文摘
本文档提供了一个更新欧洲呼吸协会(人)/美国胸科学会(ATS)技术标准次呼吸的肺188bet官网地址一氧化碳吸收2005年最后一次更新。虽然两DLCO(扩散能力)和TLCO(转移因子)是有效的术语来描述这种吸收一氧化碳的肺,这个词DLCO在本文档中使用。联合特遣部队由人队和ATS回顾了最近任命文学的测量DLCO和当前的仪器制造技术能力调查。建议在本文档中代表工作组成员的共识在证据方面的各个方面DLCO测量。此外,它反映了专家意见的工作组成员地区同行评审的证据是不可用或不完整的。这些技术标准涉及的重大变化DLCO测量系统使用快速反应气体分析器一氧化碳和示踪气体,这是现在最常见的一种DLCO仪表制造。技术进步和提供的功能增加这些新系统允许增强的测量DLCO和机会,包括肺功能的其他可选的措施。
文摘
更新的技术标准来衡量DLCO(TLCO),包括快速气体分析仪系统的使用http://ow.ly/QUhv304PMsy
背景
已经有超过100年玛丽克罗发明了一种方法来测量次呼吸在肺部吸收一氧化碳(1]。她实验旨在表明,被动扩散可以解释氧气从肺泡气体转移到肺毛细血管血液,但测试的方法论基础,现在常用的,它被称为扩散能力在北美,但在欧洲更适当地称为转移因子。的缩写转移因子或肺的扩散能力一氧化碳本文档中使用DLCO,虽然TLCO是一个同样有效。
一个标准化的临床方法确定的扩散能力肺一氧化碳被Ogilvieet al。(2使用示踪气体)在1957年决定肺泡体积和肺泡浓度的一氧化碳过程的开始。该方法使用离散的呼出气体样本的收集气体浓度测量使用气体分析器,花了几分钟来执行测量。在本文的其余部分,我们将这些“经典”系统和计算。的仪器DLCO拥有先进的测量之后,主要通过使用快速反应气体分析器(RGA)系统和气体分析器的0 - 90%的响应时间≤150 ms。虽然rga能够实时、连续的气体分析,大多数现代系统一般只使用这种先进的仪器来模拟离散的经典集合的气体样品袋和丢弃的大部分气体采样数据。然而,正如稍后讨论,有几个方面DLCO测量,可以显著改善使用的所有数据提供连续的测量技术。
这个文档以及随之而来的执行概要文档(3)是一个更新的2005年美国胸科学会(ATS)和欧洲呼吸学会(ERS)标准(188bet官网地址4),反过来,建立在以前的标准(5,6]。这个更新反映了这两种社会的共识意见,旨在:1)提供一个更新所需的标准DLCO系统基于RGA系统;和2)提供新的计算标准将持续整个呼出的气体分析样本。是公认的经典设备仍在使用一段时间。然而,一些先前设计的DLCO系统可以升级和重新设计,以满足这些新的RGA系统标准。预计新DLCO系统设计和建造,他们将会见,在许多情况下,超过这些新标准。本文档是为了功能作为一个独立的工作,但是对于某些问题,引用将此前的声明。下面的建议将被限制在次呼吸的测量一氧化碳的吸收技术在肺,因为这是最常见的方法在全世界使用。
方法
应用程序提交联合欧洲呼吸学会(ERS)和美国胸科学会(ATS)工作组2005年更新188bet官网地址DLCO标准(4使用rga)与一个特定的视图系统。工作组联合主席人队和美国胸科协会批准的。专责小组成员与国际准则的经验,科学家和医生的临床经验常规肺功能测试和专业知识的气体传输包括研究出版物。潜在的利益冲突披露和审核。工作组由五名成员的特遣部队2005人DLCO标准和四个新成员。搜索使用PubMed文学出版在2000年和2015年之间包含各种条款相关的扩散能力和转移因子产生3637引用。工作组成员回顾了摘要和确定113年相关项目和99可能相关。所有制造商的肺功能测量设备DLCO被调查请求设备规范。八13制造商回应道。的调查DLCO设备制造商的网站发布的规范也进行了。使用2005年的标准作为基础文档,在共识的基础上修改和添加。建议在本文档中代表工作组成员的共识在证据方面的各个方面DLCO测量(如文档中引用)。此外,它反映了专家意见的工作组成员地区同行评审的证据是不可用或不完整的。工作组还发现了领域和未来的研究与发展方向,缺乏证据。
一氧化碳吸收的因素
一氧化碳在肺泡空间的体积是肺泡体积的乘积(V一个)和肺泡一氧化碳分数(F华;即。肺泡中的部分一氧化碳的浓度空间)。因此,在体积恒定,一氧化碳的转移从肺部进入血液V一个·ΔF华/Δt。此外,在缺乏任何血液中一氧化碳背压,一氧化碳等于产品的转移的肺泡一氧化碳张力(P华;即。一氧化碳的分压)和DLCO,这是一氧化碳的电导激发试验气体在肺泡空间绑定与血液中的血红蛋白(Hb) (即。流=压力×电导)。这两个的组合公式给出了方程1,可以操纵给方程2的计算DLCO。
1
2人建议表达DLCO在SI单位(更易·分钟−1·kPa−1),而美国胸科协会喜欢传统的单位(mL·分钟−1·毫米汞柱−1)在标准温度、压力和干燥条件(STPD)。值在SI单位可以乘以2.987获得价值观在传统的单位。
肺换气的容量在alveolar-capillary接口是由其结构和功能特性(1,7- - - - - -25]。结构属性包括以下:肺气体体积;气相中的扩散的路径长度;肺泡毛细血管膜的厚度和面积;任何影响气道关闭;和Hb的体积提供通风肺泡毛细血管。功能属性包括以下:通风和灌注的绝对水平;通风的分布的均匀性相对于灌注的分布;肺泡气体的组成;膜的扩散特征; the concentration and binding properties of Hb in the alveolar capillaries; and the carbon monoxide and oxygen tensions in the alveolar capillaries in that part of the pulmonary vascular bed which exchanges gas with the alveoli.
一氧化碳的过程从环境中转移到肺毛细血管血液包括六个步骤,如下:1)总体流动的一氧化碳气道和肺泡空间;2)混合和扩散的一氧化碳肺泡导管、气囊和肺泡;3)转移的一氧化碳气体,液体肺泡膜的界面;4)混合和扩散的一氧化碳在肺实质和肺泡毛细血管血浆;5)内扩散在红血球膜和血红细胞的内部;6)化学反应血液Hb的成分(13- - - - - -19]。
一氧化碳吸收的过程可以简化为两个传输或电导性质:1)膜导电率(D米),这反映了肺泡毛细血管膜的扩散性质;和2)绑定的一氧化碳和Hb。后者可以表示成碳monoxide-Hb化学反应速率的乘积(θ)和肺泡毛细血管的数量(VC)。由于这些电导是在系列17),这些属性相关的如方程3所示。
3一些生理变化会影响D米或θVC影响DLCO。例如,当肺膨胀D米增加(很大程度上是由于肺泡表面积增加)VC影响变量(由于微分拉伸和压扁的肺泡和extra-alveolar毛细血管)(13,20.- - - - - -27]。这些变化的净效应DLCO往往会增加肺膨胀而变化DLCO比例小于的变化V一个(22]。锻炼,仰卧位和穆勒演习(吸气努力反对关闭声门)都可以招募和肺泡毛细血管扩张,从而增加VC和DLCO(28- - - - - -34]。Alveolar-capillary招聘也会发生在手术切除后剩余的肺组织,自心输出量现在流经一个较小的毛细管网。这将导致一个低于预期的损失VC的肺组织移除。相比之下,并发演习(呼气努力反对关闭声门)可以减少VC从而减少DLCO(32]。
测量一氧化碳吸收也受到通风对分配的影响D米或θVC(即。一氧化碳吸收只能以肺单位中一氧化碳受到启发,随后过期)[18,19,35,36]。这是特别重要的疾病如肺气肿、吸入的一氧化碳会优先去better-ventilated地区肺癌和随后的测量一氧化碳吸收将主要由这些区域的吸收性质决定的。在这种情况下,计算使用的示踪气体稀释V一个也会反映主要区域稀释和低估了肺体积作为一个整体。结果的计算DLCO值应该因此被视为主要反映了肺的气体交换性能更好的通风区域。
除了这些生理和分布的影响DLCO,一些病理状态可以影响D米,θVC,或两者兼而有之,从而影响DLCO(8,9,37- - - - - -46]。测量DLCO时使用这些病理过程是疑似或需要排除。此外,测量的变化DLCO随着时间的推移,这些过程是一个随着病程的有用方法。
气体分析器和通用设备
系统设计
