教你快速識破肺功能的流量-容積環。
作者丨李賀
來源丨醫學界呼吸頻道
前言
拿到一個肺功能報告，我們首先要做的也是必須要做的，不是去看各項數值的多少，而是要看每個肺功能報告裡都有的一個“環”，即流量-容積曲線。高手過招，看一眼這個曲線大概心裡就已經有了一個診斷。本文教你如何成為這樣的高手。
肺量測定法，包括測定第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second, FEV1)和用力肺活量(forced vital capacity, FVC)，是最容易進行和最有用的肺功能檢查。流量-容積環(簡稱F-V曲線)是在進行最大用力吸氣和呼氣動作期間，吸氣和呼氣流量(Y軸)對容積(X軸)的描記圖。
來看一下正常流量容積曲線圖形：
注：完成一項肺功能檢查分為4個階段：①潮氣呼吸：均勻平靜地呼吸；②最大吸氣：在潮氣呼氣末，深吸氣至TLC位；③用力呼氣：爆發呼氣並持續呼氣至RV位；④再次最大吸氣：從RV位快速深吸氣至TLC位。從而形成一個閉合的環路。
流量-容積曲線正常呼氣部分的特徵為迅速上升至峰流量，之後隨著患者呼氣幾乎呈線性下降直至殘氣量。相反，吸氣曲線則為相對對稱的馬鞍形曲線，該曲線必須平滑中途無換氣。呼氣中點的流量(肺總量和殘氣量之間)通常與吸氣中點的流量基本相等。
圖示：標準F-V曲線示意圖
流量容積曲線形態的變化可有助於氣道疾病的診斷和定位。下面我們來看一下不同疾病所對應的圖形特點。
阻塞性肺疾病
主要在哮喘或慢性阻塞性肺疾病中此類圖形多見。可以見到凹面向上或“舀出”或“內凹”圖形。
圖示：哮喘或慢阻肺患者內凹型圖形
肺氣腫患者呼氣流量下降主要取決於兩個因素：一方面是由於肺實質喪失導致的肺彈性回縮力降低；另一方面是氣道內分泌物、支氣管痙攣或小氣道缺失導致的氣道阻力增加。
阻塞性肺疾病中流量-容積環的凹面向上的特徵性改變很可能由以下兩種因素所致：
1.中央大氣道受壓伴流量急劇下降。該過程通常稱為負性用力依賴，導致氣道過早關閉。這在肺氣腫患者中可能更突出，主要是由於周圍肺實質對氣道的牽拉作用缺失。
2.呼氣後期流量不成比例地降低。具體而言，即肺部病變的異質性導致彈性回縮力較高或氣道阻力較低部位的氣體排出更快且更早，而病變嚴重部位的氣體排出較慢。
上氣道阻塞
上氣道定義為從氣管隆突以上至聲門的氣道部分。可表現為3種不同的圖形改變：可變胸外型阻塞、可變胸內型阻塞和固定型阻塞。這幾種圖形由國外學者Miller和Hyatt最先報道。
胸腔入口投影於前胸胸骨上切跡以上1-3cm，位於第1胸椎水平，上氣道被胸腔入口分成胸腔內和胸腔外部分。
可變胸外型阻塞
該F-V曲線圖形也被稱為動態或非固定胸外型阻塞。該圖形表現為最大吸氣曲線的平臺樣改變。在吸氣時胸廓擴張期間，位於胸腔外的上氣道部分其管腔內為負壓低於管腔外大氣壓，導致這部分上氣道的管腔直徑減小，從而加劇任何阻塞性病變對該部位吸氣相氣流受限的影響。湍流和文丘裡效應都將引起氣管內壓下降，引起進一步的氣道縮窄和氣流受限。
圖示：強迫呼氣和吸氣對可變胸外氣道阻塞的影響。左圖，在強制呼氣期間，氣管內壓力（Ptr）超過氣道周圍的壓力（Patm），減輕阻塞。右圖，在強制吸氣期間，當Ptr下降時，阻塞惡化導致流量限制。
圖示：可變型胸外阻塞流量容積環：在環的吸氣支上出現流量限制和扁平。
由於胸外型阻塞表現為吸氣性呼吸困難，臨床上出現三凹徵，喉頭部可聞及吸氣相喘鳴音，臨床上較易發現及處理。
可表現為該圖形的疾病包括喉軟化症、胸腔外氣管軟化，以及結構性或功能性聲帶異常。
可變型胸內阻塞
也稱為動態或非固定型胸內阻塞。表現為最大呼氣曲線的平臺樣改變，是由呼氣流量受限所致。機制與胸外阻塞相反，在吸氣相，胸內氣管周圍的胸膜腔壓力相對氣管內壓為負壓，因此不會限制吸氣氣流。相反，用力呼氣時胸膜腔壓力相對氣道壓力變為正壓，遇到氣流受限，且該部位的任何阻塞性病變都將加重對呼氣相氣流受限的影響。
圖示：左圖，在強制呼氣期間，胸腔內氣管內壓力（Ptr）小於胸膜壓力（Ppl），使阻塞惡化。右圖，在強制吸氣期間，Ptr超過Ppl，減少阻塞程度。
同樣，湍流和文丘裡效應可能導致氣道壓進一步下降，引發氣道狹窄和氣流受限。
胸內型氣道阻塞臨床上不易診斷，易被誤診為慢性阻塞性肺疾病或支氣管哮喘等疾病而延誤治療，應引起臨床重視。
圖示：可變型胸內阻塞，呼氣支出現受限和平臺樣改變。
可表現為該圖形的疾病包括胸腔內氣道氣管軟化、支氣管源性囊腫或氣管惡性病變。
固定型上氣道阻塞
