二、生理影响因素
(一)基本因素
1.年龄 与VC和通气功能的变化相似,随肺泡容积达高峰,20岁左右DLCO 亦达高峰,并维持一段时间;其后随年龄增大而降低,降低幅度为每年0.10~0.24 mL·mmHg-1·min-1(75~1.80 mL·kPa-1·min-1);DLCO/VA(KCO)也相应降低。降低原因可能主要与有功能的毛细血管床减少或
离散度增大有关。
2.身高 弥散量与身高呈正相关。身高增加,肺容积增大,肺泡毛细血管膜的面积增加,肺泡通气量、肺毛细血管血容量增多,DLCO 增大;由于排出肺泡气容积影响,DLCO/VA不变。
3.体重 一般情况下,DLCO 与体重存在一定限度呈正相关,但若同时考虑身高因素,则无明显关系。但体重异常变化情况下,如超重时由于
离散度增大,DLCO反而有所下降。
4.性别 年龄相同的情况下,男性的DLCO 较女性大,主要与男性肺容积大有关,也与Hb浓度高有关(后者主要影响DLO2);但如考虑进身高因素,则DLCO在性别之间并无明显差异。
5.种族 种族差异是客观存在的,尽管机制不明。
上述影响DLCO 的生理因素说明,在排除种族因素的影响后(即不同种族应该用不同的预计值公式),除老年人肺功能减退导致DLCO 下降外,其他因素皆通过肺容积影响DLCO,肺容积大者,DLCO大;反之则小。KCO 排出了肺容积的影响,不同年龄、身高、性别受检者的结果大体相似。
(二)体位的影响 有报告坐位改卧位后DLCO增加14%~20%,立位改坐位后增加约13%,尽管肺容积有所减小,可能与主要肺血流量增加和
改善有关,其中
改善是主要因素。重力对血流分布和气体分布皆有影响,但对前者的影响要大得多(图7-1),立位时重力影响最大,回心血流量减少,肺血流量亦减少;而气体分布影响较小,故
离散度增大。由立位改为坐位或卧位时重力的影响减弱,重力对回心血流量、气体分布和血流分布的影响减弱,肺血流量增大
改善,DLCO、KCO 皆增大。故测定DLCO时需注明受检者的体位。正常情况下坐位测定DLCO,无须注明。
(三)其他因素
1.运动 运动时DLCO 增加(DLO2改善更明显,大约是静息时的2倍),可能与运动时肺通气和肺血流量皆增加,以及伴随的
分布改善有关。运动时氧耗量增加,为满足代谢需要,肺泡通气量和肺血流量同步增加。通气量增加伴随肺泡扩张幅度增大,肺泡充分开放,气体分布更均匀;而血流量增加伴随开放肺毛细血管的扩张或闭合肺毛细血管的开放,肺毛细血管床增加,
分布更加均匀,这些变化不仅限于在FRC位置,也出现在TLC位置,故重复呼吸法和单次呼吸法测定的DLCO 皆增大,KCO也增大。(https://www.daowen.com)
2.血流量 曾有学者认为运动时DLCO 增加的主要机制是肺血流量增加所致,如上述,并不确切。试验证实通过静脉输入生理盐水或白蛋白或注射肾上腺素或阿托品等药物,使心排血量增加后DLCO基本不受影响。甲状腺功能亢进患者心排血量增加,DLCO亦基本不受影响,这与CO 的特性有关,即CO与Hb的结合非常迅速,轻度肺血容量或血流量的增加对短时间内(单次呼吸法的屏气时间仅为10 s)两者的结合影响不大;再者CO 是扩散限制性气体,而非血流灌流限制性气体,故单纯血容量的轻度增加对DLCO影响非常有限。上述运动时的血流量增加和DLCO 增大是主要伴随气体分布、血流分布以及
分布改善所致(有效弥散膜明显增大),两者有明显不同。单纯通气增加或血流增加的影响皆非常有限。
3.体温 DLCO 随体温降低而减小。麻醉狗实验说明,体温每降低1℃DLCO 约减少5%。体温降低可使CO 在肺泡膜的溶解度增加,但弥散系数、肺血流量以及肺血管压均降低,因此体温明显降低时DLCO降低。一般发热可使肺血流量增加,但由于CO的特性,DLCO的变化不大,除非是体温明显升高。一般临床患者的体温变化幅度有限,对肺通气量和肺血流量及
