摘要
SERIES“ATS / ERS专责小组:肺功能检测标准化”
由五Brusasco,R. Crapo和G. Viegi编辑
这个系列的第4个
背景
这份联合声明是基于美国胸科协会(ATS)和欧洲呼吸协会(ERS)之前的声明,大部分材料都取自这些声明188bet官网地址1,2。它已经根据新的科学见解进行了更新,并进行了修订,以反映这两个社会的一致意见。这个文档的作用是作为一个独立的文档,但是,对于某些问题,将引用前面的语句。虽然有其他方法测量一氧化碳(CO)的吸收(例如稳定状态,内呼吸和再呼吸技术)3-9,下面的建议将被限制在单次呼吸技术,因为这是全世界使用最普遍的方法。
肺通过肺泡-毛细血管界面交换气体的能力取决于其结构和功能特性3-22。其结构特征包括:肺气体体积;气相扩散路径长度;肺泡毛细血管膜的厚度和面积;气道闭合的任何影响;毛细血管中供肺泡呼吸的血容量。功能特性包括:绝对通气和灌注水平;它们之间分布的均匀性;肺泡气体的组成;膜的扩散特性; the concentration and binding properties of haemoglobin (Hb) in the alveolar capillaries; and the gas tensions in blood entering the alveolar capillaries in that part of the pulmonary vascular bed which exchanges gas with the alveoli.
定义
CO摄取的从肺率超过在血液中的任何背压的CO的肺泡分压(驱动压力)和速率常数的乘积。这对于在每驱动压力的单元的全肺CO。出于实际原因,使用单次呼吸方法的CO摄取下面描述从肺(ķCO)被测量为在肺泡CO浓度下降的每单位时间每单位CO驱动压力(PA,CO): 什么时候ķCO由气体在肺含CO(肺泡体积(体积乘以V一种)),得到的CO通过每单位肺的每单位驱动压力时间的总摄取。这个产品,ķCO×V一种,被欧洲共同体称为“供一氧化碳的肺的转移因子”和“供一氧化碳的肺的扩散能力”(dL,CO)由北美社区。前者术语认识到CO摄取的测量反映了许多方法(不只是扩散),并且是一个次最大值,因此,不是真正的“容量”。然而,后者的任期具有相当的历史意义,并为统一起见,该ERS以及ATS同意使用表达式dL,CO在这个文档。
该ERS建议表达dL,CO在SI单位毫摩尔·分钟-1·kPa-1,而ATS喜欢传统单位毫升(标准温度,压力和干燥(STPD))·分钟-1·毫米汞柱-1。事实上,这不是一个重要的问题,提供了一组相同的单位在所有计算中使用。在SI单位价值应该由2.987乘以在传统的单位获得的值。
摄CO决定因素
CO从环境向肺毛细血管血的转移过程包括:1)CO的大流量输送到气道和肺泡腔;2) CO在肺泡导管、肺泡和肺泡内的混合和扩散;3) CO通过肺泡膜的气液界面传递;4) CO在肺实质和肺泡毛细血管血浆中的混合和扩散;5)在红细胞膜及红细胞内扩散;6)与血液Hb成分发生化学反应10-16。
CO的摄取可以简化为两个转移或电导性能的方法:膜电导率(d中号),反映肺泡毛细血管膜的扩散特性;以及CO和Hb的结合。后者可以表示成CO-Hb化学反应速率的乘积(θ)和肺泡毛细血管血液中Hb的体积(VC)。由于这些是串联电导14,这些性质的关系如下: 许多生理变化都会产生影响d中号或θVC去影响dL,CO。随着肺的膨胀,d中号增加(由于展开膜和增加的表面积),而VC效果是可变的(由于差的拉伸和肺泡和额外 - 肺泡毛细血管压扁)10,17-24。这些变化的最终结果是dL,CO趋向于随着肺膨胀。运动,仰卧位和穆勒演习(对一个封闭的声门吸气努力)都可以招募和扩张毛细血管肺泡,从而增加VC和dL,CO25-31。肺泡 - 毛细血管招募也发生在以下手术切除剩余的肺组织中,由于心输出量现在流过更小的毛细管网络。这导致的低于预期损失VC肺组织的量除去。相比之下,瓦氏动作(对一个封闭的声门呼气努力)可以减少VC从而减少dL,CO29。
CO摄取的测量也受通风的分布相对于d中号或θVC(即。CO摄取只能在肺单元到其中CO被激发并随后到期)来测量15,16,32,33。这在肺气肿等疾病中尤为重要,在这些疾病中,吸入的CO可能只会进入肺中通风较好的区域,随后测量的CO吸收将主要由这些区域的吸收特性决定。在此条件下,用示踪气体稀释法进行计算V一种也将反映主要区域的稀释和低估肺容量作为一个整体。所得的计算dL,CO因此应当被认为是主要反映了肺的通风区域的气体交换性能。
除了这些生理和分布上的影响dL,CO,一些病理状态可以影响d中号,θVC,或两者兼而有之,从而产生影响dL,CO(表1⇓)五,6,34-43。测量dL,CO当这些病理过程被怀疑或需要被排除表示。此外,测量在改变dL,CO随着时间的推移,这些过程是跟踪疾病进程的有用方法。