描述执行次呼吸装置和通用指令的扩散能力策略可用其他地方(2,6,47- - - - - -50]。复杂设备在临床使用差别很大,但基本原则都是一样的。所有的系统都有测试气体的来源,测量方法的启发和过期体积随着时间的推移和测量一氧化碳和示踪气体浓度的方法。古典分散采样气体分析器DLCO随着时间的推移系统通常只显示体积但RGADLCO系统还提供了一个连续记录的一氧化碳和示踪气体浓度在整个测试策略(图1)。
![图1](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/49/1/1600016/F1.medium.gif)
图在次呼吸肺体积和气体浓度的测量一氧化碳的吸收的策略。而经典DLCO系统只显示volume-time图、快速气体分析器(RGA)DLCO系统也显示一氧化碳和示踪气体浓度在整个次呼吸空间。从[复制4]。
设备需求
性能标准DLCO归纳了设备表1。
流和体积分析器
任何错误在随后测量流量和计算量将产生一个相应的错误DLCO。然而,持续改善流量测量技术,实现提高精度。流量测量精度在一系列−10 + 10 L·s−1必须在±2%。校准的3 l注射器,指定的最大误差在±0.5% (即。2.985到3.015 L),校准卷必须在±2.5%相当于一个错误容忍≤75毫升。体积测量精度必须维护范围的气体成分和浓度可能过程中遇到DLCO测试。
气体分析器
经典的离散样本的计算DLCO,只有肺泡的比率吸入一氧化碳和示踪气体浓度是必要的。因此,分析器主要必须能够生成一个输出的呼出一氧化碳和示踪气体测量是一个线性外推法之间的吸入(试验气体)浓度和零(没有一氧化碳或示踪气体分析器中)(51,52]。一氧化碳和示踪气体浓度的测量也是一个静态测量时考虑经典离散样本的计算DLCO。分析器的响应时间不是一个问题,分别测量气体样本集合的时间。气体浓度数字信号调节不需要补偿计算时的响应时间DLCO使用静态测量。
当非色散红外一氧化碳rga开始被用来构造一个虚拟气体样本流和气体浓度数据,而不是物理的样本收集呼出气体,没有规范规定以外的线性气体分析器(5]。然而,rga有滞后时间的旅行(由于采样分析仪室气体通过取样管)和一个分析器响应时间(时间达到90%的实测时间气体样品到达分析器)被认为是。因此,气体浓度信号必须准确及时转向结合流信号(图2)。
![图2](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/49/1/1600016/F2.medium.gif)
一氧化碳的滞后和响应时间:分析器的响应时间是估计的快速切换采样的气体从0到全面的一氧化碳。流信号的变化显示了开关的时间是由医疗空气测试气体。滞后时间,0 - 90%计算响应时间和最优转移产生的响应曲线。
RGA响应时间
RGA的响应时间将决定如何准确分析器能够跟踪真正的一氧化碳和示踪气体浓度。变化最迅速的集中发生在开始测试气体吸入和呼出后的屏息的开始。即使在应用程序的一个适当的时间(见下文)转移到正确的滞后时间和分析器响应时间,将会有剩余误差DLCO由于有限的响应时间。每100毫秒响应时间增加0 - 90%,错误DLCO增加了约0.7% (53]。基于上述考虑,使用的rga 0 - 90%响应时间DLCO系统必须≤150 ms。
可以提高响应时间减少分析仪室的体积率和增加样本愿望:然而,这些措施会导致恶化的信号通过创建更多的噪音。使用信号调节模拟更快速分析仪的反应也会引入更多的噪声和错误的信号。数字调节技术只能用于数字提高响应时间如果他们不妥协的信号质量和准确性和保存或改善服务DLCO测量的准确度。
线性和准确性
气体浓度信号的线性测量中最重要的DLCO因为气体浓度的比率被认为是在经典的计算50,52]。的误差DLCO由于这些信号的非线性测量的大小取决于肺和一氧化碳吸收的速度。满刻度的0.5%的非线性会导致错误的主题从0.5%DLCO13.4更易·敏−1·kPa−1(40毫升·分钟−1·毫米汞柱−1在一个主题)1.7%DLCO3.35更易·敏−1·kPa−1(10毫升·分钟−1·毫米汞柱−1)[53]。制造商规范分析仪线性是任何非线性必须不超过满量程的0.5%一旦零点和满刻度值集。气体分析器信号的准确性也变得重要测量残余背景肺泡一氧化碳浓度和示踪气体从先前的冲刷DLCO操作空间。气体分析器的输出必须在±1%的全面准确。
干扰和噪声
非色散红外,一氧化碳分析器通常有一些交叉灵敏度二氧化碳和水蒸气。策略来减少和/或补偿需要交叉灵敏度的水蒸气和二氧化碳呼出气体(5%;即。水蒸气压力(PH2O)6.28 kPa / 47毫米汞柱)的贡献小于10 ppm误差测量一氧化碳的信号。测量主题前吸入呼出气体的试验气体还可以提供一个偏移量由于二氧化碳和水蒸气的测量,可以用于调整浓度信号。
漂移
气体分析器应该只有少量的在零漂移、增益,这样输出测试间隔时间是稳定的。气体分析器漂移必须≤10 ppm 30年代一氧化碳和≤0.5%的全面超过30年代示踪气体。建议制造商提供一个可选的测试模式显示测量气体浓度稳定性可以得到确认。必须确定任何漂移通过比较在室内空气中的一氧化碳和示踪值测量之前和之后立即次呼吸空间。气体浓度信号的计算中使用DLCO必须补偿漂移,假设一个线性变化的测量时间间隔。
愿望流
根据呼吸回路的设计,气体分析仪采样端口和气体分析器愿望流,气体可能传递到空气采样线从一个房间或从测试气体呼出流减少至零附近时呼气。显然,当主题的呼出流流量低于愿望,示例将乘火车其他气体,不属于呼出气体。DLCO仪器制造商被要求确定最低的呼出流动的气体采样线不会乘火车以外的气体呼出气体。这个流必须报告系统中规范。呼出气体的浓度的分析数据,测量气体浓度低于指定的流不能包括在示踪气体的测定冲刷从先前的策略(见下面的间隔部分演习)或呼气末绝对肺容积的计算(Vee在下面方程22和25)。
数字化
为了使数字化信号准确地跟踪气体浓度信号,为了数据对齐,为信号处理提供足够的机会最小信号采样率必须≥100 Hz /频道:然而,建议1000 Hz的速度。模拟数字转换器分辨率必须≥14位。
其他设备注意事项
必须< 1.5而言不啻电路电阻2O·L−1·年代−16 L·s−1流。如果流量调节器用于压缩测试气瓶,所需的最大吸气压6 L·s−1吸气流过电路和阀必须< 9而言不啻2O。
设备静区体积(VDequip)激发试验气体和肺泡样本必须是已知的和他们的角色在所有数据计算算法必须被识别并记录。对于成年人,VDequip包括呼吸电路近端气体分析仪取样点,过滤和喉舌必须< 200毫升。推荐用于儿科应用程序和小静区卷人肺活量(VC)小于2 L。
系统必须不漏;这是特别重要的DLCO系统通过气体分析器,吸入气体样品sub-atmospheric压力。样品时吸气,在油管泄漏,配件和其他地方让室内空气吸入气体电路,从而稀释样品,减少一氧化碳和示踪气体的浓度。
设备校准和质量控制
考虑设备校准和质量控制进行了说明表2。有许多常规程序的运用,总结如下:
1)流动和气体分析器每个操作前必须调到零位。每个策略之后,一个新的归零程序必须进行占分析器漂移过去测试。
2)每一天,在测试之前,必须有一个体积校正检查3 l注射器(54]。注射器应排放至少三次给一系列的流速不同介于0.5和12 L·s−1(注3 l∼6和0.5∼年代,分别)。每个流量的体积必须满足精度要求的误差≤2.5%。设备使用一次性流传感器、一个新的传感器从供应用于病人测试必须每天进行测试。可能需要重复校准检查白天如果环境条件变化。较新的系统监测环境条件并进行必要的调整或在需要的时候产生一个校准警报。旧系统可能需要校准检查房间温度变化是否超过3°C或相对湿度变化超过15%(绝对)。运营商也应该执行校准检查时注意启发体积之间的显著差异(V我)和VC,或之间V一个和肺活量(TLC),这可能表明体积校正问题。
