肺功能看不懂？流量-容积环解析来帮你！
教你快速识破肺功能的流量-容积环。
作者丨李贺
来源丨医学界呼吸频道
前言
拿到一个肺功能报告，我们首先要做的也是必须要做的，不是去看各项数值的多少，而是要看每个肺功能报告里都有的一个“环”，即流量-容积曲线。高手过招，看一眼这个曲线大概心里就已经有了一个诊断。本文教你如何成为这样的高手。
肺量测定法，包括测定第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)和用力肺活量(forced vital capacity, FVC)，是最容易进行和最有用的肺功能检查。流量-容积环(简称F-V曲线)是在进行最大用力吸气和呼气动作期间，吸气和呼气流量(Y轴)对容积(X轴)的描记图。
来看一下正常流量容积曲线图形：
注：完成一项肺功能检查分为4个阶段：①潮气呼吸：均匀平静地呼吸；②最大吸气：在潮气呼气末，深吸气至TLC位；③用力呼气：爆发呼气并持续呼气至RV位；④再次最大吸气：从RV位快速深吸气至TLC位。从而形成一个闭合的环路。
流量-容积曲线正常呼气部分的特征为迅速上升至峰流量，之后随着患者呼气几乎呈线性下降直至残气量。相反，吸气曲线则为相对对称的马鞍形曲线，该曲线必须平滑中途无换气。呼气中点的流量(肺总量和残气量之间)通常与吸气中点的流量基本相等。
图示：标准F-V曲线示意图
流量容积曲线形态的变化可有助于气道疾病的诊断和定位。下面我们来看一下不同疾病所对应的图形特点。
阻塞性肺疾病
主要在哮喘或慢性阻塞性肺疾病中此类图形多见。可以见到凹面向上或“舀出”或“内凹”图形。
图示：哮喘或慢阻肺患者内凹型图形
肺气肿患者呼气流量下降主要取决于两个因素：一方面是由于肺实质丧失导致的肺弹性回缩力降低；另一方面是气道内分泌物、支气管痉挛或小气道缺失导致的气道阻力增加。
阻塞性肺疾病中流量-容积环的凹面向上的特征性改变很可能由以下两种因素所致：
1.中央大气道受压伴流量急剧下降。该过程通常称为负性用力依赖，导致气道过早关闭。这在肺气肿患者中可能更突出，主要是由于周围肺实质对气道的牵拉作用缺失。
2.呼气后期流量不成比例地降低。具体而言，即肺部病变的异质性导致弹性回缩力较高或气道阻力较低部位的气体排出更快且更早，而病变严重部位的气体排出较慢。
上气道阻塞
上气道定义为从气管隆突以上至声门的气道部分。可表现为3种不同的图形改变：可变胸外型阻塞、可变胸内型阻塞和固定型阻塞。这几种图形由国外学者Miller和Hyatt最先报道。
胸腔入口投影于前胸胸骨上切迹以上1-3cm，位于第1胸椎水平，上气道被胸腔入口分成胸腔内和胸腔外部分。
可变胸外型阻塞
该F-V曲线图形也被称为动态或非固定胸外型阻塞。该图形表现为最大吸气曲线的平台样改变。在吸气时胸廓扩张期间，位于胸腔外的上气道部分其管腔内为负压低于管腔外大气压，导致这部分上气道的管腔直径减小，从而加剧任何阻塞性病变对该部位吸气相气流受限的影响。湍流和文丘里效应都将引起气管内压下降，引起进一步的气道缩窄和气流受限。
图示：强迫呼气和吸气对可变胸外气道阻塞的影响。左图，在强制呼气期间，气管内压力（Ptr）超过气道周围的压力（Patm），减轻阻塞。右图，在强制吸气期间，当Ptr下降时，阻塞恶化导致流量限制。
图示：可变型胸外阻塞流量容积环：在环的吸气支上出现流量限制和扁平。
由于胸外型阻塞表现为吸气性呼吸困难，临床上出现三凹征，喉头部可闻及吸气相喘鸣音，临床上较易发现及处理。
可表现为该图形的疾病包括喉软化症、胸腔外气管软化，以及结构性或功能性声带异常。
可变型胸内阻塞
也称为动态或非固定型胸内阻塞。表现为最大呼气曲线的平台样改变，是由呼气流量受限所致。机制与胸外阻塞相反，在吸气相，胸内气管周围的胸膜腔压力相对气管内压为负压，因此不会限制吸气气流。相反，用力呼气时胸膜腔压力相对气道压力变为正压，遇到气流受限，且该部位的任何阻塞性病变都将加重对呼气相气流受限的影响。
图示：左图，在强制呼气期间，胸腔内气管内压力（Ptr）小于胸膜压力（Ppl），使阻塞恶化。右图，在强制吸气期间，Ptr超过Ppl，减少阻塞程度。
同样，湍流和文丘里效应可能导致气道压进一步下降，引发气道狭窄和气流受限。
胸内型气道阻塞临床上不易诊断，易被误诊为慢性阻塞性肺疾病或支气管哮喘等疾病而延误治疗，应引起临床重视。
图示：可变型胸内阻塞，呼气支出现受限和平台样改变。
可表现为该图形的疾病包括胸腔内气道气管软化、支气管源性囊肿或气管恶性病变。
固定型上气道阻塞
