Pulmonary Function Tests（肺功能檢查）
更新日期： 2026-06（整合 Pocket Medicine 9th Ed. + 2022 ERS/ATS interpretive standard + 2023 ATS race-neutral statement）
一、主要 PFT 項目
| 項目 | 測量方式 | 主要用途 |
|---|---|---|
| Spirometry（肺量計） | 用力呼吸 | FEV₁、FVC → 阻塞/限制型（來源：Pocket Medicine 9th Ed.） |
| Flow-volume loops | 繪製流量曲線 | 診斷及定位阻塞部位（來源：Pocket Medicine 9th Ed.） |
| Lung volumes（肺容積） | 氦氣稀釋法 / 體積描記法 | TLC、RV → 限制型確認、過度充氣或限制型疾病（含神經肌肉疾病）評估（來源：Pocket Medicine 9th Ed.） |
| DLCO（氣體交換） | CO 吸入法 | 評估氣體交換功能表面積；有助於區分阻塞型和限制型疾病的病因，並篩檢血管疾病和早期 ILD（來源：Pocket Medicine 9th Ed.） |
| Bronchodilator Test（支氣管擴張劑試驗） | 沙丁胺醇後重測 | 基線有阻塞或臨床懷疑哮喘時指示進行；可逆性 → 哮喘 vs COPD（來源：Pocket Medicine 9th Ed.） |
| Bronchoprovocation（激發試驗） | Methacholine 吸入 | 基線 spirometry 正常但懷疑哮喘時幫助診斷；>20% FEV₁ 下降 → 哮喘（來源：Pocket Medicine 9th Ed.） |
| Exercise test（走廊 / CPET） | 6 分鐘走路或 CPET | 功能性評估、呼吸困難原因分類 |
二、核心數值定義
| 縮寫 | 全名 | 中文 |
|---|---|---|
| FEV₁ | Forced expiratory volume in 1 second | 1 秒鐘用力呼氣量 |
| FVC | Forced vital capacity | 用力肺活量 |
| FEV₁/FVC | FEV₁ / FVC ratio | 用力呼氣比（判斷阻塞） |
| TLC | Total lung capacity | 全肺容量 |
| RV | Residual volume | 殘氣容量 |
| FRC | Functional residual capacity | 功能性殘氣容量 |
| DLCO | Diffusing capacity for CO | 一氧化碳彌散量 |
三、判讀步驟
步驟一：FEV₁/FVC ratio → 分型
| FEV₁/FVC | 解讀 |
|---|---|
| <0.70（或 <LLN） | 阻塞型（Obstructive） |
| ≥0.70（或 ≥LLN） | 正常或限制型（需看 TLC） |
Fixed ratio 0.70 vs LLN（Lower Limit of Normal）：老年人 FEV₁/FVC 自然下降 → 固定 0.70 可能 overdiagnose COPD；LLN 更精準（第 5 百分位）
步驟二：嚴重度分級 → 2022 ERS/ATS 改用 FEV₁ z-score（非 % predicted）
2022 ERS/ATS interpretive standard（Stanojevic et al, ERJ 2022;60(1):2101499; PMID 34949706）重大改變：
判讀基礎由 fixed % predicted 改為 GLI 參考方程式 + z-score + LLN（第 5 百分位）。 嚴重度改以 FEV₁ z-score 三段式分級（適用於阻塞與限制型的氣流/容積異常程度）：
| FEV₁ z-score | 嚴重度 |
|---|---|
| > −1.65（≥ LLN） | 正常 |
| −1.65 至 −2.5 | Mild |
| −2.5 至 −4.0 | Moderate |
| < −4.0 | Severe |
傳統 % predicted 分級（GOLD COPD 仍沿用，需熟悉）：
| FEV₁ % predicted | GOLD 嚴重度 |
|---|---|
| ≥80% | Mild（GOLD 1） |
| 50-79% | Moderate（GOLD 2） |