3)每周,或每当问题怀疑,必须遵循下列程序。首先,对于那些DLCO系统使用一个卷类型肺活量计,肺活量计泄漏测试应该执行根据制造商的规格。其次,一个DLCO测试应该执行一个校准3 l注射器,通过将注射器和仪器在正常病人测试模式。注射器应该清空,满3 L的试验气体,倾泻在10后的喉舌屏息。的计算V一个必须在300毫升的3 L * ATPD btp(体温、环境压力、饱和水蒸气条件)校正系数,也就是310 /T一个·PB/ (PB-47年),T一个度的环境温度和吗PB是毫米汞柱的气压。应该注意的是,一个3 l校准注射器将有一个额外的静区,根据连接喉舌,通常是∼50毫升和必须考虑的V一个计算。的绝对值计算DLCO必须< 0.166更易·敏吗−1·kPa−1或< 0.5毫升·分钟−1·毫米汞柱−1。第三,测试应该执行一个“标准主题”(生物防治)或模拟器(55]。标准科目是不吸烟者,他们发现了一直重复DLCO(如。健康的实验室人员)。如果DLCO在一个标准的主题变化通过> 12%或> 1更易·分钟−1·kPa−1(> 3毫升·敏−1·毫米汞柱−1)的意思是以前的值,测试必须重复。的长期intersession可变性的研究DLCO发现,生物控制偏差> 12%或> 3毫升·分钟−1·毫米汞柱−1前六的平均测试表明,仪器不属于质量控制的范围和进一步的病人测试之前必须仔细评估56]。数字系统的检查DLCO计算算法,标准化的数字数据流,体积和一氧化碳和示踪气体浓度将由项目组和可用1 kHz的采样率为xml或csv文件。强烈建议制造商提供输入数据的能力从这样的文件并生成测试结果比较测量与已知的DLCO和V一个值。系统没有上述测试,DLCO系统必须仔细评估泄漏的可能性,非线性分析器的功能,和体积和时间不准确,等。当标准的个人取得了足够的数据,应该建立自己的实验室异常值标准作为指标的潜在问题DLCO系统。鼓励制造商开发自动化质量控制软件来帮助和提高这些步骤的效用。
4)每个月3 l校准注射器的泄漏测试应该执行。如果校准注射器没有卷在轴上,马克50毫升以下全部通过测量轴的偏移,从0到3 L和标记的距离是0.017的完整的游览。填充注射器和塞在注射器的输入。的注射器推到50毫升马克(约17而言不啻生成一个压力2O),坚持10年代和释放。如果在10毫升注射器不返回完整的位置,应该派人去修理它。然后重复过程从注射器在50毫升以下,充分应用塞,把注射器的位置。
5)每个月,气体分析器线性应该评估。一个简单的方法是测量已知序列稀释试验气体(57),或衡量一个单独的高精度测试气体的浓度分析证明书。制造商必须鼓励自动化这个函数。系统与独立的一氧化碳和示踪气体测量,分析仪线性也可能是评估通过比较一氧化碳和示踪气体浓度的比值与室内空气任意稀释试验气体。第三种类型的校准测试注射器,这不同于点两卷检查DLCO检查在点三通过使用3 l注射器在环境温度,压力和湿度(ATP)模式,也可能揭示分析仪线性问题。大约1 L空气的注射器,测试首先填充剩余的体积与测试气体。十年代后“屏息”然后把注射器。的计算V一个必须在3 L的300毫升注射器静区用于解剖的静区V一个计算。的绝对值DLCO必须< 0.166更易·敏吗−1·kPa−1或< 0.5毫升·分钟−1·毫米汞柱−1。回顾四个不同的质量控制数据DLCO系统在2006年和2015年之间使用这个过程发现只有四个异常值点|DLCO| > 0.13更易·分钟−1·kPa−1(> 0.4毫升·分钟−1·毫米汞柱−1)。相同的数据显示V一个一直在3±0.3 L四个系统从开国元勋之一B.R.安贝德卡对汤普森(未公开的数据)。气体混合的注射器可以提高通过使用低流率和延长屏息。的影响不完全混合在注射器可以最小化通过使用一个更大的样本容量。在缺乏DLCO模拟器和高精度测试气体,使用3 l系统必须执行检查校准注射器在ATP模式。制造商必须提供这个测试选项,这将是相同的作为一个病人通常的测试过程,除了V一个将在ATP报道而不是btp。
6)设备检查的记录和标准测试应该是过时的和保存在一个实验室日志或数字文件文件夹。鼓励制造商提供软件和测试设备的选择质量控制测量和质量控制数据管理。此外,制造商可能会提供各类设备,除了上述各点的质量控制措施。如果水蒸气渗透管用于去除水蒸汽或平衡与室内空气水蒸气,这些必须更换油管根据制造商的建议,确保正常运作。化学气体分析器细胞替换时间表。制造商也可能为各种其他系统组件(预防性维护计划如。气球阀门),需要测试和在必要时更换。
RGA系统的质量控制
现代DLCO系统完全集成和不使用独立的气体分析器,可以单独测试。规格要求制造商促进统一的测试和校准策略在所有系统。质量控制要求包括模拟测试等设备模拟器(58),选择操作全额ATP模式和数字校准选项来验证计算算法。数字校准选项应该使用模拟流,一氧化碳浓度和示踪气体浓度数据标准化与一个已知的演习DLCO。
次呼吸测试技术的标准化问题
次呼吸的确定DLCO包括测量一氧化碳的吸收从肺潜入了一段时间。尽可能减少可变性,以下规格标准化的测试技术。
病人的状况
影响因素VC(如。锻炼,身体姿势,Hb与一氧化碳、肺泡氧张力(PAO2)和碳氧血红蛋白水平(COHb)必须标准化。如果临床接受,这个话题不应该补充氧气呼吸≥10分钟前DLCO操作空间。此外,当使用锻炼或仰卧位评估增加气体的肺转移的能力(18,28- - - - - -31日),水平运动和/或仰卧位的持续时间必须指出。在开始测试之前,演习必须证明和精心指导。此外,主题必须坐着舒服地在整个测试过程中,必须在一个稳定、舒适的温度在制造商的设备规范。
COHb产生急性,可逆的减少DLCO(62年- - - - - -66年),很大程度上是由于对一氧化碳背压的影响而“贫血效应”从降低了Hb为测试气体一氧化碳结合位点。吸烟是最常见的COHb来源,受试者必须要求避免吸烟或其他来源的一氧化碳暴露当天测试。最后一根烟抽的时候必须记录并解释说。必须修正为一氧化碳背压最近或重型吸烟(见部分调整COHb和一氧化碳浓度下背压)。空气污染也会导致更高的COHb水平和暴露于高水平的空气污染应该注意。
吸气演习
一旦喉舌和鼻子夹,潮汐呼吸必须进行足够的时间以确保主题是熟悉的喉舌,鼻夹和喉舌被适当地使用无泄漏。的DLCO策略与非受迫性呼气开始,剩余容积(RV)。在阻塞性肺疾病,呼气,RV可能需要长时间,一个合理的建议是,这部分必须限于< 12 s策略。呼气的时候12 s将允许大多数气流梗阻患者呼气足够,这样他们可以达到的最大风险投资后续测试气体的吸入。Submaximal吸入气流梗阻患者最常发生在那些不给足够的时间之前呼气试验气体的吸入。
在房车,主题的喉舌是连接到一个测试气体的来源,和TLC主题快速吸入。
轻快的高频激励试验气体的体积(即。不到已知的VC)会影响一氧化碳吸收取决于是否由于最初的次优呼气房车(策略进行TLC)还是由于次优吸入从房车(以下策略进行TLC) [22- - - - - -25]。在前者情况下,计算V一个和DLCO准确地反映肺容积和一氧化碳吸收肺在TLC的属性。在后一种情况下,V一个将会减少,DLCO测量将受到影响。
由于这些影响,重要的是,试验气体体积的启发,V我,要尽可能接近已知的风险。数据从一个大的患者人群表明,V我在DLCO测量平均∼90%的风险投资(22]。自2005年推出的指导方针和后续实施质量控制检查由设备制造商,已经有测试质量的改善等,90%的已知最大VC下限的可接受性V我已被证明是可实现的(67年]。此外,如上所述,V我将提高允许多达12个年代测试气体的吸入呼出之前。V我必须至少有90%的最大的风险相同的肺功能测试会话。然而,一个策略可能被视为可接受的如果V我在85%的最大的VC和V一个在200毫升或5%(哪个更大)最高的V一个在可接受的DLCO演练。
必须快速的灵感,因为DLCO计算假定瞬时肺填充(27,68年- - - - - -74年]。慢肺填降低肺的时间是在充分的灵感由此减少一氧化碳吸收。虽然各种样品时间肺灌装的技术解决这个问题和排空时间,测试气体的灵感应该足够快速,85%的V我必须在< 4.0年代启发。如果需要更长的吸气时间激励的85%V我必须指出,这测试报告。
屏息,呼气演习
在屏息,在医学和穆勒演习(呼气或吸气努力对声门关闭,分别)会影响DLCO分别计算通过减少或增加胸血容量,导致相应的减少或增加DLCO分别为每个策略(32,75年,76年]。肺内的压力在屏息因此应该附近大气,这是最好通过主体自愿维持充分的灵感只使用必要的最小的努力。屏息的时间必须10±2 s,一个目标容易实现在绝大多数科目(77年]。
与灵感,DLCO计算假定瞬时肺清空(27,68年- - - - - -72年]。虽然各种样本时间技术解决这一事实清空不是即时的,它仍然是合理的期望,呼气策略必须光滑、自然的,毫不犹豫地或中断。对于经典系统,呼气时间冲刷不应超过4 s和离散样本集合。在受试者需要更长的呼气时间提供一个适当的肺泡气体样本,呼气时间必须注意在测试报告。RGA系统呼出应继续房车,最大呼气时间12的年代,它提供了改进的测量V一个正如下面的RGA系统数据分析部分。结果期间可能发生的常见错误的灵感,屏息和过期策略图3。
