儿童肺功能系列指南(一)：概述

1/41儿童肺功能系列指南(一)：概述中华医学会儿科学分会呼吸学组肺功能协作组《中华实用儿科临床杂志》编辑委员会出处：中华实用儿科临床杂志,2016,31(06):653-658.【声明：本文经《中华医学杂志》社有限责任公司授权医脉通，仅限于非商业应用】呼吸系统的疾病占儿童所有疾病的首位，其病死率也是5岁以下儿童的第1位。儿童经历自胎儿至青春期的年龄跨度以及身体迅速发育的过程[1]，有着特有的生长发育规律。肺功能测定对于判断呼吸系统疾病尤其是在喘息性疾病的诊断、鉴别诊断、治疗及预后评估方面均有重要意义[2]。肺功能检查是指运用特定的手段和仪器对受检者的呼吸功能进行检测、评价[3]，是描述呼吸功能的一种重要方法，牵涉呼吸力学、流体力学和热力学等，理论上复杂。但经过一定的测试和计算机计算后，能用比较简单的方式回答临床问题[4]。目前，国内儿童肺功能检查的普及率不高，尤其是欠发达地区和基层医院更低，检测质量参差不齐，亦无统一规范的儿童肺功能指南。故中国儿童肺功能协作组经过多年努力，就目前较为成熟的检测方式推出如下系列指南。本系列指南将从概述、肺容积和通气功能法、潮气呼吸法、脉冲振荡法、气道反应性测定(激发试验、舒张试验)及呼出气一氧化氮测定等领域进行阐述。1儿童肺功能检测技术的发展肺功能技术最早是在古罗马时期，希腊医生ClaudiusGalen进行了最简单的肺容量测试。19世纪中期，伦敦的JohnHutchinson发明了世界上第一台可定标的肺容量计。20世纪初期，丹麦的ChristianBohr提出弥散学说，并采用静态法完成了使用一氧化碳作为测试气体的弥散测定。一氧化碳弥散测定法现在仍然是大多数肺功能设备的首选方式。21世纪，气道阻力(Raw)的测定理论和测试技术逐渐成熟。在婴幼儿肺功能检测方面，1890年Eckerlein成功测定每分通气量(MV)；1970年第一台婴幼儿体描仪问世；1980年Turner等发明强迫呼气(Squzee)；20世纪80年代，由于计算机技术的迅速发展，儿童肺功能技术才开始广泛普及。肺功能检测仪中，流速-容量传感器至关重要。最早出现的是水封式容量传感器，然后在水封式传感器的基础上发展出了干式滚桶式，之后由于计算机技术的发展，又出现了涡轮式、热丝式及压差式、超声式流量传感器，并一直使用至今，目前使用最多的是压差式的流量传感器。2儿童肺功能工作的开展1991年欧洲呼吸协会/美国胸科协会(ERS/ATS)婴幼儿肺功能协作组成立，1996年发表标志性的INFANTRESPIRATORYFUNCTIONTESTING一书[5]。2009年5月中国儿童肺功能协作组在苏州成立，自2011年起每年举行1次全国儿童肺功能学术会议。2013年中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组在广州召开了全国肺功能学术会议，同时成立了中国肺功能联盟[6]。2014年肺功能协作组纳入中华医学会儿科呼吸学组。目前全国共有60个协作单位，遍布全国30个省市自治区(除西藏外)，并聘有顾问和秘书。2015年12月中国儿童肺功能网站正式启动。3相关的代表性文章和书籍2002年，万莉雅等[7]发表的3～14岁天津地区脉冲振荡正常值的测定是中国最早涉及儿童脉冲振荡肺功能技术的大样本量正常预计值的文献；2006年，张皓等[8]的1002例4岁以下儿童潮气呼吸肺功能正常预计值是迄今为止全球最大样本量的关于潮气呼吸肺功能正常预计值的文献；2005年刘传合等[9]发表脉冲振荡肺功能支气管舒张试验阳性标准的确定，探索了脉冲振荡肺功能检测在气道可逆性领域的应用；2006年王俊平等[10]发表的支气管舒张试验在0～6岁儿童喘息性疾病诊断中的作用是国内最早报道用潮气呼吸方法进行支气管舒张试验的文章，这2篇论文引领了在不同领域对气道可逆性的探索工作。