一、通气应答检测
正常通气功能使PaO2、PaCO2和p H 维持相对稳定，而后者变化又可通过化学感受器影响通气功能，即呼吸的化学性调节，以适应机体的代谢需要。
通气应答一般是指低O2及高CO2通气应答，两者皆要求控制其他因素不变，在分别出现PaO2下降、PaCO2上升时，定量检测VE变化，评价化学性调节功能，即用VE变化幅度表示其对低O2和高CO2刺激的化学感受性。
（一）通气应答检查原理 低O2刺激通过外周化学感受器，高CO2刺激主要通过中枢化学感受器兴奋（部分是通过外周化学感受器）使VE增大。但由于低O2和高CO2刺激相互之间对通气增加有协同作用，故若单独分析低O2或高CO2刺激对VE的影响，就应控制其中一个变量，给予单一低O2和高CO2刺激；并同时测定不同水平低O2或高CO2刺激下VE的变化，即为低O2通气应答和高CO2通气应答。
1.基本要求 若对低O2或高CO2单一刺激做出正确评估，需使PaCO2或PaO2在整个通气检测过程中保持恒定不变，具体而言，在检测低O2通气应答时PaCO2保持恒定不变；在检测高CO2通气应答时PaO2＞150 mm Hg（1 kPa=7.5 mm Hg）或SaO2＞98%，以确保解除可能的低O2刺激通气效应。
2.注意低氧对呼吸中枢的直接抑制作用 低O2刺激通过兴奋周围化学感受器而使VE增加，颈动脉体摘除患者，低O2刺激几乎不增加VE。低O2对中枢神经系统有抑制作用，即低氧能直接损害中枢神经系统，削弱呼吸中枢反应。
既往认为在新生儿或成人低O2所致的通气抑制作用只在严重缺氧（重度低氧血症）时发生，但研究发现在中等低O2血症时已出现通气抑制作用。这种低O2通气抑制现象可表现为：在低O2通气检测中，低O2刺激后VE增大，并逐渐增大至峰值；持续20～30 min后VE增加幅度降低，由峰值降至低O2刺激前与峰值的中间水平。
即使低O2通气应答检测在10 min内完成，所测结果可能不仅反映周围化学感受器功能，也夹杂着低O2对呼吸中枢的抑制作用。
3.有关通气应答检测的其他问题 主要是以下几个方面。
（1）低O2和高CO2刺激经过的时间常数可能存在差异。
（2）高CO2血症可使脑血流量增加，间接冲洗了CO2的作用，使中枢化学感受器的PCO2发生改变。特别是高CO2吸入方式及PaCO2上升速度不同的情况下，会使高CO2通气应答受到不同程度的影响。
（3）测定时间：对低O2吸入而言，需充足的测定时间观察VE变化的峰值，又需避免过长时间产生的中枢抑制作用和VE 变化峰值的降低。对高CO2而言，需足够测定时间以观察到VE变化的峰值，又需避免过长时间测定而产生的中枢血管扩张作用和VE变化峰值的降低。
4.基本评价 作为临床呼吸调节的检查方法，低O2、高CO2通气应答检测仍不失为较简便、可靠的检测方法。
（二）通气应答检测方法 分三种基本方法：恒定状态检测法（steady state test）、单次呼吸检测法（single breath test）、累进重复呼吸法（progressive test），其中后者是最常用的方法。
1.恒定状态检测法 给予不同浓度的气体吸入，并持续一定时间；各种浓度的吸入气体和血液、脑脊液之间达到平衡至少需要10 min，达到平衡后的状态称为稳态，同时记录吸入气浓度和稳态时的VE，计算吸入气体浓度分段变化时引起PaO2或PaCO2变化值与相应VE之间的相关性，计算出通气应答斜率。
通气应答定量检测至少需要三种不同浓度的低O2或高CO2吸入气体，故该检测方法用时较长，给患者带来较多不便，临床上很少应用。