![图3](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/49/1/1600016/F3.medium.gif)
潜在的问题与呼吸的余地次呼吸的肺一氧化碳扩散能力,会导致测量误差。从[复制4]。
冲刷和样本收集演练
DLCO计算(见下面的计算部分)是由离散分析肺泡气体样品含有一氧化碳和示踪气体。到期时,气体的体积必须到期清晰的解剖和设备静区总额(VD),然后丢弃在肺泡收集样本(图1)。收集肺泡气体样品前的静区冲刷将低估DLCO,而延迟样本集合之外的静区冲刷会高估DLCO(68年,72年]。
冲刷和样品收集在经典系统
冲刷卷必须0.75 - -1.0 L (btp)。如果病人的VC < 2.00 L,冲刷的体积可能会减少到0.50 L。分散采样气体体积(V年代)的体积气体收集后的屏息,用于分析肺泡一氧化碳和示踪气体浓度。V年代集合时间会影响测量的屏息(见下文)。离散采样系统,需要更大的样本容量,aV年代0.5 - 1 L应该收集进行分析。一个VC患者< 1 L,V年代< 0.5 L可以使用,如果可以确认了静区已被清除。
冲刷和样本收集RGA系统
静区冲刷的时间点可以确定过期使用客观的示踪气体浓度数据的算法。肺泡高原的开始可以通过确定每个阶段的断点位于冲刷的情节的浓度与体积和添加比例的静区体积测量F走私者技术(78年)到第二阶段III断点(79年]。这种方法可以自动;然而,对于视觉验证点的静区冲刷,示踪气体浓度必须显示为体积的函数,因为验证点的静区冲刷使用浓度与时间曲线是具有欺骗性的,由于相对较高的流在呼气的开始。这是说明图4。如果样品收集点改变运营商,它必须被记录在数据库和报告。
气体浓度绘制的比较作为时间的函数(a和b)或体积(c和d)一氧化碳和示踪气体。阴影栏显示了500毫升的收集样本的呼出气体。上面板(a和c)显示所选择的样本集合的计算机算法(基于气体浓度和肺容积)。较低的面板(b和d)显示样本收集后由操作员手动调整使用浓度和时间的情节。运营商往往更保守,可能over-shift示例。当气体浓度与时间策划,似乎并不重要;然而,当体积的气体浓度,改变的程度更加明显。
与RGA系统、一氧化碳和示踪气体的浓度在一个虚拟的肺泡气体样本用于测量计算DLCO。气体浓度在虚拟样本,将曾被观察到在一个给定的样本体积如果它被收集在一个给定的点在呼气,计算从流和气体浓度数据。一个虚拟的200毫升样品的方法分析了J的和M逃避(72年)已被发现是健壮的68年]。然而,这些系统能够模拟小得多的气体样品和J的和M逃避(72年]85毫升气体样品用于他们的方法的发展。小型虚拟样本将会更受噪音影响过期一氧化碳浓度信号。虚拟肺泡气体样品卷可以使用85毫升到500毫升。
激发气体成分
测试气体用于计算DLCO应该包含非常接近0.3%的一氧化碳、21%的氧气,示踪气体和氮平衡。示踪气体必须相对不溶性和相对化学和生物惰性。由于示踪气体是用于确定初始肺泡一氧化碳浓度,以及V一个一氧化碳吸收的发生,其气体扩散系数应该类似于一氧化碳和不应干涉测量一氧化碳浓度。示踪气体通常也不应该出现在肺泡气体或其他出席一个已知,固定浓度(如。氩)。
常用的示踪气体包括氦气和甲烷。氦符合以往的标准;然而,它的气体扩散系数明显高于一氧化碳。甲烷是常用的RGA系统;一氧化碳气体扩散系数接近,但它有一个更高的液体比氦溶解度。最近的一项研究发现没有临床差异DLCO使用氦或甲烷在正常受试者或慢性阻塞性肺病患者80年]。
如上所述,启发了一氧化碳浓度应该接近0.3%;然而,当比率比绝对值更重要,精确的浓度并不是最关键的。假设在计算一氧化碳吸收是毛细管血液不包含一氧化碳。因此,需要纠正的患者有显著的COHb(见部分调整COHb和一氧化碳浓度下背压)。有两个因素影响的理由推荐吸入氧气分数(FIO2在常规的试验气体)的21%DLCO测试。首先,大多数的研究参考价值DLCO,这是基于2005年的标准(4),使用一个FIO221%的(见下面的部分参考价值)。第二,PAO2最大吸气后将取决于静区体积的比值V我来V一个对于任何给定的值FIO2在测试气体。因此,如果减少FIO2在测试气体的目的是模拟潮汐呼吸条件(即。一个PAO2100毫米汞柱,13个kPa),它可能无法在所有科目。
虽然不经常执行,测量DLCO在几个不同的水平的PAO2允许两个组成部分DLCO(D米和θVC)是杰出的。这是通过使用前所述Roughton-Forster关系方程(3)和θ变化通过改变PAO2。随后,1 /DLCO策划反对1 /θ的不同PAO2的水平。这种关系的斜率为1 /VC和截距是1 /D米。虽然有差异提出θ的价值,它是超出了本报告的范围为θ的价值提出建议。
空间间隔
空间间隔在经典系统
2005人/ ATS建议状态之间必须允许至少4分钟的演习,以便足够消除试验气体从肺。主题应该保持坐着在这个区间。在气流梗阻患者,较长时间内(如。应考虑10分钟)。几个深灵感在此期间可能有助于更有效地清除测试气体。
RGA系统的空间间隔
呼出气体就可以监控这个话题开始呼吸通过测试气体的吸入前喉舌。如果前一个策略进行,信息收集呼气示踪气体水平将指示冲刷是否完成,这可能发生在不到4分钟在某些科目。完整的冲刷,示踪气体水平end-exhalation必须≤2%的试验气体示踪气体浓度。偶尔,如果一个主题没有达到这种程度的冲洗5分钟后,运营商可能继续接下来的策略的选择。然而,无论如何,呼气末示踪气体浓度必须报道,用于调整示踪气体浓度数据用于的决心V一个在过程的开始。
一氧化碳浓度测量前呼出气体吸入试验气体可用于三个重要目的(53):1)进行调整DLCO计算背压的一氧化碳、环境水平和增加与多个发生DLCO军事演习;2)估计COHb浓度和调整DLCO相应的计算;和3)来弥补任何残余影响水蒸气和二氧化碳的一氧化碳分析器。
各种各样的因素
可能会有昼夜变化DLCO,因为一项研究发现DLCO每天每小时下降1.2 - -2.2% (81年]。这种变化的原因还不清楚,而不是解释为一氧化碳背压或变化V一个,V我,或者屏息。一种解释是一氧化碳背压变化和日变化在Hb浓度(82年]。13%的变化DLCO在月经周期一直报道(83年]。最高的价值是观察月经前,最低的是观察月经的第三天;然而,还不清楚这只是一个乙肝效果还是反映了其他生理过程(如。荷尔蒙的变化对肺血管的语气)。据报道减少摄入乙醇DLCO(84年,85年]。机制尚不清楚,尽管众所周知,一些燃料电池一氧化碳分析器呼出乙醇和酮很敏感。
肺功能测试序列
DLCO演习经常后立即进行管理的400μg舒喘灵之间的间隔和post-bronchodilator肺量测定法测试(60]。而老年阻塞性肺疾病学科研究发现DLCO可能会增加6%后支气管扩张剂(管理86年),一项新的研究发现,400年政府μg舒喘灵没有显著的影响DLCO在正常对照组或患者的可逆不可逆气流阻塞(87年]。进一步研究发现舒喘灵不显著影响DLCO慢性阻塞性肺病患者的剂量少于1000μg [88年]。因此,不建议对之前使用支气管扩张剂DLCO测试。
肺量测定法是运动的一种形式(59),这可能影响DLCO值;然而,没有研究发现支持推荐的休息间隔后肺量测定法。如果订单的测试包括测量绝对肺容积使用氮冲刷,在这100%的氧气是启发89年前)DLCO演习,需要充足的时间肺泡氧气水平恢复正常。氮洗回到正常水平,允许休息间隔等于两次氮冲刷试验所需的时间完成(90年]。建议DLCO测量前任何multi-breath氮冲刷试验。
计算
计算扩散能力
转换方程2微积分符号和使用P华=F华·(PB−PH2O),F华干气中一氧化碳肺泡分数,PB气压和吗PH2O是水蒸气压力,使方程4如下所示。
4假设恒定体积,肺毛细血管一氧化碳张力接近于零的水平,解决DLCO给出了方程5,FACO, 0和FACO t是分数中一氧化碳浓度肺泡体积0时刻和时间t,分别。气体吸收的速度表达毫升(STPD)·分钟−1和梯度转移(肺泡和肺毛细血管压力)之间的差异在毫米汞柱。因此,DLCO传统mL单位(STPD)·敏吗−1·毫米汞柱−1和SI单位更易(STPD)·分钟−1·kPa−1。
5一次呼吸DLCO技术假定一氧化碳和示踪气体稀释同样在灵感。因此,最初的肺泡的一氧化碳浓度的理论开始过程中(FACO, 0)可以通过了解启发示踪气体计算分数(FITr)和肺泡示踪气体分数(FATr)。在这种情况下,如果F图标一氧化碳分数在测试气体的启发,我们可以生成方程6。
