肺生理学与肺功能测试
肺生理学与肺功能测试是呼吸医学领域的一个分支，关注肺如何移动空气、氧气和二氧化碳如何通过肺泡-毛细血管膜进行转运、通气与灌注如何匹配，以及量化这些功能的标准化测试。它将呼吸的基本生理学与床边测量（肺活量测定、肺容量测定、弥散量测定和动脉血气分析）联系起来，用于表征呼吸功能。
Definition
肺生理学与肺功能测试是研究肺的机械、弥散和气体交换功能，以及量化这些功能并根据阻塞性、限制性或气体交换受限对呼吸障碍进行分类的标准化肺功能测试——肺活量测定、肺容量测量、单次呼吸弥散量测定和动脉血气分析。
Scope
本领域旨在向读者介绍呼吸系统的可测量功能及其评估测试。它涵盖了四个基本主题：肺活量测定和肺容量（气流和静态容量）、弥散量（气体转运效率）、通气-灌注匹配和气体交换（肺泡气体和肺部血液如何匹配），以及低氧血症的机制（动脉氧气为何下降）。这是一个方法学和生理学参考领域，而非针对任何个体患者的临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 气流是如何产生的，以及在用力呼气过程中是什么限制了气流？
- 气体穿过肺泡-毛细血管膜的效率如何？
- 肺部通气与灌注的匹配程度如何？
- 哪些生理机制导致动脉低氧血症，以及如何区分它们？
Key concepts
- 用力肺活量和用力呼气容积
- 静态肺容量和肺容积
- 一氧化碳弥散量（DLCO）
- 通气-灌注（V/Q）比
- 肺泡气方程和肺泡-动脉氧分压梯度
- 阻塞性与限制性模式
- 参考方程和正常值下限
Mechanisms
呼吸将机械泵（胸壁、呼吸肌和弹性肺）与气体交换表面耦合。肺活量测定捕捉泵在用力呼气量和气流方面的动态行为，而全身容积描记法或气体稀释法测量泵运行的静态容量。在肺泡-毛细血管膜处，氧气和二氧化碳沿分压梯度弥散；单次呼吸一氧化碳法将这种转运估计为弥散量。有效的氧合还需要通气和灌注在区域上匹配，因为失配和分流会降低气体交换效率。肺泡气方程将吸入氧气、肺泡通气和二氧化碳与预测的肺泡氧气联系起来，而肺泡-动脉氧分压差则揭示了气体交换异常（Petersson 2014; West 2012）。
Clinical relevance
肺功能测试是描述和分类呼吸功能的参考工具：肺活量测定模式区分阻塞性与限制性，弥散量提示气体转运障碍，血气分析表征低氧血症和通气状态。根据人群参考方程和正常值下限解释这些测试是呼吸医学中证据评估的一部分。本条目一般性地描述了肺功能如何测量和解释，并非个体诊断或治疗决策的依据。
Evidence & guidelines
测试性能和解释遵循美国胸科学会（ATS）和欧洲呼吸学会（ERS）的联合技术标准，包括2019年肺活量测定标准化更新（Graham 2019）和2022年解释策略标准（Stanojevic 2022）。全球肺功能倡议（Global Lung Function Initiative）的多民族参考方程（Quanjer 2012）提供了用于判断肺活量测定的预测值和正常值下限。
History
定量的肺功能测量从19世纪的肺活量测定（Hutchinson的肺活量）发展而来，在20世纪成为一门标准化学科，当时Riley和Cournand正式确立了通气-灌注关系和肺泡气体的分析，并开发了单次呼吸弥散量测定法。从20世纪80年代起，ATS和ERS的标准化声明，以及最近的全球肺功能倡议参考方程，使得这些测试在不同实验室之间具有可重复性和可比性。
Debates
- 如何定义正常的肺功能？
- 关于肺活量测定是根据固定比率还是根据多民族参考方程中统计得出的正常值下限来判断，以及如何在参考值中处理种族和民族问题，仍然是一个活跃的方法学问题。
Key figures
- John B. West
- Richard L. Riley
- Peter H. Quanjer
- Sanja Stanojevic
Related topics
Seminal works
- graham-2019
- stanojevic-2022
- quanjer-2012
- west-2012-textbook
Frequently asked questions
- 肺功能测试测量什么？
- 它们测量肺部能移动多少空气以及移动速度（肺活量测定）、肺的静态容量、气体进入血液的效率（弥散量），以及由此产生的血气水平——共同表征呼吸系统的机械和气体交换功能。
- 阻塞性模式和限制性模式有什么区别？
- 阻塞性模式表现为气流减少（FEV1/FVC比值低），这是由于气道受限所致，而限制性模式表现为肺容量减少但气流比值正常；确认限制性需要测量肺总量，而不仅仅是肺活量测定。