3肺功能实验室的建立
第三章 肺功能实验室的建立
广州呼吸疾病研究所 郑劲平 安嘉颖
肺功能测定是一门医学计量测试技术,是研究呼吸生理的一种工具，用以了解呼吸过程中的正常规律与病理变异，有助于呼吸系统疾病发病机理的探索与防治理论的发展。肺功能测定是呼吸系统疾病的一种功能诊断方法,帮助了解呼吸系统疾病过程中有关功能损害的存在以及对功能损害的性质与程度作出判断，加深对呼吸系统疾病过程的认识,并对其治疗预防作用评估。随着我国医学事业的发展和深入，肺功能检查已逐步为广泛临床医务工作者所接受，成为呼吸系统疾病的常用和主要的工具，越来越多的医院将开展肺功能检查。而随着科学技术的发展，肺功能测试也愈趋见。简单化、自动化,大大减轻了测试的工作量及测试时间,更易为人们所应用。为使肺功能检查能够准确的反映疾病的状态,对肺功能检查应有一定的质控要求及环境要求。建立肺功能实验室并配置熟悉呼吸生理知识的医务人员及相应的仪器设备是开展肺功能实验的首要条件。
一. 肺功能室的环境布局
肺功能窒环境的大小可依据测试仪器和测试项目的多 少、测试对象以及各医院的实际情况而配置 , 但应注意以下各 项因素 :
1. 实验室应有良好的通风设备 , 场地不宜过于窄小。由 于肺功能室的检测主要
是让受试者反复做呼吸或是用力深呼 深吸的动作 , 而呼吸道传染性疾病 ( 如结核、急性传染性非典 型肺炎等 ) 可通过呼吸道传播。因此 , 通风良好、受试者与检测 人员之间保持一定距离 , 可减少呼吸道疾病交叉感染的机会。 另外 , 要是场地宽敞 , 不同的测试仪最好独室放置 , 以减少多 个病人同时测试时相互的影响。
2. 室内的温度、湿度应当相对恒定。一方面 ， 多数肺功能 仪对测试的环境温度、
湿度有一个可接受的范围 ， 若超出此范 围仪器测试则误差会增大甚至不能工作 ; 另一方面 , 宜人的 温、湿度 ， 有利于受试者对测试的配合。因此 , 肺功能室最好有 空调和湿度控制的设备 , 保证肺功能室的环境参数稳定 , 最理 想的温度为 １8 ℃~ 24 ℃、湿度为 50~70% 。
3. 肺功能室最好设在易于抢救病人的地方 ( 如靠近病房 ）, 因为肺功能检查也
有一定的危险性。
4. 肺功能室内环撞宜安静 , 因测试人员需指导及不断提醒受试者测试的动作 , 嘈
杂的环境不利于受试者的配合 , 易影响测定结果。
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二. 肺功能窒仪器和物品的配置 (一）肺功能仪的配置
肺功能的测试仪器主要由肺量计、气体分析仪及压力计组成, 通过它们的组合可测出呼吸生理的大多数指标( 如肺容量、通气、弥散、呼吸肌肉力量、耗氧量、 产生量等 ) 。
1. 肺量计在肺功能检测中最为常用 , 分容量测定型肺量计和流速测定型肺量计
２ 种。
①容量测定型肺量计又有水封式和干式滚桶式 2 种 , 目前已较少使用 , 仅在一些基层医院或生理实验室尚有使用。
②流速测定型肺量计又包括压差式流量计、热敏式流量计 和涡轮式流量计等。压差式流量计的传感器在高流量测定时误差稍偏大；热敏式流量计传感器在低流量测定时线性反应稍差；涡轮式流量计的传感器会因叶轮的运动惯性而影响测定的精度,但可通过电子线路予以补偿及系数的修正将误差减少。 2. 气体分析仪 ： 可做一口气测肺弥散功能或氮冲洗法测残气等。 3. 压力计 : 是临床医学中用作呼吸肌肉力量和肺顺应性测定的仪器。
(二)环境参数计量仪的配置
用于测量实验室肺功能测试当天的温度、湿度、大气压的计量器,以标化肺功能参数(转换为ＢＴＰS或STPD状态）。 （三)抢救设备的配置
1. 支气管扩张剂及吸人装置支气管扩张剂及雾化吸入装置。支气管扩张剂可选用沙
丁胺醇（舒喘灵）、叔丁喘灵(喘康速）、溴化异丙托品等气雾剂或雾化溶液。雾化吸入装置可选用定量气雾剂(MDI),射流雾化装置,超声雾化装置等,最好能配有射流雾化装置。 如反复作用力呼吸运动、最大分钟通气量测定、 支气管激发试验、运动心肺试验可诱发支气管痉挛， 严重时可诱发或加重缺氧,出现生命危险,因此肺功能室应常备抢救用品。
