（一）肺的弥散功能

肺的弥散是指氧和二氧化碳通过肺泡及肺毛细血管壁在肺内进行气体交换的过程。弥散的途径包括了肺泡气、肺泡毛细血管壁、肺毛细血管内血浆、红血球及血红蛋白。气体沿着这个途径，根据哪一端的浓度较高进行交换，所以这个过程可以是双向的。氧的弥散速度比二氧化碳要慢得多，这是因为氧不易溶解在体液里。因此，当患者弥散功能发生异常时，氧的交换要比二氧化碳更易受影响，在临床上肺弥散功能的障碍可明显影响动脉血氧水平。

（二）测试方法

（1）CO摄取量法（Fractional CO uptake）

利用CO进行肺弥散功能的测定有许多不同的方法包括CO吸入量法、单次呼吸法、恒定状态法以及重复呼吸法。  
    CO摄取量（F_UCO）可提供肺部有否发生弥散功能障碍的判断。
    测定步骤：受试者呼吸含有少量一氧化碳（0.1%）的气体（F_LCO），呼出的气体被收集到另外一个肺量仪或气袋内，几分钟过后测量呼出气袋内CO的（F_ECO），那么CO吸入量（F_UCO）可由下式计算：

F_UCO= (F_LCO-F_ECO)/ F_ECO ×100%

      F_UCO受受测者通气水平的影响，若受试者分钟通气量低可造成F_UCO的值小，甚至在弥散功能正常人也会这样。这种方法并不能测出DLCO，因为测试过程中没有测定P_ACO。F_UCO仅仅是一个简单的筛选方法，即在保持恒定的分钟通气量的基础上，如果F_UCO正常，那么受试者的肺弥散功能一般来说是正常的；如果F_UCO下降则表明受试者的肺弥散功能有可能受损。

 ( 2 ) 单次呼吸法（Single-Breath Method SB）

 该法最初于1915年由Krtgh报告，以后于50年代由Forster与Olgilive等加以改进并应用于临床，又称改良Krogh法。
        测定步骤：受试者呼气至残气位，继之吸入含有 0.3%CO、10%He、20%O2以及N2平衡的混合气体。受试者吸气至肺总量位，屏气10s以后呼气至残气位。在呼气过程中，气体中水蒸气被吸收，为了保证避开腔气体的干扰，测定是在呼出了头1000ml的气体后开始的，连续测定CO及He浓度。该法测定时化波器上所描绘图形如附图示。
为了计算CO弥散量，需测定弥散开始时与屏气后肺泡气CO浓度，后者可测定呼气末CO浓度，代表肺泡气CO浓度，而前者需间接计算求得。
        计算方法：弥散开始前肺泡内CO浓度分数（F_ACO_I）可以下式计算：

F_ACO_I=F_ICO× F_EHe/F_IHe  

     公式中F_ICO=吸入气CO浓度分数
       F_EHe=弥散终了时呼出肺泡气He的浓度分数
       F_IHe=吸入气He浓度分数
肺泡容积（VA）可由下式计算。VA应校正为STPD

   VA（STPD）= V_VC（STPD）/(F_EHe/F_IHe)

     公式中V_VC（STPD）=吸入气容积或=测试者肺活量VC（ATPS）×STPD
     平均PACO的计算比较复杂，在屏气前（Thold前）的P_ACO与F_ACO_I和P大气-P水蒸气有关，而复杂的是在屏气时因为CO的弥散而使P_ACO（即F_ACO）不是恒定的，在呼气前F_ACO是呈自然对数形式地下降，由以下公式来表示：
    F_ACO_F=F_ACO ×e
     其中FACOF=弥散终了时呼出肺泡气CO的浓度分数
    K值由下式来计算

K= DLCO×（P_ATM-P_H2O）/（VA×60）

     再经过一系列复杂的演算（因为篇幅关系没有详细列出）得出最终的DLCO-SB的计算公式

 DLCO-SB=[(V_A×60) / (P_ATM-P_H2O)]  ×Ln( F_ACO_I / F_ACO_F)

    公式中PATM=大气压
      PH2O=和水蒸气压，为47mmhg
      Thold=屏气时间（S）
      60=时间单位，将S换算成min
     Ln=自然对数
     F_ACOI=屏气前肺泡气CO浓度分数
     F_ACOF=屏气Thold后肺泡气CO浓度分数
     将DLCO除以VA（DLCO/VA）称弥散常数（diffusion constont）或比弥散量（specific diffusing capacity），以排除肺容积对弥散量的影响因素。
     当受试者FVC〈2L时，不能收集到足够的供测定用的肺泡气，因而不能进行DLCO测定。
DLCOSB的测定结果报告需要二个可接受测定值的均值（校正为STPD），二次测定时间间隔至少4min。测定结果认为可接受的条件为：①吸入量≥90%FVC；②屏气时肺容积始终保持恒定；③屏气时间为911秒；④吸气与呼气动作均匀而速；⑤二次测定值需在5%以内。

（3）恒定状态法（Steady-State Methods，SS）

受试者以潮气形式呼吸含有一定量CO的混合气体，测定CO摄取速率（VCO）浓度
与肺泡气CO浓度（P_ACO），并计算出DLCO。共有三种方法，该三法在测定VCO都是相同的，不同在于测定PACO方面。
     VCO测定步骤：受试者吸入含有0.1%CO、20%O2以及N2平衡的混合气体56min。最初呼出气弃之，数分钟后，认为达到恒定状态时，收集呼出气约2min于储存袋，分析部分呼出气中以下气体的浓度分数：CO、CO2与O2。
    计算公式：1.呼出气量的计算

