脈沖振蕩法測定呼吸阻抗指標在支氣管哮喘診斷中的應用

趙珊，王浩彥( 北京市房山區良鄉醫院，北京040;首都醫科大學附屬北京友誼醫院)

脈沖振蕩法測定呼吸阻抗指標在支氣管哮喘診斷中的應用

趙珊1，王浩彥2
( 1北京市房山區良鄉醫院，北京102401;2首都醫科大學附屬北京友誼醫院)

摘要:目的探討脈沖振蕩法( IOS)測定呼吸阻抗參數在支氣管哮喘診斷中的應用價值。方法對48例哮喘患者(哮喘組)和21例健康體檢者(對照組)采用IOS測定呼吸阻抗指標，并行常規肺通氣功能測定;比較兩組呼吸阻抗指標及常規肺通氣功能參數;對兩組肺通氣功能參數進行相關性分析;采用受試者工作特征( ROC)曲線分析IOS對支氣管哮喘診斷有意義的指標。結果哮喘組IOS指標5 Hz黏性阻力( R5)、20 Hz黏性阻力( R20)、5 Hz和20 Hz黏性阻力差( R5-R20)、共振頻率( Fres)、低頻下電抗面積( Alx)均高于對照組( P＜0.05或＜0.01)，而5 Hz頻率時的周邊彈性阻力( X5)低于對照組( P＜0.01)。相關性分析結果顯示，R5、R5-R20、Fres、Alx與常規肺通氣功能指標第一秒用力呼氣容積占預計值的百分比、第一秒用力呼氣量占用力肺活量的百分比、峰流速占預計值的百分比、最大呼氣中期流速占預計值的百分比均呈負相關( P均＜0.01) ; X5與以上各指標均呈正相關( P均＜0.01) ; R20與常規肺通氣功能指標無相關性( P均＞0.05)。ROC曲線下面積Fres＞X5＞R5、Alx＞R5-R20＞R20。呼吸阻抗指標對于支氣管哮喘的診斷具有較高的準確性，其中敏感度最高的參數為eFres，特異度最高的參數為eR5-R20。結論IOS與常規肺通氣功能各指標有很好的相關性，其測定的呼吸阻抗指標診斷支氣管哮喘的準確性較高。

關鍵詞:脈沖振蕩法;支氣管哮喘;肺功能

氣道高反應性( AHR)是支氣管哮喘(簡稱哮喘)的重要特征，可間接反映氣道炎癥的程度，同時有助于哮喘的流行病學研究以及平喘藥的療效評定，對哮喘的病情發展判斷和治療效果也有重要意義［1］。常規肺通氣功能檢查可判斷AHR，但測定時需患者用力呼吸，而最大吸氣和呼氣動作可引起氣道平滑肌復雜的反射性變化、參數的變化以及支氣管的舒縮效應［2］，會對結果的判定產生一定影響。脈沖振蕩( IOS)法是測定呼吸阻抗的新方法，具有操作簡單，方便，無需患者用力，無痛苦，無禁忌證等優點，近年在測定氣道阻力等方面逐漸顯示出優勢。本研觀察IOS法測定呼吸阻抗參數在哮喘診斷中的應用。

1　資料與方法

1.1臨床資料哮喘組為2012年3～10月北京友誼醫院及良鄉醫院門診收治的48例哮喘患者，其中男23例、女25例，年齡18～72( 53.03±6.21)歲，病程1～30年。納入標準:符合GINA及中華醫學會呼吸分會支氣管哮喘防治指南診斷標準［1，3］;肺功能檢查前72 h未使用過H1受體拮抗劑及腎上腺皮質激素類藥物;肺功能檢查前20 h未使用長效吸入型抗膽堿能藥物( LAMA)及吸入型長效β2受體激動劑/激素( LABA/ICS)復方制劑;肺功能檢查前4 h未使用短效吸入型抗膽堿能藥物及短效吸入型β2受體激動劑。排除標準:①患有其他肺部疾病如支氣管擴張癥、肺結核、間質性肺病、細支氣管炎、囊性纖維化、胸廓畸形等;②嚴重心功能不全、惡性心律失常及未控制的高血壓;③近1個月內有不穩定性心絞痛、心肌梗死病史;④嚴重肝腎功能不全患者;⑤惡性腫瘤及活動期的自身免疫性疾病;⑥近期有嚴重手術外傷、嚴重感染史及影響活動的下肢骨關節疾病;⑦腦血管疾病后遺留肢體活動障礙、認知障礙或精神異常。選擇同期健康體檢者21例作為對照組，其中男11例、女10例，年齡20～70 ( 52.72 ±11.01)歲;無慢性心肺疾病病史; 1個月內無呼吸道感染病史;體檢心肺無異常。兩組性別、年齡具有可比性。