6示踪气体稀释也用于确定有效V一个。如果我们解决了DLCO我们可以生成方程7,V一个L (btp)和报告t黑洞屏息的时间,报告在几秒钟内。
7如果我们把V一个STPD条件得到方程8对传统的单位DLCO(V一个毫升(STPD)·分钟−1·毫米汞柱−1)。60 000发生变化的因素,传统的单位(60年代1分钟和1 L到1000毫升)。
8如果我们再转换为国际标准单位获得方程9(单位TLCO:更易·敏−1·kPa−1),22.4的因素来自毫升(STPD)更易的转换。
9
计算的屏息时间
屏息,转移期间一氧化碳或时间变化从最初到最终的浓度(t黑洞),是分母的一部分DLCO方程(方程7)。如前所述,次呼吸测量一氧化碳吸收假定一个瞬时肺填充和排空过程。然而,吸气和呼气都需要几秒钟的时间,而这些时间的改变肺的气体体积必须占在计算。标准化的目的的方法的和M逃避(图5)[72年推荐,因为它的实证会计理论吸引力吸气和呼气时间的影响。这种方法也已被证明能够充分解决吸气流低至1 L·s−1,屏息倍短5 s和呼气流低至0.5 L·s−1在正常的受试者(68年当使用一个RGA静区和计算系统措施V一个利用示踪气体浓度数据从整个空间。方法由J的和M逃避(72年),屏息时间等于吸气时间(时间从0.3的t我样本收集时间的中间。肺量测定法,back-extrapolation技术必须用于建立时间零(2,59]。90%的的时候V我已经激发了一个合理的端点定义吸气时间(图5)。
示意图说明测量屏息时间次呼吸的肺一氧化碳扩散能力。J的和M逃避(72年屏息时间包括0.7的吸气时间和采样时间的一半。V我:激发体积;t我:时间的灵感(定义back-extrapolated时间0到90%的时间V我被吸入);t黑洞:屏息时间;薄层色谱:肺活量;房车:残余体积。复制从[4]。
肺泡体积计算
肺泡体积在经典系统
V一个代表的肺部气体体积估计一氧化碳分布,然后跨过肺泡毛细血管膜(1,6),因此测量的关键DLCO。经典DLCO设备收集呼出气体的实际样品分析和决心的一氧化碳和示踪气体浓度。由于只有一个测量,计算肺泡体积相同的样本用于分析一氧化碳吸收(2]。如前所述,J的和M逃避(72年)表明,样品必须是小(85毫升)来减少错误DLCO的决心。的计算V一个需要一个假设:肺泡气体完全混合在小样本的最大肺活量和呼出的气体可能会代表整个肺。在正常受试者这种假设是合理的,对测量的影响不大V一个。然而,在肺部疾病的患者结果在异构分布的通风,样本的大小和时间对测量产生重大影响V一个。对于经典的系统,V一个从值确定吗V我,FITr和FATr(以分散采样气体体积,V年代)。以来的示踪气体的肺(肺泡加上静区)=启发示踪气体的数量,考虑到静区示踪气体分数是一样的分数的启发,我们可以生成方程10和11所示。
10
11V一个据报道btp条件下然后转换为STPD条件来计算DLCO,如方程8和9。启发卷(V我)是测量体积的吸入干气,因而被认为是在环境温度(T),环境压力(PB)、干燥(ATPD)条件。转换身体温度、环境压力、饱和水蒸气(btp)和标准温度、压力、干燥(STPD)条件可能需要转换因素来弥补的稀释或浓缩效果添加或删除水蒸气和二氧化碳的气体取样的网站。的几个例子V一个下面给出计算使用这种转换因素。
水蒸气从采样气体和二氧化碳不会干扰分析器可以用方程12和13如下,在哪里VABTPS肺泡体积btp条件下和吗VIATPD是启发ATPD条件下体积。
12
13水蒸气和二氧化碳在采样气体我们可以用方程14和15如下,在哪里F华2二氧化碳的分数在肺泡样本。如果没有测量F华2然后可用值为0.05时可能会认为。
14
15水蒸气在采样气体平衡室内空气,二氧化碳不干扰分析器和坦克值(即。用于干燥的气体浓度)FITr16日和17日,我们可以用方程如下所示。如果FITr分析器读取,方程的修正是一样的12和13。
16
17如果水蒸气和二氧化碳从采样气体,没有观察到干涉分析器和样品管加热,防止冷凝,18日和19日我们可以用方程如下所示:
18
19在所有四个情况下,测量温度在摄氏度和气体压力是以毫米汞柱。至关重要的是,VD计算的是吗V一个。VD出现在两个领域:设备静区,VDequip(即。喉舌的体积、过滤器和连接在呼吸电路)和解剖静区,VDanat(即。的体积进行航空公司不参与气体交换)。VDequip必须是指定的设备制造商,但可能不同用户改变了系统(如。通过添加一个过滤器或使用一个不同的过滤器)。小的调整VD可以在那里VDequip被认为是ATPD条件下,因为它充满了室温,干燥试验气体的灵感,而VDanatbtp条件下应该被认为是。有各种各样的方法来估计VDanat。一个示例使用一个固定的值150毫升(4,5),尽管这并不适合小成人或儿童。另一个使用一个值为2.2毫升·公斤−1体重(50),虽然这并不适合非常肥胖的科目。在研究中常用的参考方程,后者是最常用的技术。然而,一些调查人员忽视VDanat(91年- - - - - -93年)和一个使用价值来源于年龄+ 2.2毫升·公斤−1体重(94年]。如果身体质量指数(BMI)是< 30公斤·m−2,建议使用一个估计VDanat2.2毫升·kg−1体重。更多的肥胖受试者,或者主题的重量是未知的,VDanat(毫升)可以使用方程估计20高(h)是用厘米来衡量。
20.与传统分散采样系统,收集肺泡样本收集袋或室,sample-bag剩余体积(有时称为sample-bag静区)稀释样品气体和改变了过期气体浓度测量。误差的大小和方向取决于V年代,样品的残余体积袋及其连接器(V深水救生艇)和残余体积的气体含量。V深水救生艇可以包含测试气体,室内空气,从一个主题或过期天然气后DLCO操作空间。当V深水救生艇包含室内空气,它的效果是减少过期气体浓度测量和方程21可以用来调整。估计的潜在变化DLCO,在现有系统没有调整sample-bag静区,范围从0.3 - -8%取决于sample-bag大小和V深水救生艇(95年]。
21对于经典系统,制造商必须报告工具和sample-bag静区。这两个必须与室内空气,或者刷新D米和VC计算,适当的氧气水平次呼吸前的余地,这样他们不会包含呼气气体从先前的话题。V深水救生艇必须< V的2%年代或10毫升,哪个比较大。重要的是,当rga用来测量呼出样品,没有残余袋卷考虑(V一个用质量平衡计算的吸入和呼出气体;方程22日至26日在下一节)。
对于正常人来说,古典次呼吸测定肺泡卷(VAsb)上面描述的匹配TLC由体积描记法(22,74年]。然而,贫困患者的混合气体分布不均的启发卷(如。阻塞患者气道)可以显著改变示踪气体稀释导致值VAsb的值明显小于V一个从实际的胸气体总量决定的。观察一氧化碳吸收也受贫困影响气体混合在这些条件下,将主要反映了一氧化碳转移性能的试验气体分布的地区。有人建议,一个单独确定V一个值(从一个更精确的方法如。multiple-breath技术(VAmb)或体积描记法(VAplethys可以代替)VAsb在这些条件下正确分布不均的影响。然而,DLCO计算方程(7)是基于示踪气体的气体的体积(和一氧化碳)分配,而不是胸气体总量。此外,用一个更大的,分别确定VAmb或VAplethys假设值D米和VC在无边无际的肺部区域属性测量肺地区类似,一个假设是很难证明的。另外,如果VAsb被替换为一个不同的值,的适用性DLCO参考方程是妥协。
由于这些考虑,分别测量VAmb或VAplethys不应代替吗VAsb。相反,当的价值VAsb明显小于单独决定的VAmb或VAplethys这一定是报道,和的比值VAsb来VAmb或VAplethys可以被包括在内。为后续的解释DLCO,它应该注意,启发气体的分布不均可能导致任何观察减少测量值。
肺泡体积RGA系统
上一节中提到的,当一个RGA系统使用静区体积测量,而不是估计。总静区,VD可以测量的示踪气体冲刷曲线使用F走私者(78年)方法(图6)。一个线性回归直线的斜率估计第三阶段的示踪气体冲刷计算体积浓度的函数应该使用过去一半的呼气跟踪。福勒静区之间的区域第三阶段的斜率和示踪气体冲刷曲线等于峰值之间的区域示踪气体浓度和示踪气体冲刷曲线。解剖静区,VDanat福勒,等于静区-设备静区,VDequip,包括过滤和/或喉舌,必须由制造商提供的。
