三、无效腔

（一）无效腔的概念与特点如上述，无效腔有生理无效腔、解剖无效腔与肺泡无效腔之分，生理无效腔为解剖无效腔与肺泡无效腔之和。

1.解剖无效腔鼻、咽、喉、气管至终末细支气管均为气体进出肺的通道，虽然有净化、加温、湿化等作用，但不能进行气体交换，故称为解剖无效腔。解剖无效腔与身高或体重相关，在成人约为2.2 m L／kg，因此体重70 kg的成人约为150 m L。由于存在解剖无效腔，每次吸入的新鲜空气只有部分进入肺泡，同样每次呼出的气体也只有部分来源于肺泡，即V·A＜VE。吸气时，首先进入肺泡的是呼气末存留在解剖无效腔内的肺泡气，然后才是新鲜空气；呼气时，首先排出的是吸气末存留在无效腔内的新鲜气体，随后才是肺泡气，因此每次呼气的有效气容积为肺泡气容积，为潮气量与无效腔的差值。

2.肺泡无效腔正常肺泡无效腔很小，接近于0，因此生理无效腔与解剖无效腔基本相等。在病理情况下，一部分肺泡虽有通气但无血供或血供严重不足，不能有效进行气体交换，为肺泡无效腔。无效腔的存在降低了气体交换的效率，通常用VD／VT反映肺通气的效率，比值越高，肺通气效率越低。正常人VD为150 mL，平静呼吸VT为500 m L，VD／VT约为0.3（0.25～0.35）。

（二）解剖无效腔的测定方法解剖无效腔可根据两种不同原理测定，有一口气法和波尔（Bohr）公式法，其中一口气法比较简便。肺泡无效腔意义重大，但无法直接测定，只能先测得生理无效腔，再减去解剖无效腔推算。

1.一口气法令受试者于残气量（RV）深吸一口纯氧至总肺容量（TLC），再平静呼气至RV，并测定呼出气中氮浓度变化（图6-1）。呼气时，首先排出无效腔的纯氧（第Ⅰ相）；继而排出肺泡气（含氮）和无效腔气（不含氮）的混合气，随着肺泡气排出比重增加，氮浓度亦增高（第Ⅱ相）；氮浓度达平台时排出的气体均为肺泡气。因为图中第Ⅱ相排出气体为解剖无效腔与肺泡气的混合气，故第Ⅱ相容积的一半加上第1相的容积即为解剖无效腔的容积。

图6-1　一口气法测定解剖无效腔

VD，解剖无效腔容积；VA，呼出肺泡气容积。吸入纯氧后，气道口氮气浓度迅速由75%下降到0。从开始呼气（箭头所示）到氮气浓度开始上升为第Ⅰ相（氮气浓度为0），从氮气浓度上升点至平台（稳定肺泡氮浓度）的起点为第Ⅱ相。第Ⅰ相呼出气为解剖无效腔中的纯氧，氮气浓度为0。第Ⅱ相呼出气为解剖无效腔与肺泡的混合呼出气，氮气浓度不断上升。若将第Ⅱ相分为虚线左下与右上2个面积均等的三角形，由开始呼气至虚线的容积为解剖无效腔，由虚线至呼气末所呼出气容积为肺泡气容积

2.波尔（Bohr）公式法 1819年Christian Bohr利用物质守恒定律提出了VD的测定方法，其原理为呼出气中所有CO2皆来自肺泡气；换言之，由于受到无效腔的稀释作用，平均呼出气CO2浓度为混合呼出气CO2浓度（FE-CO2），其值低于肺泡气CO2浓度（FACO2）。无效腔越大，对呼出气CO2的稀释程度越大，FE-CO2越低，但呼出气的CO2总量与肺泡呼出气CO2总量相等，其中后者等于FACO2与肺泡气容积（VA）的乘积。用公式表示为：

公式右侧分子、分母均乘以“大气压-饱和水蒸气压”，即（PB-47），可将CO2浓度转换成分压，即：

收集全部呼出气，混合均匀后可测得PE-CO2，用红外线CO2测定仪或质谱仪等测定仪器可直接测得呼出气CO2分压波形图和呼气末PCO2（PetCO2）。正常情况下，至呼气末，解剖无效腔气已充分呼出，呼出气均来自肺泡，故可认为PetCO2等于PACO2，上式可改写为：(https://www.daowen.com)

（三）生理无效腔的测定

基本原理：与解剖无效腔相似，为便于理解其特点和临床意义，从不同角度解释。

（1）波尔（Bohr）公式法：如上述，可测定解剖无效腔，但若受试者有支气管-肺疾病，存在气体分布不均，不同肺区PCO2有较大差异，VD计算值将有一定偏差，例如某些肺泡因为得不到血液灌流或灌流不足，成为肺泡无效腔，此时用PetCO2估计的PACO2将低于实际数值，因为呼气末的正常肺泡气被这部分肺泡无效腔气稀释。1938年，Enghof提出用PaCO2替代PACO2解决这一问题。由于CO2的交换能力强大，在正常肺组织，肺泡内和周围毛细血管的PCO2可充分达到平衡，所以可把PaCO2看作为所有得到血流灌注的PACO2，故根据其结果可计算生理无效腔。即：

（2）CO2总量计算法：因为呼气末肺泡气PCO2（间接反映肺泡气容积VA）和无效腔气PCO2（间接反映生理无效腔VD）不同，因此呼出气PCO2变化可作为VD和VA变化的标记气体，根据VE和PCO2变化可计算VD，即：

每分钟呼出气CO2总量=每分钟肺泡呼出气CO2含量+每分钟无效腔呼出气CO2含量，即：

其中CO2代表混合呼出气CO2浓度，FACO2代表肺泡气CO2浓度，约等于FaCO2，FICO2代表吸入气CO2浓度，约等于0，VA=VTVD，上式可简化为：

换算为分压则为：

（四）肺泡通气量的测定 VE不能全面、准确地描述通气状况，从气体交换角度看真正有效的是。根据上述方法测定的VD／VT及VT、RR、VE可计算出。=VE×（1-VD／VT）或=（VT-VD）×RR。