VE= (Vcol+Vsam )/ Tcol

    式中Vcol=于储存袋内的呼出气体积
     Vsam=用于分析的气体体积
     Tcol=收集呼出气的时间 
     VE（以STPD校正）
     1．VCO的计算: VCO=VE（STPD）×[（HCO× F_EN₂/F_IN₂ ）-F_ECO]

式中F_ICO=吸入气CO浓度分数，为0.1%  FECO=呼出气CO浓度分数
          F_EN₂=呼出气N2浓度分数
          F_IN₂=吸入气N2浓度分数
          F_EN₂ /  F_IN₂ =调整，是用于校正因为呼吸交换率引起呼气与吸气体积的差别，  
     F_EN₂=1-（F_EO₂+F_ECO₂），F_IN₂=1-（F_IO2+F_ICO₂）。
     其中F_EO₂、F_ECO₂为呼出气O2、CO2浓度分数，F_IO2、F_ICO2为吸入气O2、CO2浓度分数。
     肺泡气CO浓度（P_ACO）不能直接采取肺泡气进行测定，要通过三种方法进行测定计算：
    ①死腔估计法
    ②假定死腔法
    ③潮气末CO测定法或肺泡气测定法   

（4）重复呼吸法（Rebreathing Methods，RB）  

     该方法与恒定状态法一样是在受试者进行自然的潮气呼吸进行测定的，重复呼吸法有两种方法：储气袋法和气体冲洗法。 
     两种方法都是让受试者重复呼吸储气袋内的混合气体，混合气体含有0.3%CO、10%He、20%O2，其余N2平衡，储气袋气体的量与受试者FEV1的量相等。 
     受试者首先呼气至残气位后，自储气袋内在TLV与RV之间的水平上重复呼吸，呼吸频率30次/分，以保证储存袋内气体能与体能肺泡气充分混合。呼吸深度与肺活量相等，故每次吸气时均能将袋内气体全部吸入。在这一点上，可用两种不同的方法进行测定

①储气袋法（Reservoir-Sampling Techniqne）
    受试者重复呼吸储气袋内的混合气体一定的时间（TRB）约30—45秒，便从储气袋中
取气体进行CO、He及O2浓度的测定，这种测试过程与单次呼吸法相似，由以下公式计算：  

DLCO-RB（R）=  [VSR（STPD）×60/ （PAtm-PH2O）T_RB] ×Ln (F_ACO_I / F_ACO_F )

公式中V_SR=受试者的残气量与储气袋气体容积之和。其计算方法是先测量重复呼吸前储气袋的气体容积（V_R），用STPD校正后，用以下公式计算：

V_SR=V_R ×F_IHe/F_EHe

     F_EHe=重复呼吸终了时储气袋内He浓度分数
     F_ACO_I=重复呼吸前储气袋内CO浓度分数
     F_ACO_F=重复呼吸终了时储气袋内CO浓度分数

②气体冲洗法（Washout-Sampling Techniqne）
    受试者重复呼吸储气袋内的混合气体直到储气袋内与受试者肺内的气体浓度达到平衡，受试者即转向另一气袋作呼吸动作。
     该气袋的气体将受试者肺内的气体洗出来进行CO及He浓度的测定。该技术要求使用即反应的气体分析系统并记录不同时间点的分析结果。而DLCO-RB的测定和计算是根据以下原理：在气体冲洗阶段，CO从肺内的丢失是既通过呼吸通气亦通过弥散入血环。而He的丢失仅通过呼吸通气，这样，被洗出的呼出气体中CO浓度的下降速度要比He浓度的下降速度快。弥散功能就是基于这两个下降速度之差来确定的。所以计算的公式改变为：

DLCO-RB（W）=  [V_SR（STPD）×60 / （PAtm-PH2O）×Twash]×Ln( F_ACO_I / F_ACO_F)×Ln( F_AHe_I /F_AHe_F )

公式中T（wash）=气体冲洗所需的时间
       F_AHe_I=冲洗前气袋的He浓度分数
       F_AHe_F=冲洗终了时气袋的He浓度分数
       F_ACO_I=冲洗前气袋的CO浓度分数
       F_ACO_F=冲洗终了时气袋的CO浓度分数      
     气体冲洗法来测定弥散功能受通气灌注的异常及受试者在测试时肺容量的改变的影响最小，但因为在测试时仪器设备要求高，计算也相当复杂而使这项技术仅使用于研究而没有在临床广泛使用。

（三）四种测定方法优缺点的比较
     （1）CO摄取法   操作简单，仪器装置不复杂，亦不需受试者配合，适用于初步评价。不能测出DLCO值，受通气量及肺容积改变的影响，仅作为简单的筛选方法。
     （2）单次呼吸法   优点为容易操作，特别是应用有自动化装置仪器时；无创伤性；总的测定精确性为中等。缺点为仪器较昂贵；不宜应用于运动试验。通气/灌流的异常可中度地影响测试结果，而肺容量的改变，特别是低肺容量时可严重影响测试结果。由于检查时需屏气9-11秒， 不适用于严重气短患者。虽然屏气测定是非生理性的，但测定结果仍然可作为临床断病情程度指标。
     （3）恒定状态法  受试者自然呼吸合生理状态，最适用于运动试验。由于需要受试者配合最少，因此可应用于不能进行单次呼吸法者。缺点是测试过程比较复杂，易受通气/灌流异常的影响。Filoy法需作动脉穿刺。DLCO的精确性最低。
     （4）重复呼吸法   优点为测定精确性高，对于通气分布以及肺容积的因素的影响最少。缺点为操作较困难，故不常应用。