1.2常規肺通氣功能檢查采用masterScreen BODY肺功能儀(德國，JAEGER公司)。受試者端坐位，鼻夾夾鼻，口唇緊密包繞口含嘴，避免口鼻漏氣。檢測指標:第一秒用力呼氣容積( FEV1)占預計值的百分比( FEV1%)、第一秒用力呼氣量占用力肺活量的百分比( FEV1/FVC) %、峰流速( PEF)占預計值的百分比( PEF % )、最大呼氣中期流速

( MMEF)占預計值的百分比( MMEF%)。質量控制:嚴格按照ATS/ERS的肺活量測定指南操作，重復操作3次的呼氣容積/時間曲線合格，要求曲線之間的變異≤5%或≤100 mL，選擇FEV1最高值及其所處操作的其他指標。

1.3呼吸阻抗相關指標檢測采用mostGraph-01肺功能測試儀(日本，CHEST公司)。受檢者端坐位，鼻夾夾鼻，口唇緊密包繞口含嘴，避免漏氣;同時雙手輕壓頰部，頭部上抬，放松平靜呼吸，需重復檢測3次，檢查間隔1 min，取3次的平均值。采用IOS法測定呼吸阻抗指標: 5 Hz黏性阻力( R5，反映氣道總黏性阻力)、20 Hz黏性阻力( R20，反映中心氣道黏性阻力)、5 Hz和20 Hz黏性阻力差( R5-R20，反映外周氣道黏性阻力)、5 Hz頻率時的周邊彈性阻力( X5)，共振頻率( Fres)、低頻下電抗面積( Alx)。測量時保證患者呼吸曲線平穩，呼吸頻率正常，潮氣量正常，嘴角沒有漏氣且呼吸均勻。

1.4統計學方法采用SPSS19.0統計軟件。計量資料以珋x±s表示，組間比較用獨立樣本t檢驗，對各呼吸阻抗指標與常規肺通氣功能指標作Pearson直線相關分析，采用受試者工作特征( ROC)曲線選擇IOS法檢測的對哮喘診斷有意義的呼吸阻抗指標P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1常規肺通氣功能指標哮喘組FEV1% FEV1/FVC、PEF%、MMEF%均低于對照組( P均＜0.01)。見表1。

表1　兩組常規肺通氣功能指標比較(珔x±s)

2.2呼吸阻抗指標哮喘組R5、R20、R5-R20、Fres Alx均高于對照組( P＜0.05或＜0.01) ; X5低于對照組( P＜0.01)。見表2。

表2　兩組呼吸阻抗指標比較(珔x±s)

2.3呼吸阻抗指標與常規肺通氣功能指標相關性

R5、R5-R20、Fres、Alx與肺通氣功能指標FEV1%、FEV1/FVC%、PEF%、MMEF%均呈負相關( P均＜0.01) ; X5與以上各指標呈正相關( P均＜0.01) ; R20與常規肺通氣功能指標均無相關性( P均＞0.05)。見表3。

表3　呼吸阻抗指標與常規肺通氣功能指標的相關性分析( r值)

2.4 IOS測定呼吸阻抗指標診斷哮喘的價值各呼吸阻抗指標的ROC曲線下面積Fres＞X5＞R5、Alx＞R5-R20＞R20，其中參數eFres、eAlx、eX5、eR5的AUC均大于0.9，見插頁Ⅰ圖6。呼吸阻抗指標對于支氣管哮喘的診斷具有較高的準確性，其中敏感度最高的參數為eFres，特異度最高的參數為eR5-R20。見表4。

表4　 IOS呼氣相呼吸阻抗診斷哮喘的靈敏度和特異度

3　討論

IOS的基本原理基于強迫振蕩( FOT)的理論，是由脈沖發生器(即外置的IOS信號源)產生矩形的電磁脈沖，將其轉化為一定頻率的正弦型振動信號，施加于人體呼吸系統上，連續記錄一定振蕩頻率下的氣道壓力和流速，同時濾過自主呼吸產生的低頻部分，從而得到一系列呼吸阻抗參數。其中以5～35 Hz頻率下的呼吸阻抗最能反映人體的呼吸力學和生理變化。研究發現，健康成人的呼吸頻率為12～18次，相當于0.2～0.3 Hz，振蕩波與正常呼吸的潮氣量疊加后對呼吸形式的影響很?。?］。