2.单次呼吸检测法 受检者于安静呼吸时吸入100% N2或100% O2数次后（5～20 s），检测VE变化，计算通气应答水平。由于测定时间短暂，故认为动脉血气变化的信息仅传到周围化学感受器，并未上传到中枢，因此基本可以排除中枢性化学调节的影响，而单纯评价周围化学感受器功能；但最大难点是定量检测困难，且仅用几次呼吸推算VE，重复性较差。
3.累进重复呼吸法 简称重复呼吸法，是最常用的测定方法。
（1）低O2通气应答：自Weil等1970年提出重复呼吸法及以后的改良方法以来，低O2通气应答检测已较广泛地应用于临床研究。
1）基本测定方法：保持PaCO2一定水平的前提下，将PaO2每隔3～10 min 逐渐降低至40 mm Hg。具体方法是吸入气N2浓度逐渐增加，O2浓度相应下降。
2）其他测定方法：临床上还采用Rebuck和Campbell提出的改良重复呼吸法，即让受检者重复呼吸自身的呼出气体，使O2浓度逐渐下降。为了同时保证PaCO2不变，呼出气CO2用碱石灰吸收，使PaCO2稳定在平静呼吸空气时的水平。
3）准确度检测和安全性监测：由于低O2通气应答检测有一定危险性，故必须对吸入气体浓度、呼出气体浓度、SaO2及心电图进行动态监测，低O2负荷下限值可降至PaO2=40 mm Hg。由于脉氧仪检测SaO2的精确度高，故可用SaO2替代PaO2，SaO2下限值为75%～80%。
4）无反应者：即使SaO2或PaO2分别下降到80%或40 mm Hg，仍有10%～20%的正常人未出现VE增加，不能仅观察到VE变化；还要注意若出现其他表现，如意识障碍、肢体痉挛及脑电波出现慢波等，应立即停止检测，给予高浓度氧疗。
5）检测时间要求：低O2通过刺激外周化学感受器增加VE，同时对呼吸中枢神经有抑制作用。由于两种效应存在时间差，故低O2负荷下通气应答达峰值后，再继续用同一水平的低O2刺激，VE将会逐渐减少，形成通气应答的双相性反应（图10-8），故检测通常在VE 增加至峰值之前计算应答斜率，可较准确地反映周围化学感受器对低O2刺激的反应性。
（2）高CO2通气应答：Read等于1967年提出用重复呼吸法检测高CO2通气应答，由于测定装置简便、理论严谨，已被广泛应用于临床研究。
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图10-8 低氧通气应答的反应特点
给予低氧刺激数分钟内VE增加至峰值，然后迅速下降；数小时后VE再次增加，并达到更高的水平（典型高原低氧反应）
1）具体检测方法：将含7%CO2的混合气体（用100%纯氧和100%CO2进行混合，使最终混合气体中CO2占7%）加入肺量计内，加入后的混合气容积为受检者肺活量（VC）+1 L，让受检者重复呼吸肺量计内气体，这样短时间内使PACO2、PaCO2与肺量计内的PCO2达到平衡（通常需30 s左右），同时测定PaCO2（或PACO2）及相应VE，一般检测PetCO2代表PaCO2（PACO2），检测通常要4 min以上，测得的两者关系曲线称为稳态下的每分通气量-肺泡CO2分压（VE-PACO2）关系曲线（图10-9）。
图10-9 VE-PACO2的关系曲线
自下而上3条曲线分别为PaO2＞110 mmHg、=47 mm Hg、=37 mm Hg时的VE PACO2曲线
简单方法是让受检者反复呼吸5 L（无须VC+1 L那样精确）混合气体（7% CO2和93% O2）约5 min，同时记录VE和PetCO2（代表PACO2）。随着PACO2上升，化学感受器兴奋，VE增加，故亦能得到VE-PACO2关系曲线。
