,l注意观察呼吸基线是否漂移。关闭体描仪门初期,l受试者体温可导致箱温上升,l呼吸基线漂移,l须平衡1~2min或更长时间,l待基线稳定后方可开始测试。部分体描仪此时须关闭箱压通气孔。目前有些新的体描仪有气温调节或温度自动矫正平衡,l可节约温度平衡时间,l加快实验速度。呼吸基线平稳后即可开始测试。

(2)测试

①让受试者平静呼吸4个周期以上,l以求得平静呼吸末的功能残气量(FRC)位。

②在平静呼气末让受试者做浅快呼吸,l注意观察呼吸流量一箱压曲线,l记录4个重复性好的呼吸环。

③在浅快呼吸末(FRC位)紧接着关闭接口阀门,l让受试者继续保持浅快呼吸数个周期,l记录口腔压一箱压关系曲线。

④完成浅快呼吸后,l部分体描仪尚可继续测定慢肺活量,l依受试者情况测定深吸气量和深呼气量,l可分次测定或一口气完成。慢肺活量测定用于进一步计算肺总量(TLC)、i残气量(RV)等指标。

⑤重复测定至少3次,l选取口腔压一箱压关系曲线、i流量一箱压关系曲线及慢肺活量曲线均良好的3次结果保存。Raw的变异应<10%。

(3)结果计算:i现体描仪均配备电脑,l可自动计算结果。3次最佳检测的结果的平均值反映受试者的胸腔容积及气道阻力。

(4)测定中的注意事项

①在整个测试过程中受试者含咬口器不能松脱,l口角不能漏气,l否则呼吸容量基线漂移,l则TLC、iRV等计算可有较大的误差。

②准确测定流量-箱压关系曲线与水平轴的夹角是计算气道阻力的关键,l必要时可通过人工调整流速一箱压关系曲线和口腔压一箱压关系曲线的计算角度。

③由于不同的流量下气道阻力不同,l特别当受试者浅快呼吸时,l每次呼气气量过大,l流量过高,l气道出现涡流时,l口腔压一箱压关系曲线可出现反“S”形。因此,l一般以0.51L/s的流量作为检测气道阻力的标准点。

④气道阻塞严重者可出现呼气滞留现象,l使呼气早期与后期曲线分离,l此时,l有两种计算方法:i取呼气早期与后期0.51L/s位二点的均值与原点的夹角为β角,l此法较为常用;仅取呼气后期0.51L/s位点与原点的夹角为β角(图10—3~10—5)。

图10—311呼吸流速-箱压关系曲线

图10—411口腔压-箱压关系曲线

图10—511呼吸流速-箱压关系曲线

β1.取0.5L/s位呼气早期与后期二点的均值与原点的夹角;β21.仅取10.5L/s位呼气后期与原点的夹角

2.常用指标及正常值

(1)气道阻力(Raw):i为维持一定呼吸气体流量所需的驱动压与该流量的比值。Raw=P/V。平均为0.147kPa/(L?s)或1.5cmH21O/(L?S),l范围为0.0196~0.196kPa/(L?s)或0.2~2cmH20/(L?s)。

(2)气道传导率(Gaw):i为气管阻力的倒数;Gaw=1/Raw。

(3)比气道阻力(sRaw):i为气管阻力与胸腔气量的乘积;sRaw=Raw×TGV=TGV/Gaw。TGV-胸腔气量(thoracicgas1volume)。

(4)比气道传导率(sGaw):i为比气道阻力的倒数,l或气道传导率与胸腔气量的比值;saaw=1/sRaw=Gaw/TGV。

【临床应用】

气管阻力增加提示有气道阻塞或狭窄,l其敏感性远较FEV1为高,l支气管哮喘发作时气道阻力可增加2~4倍。支气管激发试验的评价,l常以Raw增加或sGaw减少≥35%为试验阳性的标准,l判断为气道反应性增高。支气管舒张试验的评价则以Raw减少或sGaw增加≥35%为试验阳性的标准,l判断气道可逆性的改变。当气道阻力发生改变的时候,lsGaw的改变方向与FEV。的方向一致,l临床易于理解,l因此较为常用。

【注意事项】

对正常受试者,l在气管阻断瞬间假设口腔压等于肺泡压是可行的。但对气流受阻者,l由于气管阻力的增大使口腔压在反应肺泡压上出现延迟,l测定口腔压可能低估肺泡压。采用浅快呼吸可能克服此不足。同时,l浅快呼吸由于呼吸气量少,l也减少了呼出气体温度对箱温的影响,l同时亦使呼吸商的影响所导致的误差减到最小,l从而使测试更为精确。

由于气管阻力与气管的口径成反比,l而气管口径却与胸腔气量成正比,l因此,l胸腔气量越大,l则气管阻力越小,l可见气管阻力的测定受胸腔气量或肺容量的影响。为排除肺容量对气管阻力的影响,l不同人群之间或个体自身前后进行比较可指定在某一肺容量(通常以功能残气量)情况下进行。体描法的优点之一是可同时测定胸腔容量,l因此,l可用经胸腔气量校正的气管阻力来表达。

临床习惯上以常规的用力通气功能判断患者的肺功能,l做出阻塞性功能障碍的评价。但气管阻力的测定因综合考虑了气流驱动压的影响,l因此对气管阻塞的判断更为敏感和精确。在实际检测中发现,l有些通气功能检测正常的受试者,l其气管阻力的指标如Raw、isGaw已反映异常,l提示气管阻力的测定更为敏感。

虽然气管阻力测定的敏感性高于用力通气功能测定,l但因其变异度亦较大,l重复性逊于FEV1。

由于种族差异的存在,l国人采用国外预计值时应注意到其差异,l尽量采用相应人群的预计值。