固定的氣管病變可能限制跨壁壓對氣道管腔直徑的調節作用。氣道阻塞病變部位較廣泛或因病變部位較僵硬，氣流受限不再受呼吸時相的影響時在其圖形中，吸氣和呼氣時氣流均受到限制，則為固定型氣道阻塞。流量-容積環的上下兩支均變扁平。
圖示：固定型上氣道阻塞，吸氣和呼氣支都出現受限，平臺樣改變。
可表現為此種圖形的疾病包括包括氣管狹窄(如長時間插管所致)或甲狀腺腫壓迫氣管。同時往往提示氣道梗阻病情較為嚴重。
胸腔外氣道阻塞
腔外氣道阻塞可能導致出現固定型氣道阻塞的圖形或非典型的胸腔外阻塞圖形。
一項病例系列研究描述了霍奇金淋巴瘤所致大體積縱隔淋巴結腫大患者的流量-容積環。在計算機斷層掃描檢查中，未觀察到任何這些患者存在胸腔外氣道受累的證據。25例患者中有14例(56%)存在異常流量-容積環，包括流量-容積環的上下支均扁平(7例)或僅吸氣環扁平(7例)。
胸腔入口處的可變型阻塞
胸腔入口處的可變型阻塞
如果阻塞的位置位於胸腔入口，隨著呼氣末臨近，縮窄將會從胸腔內移動至相對胸腔外的位置，此種上氣道阻塞形式可能導致呼氣曲線雙峰(也稱為雙駝峰)形成（見下圖）。有趣的是，由於病變在頸部屈曲時進入胸腔，在頸部後仰時會離開胸腔入口，重複測定流量-容積環可能表現出先胸腔內後胸腔外的定位變化。
圖示：胸腔入口可變型阻塞的流量-容積環提示雙峰，隨著狹窄從胸腔內移動到相對胸外的位置，到達呼氣結束。
圖示：胸廓入口的可變型阻塞的流量-容積環，上半部分圖形為頸部彎曲和下半部分圖形為頸部伸展時。
可表現為此種圖形的疾病包括低位氣管造口術後疤痕或狹窄，可能位於或高於胸骨上切跡平面。
主支氣管阻塞
單側主支氣管阻塞患者的流量-容積環可出現不同種類的異常圖形。主支氣管完全功能性阻塞也導致呼氣曲線形成明顯的限制性通氣圖形，反映出患側功能喪失。
圖示：內環藍色部分為主支氣管阻塞圖形，外環為手術治療之後的流量容積環，容積水平向右移動了，證明阻塞改善。
另一方面，支氣管部分阻塞可能導致混合的阻塞性和限制性圖形。
該模式大概是是因為患側肺氣流由於受到阻塞因素的影響而受限，但健側肺氣流卻不受影響，因而在吸氣/呼氣時相的早、中期主要為健側通氣，患側通氣則在後期緩慢吸入/呼出所致。所導致的效應就是在肺容量較低處內凹幅度增大，和哮喘或肺氣腫圖形非常相似。然而，對於潛在肺氣腫患者，這些圖形可能被掩蓋。
這種圖形通常也被稱作：
吸氣末尾徵
雙相肺活量
雙蝶型改變
圖示：吸氣末尾徵，雙相肺活量圖。呼氣環初始曲率正常，而在呼氣末呈“直線”外觀。呼氣流量曲線末尾部分呈扁平或平臺狀。
鋸齒圖形
已報道有所謂的“鋸齒圖形”，由呼氣和吸氣時流量小幅度而快速的波動構成。鋸齒圖形的出現可能是主觀的由於患者配合較差所致，當然與流量-容積環鋸齒圖形相關的疾病包括：神經肌肉疾病、帕金森病、喉運動障礙、上氣道帶蒂腫瘤、氣管支氣管軟化、上氣道燒傷以及阻塞性睡眠呼吸暫停。
圖示：阻塞性呼吸睡眠暫停中的流量容積環顯示鋸齒狀圖案。
限制性疾病
是指胸肺擴張受限引起的通氣障礙，主要表現為FVC明顯下降，流量-容積環具有可識別的圖形，最常見於間質性肺疾病、胸廓、胸膜病變。其特徵性圖形為肺活量降低，並且校正肺容積的呼氣流量超過正常。這導致流量-容積曲線較高、有陡峭降支，呈“女巫帽”外觀。但由於在氣流明顯受限的患者FVC也可能有所下降，此時FVC的判斷效能會受到影響。反映肺容量更為準確的指標如TLC、RV及RV/TLC比值對限制性通氣功能的判斷更為精確。
圖示：阻塞性疾病曲線、正常曲線、限制性疾病曲線比。
注意：流量-容積環僅僅提示功能性(而非解剖性)病變的嚴重程度。儘管如此，但該測試的確簡單且易行，當懷疑氣道病變時，流量-容積環總是能起到一定幫助。然而，流量-容積環的敏感性較差，這提示當臨床高度懷疑氣道阻塞或限制性病變時仍需要進一步評估。
參考文獻：
1.abnormal flow volume loops in patients with intrathoracic Hodgkin's disease.Vander Els NJ, Sorhage F, Bach AM, Straus DJ, White DA.Chest. 2000;117(5):1256.2.Abnormal inspiratory flow-volume curves in patients with sleep-disordered breathing.Haponik EF, Bleecker ER, Allen RP, Smith PL, Kaplan J.Am Rev Respir Dis. 1981;124(5):571.
閱讀更多 醫學界呼吸頻道 的文章