| 30-49% | Severe（GOLD 3） |
| <30% | Very severe（GOLD 4） |
步驟三：若 FEV₁/FVC 正常 → 看 TLC 判斷限制型
| TLC | 解讀 |
|---|---|
| <80% predicted（或 <LLN） | 限制型（Restrictive） |
| 正常 FEV₁/FVC + 正常 TLC | 正常 PFT（或混合） |
限制型病因：
- 肺實質：ILD、肺切除、ARDS fibrosis
- 胸廓/胸膜：胸廓變形、大量積液、嚴重肥胖
- 神經肌肉：GBS、ALS、MG（呼吸肌無力）
- 腹部：大量腹水、妊娠
步驟四：混合型（Combined）
- FEV₁/FVC ↓（阻塞）+ TLC ↓（限制）
- 常見：COPD + 肥胖、ILD + 氣道疾病
步驟五：DLCO 解讀
| DLCO | 意義 |
|---|---|
| 正常 | 正常彌散 |
| ↓ | ILD（彌散面積↓）、Emphysema（肺泡破壞）、Pulmonary HTN（毛細血管損傷）、Anemia（校正後） |
| ↑（>140% predicted） | 肺出血（Hemoptysis/DAH）、Polycythemia、HF early |
四、常見疾病 PFT 模式
| 疾病 | FEV₁/FVC | FEV₁ | TLC | RV | DLCO |
|---|---|---|---|---|---|
| COPD | ↓（固定） | ↓ | ↑（過度充氣） | ↑↑ | ↓（emphysema） |
| Asthma | ↓（可逆） | ↓ | 正常或↑ | 正常或↑ | 正常 |
| ILD（纖維化） | 正常或↑ | ↓ | ↓↓ | ↓ | ↓↓ |
| 肥胖/胸壁 | 正常 | 輕微↓ | ↓ | 正常 | 正常 |
| 肺高壓（PAH） | 正常 | 正常 | 正常 | 正常 | ↓ |
| 神經肌肉疾病 | 正常 | ↓ | ↓ | ↑（無法排氣） | 正常 |
| 肺出血（DAH） | 正常 | 正常 | 正常 | 正常 | ↑↑ |
五、支氣管擴張試驗（Bronchodilator Reversibility Test）
方法： 吸入 SABA（沙丁胺醇 400 μg）後 15-20 分鐘重測
陽性定義：
- 2022 ERS/ATS（現行）：FEV₁ 或 FVC 變化 > 10% 相對於 predicted value → bronchodilator responsiveness（BDR）陽性
- 2005 舊定義（仍常見於考題/舊報告）：FEV₁ 增加 ≥200 mL 且 ≥12%（相對 baseline）
2022 改版避免以 baseline 為分母（small baseline 會放大百分比），改用 predicted value 為基準。
| 結果 | 意義 |
|---|---|
| 完全可逆（FEV₁ 恢復正常） | 哮喘（Asthma） |
| 部分可逆（改善但仍 <0.70） | COPD with reversibility / 混合哮喘-COPD |
| 無可逆性 | COPD（固定阻塞） |
六、Bronchoprovocation Test（支氣管激發試驗）
適應症： 症狀疑似哮喘但基線 FEV₁/FVC 正常 → 確認氣道高反應性（來源：Pocket Medicine 9th Ed.）
方法： Methacholine 逐步濃度吸入，測定 PC₂₀（FEV₁ 下降 20% 所需劑量）；FEV₁ 下降 >20% 表示哮喘（來源：Pocket Medicine 9th Ed.）
| PC₂₀（mg/mL） | 解讀 |
|---|---|
| <1 | 嚴重氣道高反應性 |
| 1-4 | 中度 |
| 4-16 | 輕度（邊界） |
| >16 | 陰性，哮喘可能性低 |
七、Inspiratory Flow-Volume Loop（流量-容積曲線）
常見異常模式：
| 模式 | 描述 | 意義 |
|---|---|---|
| Obstructive（阻塞型） | 呼氣峰值↓、曲線向右凹 | COPD / 哮喘 |
| Restrictive（限制型） | 曲線縮小（小環）、形狀正常 | ILD / 胸廓疾病 |
| Variable intrathoracic obstruction | 呼氣期截斷（flattening of expiratory loop） | 氣管軟化（tracheomalacia） |