由于脑血流明显增加，重复呼吸法检测的高CO2通气应答值较恒定状态法高约80%。
2）计算：VE-PACO2关系曲线的特点为：在PACO2为40～80 mm Hg的范围内呈线性，其斜率是单位PACO2改变引起的VE 变化（ΔVE／ΔPACO2），反映肺通气对CO2刺激的反应性。该斜率常被用于评估化学感受器对CO2刺激的反应性。
3）控制PaO2的变化：在检测期间PaO2虽逐渐下降，但如保持PaO2＞150 mm Hg 或SaO2＞98%，即可排除低O2刺激的影响。
4）控制吸入气CO2浓度：CO2浓度超过15%时，将产生麻痹作用而抑制呼吸。
5）注意事项：与低O2通气应答检测相比，高CO2通气应答检测的危险性小，但检测过程中可出现头痛、出汗、血压升高等症状。关于检测中的CO2负荷量（终止标准），一般为从检测初开始，PACO2上升20 mm Hg后中止检测。
（三）通气应答评价
1.通气应答方法的评价
（1）低O2通气应答：PAO2VE关系和PaO2与颈动脉体放电冲动的关系相似，呈双曲线型（图10-10A），评价较烦琐。由于肺疾病患者多有P（A-a）O2增大，且后者随吸入气氧浓度（FiO2）变化，使用PAO2不一定能反映PaO2的真正水平；而SaO2的无创动态检测简便易行、准确度高，所以通常用SaO2与VE的相关性确定低氧通气应答结果。SaO2和VE 呈线性关系，其应答斜率为ΔVE／ΔSaO2（图10-10B）可较简单、准确地反映呼吸中枢对低氧刺激的兴奋性。
图10-10 低氧通气应答模式图
（2）高CO2通气应答 PetCO2与VE呈线性关系（图10-11），其应答斜率为ΔVE／ΔPetCO2，可较准确地反映呼吸中枢对高CO2刺激的兴奋性。
图10-11 高二氧化碳通气应答模式图
2.通气应答正常值及影响因素的评价
（1）低O2通气应答的正常值及其影响因素：低O2通气应答值的个体差异较大，即使健康人在SaO2=80%或PaO2=40 mm Hg条件下，几乎完全无反应者占10%～20%。低O2通气应答结果除受遗传因素影响外，还受身高、基础代谢率、肺功能、高原居住、长期低氧血症等后天因素的影响，吸烟者低O2通气应答值较非吸烟者高，因此用单一结果进行不同个体间的比较是不现实的。虽然影响低O2通气应答的生理因素较多，但就正常个体而言，若无特殊情况，至少10年内的应答值基本保持不变，因此对个体进行动态随访具有较高的价值。在运动或PaCO2上升时，低O2通气应答值增高，其增高程度与其基础低O2通气应答值呈正相关。
（2）高CO2通气应答的正常值及其影响因素：与低O2通气应答类似，高CO2通气应答也存在明显个体差异，影响因素包括遗传、人种、性别、年龄、肺功能、药物使用及检测时动脉血［HCO-3］等。睡眠中高CO2通气应答值较清醒时低，提示高CO2通气应答也受行为呼吸调节的影响。
虽然低O2与高CO2通气应答均与遗传因素有关，但后者不如前者与遗传因素的相关程度高。对健康人10年前后的检测结果对比显示，与低O2通气应答相比，高CO2通气应答斜率的变化较大；对中老年双胞胎对象的研究发现，高CO2通气应答的遗传性只有在低O2状态下才能确认。
（3）影响通气应答结果的其他因素：引起低O2和（或）高CO2通气应答增强的因素包括甲状腺功能亢进、发热、妊娠、水杨酸中毒、轻度肝功能不全等；引起通气应答降低的因素主要包括遗传、肥胖-低通气综合征、长期使用麻醉剂、颈动脉内膜切除术、发绀性先天性心脏病、家族性自主神经机能异常、代谢性碱中毒、甲状腺功能减退症等。