脈沖振蕩法在阻塞性通氣功能障礙中的應用

張 麗 萬毅新 王曉平 (蘭州大學第二醫院呼吸科，甘肅 蘭州 730030)

慢性阻塞性肺疾病(COPD)具體病因尚不明確，但認為與肺部對香煙煙霧等有害氣體或有害顆粒的異常炎癥反應有關〔1〕。COPD的病理生理異常包括小氣道功能受損、肺充氣過度、黏液分泌過多，這些均可導致氣流受限〔2〕。肺通氣功能測定是評價通氣功能障礙的金標準，其中用于判斷有無阻塞性通氣功能障礙的指標主要是第1秒用力呼氣量(FEV1)/用力肺活量(FVC)。但常規肺通氣功能測定需要患者努力配合，是用力依賴性檢查。強迫振蕩技術(FOT)是用于肺功能檢測的一種類型，COPD患者中FOT測定與常規肺功能有很大的相關性，尤其在診斷COPD輕度患者中敏感度很高，但電抗測定在疾病嚴重程度分級上更有價值〔3〕。脈沖振蕩法(IOS)是發展于FOT的測定呼吸阻抗的一種新方法〔4〕。它能分別測出黏性阻力、彈性阻力和慣性阻力的變化，了解大氣道、小氣道以及肺組織的功能狀態，是集脈沖強迫振蕩遠離和計算機頻譜分析技術于一體的新儀器設備。近年的研究結果表明〔5〕，應用IOS測定一系列呼吸阻抗值，也可以判斷患者有無阻塞性通氣功能障礙，與常規肺通氣功能測定相比，具有無禁忌證，重復性好，對患者的配合要求不高，不需用力呼氣等優點。IOS已成功應用于臨床評價藥物療效〔6〕;支氣管舒張試驗表明IOS比FEV1在評價支氣管舒張劑對肺功能的影響方面更敏感〔7〕;此外IOS可用來診斷COPD〔8〕。不同作者對IOS測定結果的敏感性和特異性有較大爭議。本文擬探討IOS哪個參數與氣流阻塞程度最相關。

1 對象與方法

1.1 研究對象 2009年1月至2011年1月我院進行常規肺功能及IOS肺功能測定的門診和住院COPD患者200例，其中男120例，女80例，年齡(68±7.47)歲;100名健康成人為健康組，年齡(65.2±4.8)歲。

1.2 方法 應用德國耶格公司的Master Screen肺功能儀進行常規肺功能及IOS測定，儀器的技術參數滿足ATS和ERS制定的標準，并提供5 Hz時氣道阻力(總氣道阻力R5)、20 Hz時氣道阻力(中心氣道阻力R20)等參數的預計值公式〔9〕。IOS操作按照ERS推薦的標準H1，即患者取坐位，坐正、坐直，頭稍上抬，頸伸直，夾鼻夾，雙手掌壓住頰部以防漏氣和腮部振動，用牙齒咬緊一次性口器，全身放松，在呼吸曲線平穩的情況下，自主平靜呼吸 40～50 s。指標選用 FEV1、FEV1/FVC、肺總量(TLC)、殘氣量(RV)、R5、R20、R5－R20、X5及結構參數圖中的中心阻力(RC)和周邊阻力(RP)。

2 結果

2.1 兩組IOS測定指標值及其與肺功能指標相關關系 見表1～3。COPD組共振頻率(Fres)、呼吸總阻力(R5)及5 Hz與20 Hz黏性阻力差值(R5－R20)明顯高于健康組，5 Hz蕩頻率電抗(X5)明顯低于健康組。R5、R5－R20、RC和 Fres分別與 FEV1呈顯著負相關(r值為－0.284～－0.553，P值均＜0.01);X5與FEV1呈顯著正相關，尤其FEV1與X5、Fres的相關性最強，相關系數r分別為0.419、－0.553。R20與其中任何一項指標均無相關性。TLC 與 R5(r=0.216，P ＜0.01)、R5－R20(r=0.250，P＜0.01)、X5(r= －0.180，P ＜0.05)、Fres(r=0.154，P ＜0.05)均相關。RV 與 R5(r=0.222，P ＜ 0.01)、R5－R20(r=0.282，P ＜0.01)、X5(r= －0.241，P ＜0.01)、Fres(r=0.249，P ＜0.01)、RP(r=0.181，P ＜0.05)均相關。

