耶格肺功能仪软件 - 弥散测试

弥散测试

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前言

本文主要介绍新版本耶格肺功能仪软件弥散模块功能。侧重于学术与软件的实现，不详细介绍基本的使用。

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一、准备知识

1、名词解释

英文缩写	解释
DLCO	determination of the diffusion capacity (扩散能力的测定)
SB	single-breath method （一口气测量方法）
DLCO-SB	Diffusion capacity（结合上述 DLCO 与SB 一口气呼吸法的一氧化碳弥散量）
VA	Alveolar volume(肺泡容积)
KCO	DLCO per VA (Krogh factor) 弥散常数
BHT	Breath hold time（屏气时间）
DV	Discard volume
SV	Sample volume
FI CO	Inhalation concentration CO(吸入的co浓度百分比)
FA CO	Exhalation concentration CO （呼出的co浓度百分比）
FI CH4	Inhalation concentration CH4 （吸入的ch4浓度百分比）
FA CH4	Exhalation concentration CH4 （呼出的ch4浓度百分比）

2、测量原理

DLCO 定义为单位时间通过肺泡毛细血管膜扩散的 CO 气体量以及肺泡（alveolar）空气与肺毛细血管血（ capillary blood）之间的分压差。用于衡量身体通过肺泡毛细血管膜转移氧气的能力。
通过添加甲烷气体 (CH4)，可以计算出肺泡体积 (VA)。

Airway：肺气道
Pulmonary artery ： 肺动脉
Alveolus ： 肺泡
Capillary： 毛细血管
Pulmonary vein ：肺静脉

3.测量方法

在吸气期间，由 0.3 % CO、0.3 % CH4、0.3 % C2H2、21 % O2 和其余 N2 组成的预混气体通过按需阀进入患者的肺部。在吸入混合气体70%开始计算10秒的屏气时间。吸气时间按ATS指南要求小于4S，为了获得可重复的结果，患者必须在最大吸气时在闭塞期间放松，而不进行吸气 (Müller) 或呼气 (Valsalva) 动作。吸入的气体混合物均匀分布在整个肺部，特别是一氧化碳 (CO) 通过毛细血管膜扩散到血液中。屏气时间结束后，要求患者快速呼气。计算时丢弃死腔体积，仅分析肺泡气体。
如果患者的肺活量 (VC) 非常小，则会自动调整丢弃量和肺泡样本量。

注：

1. 从百分之70%开始计算，有文献做为理论支持，且可以选择不同文献自己设置。后面会详细讲解
2. 关于计算采样区段的选择，后面也会讲解到。
3. 在屏气期间，根据 ATS/ERS 规定，压力超出 3kPa 时，试验被视为无效

二、测试

1.测试步骤

测试的图形如下

说明
DV,SV见“名称解释”
步骤如下：

• 先正常呼吸
• 完全呼气
• 完全吸气（ATS/ERS 规定 正常人在2S内完，最长不超过4S）
• 屏气10S左右
• 匀速呼气
  注意：
  根据 ATS 1995 和 ATS/ERS 2005 规定，至少应进行两次试验以确保重现性。
  两次测试之间应保持至少四分钟的间隔，以使肺部的测试气体被冲走，并使血液中的 “CO back pressure“消散。总共不应进行 5 次以上的测试。

正常呼吸

患者需要正常呼吸，直到获得均匀的潮式呼吸。
一旦达到 FRC 稳定 - 不早于 4 次呼吸后 - 屏幕上将绘制一条红色虚线，指示呼气末水平的一致性。

完全呼气

在进入完全呼气阶段需要手动按F1键，用于打开相应的阀门，在下一个阶段呼气时吸入标准气体。

完全吸气

进入吸气阶段会另外绘制二条辅助线，一条实线用于指示吸气量（最上方的线），如果在检查前进行了肺活量测量，窗口会显示所测量的 VIN 最佳值。如果检查期间没有可用的 VIN 值，则会显示预测值。
另一条虚线表示患者相关最佳值的 85%（可调）时的吸气量。图形见“屏气”阶段
根据 ATS 指南，患者应吸入至少 85% 的 VIN

屏气

在屏气期间，根据 ATS/ERS 规定，压力超出 3kPa 时，试验被视为无效。
屏气开始时间默认从吸入气体的70%开如计算。
屏气的时间ATS/ERS规定为10 ± 2 秒。这个是可设置的，默认为10S。
在屏气期间，吸入的气体混合物均匀分布在整个肺部，CO 气体通过肺泡毛细管膜扩散到血液中。
注意 如果患者在屏气期间不放松而是进行吸气 ，测试结果(重复性)会不准确。

匀速呼气

关于DLCO相关参数的计算取自这一阶段的数据

2.计算关键点解析

关于采样区

采样区在DV之后，也就是说屏气10s之后呼气因为有一个设备死腔和生理死腔存在的原因，采样时不能使用这一部分来做计算。
按照 ATS/ERS 的建议，将丢弃体积和样品体积调整为 750 mL。这个值在设置中可以设置。
如果肺活量比较低，小于750+750 时软件需要重新调整，DV和SV的区间，一般设备的死腔出厂时知道的，DV至少要大于设备死腔。

