嬰幼兒功能殘氣量的預測模型構(gòu)建與評價

重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院兒科研究所，兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室，兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地，兒科學重慶市實驗室，重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院呼吸中心（400014）

夏林鶯 劉 莎 龔財惠 符 州△

嬰幼兒功能殘氣量的預測模型構(gòu)建與評價

重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院兒科研究所，兒童發(fā)育疾病研究教育部重點實驗室，兒童發(fā)育重大疾病國家國際科技合作基地，兒科學重慶市實驗室，重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院呼吸中心（400014）

夏林鶯 劉 莎 龔財惠 符 州△

目的 應用嬰幼兒體描儀測定功能殘氣量（plethysmographic functional residual capacity，F(xiàn)RCp），建立國內(nèi)嬰幼兒（≤2.5歲）的預計公式。方法 采用德國JAEGER嬰幼兒體積描記（簡稱體描）儀對來自重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院整形及泌尿外科的73名年齡范圍在11.61-125.13周的嬰幼兒，進行功能殘氣量的檢測。分析嬰幼兒肺功能相關(guān)影響因素，建立FRCp的多元線性回歸模型。并將該模型與國外相關(guān)模型進行對比。結(jié)果 多元線性回歸分析顯示，影響嬰幼兒FRCp的主要變量是年齡和性別（p＜0.05），其模型為：FRCp＝91.37+1.29×A+22.03×S；預計公式模型比較后顯示，本研究的FRCp模型及Nguyen TT的模型對本研究群體有較好的適用性。結(jié)論 本次研究建立的嬰幼兒體描儀測定的功能殘氣量的預計公式及Nguyen TT的預計公式適用于中國西南地區(qū)2.5歲以下兒童的FRCp預測，為呼吸系統(tǒng)發(fā)育評估和疾病診治提供了參考。該公式在中國其他地區(qū)的適用性有待進一步證實。

嬰幼兒體積描記儀 功能殘氣量 多元線性回歸

嬰幼兒時期是肺與呼吸道的發(fā)育高峰期，亦是呼吸道疾病的高發(fā)期，安全準確地檢測其肺容量對于嬰幼兒肺發(fā)育情況的評估、疾病的診斷、病情嚴重程度的判斷，臨床療效的評價，疾病預后以及呼吸生理的研究均具有重要意義［1-2］。

我國常用的嬰幼兒肺功能檢測為潮氣呼吸檢測，但其不能直接評估肺容積大小。目前，嬰幼兒時期唯一可測的肺容量指標是功能殘氣量（functional residual capacity，F(xiàn)RC）。體積描記（plethysmography，簡稱體描）法是檢測FRC的金標準，嬰幼兒體積描記儀（baby body plethysmography）能測定身長≤90 cm嬰幼兒的FRC，因而彌補潮氣呼吸檢測的不足。

美國胸科協(xié)會（American Thoracic Society，ATS）和歐洲呼吸協(xié)會（European Respiratory Society，ERS）相繼頒布了一系列關(guān)于嬰幼兒體描測試儀器和操作方法的指南［3-7］，但目前仍缺乏適用于中國體描指標的相關(guān)正常參考值或預計值公式，由于種族和地區(qū)的差異，國外的體描指標的預計公式是否適合中國的嬰幼兒，有待進一步確證。因此，本次研究通過分析嬰幼兒肺功能的影響因素（年齡、性別、體重和身長）［4，8-10］，探索性地建立嬰幼兒體描儀測定的功能殘氣量（plethysmographic functional residual capacity，F(xiàn)RCp）的預計值公式。

材料與方法

1.研究對象

2014年4月到2015年7月，在重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院的整形外科和泌尿外科收治的89名2.5歲以下嬰幼兒（男性51人，女性38人），均來自我國西南地區(qū)（包括重慶、四川、云南和貴州）。所有研究對象均無先天性肺疾患，所患疾病不影響肺功能，如手足畸形、隱睪。研究對象的父母均為中國人，平時無反復呼吸道感染且在肺功能檢測前3周內(nèi)無上呼吸道感染史，家族中無哮喘等過敏性疾病家族史，家庭中無吸煙者。本研究獲得了重慶醫(yī)科大學附屬兒童醫(yī)院倫理委員會審批，且檢測前均征得患兒家屬的知情同意。