2013年，由Nguyen等[11]撰写的Newreferenceequationstoimproveinterpretationofinfantlungfunction是目前国际上2岁以下婴幼儿关于体积描述、潮气、阻断等的最新预计值文章，但不足之处是其样本量仅153例；2014年，由儿童肺功能协作组在临床儿科杂志上发表的儿童肺功能检测及评估专家共识[12]是中国第一篇儿童肺功能的相关专家共识，全面阐述了儿童肺功能的各项检测方法及原理、临床应用、适应证、禁忌证等，但由于篇幅所限，更多的只是架构，内容不够丰满。2004年由朱蕾主编的《肺功能测试技术及临床应用》[4]中张皓撰写的婴幼儿肺功能检测章节是国内第一部肺功能权威著作中出现较为完整的儿童肺功能章节；2005年由沈晓明主编，桂永浩副主编的《临床儿科学》中张皓撰写的儿童肺功能测定章节是国内第一部儿内科著作中出现完整的儿童肺功能章节[13]；2007年张善通、陈长根、贾兵主编的《小儿胸心外科学》中张皓撰写的儿童肺功能测定及其在胸心外科手术中的作用部分是国内第一部儿外科著作中出现完整的儿童肺功能章节[14]。4儿童肺功能检测技术简介4.1适于大年龄儿童的肺功能检测方式主要包括肺通气功能(又称肺量计法)、脉冲振荡、体描仪、弥散功能、负压通气(NEP)、支气管激发试验、支气管舒张试验。通气肺功能检测是通过患者自主呼吸，按照技术员的指挥进行用力吸气、呼气以检测呼出气流量的方法[15]，是目前临床应用最为广泛的一项检测。可以间接反映气道有无阻塞、限制[16]。脉冲振荡是肺功能检测中唯一使用外加信号源的检测方式，小儿平静呼吸即可，可测定气道阻力及阻力具体的部位，并可间接获得呼吸系统顺应性。检测最小可到2岁，一般用于3岁以上的儿童。体描仪检测即受试者置身于密闭的体积描记箱，在潮式吸气末阻断气流，受试者做浅快呼吸(或平静呼吸)，使口腔压力与肺泡压达到平衡，分别测定体积描记箱的箱内压、口腔压力、呼吸流量，并计算出功能残气量和Raw。弥散功能检测是指检测某种气体通过肺泡膜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结合的能力来判断肺部气体交换能力的一种方法。目前较多使用的是以一氧化碳为弥散气体的一口气呼吸法。负压通气技术是在机器上(接近咬口处)设置一开口，连接负压泵，在患者潮气呼气时施加一个负压(-3～-5cmH2O，1cmH2O＝0.098kPa)，帮助呼气时气体的全部呼出，用于检测有无呼气流量受限。其模仿肺通气功能检测技术，应用于自身无法用力呼气的患者。支气管激发试验是检查气道反应性是否增高的一种方式，有很多种方法，其中使用最多的就是乙酰甲胆碱或组胺的非特异性激发试验，是协助哮喘诊断和鉴别诊断以及评估疗效的一种重要方法。支气管舒张试验主要用于测定气道可逆性，是哮喘及不典型哮喘重要的协助诊断和鉴别诊断的方法，也是评估疗效的重要手段，儿童一般以[第1秒用力呼气容积(FEV1)(后)-FEV1(前)]/FEV1(前)≥12%为阳性，目前也有用脉冲振荡[17]和潮气呼吸方法检测，但国际上尚无金标准。4.2适合于婴幼儿的肺功能检测主要包括潮气呼吸、阻断、胸腹腔挤压、婴儿体描仪、六氟化硫测功能残气等。潮气呼吸是在孩子平静呼吸状态下以面罩罩住口鼻，通过流量传感器获取呼吸信号的一种方法，主要参数是潮气容积、吸呼比、达峰时间比、达峰容积比、潮气呼吸流量-容积环。阻断是通过在面罩末端放置一个可扩张球阀，在吸气末被充气，继而堵住气道与外界的连接。