气体分析仪和一般设备
系统设计
该装置的说明和一般的指令,用于执行单次呼吸弥散能力操纵可用别处2,44-48。设备在临床使用中的复杂性差别很大,但基本原理是相同的。所有系统都具有测试气体(袋在盒,肺活量计,压缩气瓶)中,用于测量的启发和随时间过期体积的方法的源(肺活量计与kymographs,接近吹嘴或接近pneumotachometers一个袋在盒)和气体分析仪(单样本分析仪或连续高速分析仪)。小号ingle-sample gas-analyser systems usually display only volume over time (fig. 1a⇓)。Continuous gas-analyser systems also provide a continuous tracing of CO and tracer gas concentrations during the test (fig. 1b⇓)。
设备要求
性能标准装备
设备性能标准如下(表2)⇓)。1)容量测定的准确性应与ATS/ERS建立的肺活量测定的准确性一致49;即,±3%体积精度(±3.5%占0.5%测试注射器误差)在8升体积范围内检测气体的浓度存在可能过程中可能遇到dL,CO试验。为在感测流量和体积呼吸速度描记设备dL,CO操纵可以是由需求阀创建不同的气体组合物中,浓度或脉动流的变化敏感50。无论气体的混合形式、气体流动的方向(例如吸入或呼出),或脉动的流动模式。2) 气体分析仪的准确度在某些情况下非常重要,例如测量CO“背压”(当没有吸入CO时,CO的过期部分)。然而,在计算dL,CO,只需要肺泡的吸入CO和示踪气体的比率。因此,分析仪必须主要能够产生一个输出对于作为所述吸入(试验气体浓度)之间的线性外推法测得的呼出CO和示踪气体和零(无CO或示踪气体存在于所述分析仪)51,52。这通常被称为线性响应。因为测量dL,CO对相对气体浓度的误差非常敏感,分析仪的非线性不应超过满量程的0.5% (即。一旦分析仪调整至零,且不存在试验气体,并使用试验气体浓度缩放至满量程,测量试验气体已知稀释度时的系统非线性应不超过满量程的0.5%。例如,如果试验气体使用0.300%的一氧化碳,则任何稀释度的最大误差应不超过±0.0015%。3) 气体分析仪的零点漂移和增益应最小,以便在试验间隔内输出稳定。鼓励制造商提供测量气体浓度的显示,以便确认稳定性。如果在试验的时间范围内出现显著漂移(∼30 s),则应设计调整算法,以补偿分析仪从测量数据中的漂移。气体分析仪的稳定性应为一氧化碳的绝对值的±0.001%和示踪气体满刻度读数的±0.5%。4) 如果是一氧化碳2和/或H2ø干扰气体分析仪的性能,有两个补救措施。首先,CO2和/或H2O可从测试气体通过气体分析仪通道之前被去除。H2O通常被无水的CaSO吸收4或其他产品。CO的吸收2可与Ba的实现(OH)2或NaOH。双方产生H2当与CO组合ö2。因此,如果CO2减振器是用的,它必须在H之前2Ó吸收在气体分析仪电路。可选择性渗透的管也可用于除去水蒸气;然而,该管道可以仅减少水蒸气至接近环境水平,以及残留的H2O仍然会干扰气体分析仪的性能。此外,水蒸汽渗透管有一个有限的预期寿命。检查水蒸汽渗透管的一种方法是比较干式和湿式测试气体的气体浓度测量,并作出如下调整。制造商应提供一份水蒸汽渗透管的更换计划和/或一种检查其功能的方法。CO的第二种补救方法2和/或H2ø分析器干扰是表征在分析器输出这些气体的影响,然后调整分析仪用于干扰气体种类的存在下的输出。两种方法通常使用如下:假定干扰气体的恒定浓度和在所有测试应用固定的校正因子;或直接测量CO2和/或H2O代表每个测试和做出调整成比例在基于所测量的浓度的CO分析器输出2和/或H2O(见公司2H2O和温度调整V一种计算部分)。5)电路电阻应<1.5 CMH2O·L-1·秒-1at 6 L·s-1流。如果在压缩试验气瓶上使用需求流量调节器,则需要6 L·s的最大吸气压力-1吸气流量通过两个电路和阀应<10 CMH2O. 6)在定时装置dL,CO仪器的准确度应在1%以内(10秒后100毫秒)。应确定用于计算的定时技术。如果仪器提供了自动数据计算,屏气时间计算的准确性应记录在案。7)死区体积(Vd)两个吸入测试气体和肺泡样品应该是已知的,以及它们在确定和记录所有的数据计算算法的作用。对于成年人来说,在Vd阀门、过滤器和吹口的总压力应<0.350 L。小Vd可能需要儿科应用卷。8)该系统必须被无泄漏。这是特别重要的dL,CO通过气体分析仪在亚大气压下吸入气体样品的系统。当样品被抽吸时,管道、配件和其他位置的泄漏允许室内空气被吸入气体回路,稀释样品并降低测试气体的浓度。
设备质量控制
