常用肺容积参数及其临床意义
1.潮气容积 静息呼吸时，每次吸入或呼出的气容积，一般测定后者（图3-1）。在安静状态下VT大致是稳定的，正常人为500～600 mL（10 mL／kg），但每间隔一定时间会有一次不由自主的深呼吸，称为叹气，约为VT的2倍。
图3-1 肺容积的组成
（1）影响因素：正常饮食条件下呼吸气体交换率（R）小于1，故吸入气容积大于呼出气容积，但差异较小。在氧耗量突然减小和CO2排出量突然增加的情况下，如剧烈运动后、刚接受机械通气时，呼气潮气量也可大于吸气潮气量。
（2）临床意义：在阻塞性通气功能障碍的患者，为降低气流阻力，减少呼吸功，常代偿性采用深慢呼吸形式，VT较大；但在严重阻塞性通气功能障碍患者，不仅气流阻力增加，FRC也显著增加，肺弹性阻力明显增大，且可出现内源性呼气末正压（PEEPi），机体将无法代偿，常出现浅、快呼吸，VT减小，PaCO2升高。在限制性通气功能障碍患者，为克服显著增加的肺弹性阻力，常代偿性采取浅而快的呼吸，VT 减小；在急性肺实质病变，如急性间质性肺炎、急性肺水肿、急性呼吸窘迫综合征患者，由于多种机械性感受器、化学性感受器过度兴奋，不仅呼吸频率（RR）显著增快，VT 也较大，每分通气量（VE）显著增加，常伴随PaCO2下降。机械通气时VT的设置则应符合呼吸生理的变化。
2.补吸气容积 平静吸气末用力吸气所能吸入的最大气体容积。较少用。
3.深吸气量 平静呼气末用力吸气所能吸入的气体容积。IC=VT+IRV，一般占VC的2／3，最大自主通气量（MVV）主要通过IC部分完成。
在大多数限制性通气功能障碍患者，其容积下降主要是IC下降。在轻中度阻塞性通气功能障碍患者，IC变化不明显，多有ERV 下降；若出现严重阻塞，IC也将下降，伴随VC的下降。
IC=TLC-FRC，可间接反映呼气末肺容积的变化，且测定简单、方便，故近年来临床上常用IC反映慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的肺过度充气，评价病情的严重程度和治疗效果，与第1秒用力呼气容积（FEV1）、一秒率（FEV1／FVC）、一氧化碳弥散量（DLCO）综合应用可较好地反映COPD患者的实际肺功能状态。
4.补呼气容积 平静呼气末用力呼气所能呼出的气体容积。在健康人群中，ERV的变异范围较大，尤其与体位有关。如从站立位改为仰卧位时，健康成人ERV可下降600～900 mL。
一般情况下，ERV占VC的1／3；在严重阻塞性肺疾病ERV占VC的比例可显著减小，在部分限制性疾病如肥胖、腹水等也明显减小。精神紧张或配合不佳的患者也可出现呼气基线上移，该比值增大。总体而言，ERV的临床价值不大，较少应用。
5.肺活量 尽力深吸气后做深呼气，所能呼出的最大气体容积。VC=IC+ERV=VT+IRV+ERV。
（1）肺活量的意义：VC表示肺最大扩张和最大回缩的幅度，受呼吸肌力、胸肺弹性和气道阻力等因素的综合影响。导致VC 下降的疾病大体分5类：①影响胸廓和横膈活动的肺外疾病，如胸壁、胸腔、纵隔、横膈或膈下疾病，大量腹水或腹部肿块、上腹部手术。②肺内孤立性病变，如肺内巨大肿块或肺大疱、多发性肺囊肿。③肺实质疾病，包括各种肺泡、肺间质疾病。④肺部分切除术。⑤气流阻塞性肺疾病，气道阻塞或气流受限都会导致阻塞性通气功能障碍，一般对VC的影响不大，但若为中重度阻塞则肺回缩受限，即使缓慢呼气，气体也不能全部呼出，将出现VC下降，并出现PEEPi。⑥呼吸肌无力，主要见于神经-肌肉疾病或严重COPD导致的呼吸肌疲劳。若肌力恢复，VC可恢复正常。
（2）肺活量的应用：作为单一参数，VC具有较高的诊断价值，可较准确地间接反映正常人和限制性肺疾病患者的TLC，是判断限制性通气功能障碍程度的主要参数，这与阻塞性通气功能障碍患者用FEV1／FVC表示阻塞存在，MVV 或FEV1表示阻塞程度明显不同。在正常或限制性通气功能障碍患者，VC曲线陡直。在阻塞性通气功能障碍患者，VC曲线弯曲；阻塞越严重，VC曲线越弯曲，甚至接近反抛物线（图3-2）。