图形表示的计算福勒静区卷在一个正常的,健康的主题(a)和一个主题与慢性阻塞性肺疾病(COPD) (b),次呼吸示踪气体冲刷策划反对呼出肺容积的肺活量。的体积阴影区域在示踪气体冲刷曲线=曲线下面的阴影区域是F走私者静区(78年)这是报道在体温下,环境压力,饱和水蒸气(btp)条件。
RGA系统的发展现在允许所有呼出气体的分析和提高的准确性提供了机会V一个决定。鉴于现在可以监测示踪气体在呼气,不需要约束的测量V一个离散样本计算构造确定一氧化碳吸收。事实上,使用所有可用的气体浓度数据可以提供一个更好的估计V一个(71年,96年)比限制呼出气体的测量一个更小的样本(如1957年所需的设备当临床次呼吸方法是(2])。
这种技术使用质量平衡的方法来确定V一个示踪气体吸入的体积和随后呼出量测量,后者前确定的体积减去剩余示踪气体在肺end-exhalation [71年,96年]。示踪气体的体积在肺呼气末然后除以示踪气体浓度给绝对呼气肺体积Vee。然后通过添加计算过期TLC卷(VE)Vee,减去VDequip。如果VE期间最大卷的卷过期了(策略)的结束那么次呼吸肺活量(TLC吗某人)可以被定义为薄层色谱某人=VE+Vee−VDequip和V一个=薄层色谱某人−VDanat。中残留的示踪气体肺从先前的策略可以测量当前策略的开始之前,包括在质量平衡方程。
在更多的细节,V一个用质量平衡方程计算即示踪气体离开在肺呼气结束等于所有的示踪气体吸入-示踪气体呼出。吸入和呼出的和示踪气体体积积分,对时间的流×示踪气体浓度,流量是积极为呼气吸气和消极。在这种情况下,Vee(包括VDequip和VDanat22)是这样描述方程t0是时候开始测试气体吸入,tf是时候结束时呼气,Tr (t在任何时候)示踪气体浓度t(调整btp条件),Tree是意味着在end-exhalation示踪气体浓度和流(t在任何时候)流t(btp条件下)。
22根据信号噪声比,Tr的平均价值在过去的250毫升可以用于Tree。此外,当流(t)是积极的在干燥的试验气体吸入,它由310 /调整T·PB/ (PB−47)T环境温度。所有的示踪气体测量都认为是由样品的水蒸气压力线平衡室内空气中的水蒸气压力。
在任何时候绝对肺容积t,V(t)在方程描述的策略可以23和24。流的积分(t)dt从时间t0时间tf是净变化总量在整个策略,将是零,如果吸入体积,V我=呼出卷,VE。流的积分(t)dt从时间t0时间t是净体积变化在任何时间吗t。因此,最终单呼吸的余地,V(tf)简单地等于Vee- - - - - -VDequip。
23
24如果示踪气体从以前并没有被完全冲毁DLCO策略,那么剩余牙槽示踪气体浓度(TrR)测量测试气体的吸入之前必须考虑的质量平衡方程和Vee25是正式描述方程。
25
的价值V一个btp条件的报告是由方程描述的26岁。这个值被转换为STPD条件方程中使用8或9。
26这种方法已经被拿来和体积描记法在正常人和患者肺部疾病与各种屏息倍(71年,96年]。对于正常人,差异不大DLCO当使用方法来衡量V一个;然而,V一个衡量RGA法明显高于V一个经典的方法测量的对象与慢性阻塞性肺病或不受控制的哮喘。由此产生的DLCO测量在慢性阻塞性肺病情况下约高15%。自引用值DLCO使用正常的受试者,开发现有的参考价值继续适用使用吗V一个衡量RGA法。与COPD受试者使用RGA的效果V一个值,在隔离,是计算增加DLCO价值。然而,V一个测量从一个离散的样本将随样本数量和样本时间(72年使用RGA)这样V一个值应该改善的再现性DLCO在这些科目。
计算的另一个明显的优势在end-exhalation代替绝对肺容积最大吸入是错误的假设的影响完成减少肺部气体混合。例如,在一个病人的TLC 7 L和2 L的房车,误差10% TLC(700毫升)转化为10%的误差DLCO。然而,房车将200毫升10%的误差,当VC添加到房车体积误差在TLC只有2.9%转化为只有2.9%的误差DLCO。
在从古典系统过渡到RGA系统,一些实验室可能希望报告DLCO值使用2005 at /人方法结合使用RGA获得V一个比较的目的。RGAV一个值可能会改变DLCO在一些老的正常人,谁有更多的异构分布的通风由于正常的衰老过程,因此可能产生略高DLCO值相比,目前的经典派生的参考价值。对于任何组引用的值,必须在每个实验室验证,DLCO值使用V一个必须使用一组验证正常、健康的主题。全球肺功能计划在发展的过程中使用数据集来自12个国家提交全龄预测值(www.lungfunction.org)。
激发气体条件
在大多数情况下,试验气体启发从一袋或压缩气体钢瓶阀门是一种干燥的气体和需求,因此,被认为是ATPD条件下。启发卷需要转化为10和11 btp条件用于方程。这是建议V我(btp)报道,制造商应该指定为每个工具和文档激发气体条件。因为气体冷却可能发生由于减压通过排气阀,制造商需要测量试验气体温度在一个典型的气流速度计系统的测试实验室和在必要时提供适当的补偿气体冷却。
二氧化碳、水汽和温度调整肺泡体积计算
呼出的气体含有二氧化碳和水蒸气,并没有出现在测试气体混合物。如前所述,一些系统删除其中的一个或两个,如果他们干扰分析仪功能,提高一氧化碳和示踪气体浓度。在这种情况下,需要增加调整FATr用来计算V一个。但是,没有调整的增加肺泡启发一氧化碳和示踪气体在时间t分数(FACO t和FATr t)是必要的在计算一氧化碳吸收的速度,由于集中系数出现在表达式的分子和分母(FATr t/FACO t),因此效果取消。呼出气体最初在体温和一些系统允许这种酷,气体体积的合同,而另一些将提供的热量来维持温度。因此,调整btp条件可能需要根据系统设计。所有这些调整必须由制造商为他们的特定的记录系统。用于修改计算转换因素DLCO演习所示公式8、9和12。
RGA信号对齐
正确分析连续气体样本,气体浓度信号分析器必须合理对齐与气流速度计的流量信号(图2)。第一步是将浓度信号在时间来弥补延迟时间(气体所需的时间旅行的愿望港口分析仪室)。滞后时间是一个函数的长度和直径的油管和分析器的愿望。油管的长度应控制在最小程度,以防止吸气的混合样品中取样管,可以直言不讳的响应时间通过一个泰勒分散的过程。混合的数量还将取决于采样电路的配置,包括任何阀门和连接,可以创建湍流。还应该指出的是,延迟时间可以随气体粘度,当氦用作示踪气体,这可能需要在呼气动态补偿。
额外的转变的气体浓度信号相对于流信号也需要弥补的响应时间分析器。这可以通过使用一个最佳的转变的自然对数分析器响应时间常数的两倍(97年]。另外,对齐可能通过其他信号处理策略,如互相关技术(卷积信号)。
为更准确DLCO计算,第三个转变等于静区渡越时间可以用来翻译口的气体浓度测量气体浓度的肺泡空间。在吸气过程中,气体采样端口的愿望才会到达gas-exchanging肺泡空间至少一静区渡越时间之后,同样的,愿望的气体采样端口在呼出气体,在肺泡空间之前静区渡越时间。如果一个系统使用此进一步校正有效屏息时间在肺泡空间会减少(通常由0.05 - -0.15 s)DLCO将会增加(通常由0.5 - -1.5%)。
插值数据点之间可能需要实现气体浓度的最优转移数据,特别是如果使用数字化利率下降。为了减少错误引入的插值,采样率为1000 Hz /渠道建议。
传递系数的肺一氧化碳
一氧化碳浓度的对数变化在屏息阶段次呼吸的作战行动,除以t黑洞和PB干燥的气体称为K有限公司。这相当于5没有左边的方程V一个词,从概念上讲,DLCO因此,相当于V一个·K有限公司。具体的计算K有限公司所示为方程27日和28日;然而,如果值是必需的在SI单位,有必要将1000毫升(STPD)转换成更易见方程29日和30日。
27
28
29日
30.应该注意的是,计算K有限公司是完全独立的气体流动,肺容积和气压测量空间。尽管一氧化碳浓度的对数变化的单位每单位时间和单位压力最小−1·毫米汞柱−1(或最小值−1·kPa−1),K有限公司以毫升为单位表示(STPD)·敏−1·毫米汞柱−1·L (btp)−1或更易·敏−1·kPa−1·L (btp)−1只是因为的基本测量气体浓度的对数变化随着时间的推移,乘以1000毫升(STPD),然后除以1 L (btp)变化的价值的大小K有限公司通过1000次btp STPD因素(98年]。
作为V一个不是的一个组成部分K有限公司,一些用户喜欢使用K有限公司因为它消除了测量的不确定性V一个评估的一氧化碳吸收。这种不确定性来自假设FATr从呼出气体样本,代表整个肺。然而,这个假设是用来估计肺泡开始过程中一氧化碳浓度K有限公司测量因此受到同样的不确定性(99年]。
