Chức năng hô hấp (respiratory function) là khả năng sinh lý tích hợp của hệ hô hấp (gồm phổi, đường dẫn khí, lồng ngực và cơ hoành) trong việc thực hiện thông khí cơ học, khuếch tán khí O2 và CO2 qua màng phế nang mao mạch, và duy trì cân bằng toan kiềm nội môi.
Cơ sở sinh lý học hô hấp
Quá trình hô hấp hoàn chỉnh ở người bao gồm ba giai đoạn sinh lý liên hoàn chặt chẽ:
1. Thông khí phổi (Pulmonary ventilation): Quá trình cơ học vận chuyển không khí từ khí quyển vào phế nang và ngược lại, được dẫn động bởi sự thay đổi thể tích lồng ngực do hoạt động của cơ hoành và các cơ liên sườn. Áp suất âm trong khoang màng phổi là động lực giữ cho các phế nang luôn mở và không bị xẹp.
2. Khuếch tán khí qua màng phế nang - mao mạch (Alveolar gas exchange): Khí oxy (O2) khuếch tán thụ động từ lòng phế nang có phân áp oxy cao (PO2 xấp xỉ 100 mmHg) qua màng hô hấp mỏng (dày khoảng 0.5 micromet) vào máu mao mạch phổi, trong khi carbon dioxide (CO2) khuếch tán theo chiều ngược lại từ máu tĩnh mạch (PCO2 khoảng 45-46 mmHg) vào phế nang để đào thải ra ngoài.
3. Vận chuyển khí trong máu và hô hấp tế bào: Hemoglobin trong hồng cầu vận chuyển 98.5% lượng oxy dưới dạng oxyhemoglobin (HbO2), cung cấp cho ty thể tế bào thực hiện quá trình phosphoryl hóa oxy hóa tạo ATP.
Các phương pháp thăm dò chức năng hô hấp lâm sàng
Trong thực hành lâm sàng, việc đánh giá chức năng hô hấp dựa trên ba kỹ thuật thăm dò then chốt được chuẩn hóa bởi Hiệp hội Lồng ngực Hoa Kỳ (ATS) và Hiệp hội Hô hấp Châu Âu (ERS):
Hô hấp ký (Spirometry): Kỹ thuật cơ bản và phổ biến nhất, đo lường các thể tích và lưu lượng khí trong các thì thở ra gắng sức. Các chỉ số cốt lõi bao gồm:
- Dung tích sống gắng sức (FVC - Forced Vital Capacity): Toàn bộ thể tích khí người bệnh thở ra nhanh, mạnh và hết sức sau khi đã hít vào tối đa.
- Thể tích thở ra gắng sức trong giây đầu tiên (FEV1 - Forced Expiratory Volume in 1 second): Thể tích khí thở ra được trong giây đầu của nghiệm pháp FVC, phản ánh trực tiếp mức độ thông thoáng của đường thở lớn và trung bình.
- Chỉ số Tiffeneau hoặc Gaensler (FEV1/FVC): Tỷ số giữa FEV1 và FVC. Chỉ số FEV1/FVC dưới 70% (hoặc dưới ngưỡng giới hạn dưới của mức bình thường - LLN) là tiêu chuẩn vàng xác định Hội chứng tắc nghẽn đường thở, gặp trong COPD, hen phế quản và giãn phế quản.
Đo thể tích thân thể (Body plethysmography): Cho phép đo lường các thể tích tĩnh của phổi mà hô hấp ký không thể đo được do khí bị kẹt lại:
- Thể tích khí cặn (RV - Residual Volume): Thể tích khí còn lại trong phổi sau khi đã thở ra tối đa.
- Tổng dung tích phổi (TLC - Total Lung Capacity): Tổng lượng khí chứa trong phổi ở cuối thì hít vào tối đa. TLC dưới 80% giá trị dự đoán là tiêu chuẩn vàng chẩn đoán Hội chứng hạn chế thông khí, đặc trưng trong bệnh xơ phổi, gù vẹo cột sống lồng ngực, hoặc béo phì nặng đè ép lồng ngực.
Đo độ khuếch tán khí qua màng phế nang (DLCO - Diffusing Capacity of the Lung for Carbon Monoxide): Sử dụng khí CO nồng độ vết an toàn để định lượng khả năng vận chuyển khí qua màng phế nang mao mạch. DLCO giảm nặng trong các bệnh phổi kẽ (như xơ phổi vô căn), khí phế thũng (do phá hủy diện tích bề mặt phế nang), và bệnh lý mạch máu phổi như tăng áp động mạch phổi.
Ứng dụng chẩn đoán và theo dõi điều trị
Thăm dò chức năng hô hấp đóng vai trò không thể thay thế trong các tình huống lâm sàng:
Phân biệt và phân giai đoạn hen phế quản và COPD: Thực hiện nghiệm pháp hồi phục phế quản (Bronchodilator Reversibility Test) bằng cách cho người bệnh hít 400 microgram salbutamol. Sự gia tăng FEV1 > 12% và > 200 ml xác định tính chất tắc nghẽn có khả năng hồi phục, đặc trưng của hen.
Đánh giá nguy cơ hô hấp chu phẫu: Bắt buộc thực hiện ở bệnh nhân trước các phẫu thuật cắt phổi, phẫu thuật lồng ngực hoặc đại phẫu ổ bụng trên để dự đoán nguy cơ suy hô hấp sau mổ.
Theo dõi độc tính thuốc và giám định bệnh nghề nghiệp: Theo dõi chức năng phổi ở bệnh nhân dùng các thuốc có nguy cơ gây xơ phổi (như amiodarone, bleomycin, methotrexate) hoặc công nhân tiếp xúc bụi silic, amiăng trong môi trường hầm mỏ, xây dựng.