2. 氧气和吸氧设备 ( 如氧气鼻导管、面罩等 ), 对缺氧的病人应给予氧气吸人 ，
但对需测定吸人气体成分的检测如弥散、氮冲洗法测残气、运动心肺功能等需酌情用。
3. 其它急救用品如注射器、消毒液、肾上腺素、地塞米松等。
(四)其它医疗用品
如血压计、听诊器、阅片箱 , 因肺功能检测需结合一些临床症状和资料作出判断分析。
三. 人员配置：
肺功能实验及其結果判断需要掌握一定的呼吸生理知识,因此最好能配备呼吸专业的医师和技术员。由于多数肺功能测试需要受试者（病人)的积极配合,而病人的文化背景及理解
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能力各不相同，有时需要向病人重复示范说明多次，因此要求测试人员有足够的耐心及良好的语言表达及示范能力。应明确肺功能室人员的职责,以利于肺功能室检查的工作开展。
(一） 医师：
1. 2. 3. 4. 5. 6.
诊视病人，了解病情，决定检查项目，提出注意事项。 协助技术员对疑难病者,合作不佳病者的肺功能检查。 分析评估肺功能检查結果，签发报告。 肺功能检查中突发医疗事件的处理。 抢救器械及药物的配备、检查。 肺功能仪故障的检查及维修联系。
（二) 技术员：
1. 2. 3. 4. 5.
四． 清洁消毒
肺功能室及其物品应定期清洁消毒。由于肺功能室检查时要求通过呼吸测试管道与病人呼吸道连接,故病人的呼出气体,甚至用力呼吸时的唾沬等可污染呼吸管道及室内其它物品，易于导致交叉感染的发生。因此管道及室内环境的清洁消毒非常必要。虽然目前尚无由于肺功能检查而导致明确交叉感染的报道，但其潜在危险不容忽视。部分文献报道雾化吸入装置及肺功能检查中的CO2吸收装置有大肠杆菌及分枝结核菌生长。
目前国外已广泛使用一次性呼吸过滤器将病者口腔（或呼吸道）与肺功能仪测试管道相隔，呼出气体首先经过过滤器，因此可阻隔病者呼出的绝大多数细菌和病毒,避免交叉感染的发生。由于经济上的原因,国内尚未普及应用，国内目前多用一次性或重复使用的接口器连接病人口腔与呼吸道。
鼻夹的消毒易于被忽略，不应遗忘。工作人员测试中带上一次性手套,有助于减少接触传染。
对于呼吸管道的清洁消毒，目前可用如下方法。
1. 气体消毒法： 环氧乙烷等气体可用于消毒大部分肺功能检查用的塑料物品。消毒前这些物品应先用清水冲洗,晾干,注意排除管道气泡,再用胶袋封好消毒。由于过氧乙烷气体对人体有毒,应小心使用。气体消毒法效果较好,但费时费钱。
2.化学消毒法：可用含氯化学药剂消毒、如用1%强力消毒净浸泡3０分钟。同样,浸泡前应先用清水冲洗干净管道，管道中的气泡必须排除，由于残余的化学药品有毒,浸泡后必须冲
病者肺功能检查的常规操作。
肺功能结果的打印、整理、归档、备案及上报。 肺功能及呼吸生理实验前的仪器、器械准备。 肺功能仪的清洁保养，接口器及管道的消毒。 肺功能室内各种仪器设备的保管和在登记。
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洗干净。
3.超声波消毒法:利用超声波振荡杀菌技术消毒，常用于流量传感器等器件的消毒。
五. 质量控制
肺功能测试是医学计量测试，多种因素对测试结果产生影响,质量控制是保证避免测试結果的误差,测试结果准确的必要措施 （一） 肺功能仪器的质量控制要求:
1． 肺功能仪的各组成部分应符合其技术要求
目前直接测量肺容量已较少使用，多以流量计所测得流量的时间积分间接求出容量，因而流量计的量程及精度应控制在一定范围。参考美国胸科协会（ATＳ）的要求,肺量计应满足如下条件：见表一。
表１。肺量计最低技术标准
测试 VC 范围/准确性ＢTPS 7L±3％或50ml (取最大者) FＶC ＦEVT 同VC 同VC 0~１2 ０~1２ 1５ T 流速达12l／sｅc时＜1．5cm Ｈ２O/l/ｓec 时间零点 ＦEＦ2５－75% V FＥVT测量起点 1５ 由外推容量决定 同FEVＴ 流速范围(Ｌ/S) ０~１2 时间(秒) 阻力/回压 ３０ 7Ｌ±５%或0.2ｌ/sｅc ０～12 取最大者 12L± 5％或0.2l/seｃ 取最大者 同FEVＴ MVV 正弦波２５０L/min 在２L潮气量下该数误差± 5％ 0~12 ± 5% 12~1５ ± ３% <± 1０cｍ H2O 在2.0Ｈｚ 、2L潮气量下