固定的气管病变可能限制跨壁压对气道管腔直径的调节作用。气道阻塞病变部位较广泛或因病变部位较僵硬，气流受限不再受呼吸时相的影响时在其图形中，吸气和呼气时气流均受到限制，则为固定型气道阻塞。流量-容积环的上下两支均变扁平。
图示：固定型上气道阻塞，吸气和呼气支都出现受限，平台样改变。
可表现为此种图形的疾病包括包括气管狭窄(如长时间插管所致)或甲状腺肿压迫气管。同时往往提示气道梗阻病情较为严重。
胸腔外气道阻塞
腔外气道阻塞可能导致出现固定型气道阻塞的图形或非典型的胸腔外阻塞图形。
一项病例系列研究描述了霍奇金淋巴瘤所致大体积纵隔淋巴结肿大患者的流量-容积环。在计算机断层扫描检查中，未观察到任何这些患者存在胸腔外气道受累的证据。25例患者中有14例(56%)存在异常流量-容积环，包括流量-容积环的上下支均扁平(7例)或仅吸气环扁平(7例)。
胸腔入口处的可变型阻塞
胸腔入口处的可变型阻塞
如果阻塞的位置位于胸腔入口，随着呼气末临近，缩窄将会从胸腔内移动至相对胸腔外的位置，此种上气道阻塞形式可能导致呼气曲线双峰(也称为双驼峰)形成（见下图）。有趣的是，由于病变在颈部屈曲时进入胸腔，在颈部后仰时会离开胸腔入口，重复测定流量-容积环可能表现出先胸腔内后胸腔外的定位变化。
图示：胸腔入口可变型阻塞的流量-容积环提示双峰，随着狭窄从胸腔内移动到相对胸外的位置，到达呼气结束。
图示：胸廓入口的可变型阻塞的流量-容积环，上半部分图形为颈部弯曲和下半部分图形为颈部伸展时。
可表现为此种图形的疾病包括低位气管造口术后疤痕或狭窄，可能位于或高于胸骨上切迹平面。
主支气管阻塞
单侧主支气管阻塞患者的流量-容积环可出现不同种类的异常图形。主支气管完全功能性阻塞也导致呼气曲线形成明显的限制性通气图形，反映出患侧功能丧失。
图示：内环蓝色部分为主支气管阻塞图形，外环为手术治疗之后的流量容积环，容积水平向右移动了，证明阻塞改善。
另一方面，支气管部分阻塞可能导致混合的阻塞性和限制性图形。
该模式大概是是因为患侧肺气流由于受到阻塞因素的影响而受限，但健侧肺气流却不受影响，因而在吸气/呼气时相的早、中期主要为健侧通气，患侧通气则在后期缓慢吸入/呼出所致。所导致的效应就是在肺容量较低处内凹幅度增大，和哮喘或肺气肿图形非常相似。然而，对于潜在肺气肿患者，这些图形可能被掩盖。
这种图形通常也被称作：
吸气末尾征
双相肺活量
双蝶型改变
图示：吸气末尾征，双相肺活量图。呼气环初始曲率正常，而在呼气末呈“直线”外观。呼气流量曲线末尾部分呈扁平或平台状。
锯齿图形
已报道有所谓的“锯齿图形”，由呼气和吸气时流量小幅度而快速的波动构成。锯齿图形的出现可能是主观的由于患者配合较差所致，当然与流量-容积环锯齿图形相关的疾病包括：神经肌肉疾病、帕金森病、喉运动障碍、上气道带蒂肿瘤、气管支气管软化、上气道烧伤以及阻塞性睡眠呼吸暂停。
图示：阻塞性呼吸睡眠暂停中的流量容积环显示锯齿状图案。
限制性疾病
是指胸肺扩张受限引起的通气障碍，主要表现为FVC明显下降，流量-容积环具有可识别的图形，最常见于间质性肺疾病、胸廓、胸膜病变。其特征性图形为肺活量降低，并且校正肺容积的呼气流量超过正常。这导致流量-容积曲线较高、有陡峭降支，呈“女巫帽”外观。但由于在气流明显受限的患者FVC也可能有所下降，此时FVC的判断效能会受到影响。反映肺容量更为准确的指标如TLC、RV及RV/TLC比值对限制性通气功能的判断更为精确。
图示：阻塞性疾病曲线、正常曲线、限制性疾病曲线比。
注意：流量-容积环仅仅提示功能性(而非解剖性)病变的严重程度。尽管如此，但该测试的确简单且易行，当怀疑气道病变时，流量-容积环总是能起到一定帮助。然而，流量-容积环的敏感性较差，这提示当临床高度怀疑气道阻塞或限制性病变时仍需要进一步评估。
参考文献：
1.abnormal flow volume loops in patients with intrathoracic Hodgkin's disease.Vander Els NJ, Sorhage F, Bach AM, Straus DJ, White DA.Chest. 2000;117(5):1256.2.Abnormal inspiratory flow-volume curves in patients with sleep-disordered breathing.Haponik EF, Bleecker ER, Allen RP, Smith PL, Kaplan J.Am Rev Respir Dis. 1981;124(5):571.