一、气体分析法

1.基本原理 一定量的吸入气体分布于肺内，其浓度降低，降低幅度与肺容积呈线性关系，因此可通过测定呼出气浓度判断肺容积大小。测定肺容积的常用示踪气体有氮气（N2）、氦气（He）、甲烷（CH4），氦气最常用。这些气体的特点是可较迅速、均匀地分布在肺内；并且在血液中的溶解度非常低，通过肺泡毛细血管膜（ACM）的速率非常缓慢（短时间测定接近0），不进行代谢，因此能准确反映肺容积大小，以氦气为例说明如下。

2.测定方法 目前有2种基本测定方法，即重复呼吸法和单次呼吸法（一口气法），前者测定TLC，后者测定FRC。

（1）重复呼吸法：FRC可从已知氦气浓度的气体被肺容积稀释的程度计算，即用公式C 1V 1=V 2V 2（图3-5）。

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图3-5　重复呼吸法测定功能残气量示意图

测定时，于FRC位使受试者通过一密闭系统重复呼吸某一容器内的含特定浓度的氦气（一般为10%）的混合气体，该容器的容积为V 1、浓度为C 1。在重复呼吸过程中氦气较快分布于肺泡气中，最终肺泡内与容器内的氦气浓度达平衡，此时的氦气浓度为C 2，分布容积为V 2，FRC则为V 2-V 1。FRC越大对容器内氦气的稀释程度越大，平衡后容器内氦气浓度就越低。

（2）一口气法：受试者在用力呼气末（即RV）快速吸气至TLC，屏气约10 s，吸入气迅速分布至肺泡内并达平衡；然后呼气，达一定时间后，取呼出气，该呼出气是不包括无效腔气的肺泡气，根据氦气浓度可计算出TLC，然后根据直接测定肺容积参数换算为FRC等，该过程实际由计算机自动换算完成。需强调，由于该方法气体平衡时间太短，仅适合于正常人、大部分轻-中度限制性通气功能障碍和部分轻阻塞性通气功能障碍的患者。在严重或较严重阻塞的患者，由于气体来不及进入所有肺泡或不能均匀地分布在所有肺泡，测定值常显著降低，需改用重复呼吸法测定。在肺活量太小的限制性通气功能障碍的患者（或肺活量太小的正常人），由于连接管路无效腔相对较大，氦气也不能有效进入所有肺泡，测定结果也有一定差异，需改用重复呼吸法测定。