慢性阻塞性肺疾病临床诊治与管理(基层医师版)
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二、呼气流量和常规肺功能参数的变化

(一)慢阻肺前阶段

1.小气道功能障碍

慢阻肺的病理改变首先出现在小气道(以慢性支气管炎为首发表现,并且最多见)或肺实质弹力纤维(见于α1抗胰蛋白酶缺乏者),表现为小气道功能障碍。在高容积和较高容积位置,小气道处于扩张状态,呼气流量正常;但在低容积位置,小气道内径明显缩小,呼气阻力增加,呼气流量下降,在最大呼气流量容积(maximal expiratory flowvolume,MEFV)曲线上表现为低容积部位的凹形下降,在数值上表现为排出50%肺活量的用力呼气流量(FEF50%)和排出75%肺活量的用力呼气流量(FEF75%)下降。由于小气道横截面积大,阻力非常小,其功能障碍对常规通气功能、肺容积和换气功能参数基本无影响。小气道病变是慢阻肺的真正早期阶段,戒烟、改善环境后,小气道可能会完全恢复正常。

2.高危患者

随着病变的进展,小气道阻塞增加,等压点进一步外移。在高容积位置,气道处于扩张状态,流量的形态和大小正常;但随着肺容积下降,气道结构或肺弹力已不能维持气道的充分扩张,气流阻力逐渐增加。肺容积越小,气道阻力增加的程度越大,因此MEFV曲线表现为高容积时呼气流量正常,在低容积时出现明显凹形下降;在数值上表现为最大呼气流量(peak expiratory flow,PEF)正常,FEF25%轻度下降或接近正常,FEF50%和FEF75%明显下降。此时伴随部分通气功能参数,如FEV1/FVC的下降(但幅度有限,其绝对值多≥70%或占预计值的比例≥92%),以及第1秒用力呼气容积(FEV1)、最大自主通气量(maximal voluntary ventilation,MVV)下降(但多数仍大于预计值的80%);部分通气功能参数,如用力肺活量(FVC)基本不变。通过深慢呼吸代偿,肺活量(vital capacity,VC)、残气容积(residual volume,RV)、功能残气量(FRC)、肺总容量(total lung capacity,TLC)皆维持在正常水平。不同肺区的气流阻塞程度不同表现为不同的通气反应,部分肺区(阻塞重的部分)通气量下降,部分不变,部分代偿性增加(阻塞轻的部分),导致气体分布不均;而相应的血流量基本不变,结果出现通气血流比例(/)离散度增大和闭合气容积(closed volume,CV)增加。尽管如此,气体交换仍能充分完成,一氧化碳弥散量(diffusing capacity of the lung for carbon monoxide,DLCO)和单位肺泡容积一氧化碳弥散量(DLCO/VA)基本正常,动脉血气也保持正常。此为慢阻肺的较早阶段,预防效果仍较好,但易被忽视。

(二)慢阻肺阶段

1.早期阶段

小气道轻、中度阻塞或肺弹性轻、中度减退,常伴随大、中等气道的损伤,等压点显著外移。由于周围气道结构破坏或阻塞,肺弹力下降,在最大肺容积时,气道阻力尚正常。其后,随着肺容积下降,气道阻力明显增加,但气体能充分呼出。因此,MEFV曲线表现为峰值接近正常,在较高肺容积位置出现明显的凹形下降;在数值上表现为PEF基本正常、FEF25%下降,FEF50%和FEF75%显著下降。常用通气功能参数明显下降,FEV1/FVC的绝对值<70%或占预计值的比例<92%。FEV1、MVV占预计值的百分比明显下降,但是否低于预计值的80%取决于基础肺功能和阻塞的相对程度。第3秒用力呼气容积(FEV3)和FVC下降不明显。深慢呼吸可明显降低气流阻力、维持相对正常的肺容积水平,故RV、FRC、TLC和RV/TLC、FRC/TLC、VC等容积参数多基本正常。不同肺区的气流阻塞程度差异增大,气体分布不均/离散度进一步增大,DLCO和DLCO/VA可能降低,但气体交换仍可充分完成,动脉血气继续保持正常。此阶段患者多符合慢阻肺轻度或中度肺功能障碍的标准。中、重度体力劳动时可出现呼吸困难。

2.典型阶段

小气道结构明显破坏或阻塞,肺弹力明显下降,多数气道处于一定程度的阻塞状态,随着肺容积下降,气道阻力显著增加,气体呼出不完全。因此,MEFV曲线形态上表现为峰流量下降,并迅速变为明显凹陷的曲线;在数值上表现为PEF轻度下降、FEF25%明显下降,FEF50%和FEF75%显著下降。FEV1/FVC、FEV1、MMV等通气参数中、重度下降,FEV3%和FVC下降。单纯深慢呼吸不能充分降低气流阻力,需增加平静呼气末的肺容积,故RV、FRC等容积参数升高,TLC可以升高(肺弹力纤维严重破坏者)或基本正常(气道阻塞为主者),相应RV/TLC、FRC/TLC显著升高,VC基本正常或轻度降低。/ 的离散度也进一步增大,DLCO和DLCO/VA降低,气体交换可基本完成,动脉血气继续保持正常或出现动脉血氧分压(partial pressure of oxygen in artery,PaO2)下降。中等或轻度体力劳动时可出现明显呼吸困难。

上述不同情况均可保持适当的肺泡通气量(alveolar ventilation,A),故动脉血二氧化碳分压(partial pressure of carbon dioxide in artery,PaCO2)正常;若发生急性加重,呼吸肌本体感受器等兴奋,A代偿性过度增加,PaCO2下降,可出现单纯低氧血症型呼吸衰竭。

3.慢性呼吸衰竭阶段

气道结构严重破坏或阻塞,肺顺应性显著下降,在肺总量位置时,周围气道即处于非常明显的阻塞状态,随着肺容积下降,将迅速出现大量气道陷闭。因此,MEFV曲线形态上表现为短促的上升,并迅速变为较平坦的曲线,在数值上表现为极小的PEF,FEF25%、FEF50%和FEF75%皆接近0。FEV1、MVV极度下降,FVC显著下降,FEV1/FVC可能有所上升,并与FEV2%、FEV3%接近。RV、FRC和RV/TLC显著升高,FRC/TLC超过67%,肺弹性阻力显著增加,胸廓超过弹性零位,对吸气也表现为弹性阻力;平静呼气末肺泡内压不能降至0,出现内源性呼气末正压(intrinsic positive end expiratory pressure,PEEPi)。由于平静呼吸时即存在气道阻塞或陷闭,故深吸气量(inspiratory capacity,IC)、VC明显下降。患者的呼吸力量常不能有效克服气流阻力,PEEPi和弹性阻力增加,呼吸变浅。/失调进一步加重,DLCO和DLCO/VA显著降低,气体交换严重受限,PaO2下降、PaCO2上升(PaO2下降幅度常远超过PaCO2上升幅度)。