関連検査

TLCを構成する空気量は、呼吸サイクルの異なる相で肺活量を直接測定し、最大呼気後の肺の空気残量を測定することで算出することが可能です。 この関係は、機能的残存容量と吸気容量の和に等しい全肺活量として、または式として計算される。 TLC = FRC + IC。 FRC は、プレチスモグラフィー、窒素ガスウォッシュアウト法、ヘリウムガス希釈法、またはコンピュータ断層撮影法（CT）を用いてのみ測定可能である。 FRCのガス量が測定され、RVが決定されると、4肺量の合計であるTLCを計算するために以下の追加式が使用される。 TLC = RV + ERV + IRV + TV または、肺活量と残量との和である。 TLC = VC + RV。

プレチスモグラフィー

プレチスモグラフィーは、一定の温度と容積のチャンバー内の圧力の変化を測定するために使用されます。 この検査では、患者にスパイロメーターやニューモタコグラフで呼吸しながら、密閉されたチャンバー内で様々な呼吸操作をさせる。 呼吸運動中、胸壁の伸縮によりチャンバー内の圧力が変化し、チャンバー内のトランスデューサーがその変化を測定する。 呼吸周期の様々な段階でのこれらの圧力変化を分析し、スパイロメーターの結果と比較してFRCを算出する。 プレチスモグラフィによるFRC算出の基本原理は、気体の温度が一定であれば、気体の体積と圧力の間に逆相関があるとするBoyleの法則を根拠としている。 気体のボイルの法則の式 P1V1 = P2V2 をプレチスモグラフィに当てはめると、チャンバー内の初期圧力とチャンバー内の初期容積を掛けた値は、胸部拡張終了時の圧力と胸部拡張終了時のチャンバー内の容積を掛けた値に等しくなる。 プレチスモグラフィーは、肺活量を測定するためのゴールドスタンダードであり、最も正確な検査である。

ヘリウムガス希釈法

ヘリウムガス希釈法は、肺の肺胞に吸収されないヘリウムガスを利用して、患者のFRC肺容積を測定する方法である。 この検査は、まず患者に既知の量と濃度のヘリウムガス混合物をスパイロメトリーチャンバーから患者の口に取り付けたチューブを通して吸入してもらうことから始まる。 この間、チャンバー内のヘリウム濃度は肺のヘリウム濃度と等しくなり、ガス濃度の変化が0.02%未満になった時点で検査は終了します。 FRCは、質量保存の法則に基づき、試験開始時のヘリウムガス濃度が試験終了時の同濃度になることを知ることで算出されます。 そして、ヘリウムガス希釈におけるFRCを解くために使用される方程式は、ヘリウムガスのFRCが、試験に使用された既知のガスの体積に、試験終了時のヘリウムガスの初期割合と最終割合の差を掛けたものに等しいことを述べています。 この結果は、試験終了時のヘリウムガスの最終分率で割るか、この方程式に記述されているようになります。 FRC = V1(FHe1-FHe2) / FHe2. ヘリウムと窒素ガス希釈法は、気流閉塞のある患者では、より低い肺容積またはTLCを測定するかもしれない；これは、これらの検査の両方が肺の換気の悪い領域を測定できないからである。

Nitrogen Gas Washout

窒素洗浄法は、患者に100％の酸素を与えて肺から窒素ガスを除去しTLCを計算するためにFRCを測るために用いられるガス希釈手法の一種でもある。 この検査では、患者に2つの一方向弁を持つマウスピースから呼吸をしてもらい、一方の弁で100％酸素を吸い込み、もう一方の弁で窒素ガス濃度と呼気量を測定するニューモタコグラフに息を吐き出すというものである。 検査は、まず患者さんの鼻をクリップで閉じてから1分間の潮解呼吸を行い、その後、呼気終了時に100％の酸素ガスを送り込みます。 この検査は、肺からの窒素洗浄が完了するまでの推定時間である約7分間行われ、窒素ガス濃度が1.5%未満になった時点で検査は終了となる。 窒素洗浄がうまくいくのは、次の2つの理由からです。 1) 窒素ガスは大気中の気体の約78%を占め、ごく微量の窒素ガスが肺胞を通過して血液中に溶け込む 2) 肺から洗い流された窒素ガスの量は、肺の中の最初の窒素の量と等しい。 したがって、FRCは、洗い出された体積窒素と窒素ガス組織排泄量の差を、窒素ガス濃度の初期値と最終値の差で割ったもの、または式を解くことで算出できる。 FRC窒素ガス＝（洗い流された窒素ガス）-（窒素ガス組織排泄量）／初期-最終窒素ガス肺濃度。 窒素ガス洗浄検査は、プレチスモグラフィーの実施が困難な患者にとって、よりシンプルで簡単な検査であることに変わりはない。 窒素ガスウォッシュアウトを受けた閉塞性肺疾患患者は、肺容積測定とTLCを

Computed Tomography (CT)

Computed Tomography scan of thoraxは、X線画像を用いて肺容積を算出する方法である。 この検査では、胸部のCTスキャンを受ける過程で、仰臥位で寝たまま息を目一杯吸い込むように保持する必要があります。 胸部CTの終了後、各画像の軸方向断面積の総和にスライスの厚さを掛けてTLCを算出する。 肺機能検査が正常で、拘束性肺疾患（胸壁欠損、肺欠損、胸膜疾患による）のある患者の肺容積測定にCTを使用した場合、胸骨圧迫法およびヘリウムと窒素希釈法の両方で測定した肺容積と比較すると、FRC、RV、TLC値は同等であることが判明しています。 閉塞性肺疾患患者では、プレチスモグラフィとCTは肺体積の測定値が同等であるが、閉塞性肺疾患におけるヘリウムガスを用いたガス希釈法は、CT測定値と比較すると肺体積が過小評価される。 肺活量測定のためのCTスキャン法は、この方法が依然として高価であり、患者を不必要な放射線にさらすため、臨床の場ではあまり使用されていない。

スパイロメトリー

スパイロメトリーは、強制呼気1秒量（FEV1）および強制生命維持能力（FVC）を測定することにより肺機能の評価および肺疾患の診断に臨床現場でよく用いられる検査である。 スパイロメトリーの使用だけで、TLCを算出するための検査と誤解されがちですが、実際にはこの検査では最大呼気後の肺の残存空気量であるRVを測定することができません。 さらに、スパイロメトリーをTLCの計算に使用するには、プレチスモグラフィー、ガスダイリューション、ガスウォッシュアウト、またはRVを推定するためのX線画像検査と組み合わせる必要があります。