肺功能检查通常包括通气功能、换气功能、呼吸调节功能及肺循环功能检查，检查项目繁多。临床上最为常用的是通气功能检查，它可对大多数胸肺疾病做出诊断。

目前，国际上有美国胸腔协会（ATS）、欧洲呼吸协会（ERS）、英国标准协会（BSI）都制定了肺功能检测标准。我国于2008年颁布实施了肺功能仪的校准规范。因为对肺功能仪的工作原理和测试方式不甚了解以及无相应设备能满足测试要求或价格高昂，各地测试机构大多尚未开展此项目检测工作，不能满足肺功能仪量值溯源要求。

肺活量计是指用于测定肺容量或流量的仪器。按物理学定律，设某一瞬间的体积流量为Q，一定时间t内流过的流体的体积为V，则V=∫Qdt或Q=dV/dt；而体积流量是流体流速（V）与流经截面积（A）体的流速及吸/呼气体时间可求出吸/呼气容量^{[1, 2]}。

肺功能仪操作者要求受检者平静地呼吸4次左右，在平静呼气末，作最大缓慢呼气达残气位后，一次最大吸气至肺总量位，再缓慢呼气，此时测试仪同步显示VC曲线及数据。肺活量（VC）标准图形如图 1所示，参数说明如表 1所示。

表 1 肺活量（VC）参数说明

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图 1 肺活量（VC）曲线[3]

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先慢慢将肺内的气体全部呼出，呼至残气位；以最快速度最大用力深吸气，吸至肺总量位；再以最快速度最大用力深呼气，呼至残气位。用力肺活量（FVC）曲线如图 2所示，参数说明如表 2所示。

表 2 用力肺活量（FVC）参数说明（部分）

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图 2 用力肺活量（FVC）曲线[3]

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以最快速度最大用力深呼气和深吸气（最好坚持12 s），仪器会自动计算1 min最大通气量。最大自主通气量（MVV）曲线如图 3所示，参数说明如表 3所示。

图 3 最大通气量（MVV）曲线

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表 3 最大通气量（MVV）参数说明

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作正常平静而均匀的呼吸。（仪器不同，呼吸时间有所不同，有30 s和60 s的）。仪器会自动计算1 min静息通气量。静息通气量（MV）曲线如图 4所示，参数说明如表 4所示。

图 4 静息通气量（MV）曲线

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表 4 静息通气量（MV）参数说明

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VC、FVC、MVV、MV是肺功能检测最重要的4个项目，更多参数的获得是由被测者呼吸出这4条曲线后，由肺功能仪自动计算得出，其中用力肺活量（FVC）是检查时必做的项目。并根据此项做出诊断结果：normal（正常）；restrictive（限制性/拘束性通气障碍）；obstructive（阻塞性/闭塞性通气障碍）；mixed（混合性通气障碍）^[4]。

ATS肺功能仪检测标准对肺功能仪各项指标的测定方法、校准装置指标要求、BTPS修正、肺功能仪质量控制、肺功能仪操作人员资质、对患者FVC、PEF等指标检测的操作步骤及方法都作了具体的要求和说明，并提供了24条标准波形检测肺功能仪的FVC、FEF_25%～75%指标，26条流量标准波形检测PEF指标^[5]。各项指标如表 5所示。

表 5 美国胸腔协会（ATS）肺功能仪测试指标1）^[6]

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ATS肺功能仪检测标准提供的24条标准波形曲线检测FVC、FEF25%～75%参数，这24条曲线是12条对线，每对线包含volume-time和flow-volume 2条线。第1对线A1a，A1b是标准呼吸曲线，其余对线包含咳嗽、声门关闭、泄漏、轻微呼吸道阻塞、可复现测试、不可复现测试等指标曲线。26条flow-time（流量—时间）标准波形曲线为PEF（峰值流量）测试使用^[5]。美国胸腔协会（ATS）24条标准曲线测试值见表 6。

表 6 美国胸腔协会（ATS）24条标准曲线测试值

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BTPS：正常的身体温度（37 ℃），环境压力，饱和水蒸气。根据欧洲呼吸协会（ERS）颁布的“肺功能测试标准”，从嘴呼出的气体温度大约33～34 ℃，呼出气体从37 ℃降到33 ℃ BTPS转换系数等于1.026^[6]。如果用3 L校准筒进行正确的校准，肺功能仪的正确读数为3.00（FVC）×1.026（BTPS）=3.08 L（BTPS）。

根据欧洲呼吸协会（ERS）、美国胸腔协会（ATS）肺功能仪检测标准，即在表 5中的检测信号（test signal）来源要求中有检测FVC的24条标准波形曲线，也有检测VC、FVC、MVV的3 L校准筒和正弦波校准筒的说明。结合日常对肺功能仪的检测，设计制作了单量程和多量程一体化的校准装置。其主要技术参数如下：

（1）体积范围：0.5～4.5 L；

（2）体积准确度：0.3%；

（3）重复性：0.2%；

（4）泄漏率：＜12 mL（以3 cmH2O压力持续1 min^[5]）。

以上指标满足ATS、ERS的技术要求。

进入肺功能仪的VC、FVC和MVV操作模式，选择校准装置的2，3，4 L等容量模拟推出图 1肺活量（VC）曲线和图 2用力肺活量（FVC）曲线。对不同机型操作方法有适当变化，推出固定容量气体即可得到FVC指标。表 7和表 8是对日本产HI-801机型的测试数据，相应的测试曲线如图 5、图 6和图 7所示。

表 7 对日本CHEST产HI-801肺功能仪的测试结果

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表 8 对日本CHEST产HI-801肺功能仪的测试结果

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图 5 FVC测试曲线

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图 6 VC测试曲线

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图 7 MVV测试曲线

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由图 7可看出，由校准筒推出的波形为正弦波形，满足表 5中MVV信号来源的要求。在图 7中12 s的时间里共有9个峰值点，校准量程选为2 L，可算出实际为18 L/12 s，则1 min的最大通气量为90 L。

表 9为肺功能仪在MVV测试项目中对应图 7的测试数据，其中MVV值为88.62 L/min，TV为2.07 L，由此计算流量误差及重复性。

表 9 MVV测试数据

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MV的测试方法是由选定2 L量程的校准筒推出图 4波形，图中曲线每个平台为2 L。图形与测试数据分析与MVV方式类似。

VC的测试方法是由校准筒推出图 1波形，校准筒量程可任选，图 6为测试图型。

JJF 1213-2008肺功能仪校准规范中VC、FVC的最大示值误差为±3%，MVV的最大示值误差为±10%^[7]。以上由多量程一体化校准装置做出的检测数据和长期的实践说明该装置完全能够满足肺功能仪的检测校准工作，并能进入肺功能仪的定标模式进行量值标定，能够满足医疗使用单位日常的肺功能仪设备质量控制要求，与ATS、ERS对该类设备的测试方法和技术指标要求暗合。日常所做的测试方法得到有力的理论支持，能够解决肺功能仪的量值溯源问题。