该Considerations for equipment quality control are as follows (table 3⇓). 1) 每次试验前,气体分析仪应调零。每次试验后,应执行新的调零程序,以说明试验期间分析仪的漂移。2) 每天都要用3L注射器进行体积校准53。技术人员还应该注意启发体积之间显著的差异(V一世)和肺活量(VC),或V一种和肺总量(TLC)可能显示音量校准问题。3)每个星期,或每当怀疑有问题,下面的程序应进行。首先,如果是适合于所使用的仪器泄漏测试应该做的。其次,dL,CO使用校准过的3.0 l注射器进行测试,在测试模式下将注射器连接到仪器上。测试气体从dL,CO通过注射器进行机械加工,然后在屏气结束时重新插入。被测量的dL,CO应该是接近零和所测量的V一世应为∼3.3L(3.0 L×体温、环境压力、饱和水蒸气(BTPS)系数)。此程序检查dL,CO测试模式,当肺活量测量不正确时,可能出现错误。第三,可以在“标准对象”(生物控制)或模拟器上进行测试54。标准受试者为健康的非吸烟者(例如健康的实验室人员)。如果dL,CO在标准受试者中,>与已知的先前值相差10%,应重复测试。如果重复测试确认了该发现,则dL,CO系统应仔细评估泄漏的可能性,非线性分析仪的功能,体积和时间的准确性,等。当得到一个标准的个体足够的数据,实验室应建立自己的异常标准,以服务为有潜在问题的指标,其dL,CO系统。我们鼓励生产商开发自动质量控制系统,以协助和加强这些措施的效用。4)气体分析器线性应当每3个月进行评估。一个直接的方法是测量测试气体的已知的系列稀释液55,或测量具有分析证书的独立高精度测试气体的浓度。至少应使用一个中间浓度来检查线性度。应该鼓励制造商将这一功能自动化。此外,每季度都要对计时器的准确性进行评估。5)设备检查和标准受试者测试的记录应注明日期、签字并保存在实验室日志中。鼓励制造商为质量控制测量和质量控制数据管理提供软件和测试设备选项。
单次呼吸检测技术标准化问题
一口气的决心dL,CO涉及从肺在屏气时段测量CO的摄取。为了尽可能多地,供测试技术的标准化以下建议尽量减少可变性。
测量病人情况
影响因素VC(例如运动,身体位置,和Hb亲和力CO,如肺泡氧分压(PA,O2),以及碳氧血红蛋白(COHb的))应被标准化。一世f clinically acceptable, the subject should not breathe supplemental oxygen for 10 min prior to a standard test. When using exercise or the supine position to assess the “recruitability” ofdL,CO15,25-28、运动程度和/或仰卧位的持续时间应予以记录。
在试验开始前,应演示演习并仔细指导试验对象。受试者在整个测试过程中应舒适地坐好。测试应在符合制造商设备规格的稳定舒适温度下进行。
COHb产生急性和可逆的减少dL,CO57-60,这主要是由于对CO背压的影响,以及测试气体中CO的Hb结合位点减少所产生的“贫血效应”。由于吸烟是COHb最常见的来源,应要求受试者在测试当天不要吸烟或接触其他CO。最后一次吸烟的时间应该记录下来,并记录下来以便解释。对于近期或重度吸烟,应对一氧化碳背压进行校正(参见一氧化碳背压和羧基血红蛋白浓度的调整部分)。制造商被鼓励提供这样的能力很容易做到这一点。
吸气动作
当吹口和鼻夹就位后,应进行充分的潮汐呼吸,以确保受试者对吹口感到舒适。在此期间应避免深度吸气,因为这样会增加后续的CO吸收61。该dL,CO操纵开始非强制呼气到残留体积(RV)。一世n obstructive lung disease, where exhalation to RV may require a prolonged period, a reasonable recommendation is that this portion of the manoeuvre should be limited to 6 s, a time consistent with using the forced expiratory volume in six seconds manoeuvre as a surrogate for VC49。在RV,主体的吹口被连接到测试气体源,和受试者快速吸入到TLC。
次最大激发体积(即。小于已知VC)可以影响CO摄取,这取决于它是否是初始次优呼气到RV的结果(试验在TLC执行),或者是否是由于从RV次优吸入(测试下面TLC执行)19-22. 在前一种情况下V一种和dL,CO将准确反映肺容积和肺的CO摄取特性在薄层色谱。对于后一种情况,则V一种将会减少dL,CO测量将受到影响(见肺容积调整部分)。
