呼吸动力学检测

呼吸动力学检测是从物理力学角度研究呼吸器官风箱式运动及其影响因素的手段。呼吸肌收缩和松弛是胸廓扩张和收缩的动力，肺处于密闭胸腔内，随胸内压大小变化而被动改变其容积，产生通气。呼吸肌动力主要用于克服胸肺弹性和气道内气流流动两个阻力。阻力愈大，呼吸肌功耗愈多，主观上就产生呼吸困难症状。呼吸动力学检测主要对呼吸器官的弹性和气道阻力进行定量测定。

一、肺顺应性测定

肺可被看作为一个弹性囊，悬置于密闭胸腔内，胸内压与肺容积变化关系可以反映肺组织的弹性特点。单位压力变化过程中发生的相应肺容积变化（Δv／Δp）即为肺顺应性，保持肺于某容积所要求的压力等于弹性回缩力。顺应性增加，弹性回缩力即减少；反之，顺应性下降，弹性回缩力增加。食管压是临床应用的无创性胸内压测定方法。食管是肌肉薄膜管腔，两端经常处于密合状态。因而，食管内压力随胸腔内压力而变化。所以，通过食管测压管可以取得胸腔内压力变化的数据。

测定肺顺应性时，受检者先吞置食管测压导管，接电压力计，通过接口与肺量计连接。用函数记录仪，描绘呼吸潮气量和相应食管压变化的关系曲线。根据图迹数据可计算肺顺应性。肺顺应性可分为静态（Cst）和动态两种，测定方法和生理意义不同，分别说明如下。

（一）静态肺顺应性

受检者取坐位，经鼻置入食管测压导管，口接肺量计后，先做深呼吸若干次，使肺泡充分扩张充气，再平静呼吸若干次。自平静呼气末做缓慢深吸气至肺总量。呼气过程中，在接口处间歇阻断气流一瞬时，取得无气流瞬时胸内压平段线迹。在纵轴为肺总量，横轴为食管压的坐标纸上，从阻断瞬时的肺绝对容积和食管压绘出肺弹性回缩曲线。曲线上，潮气量起始和终末容积的相应压力值差之比（Δv／Δp），即为该潮气量的静态肺顺应性。由于测定过程中间歇阻断气流，无气流即无气道阻力时的胸内压完全用于克服肺弹性阻力，故静态肺顺应性完全反映肺组织的弹性特点。

（二）动态肺顺应性

测定装置与静态顺应性相同，测定时要求受检者按节拍器做不同频率快速呼吸（一般频率为20～60／min）。但注意快速呼吸的呼气末基线必须保持在平静呼吸潮气末基线水平位置，在双联记录仪上连续描绘10次呼吸潮气量和相应食管压变化曲线。以10次潮气量和各次潮气量呼气末和吸气末呼吸相间歇食管瞬时压差值的平均数的比值计算肺动态顺应性。

动态肺顺应性检测的食管压是在通气条件下测得，呼吸间瞬时的食管压（胸内压）受到肺泡时间常数的影响。呼吸频率愈高，时间常数影响愈大，动态肺顺应性随之改变。动态顺应性低于静态肺顺应性80%，可以认为顺应性有频率依赖特点，提示肺内时间常数分布不均。所以，通气功能测定项目如FEV正常，而动态肺顺应性有频率依赖性，说明有小气道功能异常。

二、气道阻力测定

根据电学欧姆定律，气道阻力可按下列公式计算。

气流量可用流速仪直接测定瞬时流量，肺泡压可通过以下方法测定。

（一）气流间歇阻断法

在口腔接口与流速仪之间安装一气流阻断器，呼吸过程中间断短暂阻断通气。气流中断瞬时，呼吸道与肺泡形成一密闭空间，空间气压必趋平衡，这瞬时测得的口腔压等于肺泡压。阻断时间一般在1／10s左右，保证有足够气压平衡时间，但不影响受检者呼吸常态。根据双联记录仪连续记录呼吸流量和阻断瞬时口腔压计算呼吸相某流量时的气道阻力。