2.2 氣流阻塞程度與IOS測定指標值的關系 健康青年人Fres一般不超過10 Hz，隨年齡增大可有所增加，但一般不超過15 Hz，R5和R20大于150%預計值、X5實測值大于預計值－0.2為陽性標準。Fres檢出氣流阻塞的陽性率最高，其次為X5，R20很低。Fres、X5和R5診斷氣流阻塞的敏感性分別為99.9%、94.5%、49.0%，并且隨著阻塞程度加重，敏感性也增高，而X5診斷氣流阻塞的特異性最高。見表4。R5、X5和Fres與氣流阻塞指標FEV1，充氣過度的指標 (TLC、RV)顯著相關。但是R20與任何測量值之間無相關性。電抗X5與FEV1呈最強正相關。

表1 兩組常規肺功能檢測結果比較(±s)

表1 兩組常規肺功能檢測結果比較(±s)

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表2 兩組IOS檢測結果比較(±s)

表2 兩組IOS檢測結果比較(±s)

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表3 COPD患者IOS檢測指標與常規肺功能檢測指標的相關性分析(相關系數r)

表4 氣流阻塞程度與IOS測定指標值的關系〔n(%)〕

3 討論

COPD患者肺功能受損程度與其發病不同階段有關，而呼吸驅動、氣道阻力及肺功能的測定可幫助了解患者基本情況和受損程度。傳統肺功能是以FEV1/FVC、FEV1%來評估氣道阻塞程度，但不能區分其阻塞部位，忽略了通氣驅動壓的作用，并且阻塞性通氣疾病均可發生FEV1的下降，特異度不高;此外，由于需要用力呼吸及很好的配合，故其重復性較差，中重度COPD患者經常不能耐受。IOS檢測的呼吸阻抗是在FOT基礎上對脈沖振蕩下的靜息呼吸進行頻譜分析，以此來測定呼吸阻抗的各組成部分的一種新的肺功能測定方法。

FEV1是公認的評價氣流阻塞程度的指標。然而本研究的主要發現是IOS電抗測定比阻力測定更能反映COPD患者氣流阻塞所導致的肺部力學改變，R20與氣流阻塞的嚴重程度無關。本發現與Di Mango等〔3〕的研究結果一致，在COPD患者中電抗測定比阻力測定更能反映氣流阻塞的程度。當FEV1/FVC＜70%時，存在阻塞性通氣功能障礙，反映總氣道阻力的指標(R5)和反映周邊阻力的指標(RP)也顯著升高，但電抗X5顯著降低，反映中心氣道阻力的指標(R20、Rc)增高幅度不大。這與其他研究者的結果相似〔10〕，表明IOS測定肺功能可以是常規通氣功能測定的補充，用于判斷有無氣流阻塞及氣流阻塞的程度。R5－R20、RP、X5在評價阻塞性通氣功能障礙中的意義較大，尤其是X5的診斷價值最大，結果最可靠，與常規通氣功能測定指標的相關性也最好，提示X5主要反映周邊氣道的阻塞，對支氣管舒張反應最敏感，其敏感性與 FEV1相似〔10，11〕。COPD主要表現為周邊氣道阻力增大〔7，12〕;電抗X反映的肺順應性有時間限制從而體現了動態順應性的改變降低，因此X主要反映周圍氣道的改變。COPD患者電抗中 X5降低最為明顯，提示COPD周邊氣道阻塞非常顯著〔5，8〕。根據IOS檢測結果分析，COPD主要表現為以周邊氣道阻力增大為主，同時伴有不同程度的中心氣道阻力增大，周邊氣道阻塞明顯，動態肺順應性下降，這些均符合兩種疾病的病理生理特點。本研究提示X5為診斷氣流阻塞最敏感的指標，這一點與國外的研究結果一致〔13〕，由此說明X5是診斷氣流阻塞的最有價值的指標。另外，研究結果亦顯示〔14〕，Fres是IOS參數中診斷COPD的最敏感指標，與此相一致，本研究發現，Fres診斷COPD的敏感度最高，與FEV1%的相關性最強，但其特異性低于X5。R5－R20、RP也與FEV1%呈較好的相關性，表明它們可以用來判斷氣流阻塞程度，并且它們診斷氣流阻塞亦有較高的敏感度和特異度。因此，如能結合X5綜合判斷，則診斷阻塞性通氣功能障礙的價值更大。

總之，IOS檢測呼吸阻抗的方法簡便直觀，能夠直接測定氣道阻力，既無創傷，重復性又好;并且其結果能比較全面地反映患者的呼吸生理，能夠較為形象地區分阻塞部位、嚴重程度。對COPD患者，IOS檢測呼吸阻抗方法是判斷氣道阻塞的敏感指標，與常規肺功能有很好的相關性，可以與FEV1相結合判斷阻塞性通氣功能障礙患者的氣道阻塞程度。

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