由于这些效果,重要的是,V一世尽量靠近已知VC越好。从一个庞大的患者群的数据显示,V一世在dL,CO测量值为VC的90%19,但多达32%的受试者可能低于这个目标62。最近一项关于> 6000的研究dL,CO在一所大学实验室的测量表明,72%,86%和92%的患者可以达到V一世目标分别为90%、85%和80%的已知VC63。因为看起来V一世削减多达15%的已知VC将会减少dL,CO<5%19,一个V一世最大知名VC的85%的目标似乎是合理和可以实现的。
灵感应该是快速的,因为dL,CO计算假定“瞬时”肺充盈24,64-70。较慢的肺填充降低肺是在与CO摄取随之减少充满灵感的时间量。虽然各种采样正技术解决肺输水时间的问题,它仍然是合理预期的85%V一世should be inspired in <4.0 s. If longer inspiratory times are needed to achieve the 85%V一世目标,这应该在测试报告中注明。
屏气和呼气动作的条件
在屏气时,Valsalva(呼气用力对封闭气道)和Muller(吸气用力对封闭气道)分别通过减少和增加胸血容量来减少和增加dL,CO分别29,71,72因此,屏气时的肺内压力应接近大气压力,而这最好是通过让受试者自觉地用最少的努力保持充分的吸气来实现的。屏气时间为10±2秒,这是绝大多数受试者容易达到的目标62。
与灵感,dL,CO计算假定瞬时肺排空24,64-69。虽然various sample timing techniques address the fact that emptying is not instantaneous, it is still reasonable to expect that the expiratory manoeuvre should be smooth, unforced, without hesitation or interruption, and total exhalation time should not exceed 4 s (with sample collection time <3 s). In subjects who require a longer expiratory time to provide an appropriate alveolar gas sample, the expiratory time should be noted in the test report. Common errors that can occur during the inspiration, breath-hold and expiration manoeuvres are given in figure 2⇓。
洗脱和样品收集量
该dL,CO计算(见计算部分)需要肺泡气体样本。在呼出期间,一定体积的气体必须呼出并丢弃,以清除解剖和机械上的污染Vd在采集肺泡样本之前(图1)⇑)。肺泡气体样品的污染Vd气体将导致真正的CO摄取的低估。一世n general, the washout volume should be 0.75–1.0 L (BTPS). If the patient's VC is <2.00 L, the washout volume may be reduced to 0.50 L. Newer devices can provide a graphical display of exhaled gas concentrations to assure thatVdgas is not present in the alveolar sample (fig. 1⇑). 使用这样的分析仪,黄等。71表明上述标准进路已充分清除Vd在> 90%的成年人。
样气体积(V小号)是用来分析肺泡CO和示踪剂气体浓度在屏气结束时的气体体积。在具有良好的气体混合和均匀通风及CO吸收特性的受试者中,几乎所有气体样本均经过Vd洗脱将是一个很好的反映肺作为一个整体。然而,在气体混合不良或肺部各区域有明显的顺序排空的受试者中,收集的气体样本将仅反映构成该样本的区域的性质。V小号收集时间也会影响的屏气时间的测量(见下文)。为了规范收集过程中,V小号of 0.50–1.00 L should be collected for analysis. In patients with VC <1 L, aV小号<可使用0.50L,如果它可以放心的是,Vd已被清除。
如果使用带有图形显示器的连续分析仪,则可以使用计算机或目视检查过期CO和示踪剂气体曲线来调整冲洗量V小号if needed (fig. 1⇑)71。这些调整可能对VC < 1l不能满足最小值的受试者有用Vd冲洗和V小号推荐之前(例如儿科患者或有严重限制性过程的成人患者)。这些调整也可能是有用的科目与大Vd其中,推荐值范围为0.75–1.0 L是不够的。为了正确地实现这些调整,显示器必须表示在口部发生的实际气体浓度,与气体传输延迟同步,并根据气体分析仪的响应进行调整。在进行这样的调整时V小号(冲洗结束时)必须明显处于示踪气体从吸气浓度立即下降后开始稳定的位置,此时CO曲线停止立即下降,开始平稳逐渐下降(图1)⇑)。此外,报告必须表明,手动调整被用来选择冲洗卷和V小号,以便翻译人员审查和验证调整。