肺量计的标化：通常以３Ｌ标准肺量计作为标准,所得信号误差可经流速传感器模拟信号输出的调节；记录器敏感度的调节或软件纠正(补偿）等形式修正。通常应作三种流速的检测(3L／０.5~１Sec， 3L／１~1．5Ｓec, 3Ｌ/5．0～５.5Sec）。以了解传感器在不同流速下的响应，误差应<３%或±50ｍｌ(取最大者）定标中应注意肺量计管道的通畅（无阻塞)及
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管道连接无漏气。
每天肺功能仪接通电源后应先让仪器预热约 2Omin,然后才对仪器进行标化 ( 如空气标化、容量定标、气体分析仪 定标等 ), 最后打印或登记标化数据。若定标超出范罔应及时查找原因 , 不能解决则联系工程人员来维修。定期对仪器进行 清洁消毒、保养维护。 2. 技术员的素质要求
具备呼吸生理的基础理论知识 ， 了解测试项目的临床意义 ;掌握各测试项目正确的操作步骤和质量要求；应有良好的服务态度 , 以取得受试者的信任与配合。技术员指导受试者测试时应适当运用动作、语音来提示、鼓励病人完成测试动作 , 对病人的努力程度及配合与否作出判断，以保证测试结果的准确性。 最好在测试中能实时观察病者的流速或容量图形，测试后能迅速读取数据，并判断其变异(是否>5%),以了解实验的重复可靠性。这一点对测试的质量很重要。
3.各测试项目的操作要求 （1)慢肺活量测量标准：
1) 平静呼气末基线平稳，作VC前的三个呼气末肺容量误差1０0ml。若基线提高提示受试者非均匀呼吸偏离FRC值或有漏气存在。
2) 平衡呼气至RＶ,然后吸气至TLC,在RＶ及TLC段均应出现平台。 3) 重复测量，误差应5%。 (2)用力肺活量测量标准：
1) 流速容量曲线显示患者达到最努力,ＰEＦ尖峰出现
2) 曲线平滑,无咳嗽，起始无犹豫;时间容量曲线显示呼气相平台出现超过2Ｓec。
（但有些严重阻塞者呼气时间可超过15Sec还没达到平台，视情况而定）。如病情出现持续咳嗽、眩晕等情况时应停止 3) 外推容量<5%；
4) 最少测试3次（一般最多不超过8次)二次最佳值之误差应<5%ＦＶC或１0０ｍｌ(取最大者）;
5) 吸气相同样应尽最大努力,流速环应闭合，EVＣ及IVC相似; 6) 肺量计测试取坐位或立位。 (3）MVV测量标准:
1) 连续、有节奏的用力呼吸持续12~15Sec潮气呼吸基线平稳。
2) 最少作二次,误差<10%,某些气道反应性明显增高者在努力呼吸致过度通气过程中可 出现咳嗽或气道收缩,应在报告中说明。
3) MVV应接近FEＶ13５，若远少于该值则说明FＥＶ１测试未尽努力。 （4)一口气法弥散测量标准:
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①仪器：
ａ．容量准确性要求同肺量计。
b：气体浓度测定：ＣO ０.30．０5% Ｈｅ 10.01.0% O2 2１.01.0% ② 测试技术:
a.受试者测试前24小时停止吸烟。 b．吸气量90%VC。
c.吸气停留时间应达9～1Sｅｃ。
ｄ．死腔冲洗容量应达７５0～１０00ml(除非患者VC2.0 l) ｅ.肺泡气取样量应50０～1000ml。 f．重复测试至少间隔4mｉn以上。 ③计算：
a．计算最少二次可接受测试的平均值。 b.按Hｂ浓度矫正。
六.正常参考值选取:
肺功能各项参数之正常值是评价肺功能所不可缺少的参考依据,选取准确的预计值有利于增加对疾病早期诊断的准确性及敏感性。目前我国所使用的肺功能参考值繁杂不一，有选取50~60年代我国制定的预计值,有选取国外学者制定的预计值（多应用于国外公司生产的肺功能仪）,有选取8０年代我国各大行政区制定的预计值。
肺功能正常参考值受多种因素，如年龄、身高、体重、性别、种族、体力活动或工种,生存环境,吸烟等影响。
1.