由于阻断时间很短，不致引起患儿的觉醒反射，此时患儿继续平静呼吸，气道开放，此时的气道开口压可以近似等于肺泡内压，同时测得阻断前瞬间气体的流量，通过公式即可推算出患儿的Raw和顺应性。根据阻断次数、原理的不同，阻断分为单阻断和多阻断。因为阻断技术耗材成本高，技术要求高，所以临床推广较为困难。胸腹腔挤压是在婴幼儿中模仿成人的通气肺功能检测。特制的马甲包住患儿的胸腹，在吸气末给马甲充气，挤压胸腔气体快速呼出气道，从而达到成人用力呼气的效果，因为只有流量-容积曲线的呼气部分，所以称之为部分胸腹腔挤压技术。后再次发展此项技术，在吸气时给患儿肺部充气，以达到用力吸气的效果，呼气时再挤压胸腹腔，达到用力呼气的效果，此称之为完全的胸腹腔挤压。因其检测过程具有一定的风险，所以在临床应用时应严格掌握适应证。婴幼儿体描是患儿在密闭的体描箱内仰卧、平静呼吸。此时胸腔内压力和容量的变化与箱内的压力和体积变化是一致的。通过波尔定律P1V1＝P2V2(P：压力；V：体积)可计算出平静呼气末胸腔肺容积(Vtg)，即功能残气量(FRCp)。同时通过流量传感器，在气道开口处直接测定流量，可间接测得肺泡压，计算出Raw。其是测定婴幼儿肺容积及Raw的金标准。因为儿童肺功能是一项新兴技术，所以本系列指南仅对肺容积和通气功能、脉冲振荡、潮气呼吸、气道可逆性和反应性等较为成熟的检测技术进行系列阐述。5肺功能检测的选择儿童处于快速生长发育期，肺功能主要用于研究儿童肺部生长发育的规律以及疾病对其的影响[1]。因为不同年龄儿童的肺容积、气道管径、阻力、呼吸系统顺应性、弥散功能等均不同，所以掌握其规律尤其重要。但儿童年龄越小、越不能很好配合，且肺容积小、气体流量低，对仪器的要求很高。故对不同年龄段的儿童一定要区别对待，需要有不同的检测方式，7～8岁以上的基本可以和成人一样检测，5～6岁的儿童，要求不是太高的检测方式也均能胜任。但5岁以下的儿童，因为无法配合、呼气力量小(流量低)、肺容积低，所以需要配合程度低(或不需配合)的检测方式、敏感度高、精确度高的流速-容量传感器以及死腔量小的检测系统(以Jaeger婴幼儿肺功能检测仪为例，新生儿、小婴儿专用流量传感器，流速0～800mL/s，流速分辨率0.5mL/s，系统死腔1.3mL；婴幼儿专用流量传感器，流速0～1500mL/s，流速分辨率1.0mL/s，系统死腔1.7mL)。除年龄外，还要关注原发疾病。如支气管哮喘(哮喘)，更多关注的是阻力、气道反应性和可逆性的情况，可以选择肺通气功能、脉冲振荡、体描、支气管舒张试验、支气管激发试验等；在婴幼儿，可以选择潮气呼吸、阻断、胸腹腔挤压、婴幼儿体描等。如间质性疾病，应选择与肺容量和弥散功能相关的检测，如肺通气功能、体描、弥散；在婴幼儿，选择潮气呼吸、婴幼儿体描等等。总之，须结合临床表现、诊疗过程的变化，提出合理选用肺功能检查项目的临床思路和建议。在临床中要注意每种肺功能检测都有其自己的优点，也有其限制，如肺量计检测可以反映一部分直接容量，但像残气、功能残气等就需体描、弥散来测，而且通气检测对阻力大小的判断是间接的。脉冲振荡可直接测Raw，间接推断出顺应性，而不能得到容积。体描仪只能测定容积和阻力，但无法测定肺的弥散等等。所以如果有条件，鼓励同时做几种不同的肺功能检测，以达到互相弥补。6肺功能检测的基本要求6.1检测前准备6.1.1校正(1)容积的校正，大年龄儿童用1～3L的定标筒，婴幼儿用100mL的定标筒，容积误差应在±2.0%～±3.0%[12]。(2)温度、湿度、大气压和海拔高度的定标，达到BTPS(bodytemperatureandpressuresaturated)状态即正常体温(37℃)、标准大气压760mmHg(1mmHg＝0.133kPa)、饱和水蒸汽的状态。(3)标准气