Phế dung kế và Thể tích phổi

Phép đo phế dung kế đo lượng khí một người có thể di chuyển và tốc độ di chuyển trong quá trình hô hấp tối đa, trong khi phép đo thể tích phổi ghi lại các khoang khí tĩnh mà phổi chứa. Cùng nhau, chúng tạo thành nền tảng của xét nghiệm chức năng phổi, phân biệt các dạng suy giảm tắc nghẽn với hạn chế.

Definition

Phế dung kế là phép đo thể tích và lưu lượng khí hít vào và thở ra theo thời gian trong các nghiệm pháp thở gắng sức, cho ra dung tích sống gắng sức (FVC), thể tích thở ra gắng sức trong một giây (FEV1) và tỷ lệ của chúng; phép đo thể tích phổi định lượng các thể tích tĩnh - tổng dung tích phổi, thể tích khí cặn và dung tích cặn chức năng - mà chỉ riêng phế dung kế không thể thu được.

Scope

Chủ đề này bao gồm nghiệm pháp thở ra gắng sức và các chỉ số chính của nó (FVC, FEV1 và tỷ lệ FEV1/FVC), các thể tích và dung tích phổi tĩnh (tổng dung tích phổi, thể tích khí cặn, dung tích cặn chức năng) và các phương pháp được sử dụng để đo chúng, cũng như việc giải thích các giá trị này dựa trên các phương trình tham chiếu. Đây là một tài liệu tham khảo về phương pháp luận, không phải hướng dẫn lâm sàng.

Core questions

• FEV1, FVC và tỷ lệ FEV1/FVC đại diện cho điều gì về mặt sinh lý học?
• Thể tích phổi tĩnh được đo như thế nào khi thể tích khí cặn không thể thở ra?
• Các giá trị phế dung kế được giải thích là tắc nghẽn hay hạn chế như thế nào?
• Các phương trình tham chiếu và giới hạn dưới của mức bình thường xác định kết quả bất thường như thế nào?

Key concepts

• Dung tích sống gắng sức (FVC)
• Thể tích thở ra gắng sức trong 1 giây (FEV1)
• Tỷ lệ FEV1/FVC
• Tổng dung tích phổi (TLC) và thể tích khí cặn (RV)
• Dung tích cặn chức năng (FRC)
• Phương pháp đo toàn thân (body plethysmography) và pha loãng khí
• Vòng lặp lưu lượng-thể tích
• Giới hạn dưới của mức bình thường và các phương trình tham chiếu

Mechanisms

Trong quá trình thở ra gắng sức, lưu lượng thở ra trở nên độc lập với nỗ lực một khi đường thở bị nén động, do đó mối quan hệ lưu lượng-thể tích tối đa phản ánh các đặc tính cơ học của đường thở và độ đàn hồi của phổi hơn là nỗ lực. FEV1 và FVC tóm tắt nghiệm pháp này; tỷ lệ FEV1/FVC giảm cho thấy tắc nghẽn đường thở, trong khi các thể tích giảm tỷ lệ với tỷ lệ được bảo toàn cho thấy hạn chế. Vì thể tích khí cặn không thể thở ra được, các thể tích tĩnh được đo gián tiếp - bằng phương pháp đo toàn thân (body plethysmography) (sử dụng định luật Boyle và các thay đổi áp suất-thể tích trong một hộp kín) hoặc bằng phương pháp pha loãng và rửa trôi khí trơ. Tổng dung tích phổi là cần thiết để xác nhận một khiếm khuyết hạn chế thực sự, vì chỉ riêng phế dung kế chỉ có thể gợi ý điều đó (Miller 2005; Wanger 2005; Stanojevic 2022).

Clinical relevance

Phế dung kế là xét nghiệm tham chiếu để phân loại suy giảm thông khí là tắc nghẽn hay hạn chế và để đánh giá mức độ nghiêm trọng của nó so với các giá trị dự đoán. Đo thể tích phổi xác nhận sự hạn chế và đặc trưng cho tình trạng giãn phế nang quá mức và bẫy khí. Đọc các kết quả này trong bối cảnh - dựa trên các phương trình tham chiếu và tiêu chí chất lượng phù hợp - là một phần của việc đánh giá bằng chứng trong y học hô hấp. Mục này mô tả phép đo và giải thích theo các thuật ngữ chung và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Kỹ thuật và khả năng chấp nhận của phế dung kế được quy định bởi các tuyên bố tiêu chuẩn hóa chung của ATS/ERS, ban đầu là tuyên bố năm 2005 (Miller 2005) và bản cập nhật năm 2019 (Graham 2019), với các tiêu chuẩn đi kèm cho phép đo thể tích phổi (Wanger 2005). Việc giải thích tuân theo tiêu chuẩn chiến lược giải thích ATS/ERS năm 2022 (Stanojevic 2022), sử dụng các phương trình tham chiếu của Sáng kiến Chức năng Phổi Toàn cầu (Global Lung Function Initiative) (Quanjer 2012) để xác định các giá trị dự đoán và giới hạn dưới của mức bình thường.

History

John Hutchinson đã giới thiệu phế dung kế và khái niệm dung tích sống vào giữa thế kỷ XIX. Thể tích thở ra gắng sức và đường cong lưu lượng-thể tích được phát triển vào giữa thế kỷ XX, và từ năm 1979 trở đi, Hiệp hội Lồng ngực Hoa Kỳ (American Thoracic Society) và sau đó là Hiệp hội Hô hấp Châu Âu (European Respiratory Society) đã ban hành các tuyên bố tiêu chuẩn hóa liên tiếp (đáng chú ý là năm 2005 và 2019) giúp phế dung kế có thể tái lập trên các phòng thí nghiệm, được bổ sung bởi các phương trình tham chiếu toàn cầu vào năm 2012.

Debates

Tỷ lệ cố định so với giới hạn dưới của mức bình thường để xác định tắc nghẽn

Sử dụng ngưỡng FEV1/FVC cố định đơn giản nhưng phân loại sai người lớn tuổi và người trẻ tuổi; giới hạn dưới của mức bình thường được suy ra bằng thống kê từ các phương trình tham chiếu được ưu tiên trong các tiêu chuẩn hiện hành, mặc dù lựa chọn này vẫn ảnh hưởng đến ước tính tỷ lệ hiện mắc.

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

Tỷ lệ FEV1/FVC được sử dụng để làm gì?

Đây là chỉ số phế dung kế chính của tắc nghẽn đường thở: tỷ lệ dưới giới hạn dưới của mức bình thường cho thấy không khí rời khỏi phổi quá chậm so với tổng thể tích thở ra, dấu hiệu đặc trưng của dạng tắc nghẽn.

Tại sao chỉ riêng phế dung kế không thể chẩn đoán một khiếm khuyết hạn chế?

Phế dung kế chỉ đo lượng khí có thể thở ra, không phải thể tích khí cặn còn lại trong phổi; một khiếm khuyết hạn chế thực sự được xác nhận bằng cách đo tổng dung tích phổi bằng phương pháp đo toàn thân (plethysmography) hoặc pha loãng khí.