图3-2 不同通气状态的肺活量曲线示意图
VC对评价治疗效果也有较高价值。在限制性肺疾病患者，VC下降说明病情加重；反之则说明治疗有效，病情改善。在COPD急性发作期患者，VC下降说明可能存在呼吸肌疲劳，容易发生呼吸衰竭或导致呼吸衰竭急性加重；治疗后VC改善则说明呼吸肌疲劳改善。
（3）肺活量的其他概念：VC可分为吸气肺活量及呼气肺活量，上述方法测得的为呼气潮气量，简称肺活量；而尽力深呼气后最大吸气，所吸入的气体容积为吸气肺活量（inspiratory vital capacity，VCi）。在正常人、限制性肺疾病和轻度阻塞性肺疾病患者，两者基本相等；严重阻塞性肺疾病（主要指周围气道阻塞）患者，因呼气阻力多明显增高，呼气肺活量常小于吸气肺活量；在胸腔外大气道阻塞性疾病患者，由于吸气阻力增大更明显，VCi常小于VC。VC还可分为一次肺活量（即肺活量）和分期肺活量，前者通过一次完整呼气测定；后者通过深吸气末和平静呼气末的两次深呼气完成。一般情况下，两种方法测定的肺活量也基本相等；但在严重阻塞性肺疾病患者，分期肺活量常大于一次肺活量（图3-3）。(https://www.daowen.com)
图3-3 阻塞性通气障碍患者的肺活量和分期肺活量示意图
6.功能残气量 平静呼吸时，每次呼气末肺内残留的气体容积，成年人比较稳定，老年人略有增大。适当FRC有重要意义。
（1）适当FRC是保持PaO2、PaCO2和p H 稳定的主要因素：FRC、RV过大或过小都将对机体产生不利影响。以极端情况说明如下，假如FRC降至0，肺泡气PO2在呼气末将会降至静脉血水平（约40 mm Hg），而吸气时会接近气道气PO2（约149 mm Hg，略低于空气的159 mm Hg）水平，PaO2随每次呼吸发生较大幅度波动，发生间歇性分流和严重低氧血症；PaCO2也出现类似变化，肺泡气PCO2在呼气末将升至静脉血水平（约46 mm Hg），而吸气时会接近气道气PCO2（基本为0，与空气相同），PaCO2随每次呼吸发生较大幅度波动。由于CO2解离曲线的特点，将发生严重呼吸性碱中毒（详见第七章第八节）。临床上，FRC下降主要见于急性呼吸窘迫综合征（ARDS）、重症肺炎和急性肺水肿患者。相反，如果FRC过大，则吸入的新鲜气体被其过度稀释，从而减少肺泡毛细血管膜两侧的气体分压差，不利于O2和CO2的交换，发生低氧血症和高碳酸血症，临床上主要见于COPD和支气管哮喘患者；若吸入高浓度O2使N2被稀释，尽管通气量不足，但氧分压梯度建立，其交换将顺利进行，因此该类患者的低氧血症比较容易纠正，但降低PaCO2需增加通气量。
（2）FRC反映呼吸力学的变化：FRC位置主要取决于胸廓和肺的弹性阻力、气道阻力、呼气时间。FRC增大表示肺过度充气，主要见于严重阻塞性肺疾病，如支气管哮喘和COPD。当然，在轻中度气流受限患者，通过代偿性深慢呼吸，FRC保持不变，取决于胸廓的弹性扩张力和肺的弹性回缩力。不适当机械通气（MV）则主要通过人工气道阻力和呼气时间缩短导致FRC 增大和肺过度充气，并出现PEEPi。FRC降低提示肺容积减少、肺弹性阻力增大，常见于肺炎、肺水肿、肺损伤、肺纤维化。气胸、胸腔积液、胸廓畸形、横膈或膈下疾病也是导致FRC减小的常见疾病。
（3）评估治疗效果：在支气管哮喘和COPD患者，若治疗后FRC 降低，说明治疗有效，即使FEV1无改善。在ARDS患者，FRC可评估呼气末气道正压（PEEP）的设置是否合适。但总体而言，影响FRC结果的因素较多，且测定不方便，常用IC间接替代FRC、RV 评价COPD的治疗效果，用吸气末肺容积（V ei）评价支气管哮喘患者的肺过度充气。
（4）FRC的换算：IC=TLC-FRC，故IC可间接反映FRC。由于IC的测定非常简单、方便，故近年来临床上常替代FRC用于反映COPD患者的呼气末过度充气，判断病情的严重程度和评估治疗效果，与FEV1、FEV1／FVC、DLCO结合应用可较好地反映COPD 患者的实际肺功能状况（详见第二十七章）。
