قياس التنفس وحجوم الرئة

يقيس قياس التنفس كمية الهواء التي يمكن للشخص تحريكها وسرعتها أثناء مناورة تنفس قصوى، بينما يقيس تحديد حجم الرئة الحجرات الثابتة للهواء التي تحتويها الرئتان. يشكلان معًا أساس اختبار وظائف الرئة، ويميزان الأنماط الانسدادية عن الأنماط التقييدية للاضطراب.

Definition

قياس التنفس هو قياس حجم الهواء المستنشق والمزفور وتدفقه كدالة للوقت أثناء مناورات التنفس القسري، مما ينتج عنه السعة الحيوية القسرية (FVC)، وحجم الزفير القسري في ثانية واحدة (FEV1)، ونسبتهما؛ بينما يقيس تحديد حجم الرئة الحجوم الثابتة - السعة الكلية للرئة، الحجم المتبقي، والسعة المتبقية الوظيفية - التي لا يمكن لقياس التنفس وحده التقاطها.

Scope

يغطي هذا الموضوع مناورة الزفير القسري ومؤشراتها الرئيسية (السعة الحيوية القسرية FVC، حجم الزفير القسري في ثانية واحدة FEV1، ونسبة FEV1/FVC)، وحجوم وسعات الرئة الثابتة (السعة الكلية للرئة، الحجم المتبقي، السعة المتبقية الوظيفية) والأساليب المستخدمة لقياسها، وتفسير هذه القيم مقابل المعادلات المرجعية. إنه مرجع منهجي، وليس إرشادات سريرية.

Core questions

• ماذا تمثل FEV1 و FVC ونسبة FEV1/FVC فسيولوجيًا؟
• كيف تُقاس حجوم الرئة الثابتة عندما لا يمكن زفير الحجم المتبقي؟
• كيف تُفسر قيم قياس التنفس على أنها انسدادية أو تقييدية؟
• كيف تحدد المعادلات المرجعية والحد الأدنى الطبيعي النتائج غير الطبيعية؟

Key concepts

• السعة الحيوية القسرية (FVC)
• حجم الزفير القسري في ثانية واحدة (FEV1)
• نسبة FEV1/FVC
• السعة الكلية للرئة (TLC) والحجم المتبقي (RV)
• السعة المتبقية الوظيفية (FRC)
• قياس التحجم الجسمي وطرق تخفيف الغاز
• حلقة التدفق-الحجم
• الحد الأدنى الطبيعي والمعادلات المرجعية

Mechanisms

أثناء الزفير القسري، يصبح تدفق الزفير مستقلاً عن الجهد بمجرد انضغاط المسالك الهوائية ديناميكيًا، لذا فإن العلاقة القصوى بين التدفق والحجم تعكس الخصائص الميكانيكية للمسالك الهوائية وارتداد الرئة بدلاً من الجهد. يلخص FEV1 و FVC هذه المناورة؛ تشير نسبة FEV1/FVC المنخفضة إلى انسداد تدفق الهواء، بينما تشير الحجوم المنخفضة بشكل متناسب مع نسبة محفوظة إلى التقييد. نظرًا لأنه لا يمكن زفير الحجم المتبقي، يتم قياس الحجوم الثابتة بشكل غير مباشر - عن طريق قياس التحجم الجسمي (باستخدام قانون بويل وتغيرات الضغط والحجم في صندوق محكم الإغلاق) أو عن طريق تخفيف الغاز الخامل وغسله. تتطلب السعة الكلية للرئة لتأكيد وجود عيب تقييدي حقيقي، حيث يمكن لقياس التنفس وحده أن يشير إليه فقط (Miller 2005; Wanger 2005; Stanojevic 2022).

Clinical relevance

يُعد قياس التنفس الاختبار المرجعي لتصنيف ضعف التهوية كإنسدادي أو تقييدي ولتحديد شدته مقابل القيم المتوقعة. يؤكد قياس حجم الرئة التقييد ويصف فرط الانتفاخ واحتجاز الهواء. تُعد قراءة هذه النتائج في سياقها - مقابل المعادلات المرجعية المناسبة ومعايير الجودة - جزءًا من تقييم الأدلة في طب الجهاز التنفسي. يصف هذا المدخل القياس والتفسير بعبارات عامة وليس أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.

Evidence & guidelines

تخضع تقنية قياس التنفس ومقبوليته لبيانات توحيد المعايير المشتركة بين الجمعية الأمريكية لأمراض الصدر (ATS) والجمعية الأوروبية للجهاز التنفسي (ERS)، والتي كانت في الأصل بيان عام 2005 (Miller 2005) وتحديث عام 2019 (Graham 2019)، مع معايير مصاحبة لقياس حجم الرئة (Wanger 2005). يتبع التفسير معيار استراتيجيات التفسير لعام 2022 الصادر عن ATS/ERS (Stanojevic 2022)، باستخدام معادلات مرجعية لمبادرة وظائف الرئة العالمية (Quanjer 2012) لتحديد القيم المتوقعة والحد الأدنى الطبيعي.

History

قدم جون هاتشينسون مقياس التنفس ومفهوم السعة الحيوية في منتصف القرن التاسع عشر. تم تطوير حجم الزفير القسري ومنحنى التدفق-الحجم في منتصف القرن العشرين، ومنذ عام 1979 فصاعدًا، أصدرت الجمعية الأمريكية لأمراض الصدر ثم الجمعية الأوروبية للجهاز التنفسي بيانات توحيد معايير متتالية (لا سيما عامي 2005 و 2019) جعلت قياس التنفس قابلاً للتكرار عبر المختبرات، واستكملت بمعادلات مرجعية عالمية في عام 2012.

Debates

النسبة الثابتة مقابل الحد الأدنى الطبيعي لتحديد الانسداد

يُعد استخدام حد ثابت لنسبة FEV1/FVC بسيطًا ولكنه يصنف كبار السن والشباب بشكل خاطئ؛ تُفضل الحدود الدنيا الطبيعية المشتقة إحصائيًا من المعادلات المرجعية في المعايير الحالية، على الرغم من أن الاختيار لا يزال يؤثر على تقديرات الانتشار.

Key figures

• Martin R. Miller
• Brian L. Graham
• Peter H. Quanjer
• Sanja Stanojevic

Seminal works

• miller-2005
• graham-2019
• wanger-2005
• quanjer-2012

Frequently asked questions

ما هو استخدام نسبة FEV1/FVC؟

إنه المؤشر الأساسي لقياس التنفس لانسداد تدفق الهواء: تشير النسبة الأقل من الحد الأدنى الطبيعي إلى أن الهواء يغادر الرئتين ببطء شديد بالنسبة للحجم الكلي المزفور، وهي السمة المميزة للنمط الانسدادي.

لماذا لا يمكن لقياس التنفس وحده تشخيص عيب تقييدي؟

يقيس قياس التنفس فقط الهواء الذي يمكن زفره، وليس الحجم المتبقي في الرئتين؛ يتم تأكيد العيب التقييدي الحقيقي عن طريق قياس السعة الكلية للرئة باستخدام قياس التحجم الجسمي أو طرق تخفيف الغاز.