健康人的 FA 呼出气体浓度：CO：0.05 - 0.08 % CH 4：0.15 - 0.20 %

关于屏气时间的计算

屏气时间并非是从吸气未开始计算，这里是可以设置的，耶格默认的为吸气量的70%开始计算，依据文献为《Effect of alveolar volume and sequential filling on the diffusing capacity of the lungs: I. Theory》 文献在谷歌上可以找到。如果不方便下载，可以直到到下面路径下去下载：文献下载地址
说明： 老版本的耶格软件默认是从吸气的三分之一处开始计算吸气时间，默认依据文献资料不同。文献的下载地址如下：

关于辅助线的移动

点击“编辑”按钮，出现可移动图标，二条辅助线表示的意义为采样区，一般由程序自动生成，不需要调整，如果需要调整，可左右移动，再点击停止编辑可重新计算相关参数。

Z-SCORE

z-score参数取决于预测值，查看哪个参数使用哪一套预测值，可以鼠标左键放在参数表的表头上。如下图所示

“最佳”列的参数是所有试验的平均值

3.质量控制的文献

质量控制

ATS/ERS 2005

• 不可重复性：只有一项已接受的试验可用
• 无再现性：无有效试验
• 不可重复性：DLCO 差异太大。
  如果至少两个有效试验彼此之间的偏差不超过 10% 或 1.0 mmol/min/kPa (3 mL/min/mmHg)，则满足重现性。
• 无再现性：VA 差异太大。
  计算最高和最低 VA 值之间的差值。参考值是根据这两个值计算的平均值。如果差异超过参考值的 10%，则没有重现性。
• 吸气时间超过 4.0 秒。
• 呼气时间超过 4.0 秒，累积时间（即从阀门打开到达到样品体积的时间）超过 3.0 秒。
• 屏气时间超出 9 到 11 秒的间隔。
• Vin 低于 VCmax 的 85%。 VCmax 是根据肺活量测定法/流量-容积、身体体积描记法和 FRCHe 的 VCmax 测量值计算得出的。

参考文献
N. MacIntyre et al. Standardisation of the single-breath determination of carbon
monoxide uptake in the lung.
Series “ATS/ERS Task Force: Standardisation of lung function testing“
Eur Respir J 2005; 26: 720-735

自动解释

自动解释的文献有

1. Ellis (暂时未找到相关的论文，找到一个相近的下载地址如下：文献地址)
2. Methodist Hospital(1994) （文献地址）
3. IOS Interpretation (文献地址)
4. Intermountain Thoracic Society(1984) （未找到相关的文献）
5. Jaeger(1994) （文献地址）

4.程序设置

自动估算样本量

如果样本量的自动估计被激活，样本量会自动调整到患者的肺活量 (VIN)。
如果患者的肺活量 (VIN) 大于丢弃和样本量的总和（根据默认设置），则使用默认设置的预设样本量（默认值 = 750 mL）。
如果患者的肺活量 (VIN) 小于丢弃和样本量的总和（根据默认设置），样本量将自动重新调整为较低的值。
如果样品体积的自动估计被禁用，则始终使用预设的样品体积（默认 = 750 mL）。

自动估算丢弃量

设置参数：
可在下面区间调整，默认为750ml

丢弃体积 [mL]	样品体积 [mL]
100 - 3000 mL	250 - 3000 mL

Vin限制

使用 Vin 限制“开”，例如，在达到设定限制后 90% 的吸入被阻止（阻塞）。
使用 Vin 限制“关闭”和设置限制，在吸气期间检查呼吸量是否大于设置限制。
默认为关闭

BHT 不同的计算方法

二种方法
Jones-Meade
Ogilvie （文献地址）

海拔校正 DLCO （Altitude correction DLCO）

根据 ATS，测得的 DLCO 值必须在更高的海拔高度进行测量。
公式如下
DLCO altitude-adjusted= DLCO measured value* (1+0.0031 (PIO2-150))
PIO2 = 0.21 (PB-47)
PB = barometric pressure in mmHg - measured or entered off-line in the
“Ambient Data“ program.

CO2校正

使用He气时才需要进行CO2的校准。

生理死腔

二种不同的计算方法可选择：
1.Calculated acc. to COTES
VDA [mL] = weight * 2.2 If BMI (Body Mass Index) > 30
VDA [mL] = 24heightheight/4545
2. Calculated acc. to POLGAR
VDA [mL] = 7.585 * height2.363 * 10 -4
3.Entry in mL 手动输入

系统死腔

系统死区取决于系统并自动调整（还没明白怎么个自动调整法）

Vin辅助线

Presetting:	optional	presetting
%VIN	10 - 110 %	85 %

总结

暂无