| Variable extrathoracic obstruction | 吸氣期截斷（flattening of inspiratory loop） | 聲帶功能障礙（VCD）/ 上呼吸道腫瘤 |
| Fixed obstruction | 吸氣 + 呼氣均截斷 | 固定狹窄（tracheal stenosis） |
八、DLCO 校正
DLCO(adj) = DLCO / Hb correction factor
- 貧血時 DLCO 假性降低（紅血球少 → CO 吸收減少）
- 公式：DLCO_adj = DLCO × (10.22 + Hb) / (1.7 × Hb)（Hb in g/dL）
九、PFT 判讀的種族中立性（race-neutral）
- 2023 ATS 官方聲明（Bhakta NR et al, AJRCCM 2023;207(8):978-995; PMID 36973004，ERS 背書）：建議不再使用 race/ethnicity-specific 方程式，改用 race-neutral average reference equations（GLI Global）。
- GLI Global（2022） race-neutral 方程式由原 GLI dataset 重新分析推導（Bowerman C, Bhakta NR et al, AJRCCM 2023;207(6):768-774; PMID 36383197），LLN 範圍較寬，取代 GLI 2012 race-specific 為建議標準。
- 臨床影響：黑人族群改用 race-neutral 後 FEV₁/FVC z-score 下降（兒童研究約 −0.8～−0.9），pattern 重新分類比例增加（JAMA Pediatr 2024;178:699, PMID 38805209）→ 影響 asthma/restriction 標籤、disability/transplant allocation。
十、Clinical Pearls
- FEV₁/FVC <0.70 = 阻塞型（GOLD 診斷標準）；不正常但 FEV₁/FVC ≥0.70 → 看 TLC
- COPD 的 RV 增加（過度充氣）是 emphysema 的特徵，DLCO↓
- ILD 的 DLCO↓ 比 TLC 更敏感（早期偵測到 alveolar damage）
- 哮喘 PFT 可完全正常（發作緩解後）→ 需 bronchoprovocation test 確認
- DLCO↑：想到 DAH（瀰漫性肺泡出血）或 Polycythemia
- 神經肌肉疾病：仰臥位 FVC 比站立更低（重力影響膈肌），差距 >20% = 膈肌無力
- VCD（Vocal Cord Dysfunction）：常被誤診為哮喘，特徵是吸氣期 flow-volume loop 截斷
- 2022 ERS/ATS 三大改變：①判讀基礎 → z-score/GLI/LLN；②嚴重度 → FEV₁ z-score 三段式；③BDR → FEV₁ 或 FVC 變化 >10% predicted（非 ≥200 mL 且 ≥12% baseline）
- race-neutral spirometry（GLI Global）：2023 起建議；切勿再套 race-specific 方程式
References
| 來源 | 年份 | 重點 | PMID |
|---|---|---|---|
| Stanojevic S et al. Eur Respir J | 2022;60(1):2101499 | ERS/ATS interpretive standard（z-score/GLI/LLN、新 BDR、新嚴重度） | 34949706 |
| Bhakta NR et al. Am J Respir Crit Care Med | 2023;207(8):978-995 | ATS 官方聲明：race-neutral PFT 判讀 | 36973004 |
| Bowerman C, Bhakta NR et al. Am J Respir Crit Care Med | 2023;207(6):768-774 | GLI Global（race-neutral）方程式推導 | 36383197 |
| Forno E et al. JAMA Pediatr | 2024;178(7):699-706 | race-neutral 對兒童判讀的衝擊 | 38805209 |