数学上,K有限公司可以计算为DLCO/VABTPS。然而,K有限公司不应该报道使用这个词DLCO/V一个从这个术语,因为它可以推断出,DLCO可以纠正或正常化吗V一个。事实上,肺容积和一氧化碳吸收之间的关系是复杂的,研究评价的影响降低V我(因此V一个)显示关系alinear当然小于1:1 (即。的下降DLCO远低于肺容量的下降)20.,21,98年,One hundred.,101年]。这可能反映了这样一个事实:肺泡folding-unfolding和毛细管体积变化造成肺体积变化不转化为伴随等的变化DLCO。因此,虽然K有限公司计算可能添加洞察一氧化碳吸收属性的肺98年),不能作为一个简单的技术正常化DLCO的体积。
可选的计算
独立的方程吸入,屏息,呼气
当Krogh(1)开发的测量“扩散常数”在1915年,她不得不设计一个策略将会兼容气体传输方程的解析解。她实现了通过模拟一个纯屏息策略和测量DLCO今天仍然是受到病人执行快速吸入,10 s过程中,快速呼气。偏离一个纯粹的屏息操纵导致错误DLCO因为克罗方程只适用于这种情况下(68年,72年]。
气体传输方程可以写为吸入和呼出,这两个过程相当于零流方程。使用数据流和连续监测的一氧化碳和示踪气体的浓度在整个策略,可以用来计算一个算法DLCO通过数值方法(53]。这种方法的账户分析吸气和呼气的时候,给的值DLCO不依赖于如何迅速的执行策略和返回一个固定值DLCO在整个策略,占观察吸收一氧化碳。所有的呼出气体数据可以用来提供一个更有代表性的测量DLCO对整个肺而不是计算DLCO从一个小肺泡气体样品。
使用“three-equation法”[53在年轻,健康受试者,标准化策略给出了相同的值DLCO美国胸科协会标准化策略。然而,当这些对象执行策略与慢流和/或屏息时间短,类似于气流梗阻患者,three-equation方法不变DLCO值而at标准化方法收益率更高DLCO值(68年]。Krogh(1她对正常受试者的实验设计和肺部疾病患者。标准化的策略对肺病患者,不能执行它充分;然而,随着RGA仪器不再需要使用一个艰苦,要求策略措施DLCO。
评估测量DLCO
可接受性、可重复性和质量控制
可接受的演习中定义表3。volume-time图应该显示一个光滑,体积急剧上涨,紧随其后的是一个稳定的屏息和光滑,锋利的呼气(图3)。气体浓度图应该显示一个非常急剧上升时,介绍了试验气体,保持稳定,直到呼气其次是一个初始的快速下降,第三阶段的平稳过渡。变化从这个模式将显示泄漏。的V我的测试气体必须至少90%的最大风险测量在同一会话肺功能测试。至少85%的测试气体V我必须在< 4 s吸入。必须没有穆勒的证据或并发策略的屏息期间。肺泡内必须完成4 s样本集合。计算的屏息时间必须10±2 s。RGA系统、虚拟样本收集完成后应启动静区惨败。一个策略V我/ VC < 90%,但也可以被认为是可接受的,如果≥85%V一个在200毫升或5%(哪个更大)最大的V一个从其他可接受的演习。
重复性描述intra-session可变性重复测试没有测试条件变化时(106年,107年]。在大学校实验室的一项研究中,重复测量变异系数的正常人是3.1%,仅略有增加(从4.4%至4.0)患者异常的肺量测定法模式(108年]。研究发现之前出版的2005年的标准DLCO高达9%的变异性(再现性)在正常个体在重复测量在1年109年)和系数的变化范围从6.2%到12%在英国选择地区(110年]。
可重复性要求:必须有至少两个可接受的演习在2毫升·分钟−1·毫米汞柱−1(0.67更易·分钟−1·kPa−1彼此)。4797个测试会话的一项研究发现,95.5%的病例符合这一标准(67年]。因为大多数intra-session可变性是技术,而不是生理的意思是可以接受的演习报告。平均的至少两个可接受的演习达到重复性要求必须报告(即。离群值除外)。同时建议至少两个可接受的DLCO必须进行演习,需要研究确定演习的实际数量需要提供一个合理的估计平均水平DLCO对于一个给定的人。如前所述,五演习将导致增加COHb∼3.5%基线(66年,82年),这将降低测量DLCO由∼3 - 3.5%。因此,开展超过五演习并不是推荐策略。
没有质量控制分级系统,验证使用本文档中包含的新标准。直到验证发表,临时分级系统中提供表3并进一步研究建议开发和验证DLCO评分系统。
一个年级策略符合所有可接受性标准。平均DLCO从两个或多个年级的演习是可重复的(即。在2毫升·分钟吗−1·毫米汞柱−1或0.67更易·分钟−1·kPa−1彼此)应该报道。如果重复测试之后,操作员不能获得两个可重复级演习,然后报告以下值与谨慎测试会话是次优的翻译:1)如果两个或两个以上的年级演习,是不可重复的,然后平均水平DLCO从可接受的演习报告。2)如果只有一个年级一个策略,然后DLCO报告价值的策略。3)如果没有获得可接受的演习,那么平均水平DLCO演习的价值和成绩B, C或D是报道。4)如果只获得F级演习,然后没有DLCO价值报告。
调整的预测价值DLCO之前的解释
的价值DLCO取决于一系列的生理因素。除了与不同年龄、性别、身高和可能的种族,DLCO也在改变与Hb,肺容量、COHbPIO2(氧张力的启发,如。高度),运动和身体的位置。尽管这些影响可能引起的变化DLCO在相反的方向111年),所有应该考虑在解释观察到的一氧化碳吸收。建议调整这些因素在预测而不是测量DLCO价值。预测的DLCO价值来源于测量在正常受试者没有疾病,有正常的Hb水平和最小COHb,坐在休息,呼吸室内空气。如果这些条件不满足,那么预测价值应该相应地调整。
调整血红蛋白
由于碳monoxide-Hb绑定是一氧化碳转移的一个重要因素,DLCO变化可以大量Hb浓度的函数111年- - - - - -115年]。经验主义的影响DLCO与Hb匹配变化预计从理论方法使用关系方程3,Hbθ认为是成比例的,D米/θVC假定为0.7 (113年)和“标准”Hb价值假定为14.6 g·dL−1(9更易·L−1)在成人和青少年男性和13.4 g·dL−1(8.26更易·L−1成年女性和儿童的)< 15岁。利用这些关系和表达在g·dL Hb−1,预测DLCO在青少年和成年男性可以使用方程31日调整后,在15岁以下儿童和女性调整使用方程32。从最近的研究范围广泛的Hb患者异常(115年表现出稍微大的和更多的线性关系;然而,纠正值通常是符合方程31和32。
31日
32在美国人口(Hb的测量116年)发现这些标准偏差值,特别在男性,儿童和老年人;也发现了白人和黑人之间的差异。此外,调查发现,普通人群中Hb水平改变随着时间的推移。如果一个更合适的参考Hb水平(Hb裁判)可预测DLCO调整使用方程33。
33
为肺泡氧张力调整
如前所述,PAO2影响测量DLCO和变化PAO2出更高的(如补充氧气呼吸PAO2值)将有一个关联的影响DLCO值。的价值DLCO将改变为每个1∼0.35%毫米汞柱的变化PAO2每个1∼2.6% kPa的变化PAO2(117年,118年]。调整预测DLCO在一个主题可以使用测量补充氧气PAO2假设一个正常PAO2呼吸室内空气在海平面100毫米汞柱(13.3 kPa)。这是方程34所示或方程35如果国际标准单位是首选。
34
35一些肺功能测量系统包括二氧化碳。在这些系统中,呼气末二氧化碳浓度可以用来估计使用简化的肺泡氧分压肺泡气体方程。的患者有更高的二氧化碳水平(高P华2),因此低PAO2值,预测DLCO可以纠正,以弥补增加的吗DLCO这就出现了。例如,在一个760毫米汞柱(101.3 kPa)的气压,如果P华2在病人保持二氧化碳是50毫米汞柱(6.67 kPa)PAO2是86毫米汞柱(11.5 kPa)和预测DLCO会高出4.8%,如果P华2是40毫米汞柱(5.33 kPa)。然而,有许多固有的假设在这种方法中,还需要更多的研究来确定这种调整的有效性。
调整碳氧血红蛋白浓度和一氧化碳背压
如前所述,COHb会影响测量吸收一氧化碳在以下两个方面的119年- - - - - -121年]。首先,通过占领Hb结合位点、一氧化碳产生“贫血效应”。其次,血液中一氧化碳分压将减少一氧化碳的驱动压力从肺泡气体运输到毛细管血液。暴露在普通环境一氧化碳和内源性一氧化碳Hb分解代谢的副产品的产量通常导致测量COHb 1 - 2%的水平(119年]。然而,香烟和其他环境资源可以产生可衡量的一氧化碳水平背压和COHb可能需要考虑测量一氧化碳吸收(119年]。