7.胸内气容积（thoracic gas volume） 受试者在体容积描记仪的密闭舱内，于FRC位置阻断呼吸气流时测定的胸腔内气体容积大小。理论上Vtg等于FRC。事实上，在正常肺和限制性通气功能障碍患者，Vtg也确实与FRC相同；在严重阻塞性通气功能障碍患者，由于气体分布不均匀，用气体分析法（即使是重复呼吸法）测得的FRC多小于Vtg。
8.残气容积 用力呼气末肺内残存的气体容积，40岁后随年龄增长，RV 增大。RV 的临床意义与FRC相似，但在气流阻塞性肺疾病，其变化幅度常更显著。
9.肺总量 深吸气末肺内储存的气体总量。TLC增大反映肺弹性减退，主要见于COPD或肺气肿；TLC正常说明肺弹性正常，见于正常肺和支气管哮喘等单纯气道阻塞性肺疾病患者；TLC下降则反映肺容积减少和胸廓-肺弹性阻力增大，见于各种肺实质、胸腔、纵隔、横膈和膈下疾病。理论上，TLC是反映限制性通气功能障碍的最佳参数，但实际上并不尽然。由于影响TLC测定结果的因素较多，重复性相对较差，故常以VC或FVC间接反映正常人或限制性肺疾病患者的TLC，即VC（或FVC）下降，EFV1／FVC 正常，可诊断为限制性通气功能障碍。
10.残气容积与肺总量的比值（ratio of residual volume to total lung capacity） 简称残总百分比，是辅助诊断阻塞性通气功能障碍的常用参数。
11. 功能残气量与肺总量比值（ratio of function residual volume to total lung capacity，FRC／TLC） 是反映呼吸力学变化和辅助诊断阻塞性通气功能障碍的常用参数。
（1）RV、FRC与RV／TLC、FRC／TLC升高可反映气流阻塞存在及其程度：一般认为RV／TLC排除了个体因素的影响，可较准确地反映阻塞的程度，但实际上并不尽然，例如在部分限制性肺疾病，若RV 下降比TLC更显著（如肥胖或腹水使RV、FRC下降更显著）也可出现RV／TLC升高，因此用RV／TLC判断气流阻塞的程度时需同时结合RV、FRC和TLC 的变化。若出现RV、FRC 和RV／TLC同步升高，RV／TLC可反映气流阻塞、肺过度充气或肺气肿的程度。
在不同阻塞性肺疾病，TLC 与FRC、RV 的变化可有较大差异。在单纯气道阻塞性肺疾病，如支气管哮喘发作患者，RV、FRC常明显升高，但TLC基本不变，RV／TLC显著升高；在气道陷闭为主的疾病，如COPD，肺弹力纤维破坏，不仅RV、FRC显著升高，TLC也有所增大，故RV／TLC也升高，但升高幅度小于前者。
若出现RV、FRC和RV／TLC的同步升高，且病史和影像学改变符合肺气肿（主要是排除支气管哮喘），RV／TLC升高可反映肺气肿的严重程度，即RV／TLC＜35%，无肺气肿；RV／TLC 为36%～45%，轻度肺气肿；RV／TLC为46%～55%，中度肺气肿；RV／TLC＞56%，重度肺气肿。
（2）FRC／TLC反映呼吸力学变化：成人FRC／TLC比较恒定，随年龄增长仅略有增大（与RV／TLC随年龄增长不同），因此可较客观地反映呼吸力学的变化。正常情况下FRC／TLC约为40%，反映肺弹性回缩力与胸廓弹性扩张力的平衡位置，胸廓弹力是吸气的动力，在此位置自主吸气或机械通气可保障最佳的力学关系、最低的跨肺压和切变力、最低的肺循环阻力（PVR）、最小的呼吸做功，并能维持正常的动脉血气水平，是自主呼吸或机械通气末的最佳位置。若FRC／TLC达67%，胸廓将处于弹性零位，若肺容积继续增大，肺和胸廓皆是吸气的阻力，容易诱发呼吸肌疲劳和呼吸衰竭；若达85%～90%，胸肺的弹性阻力显著增大，肺处于严重过度充气状态，自主吸气或机械通气皆非常困难，常见于危重支气管哮喘，致死率较高。
12. 呼气末肺容积（end-expiratory lung volume，EELV） 呼气结束时的肺容积。与FRC的区别是对呼吸形式无要求，可以是自然呼吸或是机械通气；可以是平静呼吸或用力呼吸。平静呼吸的EELV、机械通气不加CPAP／PEEP时的EELV即为FRC。