吸入气体组成
用于计算的试验气体dL,CO包括示踪气体来测量V一种,以及CO。试验气体混合物的剩余部分包括O2和N2。
示踪气体应相对不溶,化学和生物惰性。由于示踪气体是用来确定初始肺泡CO浓度,以及V一种从CO摄取的现象发生,其气体扩散应类似于CO。它不应该与CO浓度的测量干扰。示踪气体不应该通常存在肺泡气体中或者在一个已知的固定浓度存在(例如氩)。
常用的示踪气体是氦(He)和甲烷(CH4)。尽管他满足大多数以前的标准,它的气体扩散率是CO相当高。CH4通常用作连续采样过期气体的系统的示踪气体。它的气体扩散系数更接近CO,但它的液体溶解度略高于He。随着新的示踪气体的引入,制造商应该证明他们生产V一种和dL,CO值与用He测量的值相等,因为这是用于推导大多数可用参考方程的示踪气体。
名义上应该是0。3%然而,由于比例比绝对值更重要,所以准确的浓度并不重要。计算CO摄取的假设是毛细血管血不含CO。因此,COHb显著的患者需要纠正(参见COHb浓度和CO背压调整部分)。
以来PA,O2在通气周期上下波动72并且可以通过影响θ,更稳定的影响CO摄取PA,O2在dL,CO机动似乎可取的和理论上,可与吸入氧气的测试气体馏分(可实现FI,O2)的0.17。目前大多数系统使用一个FI,O2为0.21(与示踪气体的部分浓度,如CH4的<0.01),或气体混合物含CO和用“平衡空气” 10%的He(有效FI,O20.19)。以来dL,COwill increase 0.31 to 0.35% for each 0.133 kPa (1 mmHg) drop inPA,O273,74,增加dL,CO这将有望为FI,O2由0.21减至0.17 (PA,O2减小约3.7 kPa(∼28 mmHg))为8-9%。建议实验室使用吸入氧气分压的气体混合物(PI,O2)与解释中使用的参考集相似的值(表4⇓)75-82或者使适当调整测量或预测dL,CO为PI,O2。
通过测量dL,CO在几个不同层次的PA,O2的两个组成部分dL,CO(d中号和VC)可以被区分。这是通过使用先前提到的Roughton-福斯特关系(等式2)和不同θ(O的反应速率来实现2和Hb)通过改变PI,O2。随后,将1 /dL,CO在不同的对1 /θ被绘制PI,O2的水平。这个关系式的斜率是1/VC截距是1/d中号。
测试之间的时间间隔
两次检查之间至少应间隔4分钟,以便从肺部充分排除试验气体。在这段时间内,受试者应保持坐姿。在阻塞性气道疾病患者中,较长时间(例如10分钟)。在此期间的几次深度吸气可能有助于更有效地清除测试气体。如果可以对过期气体浓度进行连续监测,则可以在开始下一次测试之前通过观察潮末气体浓度来确认上一次测试的示踪气体的冲刷情况。
其他因素
可能存在日变化dL,CO,因为一项研究发现,dL,CO全天每小时下降1.2-2.2%83。的原因的变化是不明确的,并没有因CO背压或变化中说明V一种,V一世或屏息。一种解释是CO背压的变化和Hb浓度的日变化的组合84。在13%的变化dL,CO在月经周期已报告85。月经初潮前最高,月经初潮第三天最低。然而,目前还不清楚这仅仅是Hb效应,还是反映了其他生理过程(例如肺血管张力的激素变化)。据报道,乙醇的摄入有所减少dL,CO86。虽然一些燃料电池CO分析仪对呼出的乙醇和酮很敏感,但其作用机制尚不清楚。对于阻塞性肺病患者,在使用支气管扩张剂后,dL,CO可以增加高达6%87。支气管扩张剂可以影响V一种,血管紧张度,等。在测试前使用它们可以使这些因素得到优化。在解释时应注意使用支气管扩张剂88。
演算
气体在肺内的转移系数或扩散能力(d大号)等于它在肺内的交换率除以它的转移梯度: 气体吸收速率被以mL表示STPD·分钟-1和转移梯度(肺泡和肺毛细血管压力的差异)。因此,dL,CO具有·毫升STPD的传统单位分钟-1·毫米汞柱-1(SI·毫摩尔为单位分-1·kPa-1)。对于CO,肺毛细血管CO张力接近零,因此: 一次呼吸dL,CO技术假定CO和示踪气体(TR)都被吸气时同等稀释。因此,CO的初始肺泡分压(P有限公司,0)可以通过了解吸入示踪气体馏分(计算F我时间tr)和分数肺泡示踪气体(F一、Tr): 在哪里F有限公司,0是启发CO分数初始肺泡,F我公司是启发CO馏分P乙气压和F有限公司,0是初始肺泡CO分数。
示踪气体稀释法也可用来测定其效果V一种如下所述。解dL,CO从而得到方程: 在哪里V一种是mL STPD,Ť屏气时间是以秒为单位的吗PH2Ø是水汽压。
