CO弥散量的临床测定
CO弥散量测定的主要方法是单次呼吸法和重复呼吸法。
(一)肺弥散的重要概念
1. 肺弥散量(diffusion capacity of the lung,DL) 简称弥散量,是单位气体分压差(1 mm Hg或1 kPa)、单位时间(min)内由肺泡或红细胞内经肺泡毛细血管膜弥散的气体容积(mL)。主要是指O2和CO2的弥散量。
2.肺二氧化碳弥散量(diffusion capacity of carbon dioxide in the lung) 简称CO2弥散量,是单位分压差(1 mm Hg或1 kPa)、单位时间(min)内由红细胞内经肺泡毛细血管膜到达肺泡内的CO2容积(mL)。
3.肺氧弥散量(diffusion capacity of oxygen in the lung,DLO2) 简称氧弥散量,是单位分压差(1 mm Hg或1 kPa)、单位时间(min)内由肺泡经肺泡毛细血管膜到达红细胞内、与Hb结合的氧气容积(mL)。由于CO2的弥散能力较氧强,故临床上更关注氧弥散量。
4.肺一氧化碳弥散量(diffusion capacity of carbon monoxide in the lung,DLCO) 简称CO弥散量,是单位分压差(1 mm Hg或1 kPa)、单位时间(min)内由肺泡经肺泡毛细血管膜到达红细胞内、与Hb结合的CO容积(mL)。由于测定方便,且氧的弥散特点非常相似,故临床上用DLCO 反映氧的弥散能力。一般情况下,DLO2=1.23×DLCO。DLCO也受气体分布、血流分布及两者比例的影响,即更多情况下DLCO是反映换气功能或有效弥散膜(不是单纯总弥散膜)的参数。
DLCO用公式表示为:DLCO=
CO/(PACOPcCO)。
其中V·CO代表肺摄取CO 的速率,PACO 代表肺泡CO 分压,PcCO 代表肺泡毛细血管CO 分压,正常测定时几乎为0。
上式可简化为:DLCO=
CO/PACO。
5.每升肺泡容积的一氧化碳弥散量(diffusion capacity for carbon monoxide per liter of alveolar volume,DLCO/VA) 又称CO比弥散量,简称比弥散量(KCO),是DLCO 与肺泡气容积(VA)的比值,即单位肺容积的CO弥散量。由于排除了肺容积的影响,对不同个体肺弥散能力的比较更有价值,也就是说健康成人、儿童或不同性别、身高者的DLCO可以不同,但KCO 接近。气道-肺实质疾病常导致DLCO和KCO 的同步下降;但在肺内孤立病灶、肺部分切除、肺外疾病患者,由于通气肺组织正常,常仅有DLCO下降,KCO基本正常。
6.CO弥散量测定 受检者在一定肺容积位置(常规为TLC或FRC)吸入含0.3%CO、10% He(或CH4等)、21%O2及N2平衡的混合气体,达一定要求后呼气;呼气过程中,呼出的水蒸气和CO2被吸收,连续测定CO浓度,通过公式计算出DLCO。主要包括单次呼吸法和重复呼吸法。
(1)单次呼吸法:简称一口气法。受检者呼气至RV,继之快速吸入含0.3% CO、10% He(或CH4等)、21%O2及N2平衡的混合气体,至TLC,屏气10 s后呼气。呼气过程中,呼出的水蒸气和CO2被吸收;正常情况下去掉最初750 mL呼出气(一般包括无效腔气、无效腔与肺泡混合气、少部分肺泡气),即为混合均匀的肺泡气,测定CO 浓度,通过公式计算出TLC 位置的DLCO;同步测定出TLC。
(2)重复呼吸法:简称重复呼吸法。受检者在FRC位置平静呼吸储存袋内含0.3%CO、10% He(或CH4等)、21%O2及N2平衡的混合气体。呼气过程中,呼出的水蒸气和CO2被吸收,连续测定CO浓度,通过公式计算出FRC位置的DLCO;同步测定出FRC。
(二)单次呼吸法测定CO弥散量 该法最初由Krogh 1915年报道,后由Forster与Olgilvie予以改进并应用于临床,又称为改良Krogh法。(https://www.daowen.com)
1.测定方法 该法的测定要点是受检者呼气至RV,继之迅速吸入含0.3% CO、10% He(或CH4等)、21%O2及N2平衡的混合气体,待吸足气(即达TLC),屏气10 s,然后快速呼气。呼气过程中,呼出的水蒸气和CO2被吸收;去掉最初750 m L呼出气,即为混合均匀的肺泡气,测定CO、He浓度,然后通过公式计算出屏气阶段(即TLC位置)的DLCO(图7-7)。

图7-7 单次呼吸法测定CO弥散量示意图
两条虚线之间的时间是用于计算的屏气时间。该图为模式图,为标注方便而将吸气线和呼气线的倾斜度拉大;实际吸气和呼气皆是快速完成(图7-13),线迹非常陡直
2.屏气时间的计算 屏气阶段并非仅仅是屏气平台时间,还分别包括吸气和呼气的一部分时间,但该部分时间的选择并非完全一致,目前比较公认的是以吸气时间的前1/3与后2/3的交界作为屏气开始时间点,呼气采样段的1/2中间点作为终止时间点,两点之间的时间是计算时间(图7-7竖虚线)。
(三)重复呼吸法测定CO 弥散量 受检者平静呼吸储气袋内的标准混合气,在呼吸过程中,整个呼吸通路中He(或其他示踪气体)逐渐达到平衡状态,此时He描记图显示为浓度逐渐下降,并最终呈一直线(提示气体已均匀分布),而CO 浓度持续下降,测定结束,取终止时的CO 浓度换算为肺泡气PCO(图7-8)。根据公式计算出DLCO。

图7-8 重复呼吸法测定CO弥散量实测图
(四)单次呼吸法和重复呼吸法的比较 在早期阶段,2种测定方法的差异较大,测定仪器和测定的准确度也有较大差异,但现代测定方法发生巨大变化,其主要特点是通过一套仪器和一瓶测试气体(标准气)完成两种方法的测定,仅是某些特点有一定差别。
1.测定方法的比较
(1)单次呼吸法:基本特点优点是操作高度标准化、直观、重复性好,对适合人群的准确度高,是目前常规的测定方法。缺点是要求受检者快速吸气、屏气、呼气,对配合程度的要求高;也不适合于有下述情况者:明显气短的患者,FVC明显减小的患者,有明显气流阻塞的患者。虽然屏气测定是非生理性的,但测定结果仍然可以作为判断病情严重程度的良好标准。
(2)重复呼吸法:基本特点在自然呼吸状态下完成测定,因而更符合受检者的生理特点,几乎可适用于各种情况,通气、血流分布以及肺容积变化对测定的影响不灵敏,即单次呼吸法不能完成时可通过重复呼吸法完成,后者也是目前的常规测定方法。缺点是缺乏高度标准化的要求,测定结果的精确性和重复性可能稍低;严重气体分布不均时,其准确性也明显下降。
2.两种方法的结果比较 ①重复呼吸法测定FRC位置的CO 弥散量(常简称DLCOrb),单次呼吸法测定TLC位置的CO弥散量(简称DLCOSB),因而前者的测定值较后者小。②两种方法的测定值密切相关,如用肺容积加以校正(即KCO),则两者之间无明显差别,除非有明显气体分布不均或FVC过小;一旦有明显气体分布不均或FVC过小,必须选择重复呼吸法测定。