（二）体描箱法

体描箱法测定气道阻力，不受胸壁和肺的组织阻力影响。体描箱是一密闭舱室，内置高灵敏度检压仪，可检测舱内压和受检者口腔压的瞬时变化。受检者坐在密闭的体描箱内，在阻断呼吸道通气条件下，做呼气、吸气运动，记录口腔压和舱内压变化。再在呼吸道通畅条件下，做浅速呼吸（潮气量100～200ml，频率约120／min），记录呼吸气流量和舱内压瞬时变化。根据上述两次测得的数据，按以下方法计算气道阻力值。

气流阻断呼吸运动口腔压与舱内压变化关系斜率为

气流通畅浅速呼吸过程气流量与舱内压变化关系的斜率为

气道阻断时，口腔压（PA）与肺泡压平衡，故PA等于肺泡压。

（三）强迫振荡技术

与测定呼吸系统阻力的其他技术相比，强迫振荡技术的优点在于它的无创性，除了使用口器和鼻夹外，测定过程中不干扰病人的自然呼吸。这项技术的缺点是对上气道分流和呼吸运动中声门的活动过于敏感，体容积描绘法（浅快呼吸）则可以避免后者造成的误差。

强迫振荡技术测定呼吸系统的总阻抗。通常借助于扬声器，将正弦波振荡信号从口腔给予，分别用传感器和流量仪经口记录外加信号诱导的压力和流量信号。阻抗Z为压力波幅与流量波幅之比，相当于在呼吸系统（rs）内形成流量所需的总压力：Zrs＝｜P｜／｜V｜，｜P｜与｜V｜分别对应于压力波幅和流量波幅。由于呼吸系统的机械特性，P、V信号并不完全同相，两信号间的相移∮可用来把Zrs区分为所谓“实部的”阻力（Rrs）和“虚部的”阻力（Xrs）两部分：

Rrs＝Zrs Cos∮

Xrs＝Zrs Sin∮

在由非弹性阻力（主要是气道阻力）和弹性阻力（或顺应性）串联组成的呼吸系统简单线性模型中，Rrs和Xrs分别对应于系统的非弹性阻力和弹性阻力（顺应性的倒数）。通过改变振荡频率，可以分别测定不同频率的Rrs和Xrs。实际应用中，可以将多频信号组合在一起，由扬声器给予含有多种频率的复合信号。如果各频率的先后顺序随机但波幅相等，便会生成所谓“假随机噪声”信号。然后通过对压力信号和流量信号的傅里叶分析（Fourier analysis）将不同的频率分离。进行傅里叶分析的必要条件是两种信号间是线性关系，此条件一般是可以满足的。尽管呼吸系统的压力－容积关系和压力－流量关系都是曲线性的，但由于强迫振荡的波幅小，所造成的系统位移没有超过其线性范围。此外，还可以通过改变信号波幅来检验是否满足了傅里叶分析的条件。在一个线性系统中，只要振荡信号的频率高于自主呼吸频率的5倍以上，波幅的改变不会影响到阻抗值，振荡信号与呼吸信号之间将互不影响，就可能在平静呼吸状态下完成测定。

用强迫振荡技术测定的最低频率为2Hz，通常为2～32Hz，信号由2Hz基频及其谐波4，6，8……32Hz组成。为了覆盖数个呼吸周期，测定时间为16s以上，以得到约4个以上呼吸周期的Rrs和Xrs均值。为检验线性度和信噪比，需计算相关函数，后者是时域相关系数在频域的等值，相关函数应该至少0．90。

强迫振荡技术测定的肺阻抗，只有在频率≌10Hz时，Rrs才相当与气道阻力Raw。其受声门大小影响，低频（＜4Hz）时，Rrs还受呼吸系统黏弹阻力的影响；较高频率（＞12Hz）时，Rrs则受中央气道气体惯性阻力的影响。