随着琼斯和米德所采取的做法68,屏气时间等于从吸气时间0.3开始的样本采集时间中间的时间。如肺活量测定,背外推技术应该用于建立时间为零48,49。的时候,90%的V一世has been inspired is a reasonable end point for defining inspiratory time (fig. 3⇑)。
一个理论上更准确的方法来说明体积变化随时间在吸气和呼气是使用三个单独的方程dL,CO灵感,屏住呼吸和到期(“三方程”技术)期间24,64. 这种算法在商业上是可行的,尤其适用于不能快速填充或排空肺部的受试者。然而,这种方法的临床经验是有限的。
其他屏气定时算法可保持一致性是适当的(例如,但这些测量方法应该被认为是不太合适的建议。
计算肺泡容积
V一种表示成CO被分布并然后穿过肺泡毛细血管膜转移肺气体容量的估计3,4。因此,它在测量中是至关重要的dL,CO。如前所述,V一种通过计算惰性Tr的稀释度来同时测量CO吸收V一种(V,某人)加上估计Vd与容积描记法测定的薄层色谱十分吻合19,70。然而,气不佳的患者混合吸入量的分布不均(例如气道阻塞患者)可显著降低Tr稀释,从而导致的值为V,某人明显小于aV一种由实际胸总气量(VTG)。所观察到的CO摄取也受气体差在这些条件下混合,并且将主要反映到其中的测试气体被分配的区域的CO传输属性。有人建议,分别确定V一种从一个更精确的技术(例如多呼吸技术(V,mb)或体积描记术(V,plethys可以用…代替V,某人在这些条件下要“纠正”分配不均的影响。然而,dL,CO计算(等式4和7)是根据气体到其中的TR(和CO)分配的体积,而不是总上VTG。此外,代入一个较大的,分别确定V,mb要么V,plethys假设d中号和VC未测量肺区的性质与测量肺区的性质相似,这一假设难以证明。基于这些考虑,单独测量V,mb要么V,plethys不应该被替换为V,某人。相反,当V,某人是否明显小于单独测定V,mb要么V,plethys这应报告和的比率V,某人至V,mb要么V,plethys报道。对于随后的解释dL,CO应该注意的是,激发气体的不均匀分布可能导致了观测到的测量值的下降dL,CO。
示踪气体的分布体积可根据V一世,F我时间tr和F一、Tr,并且知道吸入和呼出气体的条件。由于示踪气体在肺(肺泡加上死区)的量等于吸入示踪气体量,和死空间的示踪气体馏分是一样的吸入分数(均为BTPS表示): 虽然V一种通常是在BTPS条件下表示的,它必须转换成STPD条件才能计算吗dL,CO方程7。
重要的是Vd是考虑在计算V一种。Vd发生在两个方面:仪器Vd(即。阀门系统内的吹口、过滤器和连接件的体积);和解剖Vd(即。不参与气体交换的传导通路的体积)。仪器Vd应该由制造商指定,但也可以随着用户改变系统改变(例如添加一个过滤器)。
有估计解剖各种方法Vd。Examples include a fixed value of 150 mL1(although this does not work well for small adults or children), and another of 2.2 mL×kg body weight47(尽管这对非常肥胖的受试者效果不佳)。在推导常用参考方程的研究中(表4)⇑),Ťhe most commonly used technique was to assume 2.2 mL×kg body weight. However, some investigators ignored anatomicVd79,80,82和一个用过的年龄+ 2.2毫升×kg体重78。如果身体质量指数小于30,目前的作者建议使用解剖学上的估计值Vdof 2.2 mL×kg body weight. In more obese subjects or if the weight is unknown,Vd(mL)可由下式估计: 其中高度在厘米测量,或: 其中高度以英寸测量。
在单样本系统中,样品袋残留体积(有时称为采样袋死空间)稀释的样品气体和涂改过期气体的实测浓度。误差的大小和方向取决于V小号中,样品袋的剩余体积和它的连接器(VSRV),VSRV气体含量。VSRV可能包含测试气体,室内空气或呼出气体从受试者(后dL,CO测试)。什么时候VSRV包含的室内空气,它的效果是减少呼出的气体的测量浓度。造成这种情况的下列公式调整: 在电位变化的估计dL,CO在现有系统中当没有作出调整样品袋死角范围从0.3-8%,这取决于样品大小袋和VSRV89。
制造商应报告仪器和样品袋的死角。这两个容器都必须用室内空气冲洗(或者,如果d中号和VC被以单次呼吸操纵之前计算,适当的氧气水平),使得它不会从先前的受试者包含呼出气体。VSRV应该<2%的V小号要么10 mL, whichever is larger.