次呼吸吸入的一氧化碳的策略导致COHb增加每个策略[0.6 - -0.7%66年,82年]。调整的预测DLCO一氧化碳值被发现−0.938%增加1.0% COHb [122年]。RGA系统可以测量一氧化碳背压在过期前气体测试气体的灵感DLCO策略(62年),可以补偿分析。对于经典系统,一氧化碳背压可以估计使用一个可用的几个技术(121年,123年- - - - - -125年]。例如,一氧化碳背压可以计算使用方程36岁,从COHb COHb和O2Hb的分数是一氧化碳和氧气连接的血红蛋白,分别。
36DLCO可以减去估计一氧化碳后重新计算背压的初始和最终肺泡一氧化碳分压(单位做减法)之前必须是一致的。不幸的是,这种方法不会调整DLCO“COHb贫血效应”;然而,几项研究已经评估COHb实证和理论的影响DLCO和合并背压和“贫血效应”COHb进入调整。一般来说,增加1% COHb降低了测量DLCO0.8∼-1%来自两个效应(16,17]。使用这种方法,方程37经验减少预测DLCO1%为每个百分点COHb > 2%。
37最近的一项研究利用RGA系统测量肺泡一氧化碳浓度,结合静脉COHb测量,发现一氧化碳背压的影响和“贫血效应”几乎等于合并后的效果降低2%DLCO每增加1% COHb [62年]。这些研究结果验证了离散样本系统(66年]。在这些研究中,一氧化碳背压测量和用于计算DLCO38,方程被用来进一步正确的“贫血效应”FACOb肺泡一氧化碳分数在ppm残余体积测量呼气末,之前测试气体的吸入。
38内生COHb(1 - 2%)出现在健康不吸烟的话题从谁预测方程生成,调整COHb只是推荐用于解释我们知道当COHb水平或水平升高2%以上被怀疑。高铁血红蛋白(MetHb)不会绑定一氧化碳意义,有效地减少了可用的血红蛋白数量,导致类似的“贫血效应”。由于有效地减少Hb与一氧化碳在绑定DLCO策略,测量DLCO减少了。调整为MetHb提出了(126年)和方程39所示。
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调整DLCO对气压
Hb等因素相关的个人主题,建议调整的预测DLCO价值。然而,气压(PB)是一个环境因素是独立的个体,因此调整应测量DLCO值模拟标准压力条件。的变化DLCO由于典型的范围在高低压细胞在一个给定的高度大约为±1.5%。PB随海拔高度(PIO2减少),DLCO增加约0.53%为每个100米高度的增加。此外,使用一个参考价值的数据集的适用性从不同的位置是改善如果测量DLCO和的预测价值DLCO调整到标准压力(760毫米汞柱或101.3 kPa)。的调整PB(4,117年假设一个PIO2150毫米汞柱(20 kPa)在标准压力,可以通过方程计算40 (PB毫米汞柱)和41 (PB在kPa)。
40
41为DLCO不提供参考价值PB数据中心的高度,可以用来估计获得的参考价值PB(127年)使用方程42和43米的海拔高度。应该注意的是,之间的关系DLCO和PB使用RGA系统还没有得到证实。这还需要进一步的研究来验证方程的使用40和41。
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报告值
本文档旨在建立技术标准,在报告方面,需要DLCO系统能够报告中列出的变量表4。它并不打算指定哪个变量最终用户应该包括在他们的实验室中使用的报表,也不打算解决的解释DLCO。虽然工作正在向建立一个标准化的肺功能实验室报告形式,目前没有标准。一个DLCO系统必须能够报告未经调整的测量DLCO,DLCO调整的PB,正常的下限和z分数预测,预测的百分比DLCO,K有限公司,正常的下限和z分数预测,预测的百分比K有限公司。任何调整(如。Hb、COHbPIO2或肺容积)也必须报告一起使用的数据。平均V一个必须报告的预测吗V一个(TLC -预测预测VD)和预测的百分比V一个。如果可用,分别测量了薄层色谱V一个/ TLC比率可能报道,尽管这是可选的。平均V我还必须指出。如果单独测量VC是可用的,它必须报告作为参考的充分性V我。此外,评论相关的质量记录必须包括测量。规范的完整列表变量和测量DLCO系统能够给出报告表4。虽然使用z得分青睐在肺功能结果的解释,考虑到不断使用“预测百分比”价值在许多实验室,报告的能力建议z分数和百分比的预测值。
规格和输出的结果报告
虽然标准化报告形式正在考虑,制造商有多样化的选择结果的报告。在很大程度上,这是由于各种肺功能实验室的坚持有一个定制报告其历史性的格式相匹配。一个共同选择适应电子医疗记录,提供一个pdf文档;然而,数据输出的通用格式的形式提出了csv或xml格式的数据文件。这种格式应包括每个测试的结果和人口/环境数据的格式,将允许用户导入数据和报告;导出特定的电子记录。数据文件必须包括所有必要的数据来计算中列出的变量表4。RGA系统流的数据数组,一氧化碳和示踪气体必须包括,必须调整auto-zero和校准因素,与最优转移应用于浓度数据。流数据必须转换成btp条件和数据必须包括设备静区、冲刷卷,肺泡样品体积,气压和一氧化碳和示踪气体浓度在end-exhalation之前测试气体的吸入。制造商必须提供详细的格式允许用户导入数据。给出了数据文件的完整规范的补充材料。
总结
这不是新标准的意图呈现老设备或仪表与肺泡样品室或袋,目前仍在使用,过时了。2005 at /人标准解决这种类型的仪器。认识到一些设备符合2005标准将继续被使用,但预计新设备将达到或超过新标准。现有的一些系统将能够满足新标准和软件升级。
正如已经指出的,变化的DLCO不会影响标准的适用性参考价值。在一般情况下,肺功能测量更准确和精确的在正常,健康受试者比肺部疾病患者,提高测量的变化DLCO会减少影响正常,健康受试者,倾向于继续使用旧系统适用性的参考价值。已经有系统的参考价值集之间的区别DLCO相关的设备和方法,影响他们的适用性。目前使用参考价值开发之前出版的2005 at /人标准(4]。因此,已经有一个迫切需要可靠、全面的参考价值DLCO。
技术的进步已经超过了指导方针和标准。这些修改DLCO标准应优化利用现有,临床上可用的技术。指导方针和标准不应限制进步改善肺功能测量但应该成为不断提高的质量DLCO测量。
对研究方向的建议
在开发这些技术标准,以下地区确定为研究候选人来填补知识空白,提供更具体的指导方针。
1)进行的研究DLCO在正常,健康受试者在白人以外的种族大年龄验证高加索参考价值的使用或开发ethnicity-specific参考价值。
2)建立一个标准化的通用报表进行肺功能测试,可以默认为所有实验室和电子医疗记录系统。
3)确定气压的影响DLCO在正常人和慢性阻塞性肺病患者的压力反射从海平面到海拔2500米确认或替代方程40和41。
4)确定肥胖的影响VDanat、薄层色谱某人和DLCO。
5)确定Hb衡量皮肤刺痛或静脉穿刺更适合DLCO调整和开展研究,以证实或修正Hb和之间的关系DLCO用方程表示31和32。
6)确定正常Hb水平人群不同的种族和地理位置。
7)测试DLCO评分量表对古典和RGA在大型临床数据库DLCO系统。
8)确定二氧化碳潴留的影响DLCO测量。
9)确定敏感性和行动水平的评估气体分析器使用稀释线性校准测试气体的注射器。
10)确定计算的重复性V一个和薄层色谱某人的方法在方程26使用所有的示踪气体浓度数据在整个空间。
除了这些研究方向,还有一个需要更新的指南解释一般和肺功能测试DLCO在特定的。
补充材料
脚注
本文根据修正修正发表在2018年11月期的欧洲呼吸杂志。
可以从本文的补充材料www.qdcxjkg.com
这个ATS董事会批准的报告是在2016年8月,和支持的人科学委员会和执行委员会2016年9月。这些标准是可用的执行概要https://doi.org/10.1183/13993003.e0016 - 2016。
支持声明:这份报告是由美国胸科学会(格兰特:FY2015)和欧洲呼吸协会(格兰特:tf - 2014 - 19)。188bet官网地址资金信息,本文已沉积的资助者打开注册表。
利益冲突:没有宣布。
- 收到了2016年1月4日。
- 接受2016年7月24日。
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