年龄因素:肺功能值受年龄因素 的影响较大,以VC为例,18岁前随着年龄的增加，ＶC增加,在1８~25岁达到最大值，25岁后随年龄的增加，VC减少。因此VC与年龄的回归方程最好选取曲线方程而非直线方程,或可分段 或用二个不同的直线方程，其它肺功能参数与年龄也有相应的关系。
The relationship between average FVC, FEV1 and ageliters54.543.532.521.510.5010203040506070FVC in maleFEV1 in maleFVC in femaleFEV1 in femaleyears2.
身高因素：在儿童,身高对回归方程的贡献较年龄大,其相关更好,在成人,在已发
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表的回归方程式中，身高与肺功能参数多呈直线正相关,以VC为例，身高越高,VＣ越大。
3.
体重:体重对肺功能预计方程式贡献不尽相同。部分预计值中有引入体重作为自变量,但其作用不及身高。部分预计方程式同引入体重与身高，与引入体表面积的作用相似。
4. 5.
性别;性别差异在许多肺功能参数的存在已得到确认，不同的性别需用不同的方程式计算。
种族:由于肺功能正常参考值 77建立于不同的受试种族、对象，种族差异引起的肺功能值差异
FVC (L)5317531Male 20 yrs5317531Female 20 yrsMale 40 yrs不应忽视。对于同样年龄、身高、体重及性别的黑人，其VC及TLC较白人(高加索人）高13~15％。据我国８0年代各大行政区制定的预计值,与欧洲胸科协会选用的预计值（EＣ
Female 40 yrs7531150170190Male 60 yrs7531140Female 60 yrs160180Height (cm)Height (cm)Fig 2. Predicted FVC values differences between Caucasians and Chinese in male ( height 150 to 190 cm, weight 65 kg ) and female (height 140 to 180 cm, wight 55 kg) at the age of 20, 40, 60 years old. : ECSC; : Chinese.CS，1993）比较，我国平均约低6～8%。
6.
环境因素：包括吸烟等，环境因素的恶化可加重肺功能损害，导致肺功能数值的减退，因此肺功能正常值的建立应选取受环境影响较少的人及非吸烟人群作为正常受试对象。
正常值范围: 肺功能方程式推算出来的数值为受试正常人群的均值，约有50％人群达到该值,均值-1SD有约84%人群可达,均值－１.6５SD有约95％的正常人群可达,均值－1．95SＤ则有约97.５％人群可达该值。正常范围通常以95%人群可达到的数值为界，即预计方程式的95%可信限，高于该值视为正常。部分预计值计算95%可信限较为繁琐,为方便起见，部分参数（如FVＣ,FEV１)可参考预计值0．8作为其预计值下限，低于该值视为异常，但该预计方法在身材较瘦较高的人群及年轻人可能偏差较大,应予注意。
由于有众多的以不同人群为受试对象而建立的正常预计方程，因此，选取恰当的预计值是提高正确诊断的必要措施,选用预计值可参考相似的受试人群，如同种族，同工种的人群预计值,或选用国外预计值但加上矫正系数。选用预计方程时应注意该方程测试的年龄范围，超过该范围误差增大。