吸入的气体条件
虽然吸入气体通常假定在环境温度和压力下,用水蒸气饱和的条件进行测量时,这是仅在其被激发前的试验气体被转移到水密封的肺活量计系统正确的。一世n most cases, the test gas inspired from a bag-in-box system, through a pneumotachometer from a bag, or a compressed gas cylinder with a demand valve is a dry gas (<10 ppm H2O),因此,在环境温度和压力下,干燥的条件下。所述吸入体积需要被转换为BTPS条件使用在方程7,8和9,我们建议的V一世(BTPS)被报告,和制造商应该指定和文件激发气体条件对于每个仪器。
CO2H2O和温度调整V一种计算
呼出的气体中含有CO2和H2O,其不存在于所述测试气体混合物。如前所述,一些系统中删除的这些一个或两个,如果他们与分析仪的功能干扰,这将提高CO和示踪气体的浓度。在这种情况下,需要在增加调整F一、Tr计算V一种(表5⇓)。然而,对于在肺泡的增加没有调整在时间t的启发CO分数(FA,CO,叔)和F一、Tr是计算二氧化碳吸收速率的必要条件,因为浓度因子同时出现在表达式的分子和分母上(F有限公司,0/FA,CO,叔)因此取消。
呼出的气体最初与体温相同。一些系统允许这样冷却(气体体积缩小),而另一些则提供热量来维持温度。根据系统设计,可能需要对BTPS条件进行调整(表5)⇑)。
所有这些调整应该由制造商为他们的特定系统记录在案。
评价测量dL,CO
可接受性、重复性和试验次数
一种CCeptable tests are defined in table 6⇓。重复性描述了反复测试的可变性,在试验条件没有变化90,91。在一项基于大学的大型实验室研究中,正常受试者重复测量的变异系数为3.1%,而在肺活量测定异常的患者中,变异系数仅略有增加(从4.0增加到4.4%)63。与此相反,是一个会话间dL,COvariability of up to 9% (reproducibility) has been documented in normal individuals in repeated measurements over a period of 1 yr92。
由于大多数会话内的变化是技术而不是生理的接受测试的均值是合理的报告。一世n this report, there should be at least two acceptable tests that meet the repeatability requirement of either being within 3 mL CO (STPD)·min-1·毫米汞柱-1(或1更易·分钟-1·kPa-1彼此的或最高值的10%之内)。在一个大的基于大学的实验室研究中,>的95%的病人能够满足此条件63。
符合此要求的重复性应当报告的至少两个上可接受的试验的平均值(即。离群值除外)。虽然建议至少两个dL,CO应进行试验,需要进行研究以确定所需试验的实际数量,从而提供合理的平均值估计数dL,CO对于给定的人的价值。如下文所述,五个测试将增加碳氧血红蛋白的〜3.5%84,这将减少所测得dL,CO由∼3 - 3.5%。因此,目前不建议进行五种以上的测试。
调整的测量dL,CO之前的解释
dL,CO取决于许多生理因素。除了因年龄、性别、身高和种族而异外,dL,CO也会随着血红蛋白,肺活量,COHb,PI,O2(例如高度),运动和体位。虽然这些效应可能导致的变化dL,CO在相反方向上93在解释观测到的CO吸收时,应考虑所有因素。此外,这三个因素的具体调整(Hb, COHb和PI,O2)应始终以确保适当的解释(见下文)。考虑也给予调整导致低于预期的次最大启示V一种。
血红蛋白调节
由于CO - hb结合是CO转移中的一个重要因素,dL,COHb浓度的变化是相当大的93-97。的经验变化dL,CO与血红蛋白的变化密切匹配什么是使用的关系的理论方法在式(2)预计,随着θ认为是成正比的血红蛋白,d中号/θVC假设是0。796,假设“标准”Hb值为14.6 g·dL-1(9更易·l-1小号一世)in adult males and adolescents and 13.4 g·dL-1(8.26更易·l-1成年女性和15岁以下儿童。利用这些关系,用g·dL表示Hb-1,用于调整预测值的公式dL,CO在青少年和成年男性中是: 用于调整预测公式dL,COin children <15 yrs of age and females is: 结果从最近的研究中的患者具有广泛的血红蛋白异常97修正后的值与方程13和14基本一致。
调整为PA,O2
如前所述,PA,O2影响测量dL,CO。PA,O2更改将作为补充O的结果发生2呼吸(高PA,O2)或表演dL,CO在高海拔地区评估(降低PA,O2)。如前所述,dL,CO每毫米汞柱变化0.35%PA,O273,74或者通过在每毫米汞柱下降~0.31%PI,O2。预测的调整dL,CO在一个关于补充O的主题中2可以使用测得的进行PA,O2假设一个正常的PA,O2on room air at a sea level of 100 mm Hg, as follows: 如果调整正在为高度制成,假设一个PI,O2海平面150毫米汞柱:
调整COHb浓度和CO背压
碳氧血红蛋白可影响测量摄取以下两种方式98-100。首先,通过占据Hb结合位点,CO产生“贫血效应”。其次,血液中的CO分压会降低CO从肺泡气体向毛细血管血液运输的驱动压力。
暴露于普通环境CO和内源性产生的CO血红蛋白作为分解代谢通常导致1-2%碳氧血红蛋白测量水平的副产物98。1-2%碳氧血红蛋白基线的水平,归因于内源性产生CO和普通环境暴露已经掺入基于健康非吸烟者的参考值。香烟烟雾和其他环境来源,但是,可以产生CO背压和碳氧血红蛋白的可测量水平,可能需要在CO摄取的测量被认为是99。COHb的小幅增加也发生在CO被激发时dL,CO测试。弗雷等。84中,例如,发现,碳氧血红蛋白增加~0.7%与每个单次呼吸dL,CO测试。