IOS測定的呼吸阻抗參數包括呼吸阻力R和呼吸電抗X。有學者認為，哮喘患者的呼吸阻抗常表現為頻率依賴型，R抬高，以高頻R抬高為主;但常規肺通氣功能正常的哮喘患者則因為存在外周氣道炎癥而出現低頻、高頻R同時抬高，低頻R的抬高更明顯［5］。電抗X與呼吸系統的彈性和慣性阻力相關。低頻時X主要表現為彈性阻力，慣性阻力很

小，故X5反映的是周邊的彈性阻力。呼吸阻抗的實數和虛數共同構成有方向的矢量，兩者變化方向相反，在某一頻率處相互抵消，這就是Fres。Alx又稱低頻下的電抗面積，與X5與Fres相關，是指總呼吸電抗X在5 Hz至Fres之間所有頻率數值的整合及綜合，對呼吸阻力的變化最為敏感［6］。吳英等［7］的研究提示R5、X5與FEV1均有很好的相關性，其中以X5的相關性最好。

本研究發現，哮喘組各呼吸阻抗參數與對照組相比，差異具有統計學意義，與國外學者［8］的研究是相符的。其中R5、R20、R5-R20增加說明哮喘患者同時存在中心氣道與外周氣道阻力增加，而X5下降則是由于氣道炎癥造成平滑肌肥厚，氣道管徑減小導致氣道阻力增高，殘氣量增加，呼吸系統順應性下降，肺彈性阻力增高所致。國內也有學者認為，X5的敏感性是FEV1的兩倍［9］，能早期提示肺順應性的下降。而Fres、Alx明顯增大則提示支氣管順應性下降，表明哮喘患者不但有周圍氣道阻塞，而且有不同程度的中心氣道阻塞和周圍彈性阻力的增大。

本研究結果顯示，IOS測定的各呼吸阻抗指標與常規肺通氣功能指標有良好的相關性，Fres、Alx、X5相關性最佳，其次為R5、R5-R20。說明IOS各指標不僅可以反映FEV1%變化，亦可反映MMEF%的變化。哮喘患者發生AHR時，氣道炎癥不僅累及大中氣道，同時累及周邊氣道包括直徑＜2 mm的小氣道［10］。當小氣道發生炎癥時，會出現平滑肌收縮、組織水腫、容積增加導致小氣道阻塞。由于小氣道的解剖特點，臨床上部分癥狀不典型的哮喘患者早期肺通氣功能檢査反映大氣道功能的指標FEV1%、FEV1/FVC%均可在正常范圍內，僅存在小氣道功能異常。說明在哮喘早期或者哮喘緩解期可能僅存在小氣道阻塞。IOS測定的Fres、Alx、X5、R5、R5-R20均可敏感反映小氣道功能的變化，提示IOS檢測的呼吸阻抗指標對判斷早期小氣道功能異常有重要意義。Song等［11］報道，哮喘患者的FEV1%和呼氣峰流量與R5、R10、R20和R35有明顯相關性，本研究結果與其相符;常規肺通氣功能測定不可用時，處于IOS法測定呼吸阻抗指標可用于評價哮喘的控制情況。

本研究結果顯示，各呼吸阻抗參數的曲線下面積比較，Fres＞X5＞R5，Alx＞R5-R20＞R20。一項脈沖振蕩法診斷兒童哮喘的研究中發現，在同時行呼吸阻抗指標檢測( IOS法)和FEV1檢測的患者中，ROC曲線下面積比較，R10＞R5＞X5＞ALX＞FEV1［12］，本研究結果與其相符。Fres是診斷準確性最佳的參數。本研究敏感度最高的參數為Fres，特異度最高的參數為R5-R20，與王美琴［13］、許萍等［14］的研究相符。本研究結果呼吸相參數對于支氣管哮喘的診斷具有較高的準確性。

總之，IOS法測定的呼吸阻抗參數與常規肺通氣功能檢查相關指標在支氣管哮喘的診斷中具有良好的相關性及互補性，該方法簡便直觀，無創傷，能夠敏感反映哮喘患者氣道阻力的變化，全面反映患者的呼吸生理情況，可為哮喘的早期診斷提供幫助

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收稿日期:( 2015-02-06)

文章編號:1002-266X( 2015) 32-0059-03

文獻標志碼:B

中圖分類號:R562.2

doi:10.3969/j.issn.1002-266X.2015.32.024