分布的影响不大,故DLCO变化不大。
4.Hb Hb是影响氧弥散的主要因素之一。由于CO与Hb的结合能力是氧的210倍,因此Hb的轻度下降对DLO的影响有限;当然Hb重度下降时,DLCO也有所降低,并伴随KCO 的降低;当然,Hb明显升高,如高原人群也伴随DLCO 和KCO 一定程度的升高。
5.肺泡氧分压 O2、CO 与Hb有竞争性结合作用,PAO2高低必然影响DLCO。由于CO 与Hb结合的能力远较O2强大,故正常人静息状态下PAO2在60~600 mm Hg范围内,DLCO 无明显变化;但当PAO2<40 mm Hg时DLCO 增加,可能是明显低氧时,O2竞争性结合Hb的作用显著减弱。长期吸高浓度氧使DLCO 减低,其主要机制氧中毒导致肺损伤。
6.肺泡CO2分压(PACO2) 有学者报道9例受试者吸入含7.5%CO210 min后,用单次呼吸法测定的DLCO 增加25%,可能与CO2兴奋呼吸中枢,肺通气与肺血流量增加及
改善有关。常规测定中,无论PACO2是否正常,由于呼吸中枢相对稳定,对肺通气、血流的影响皆不大,故对DLCO 的影响非常有限。
7.吸烟 吸烟可使DLCO减少,机制是吸烟导致血液中PCO升高,测定时肺泡与肺泡毛细血管之间的CO分压差降低,CO 的弥散速率减慢,DLCO下降。吸烟产生入血的CO 至少需12~24 h才能代谢完毕,因此若准确判断吸烟患者的弥散功能,至少停止吸烟12 h。
8.高原 高原环境使DLCO 升高。有学者报道了33名正常人从海平面进入3 658 m 高原后的结果。海平面DLCO 测定值(平均数±标准差)为(20.18±0.74)mm Hg,到高原后第2、5、10天的测定值分别为(22.49±9.0)mm Hg、(22.41±0.91)mm Hg、(21.59±0.48)mm Hg。同时测定了38名在高原居住1~25 个月者的DLCO 值,为(23.71±1.06)mm Hg;25名世居高原(至少3代)者的DLCO测定值为(29.60±1.46)mm Hg;16名由高原迁至平原后6 个月者的DLCO 测定值为(25.75±1.43)mm Hg,仍较平原居民高。以上测定对象均为男性,年龄相似。
高原环境使DLCO增加的机制可能是肺弥散能力、通气量、红细胞以及肺毛细血管血流量增加等多种因素综合作用的结果。
总体而言,在一定的测定方法,与通气功能、肺容积的测定相比,DLCO的变异度相对较大,这可能与影响因素较多有关,除操作者和受检者的因素外,还至少涉及2种标准气体(He、CO)的定标、测定。VC、FVC等直接测定肺功能参数(无须换算)的影响因素较少,仅取决于仪器本身和受检者的配合;FRC或TLC 的测定则仅增加一种标准气(He、CH4)的定标、测定。换言之,DLCO 是在通气功能(流量计)、肺容积(加示踪气体)的基础上增加CO(标记气体)完成测定,因此DLCO 的测定方法和质量控制标准必须统一,且严格执行。
(四)经常忽视的影响因素——标准肺容积轨迹 在肺顺应性测定中有一个很重要的概念,即标准肺容积轨迹(standard lung volume history)。该概念是指静态顺应性测定前需3~4次达TLC的深呼吸。因为即使健康人,也存在部分肺泡开放不充分及肺顺应性下降,多次深吸气达TLC位置可以使肺泡充分开放,顺应性增加。同样充分深吸气数次后,随着所有肺泡的充分开放,TLC测定值也有所增大,有效弥散面积增大,
分布也更均匀,DLCO也相应有所增大,故TLC和DLCO 的测定要求相同(两者同步测定,并同时显示测定结果),且应在VC或VC及FVC的测定后进行。