CO背压可以呼出气体中之前来测定dL,CO用几种可用技术中的一种操纵或估计100-103。以COHb为例,CO背压可以由下式COHb计算得到:
dL,CO在减去最初和最终肺泡CO的估计背压后,可以重新计算。在进行减法之前,单位必须是一致的。但是,这种方法不会调整dL,CO对于“贫血”效果的COHb。
既几项研究已经评估碳氧血红蛋白对经验和理论的影响dL,CO并结合两个背压和碳氧血红蛋白的“贫血”效应。通常,在碳氧血红蛋白增加1%减少所测得的dL,CO从这两个影响中得到约0.8-1%13,14。利用这种方法,下面的方程可以减少预测dL,COCOHb >每增加1%,即增加2%: 不需要对COHb进行调整,但建议在COHb升高/可疑时进行解释。如果COHb <2%,则不需要调整,因为参考方程已经包含了这一点。
调整肺容积
如前所述,dL,CO随肺缩小而减少,这是膜和毛细血管结构改变的一种功能17-24,104-111。的关系是复杂的,但是,很可能是非线性108,110。在正常的实验对象中V一世(因此,V一种),推导出了该效应的平差方程18,19,109,111最近的一个代表性例子包括: 在哪里V上午表示测得的V一种和V美联社代表预测V一种在正常TLC。
应当指出的是,这dL,COa减额调整V一世(和V一种)从次最大努力比小得多1:1dL,CO/V一种调整(即。下跌dL,CO随着肺活量的减少,其下降幅度要小得多V一种)。因此,在dL,CO/V一种比将升高以减小的V一世从次最大的努力。因此,如果此比率被用来调整(“正确”)dL,CO对于减少的效果V一种从次最大V一世,它会明显“矫枉过正”。
强调这一点很重要V一种影响dL,CO上述讨论来自于对正常受试者的次极大值研究V一世。这些V一种效应(以及随之而来dL,CO对于调整V一种)还没有被确认在肺疾病,其中肺病理学具有降低的CO吸附性能,以及V一世和V一种。在一些这样的疾病(例如状态后肺),在还原dL,CO可能是小于减少V一种(高dL,CO/V一种);在别人(例如肺血管病变),减少dL,CO可能比减少V一种(低dL,CO/V一种)17。在许多疾病状态,然而,在病理减少的比例dL,CO和V一种可能非常多变,生理或临床意义不明。因此,尽管dL,CO/V一种关系可以被用来描述在CO摄取属性在肺部疾病的相对减少和肺泡气体体积17,19,107,112,吸引更多的具体的临床和病理结论基于V一种(或任何其它体积)的调整应谨慎进行。如果调节通向暗示肺的CO摄取性能是正常的,这是特别真实的。进一步的研究更具体的音量调整的建议可以由之前,显然需要对CO摄取和肺泡气体体积在肺部疾病的相互作用。
报告值
几个值与单次呼吸测量dL,CO许多因素影响dL,CO。重要的是,该报告包括所需要的最佳解释的结果。至少两个上可接受的试验的平均值应报告(即。离群值除外)。
报告应包括未经调整的测量值dL,CO中,预测和百分之预测dL,CO,以及预测的和预测的百分比dL,CO/V一种(ķCO)。任何调整(例如Hb、COHbPI,O2或肺容积)也应与用于进行调整的数据一起报告。平均V一种应沿着与预测报告V一种(TLC预测减去预测Vd)和预测的百分比V一种。平均V一世也应该注意。如果有单独测量的VC,则应报告该VC,作为其充分性的参考V一世。此外,评论相关的测量的质量应包括在内。
缩写
Table 7⇓包含缩写及其含义,将在这一系列的工作组的报告中使用的列表。
致谢
N.麦金太尔:美国杜克大学医学中心,达勒姆,NC,USA;R. Crapo和R.詹森:LDS医院,盐湖城,UT,USA;G. Viegi:临床生理学,意大利比萨CNR学院;特区约翰逊:美国马萨诸塞州总医院和哈佛医学院,波士顿,MA,USA;C.P.M.范德Grinten:Maastrict,Maastrict,荷兰的大学医院;五Brusasco:UNIVERSITA阿布鲁Studi住宅迪热那亚,热那亚,意大利;F.布尔戈斯:医院门诊韦拉洛尔,巴塞罗那,西班牙;R. Casaburi:港口加州大学洛杉矶分校医学中心,托伦斯,CA,USA;A.科茨:病童医院,多伦多,加拿大; P. Enright: 4460 E Ina Rd, Tucson, AZ, USA; P. Gustafsson: Queen Silvias Children's Hospital, Gothenburg, Sweden; J. Hankinson: Hankinson Consulting, Inc., Valdosta, GA, USA; R. McKay: Occupational Medicine, Cincinnati, OH, USA; M.R. Miller: University Hospital Birmingham NHS Trust, Birmingham, UK; D. Navajas: Lab Biofisica I Bioenginyeria, Barcelona, Spain; O.F. Pedersen: University of Aarhus, Aarhus, Denmark; R. Pellegrino: Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle, Cuneo, Italy; J. Wagner: Pharmaceutical Research Associates, Inc., Lenexa, KS, USA.
脚注
本系列之前的文章:1号:米勒MR,Crapo R,汉金森Ĵ,等。一般考虑肺功能测试。欧元呼吸杂志2005;26日:153 - 161。2号:米勒MR,汉金森Ĵ,Brusasco V,等。肺功能标准化。欧元呼吸杂志2005;26:319-338。3号:旺儿Ĵ,克劳森JL,科茨A,等. 肺容积测量的标准化。欧元呼吸杂志2005;26:511-522。
- 收到2005年3月23日。
- 公认2005年4月5日。
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