2.測量方法

檢測方法：用德國 JEAGER公司生產(chǎn) Master-Screen Babybody Plethysmograph（CareFusion Germany 234 GmbH，H?chberg，Deutschland）進行測定。①檢查前，常規(guī)記錄性別、出生年月，依照衛(wèi)生部門對于三歲以下嬰幼兒常規(guī)測量的操作規(guī)范，對小兒的身長及體重進行測量；另外，鎮(zhèn)靜藥物選用10%水合氯醛，口服0.5ml／kg，清除鼻咽部分泌物，使小兒仰臥于體描箱操作平臺上、頸部稍向后伸展，使呼吸道通暢，通過潮氣呼吸檢測輔助判斷睡眠情況，待其安靜睡眠后，開始功能殘氣量的測定；②測定時，每次氣流阻斷前至少記錄5次完整的呼吸；測量過程中，氣道阻斷前后呼氣末水平的變化百分比（d-EEL%）作為判斷面罩周圍是否漏氣的參數(shù)。③質(zhì)控：當d-EEL% ＞10%時，提示存在漏氣，則該次FRC的測量值不可用于后續(xù)的分析；箱壓-口壓圖平行于對角線，若出現(xiàn)嚴重扭曲提示聲門關(guān)閉，則該圖形對應的測量結(jié)果不進入后續(xù)分析；每位嬰幼兒需至少有兩次FRCp的有效測量結(jié)果，三次有效測量結(jié)果之間的差異應控制在0～10%之間，僅有兩次測量結(jié)果的差異應控制在0～5%之間。

3.測量參數(shù)

①身長（L）；②體重（W）；③體描儀測量的功能殘氣量（FRCp）。

4.統(tǒng)計學處理

以功能殘氣量的實測值作為方程的因變量，以性別（S）、年齡（A）、身長（L）、體重（W）為自變量，作多元逐步回歸，建立線性多元回歸方程。變量選擇閾值設(shè)定為入選變量p＜0.05，剔除變量P＞0.10，方程中自變量個數(shù)相同時以擬合方程的決定系數(shù)R2值最大為最佳預計方程。同時依據(jù)本研究的原始數(shù)據(jù)采用文獻報道的方程模型形式，重新構(gòu)建了相應的新預計方程。將本研究構(gòu)建的方程與國外文獻中相應年齡范圍的正常嬰幼兒體描方法檢測的功能殘氣量的方程以及以本研究數(shù)據(jù)構(gòu)建的新模型進行比較，并采用相對預測誤差（%）＝|預計值-實測值|／預計值×100%的平均值，以評價各預計公式的優(yōu)劣。所有數(shù)據(jù)均采用SPSS18.0分析。

結(jié) 果

1.測量指標

2014年4月到2015年7月于我院整形外科及泌尿外科收治的2.5歲以下嬰幼兒89名，其中5人鎮(zhèn)靜失敗，4人僅有兩次測量結(jié)果且測量結(jié)果之間的差異大于5%，2人箱壓-口壓圖明顯扭曲，5人僅有一次有效結(jié)果。最終有效測量73名（男45人，女28人），其中小于6月齡的患兒7人，6月齡～12月齡患兒21人，12月齡～24月齡患兒40人，＞24月齡患兒5人。基礎(chǔ)信息及各項測量信息見表1。

表1 73名嬰幼兒年齡分布與測量指標的分布

2.模型構(gòu)建

年齡、身長、體重與FRCp的Q-Q圖見圖1，圖形散點基本上分布在對角線上，滿足回歸分析建模條件。

圖1 Q-Q圖

分別以性別、年齡、身長和體重為自變量，以FRCp為因變量，進行直線回歸分析，建立4個直線回歸模型，結(jié)果顯示性別、年齡、身長和體重與FRCp有明顯關(guān)聯(lián)關(guān)系。進一步采用逐步回歸分析方法篩選變量，入選變量標準為p＜0.05，剔除變量標準為P＞0.10。最終年齡和性別進入模型，分析結(jié)果見表2。

3.FRCp實測值與文獻報道的模型的比較

以本研究的原始數(shù)據(jù)依據(jù)國外的方程模型形式構(gòu)建相應的新的預計方程后，將本研究構(gòu)建的方程與國外文獻中的方程以及以本研究數(shù)據(jù)構(gòu)建的新模型進行比較。

表2 73例嬰幼兒功能殘氣量回歸分析結(jié)果

表4 文獻報道的FRCp預計公式比較分析

討 論

本次研究中，通過體描儀對平靜自主呼吸狀態(tài)下嬰幼兒的肺功能進行測定，并結(jié)合影響肺功能發(fā)育的相關(guān)因素建立了多元回歸模型。可為我國嬰幼兒肺部疾病的臨床評估提供參考標準。

肺功能正常的嬰幼兒FRCp環(huán)由多條斜率直線圍繞標準斜率直線走行，圖形為密閉的。在今后的研究中可對典型的阻塞性肺功能障礙的患者的功能殘氣圖進行采集，從圖像特點上分析阻塞情況。

在構(gòu)建預計公式時，為了便于對最終結(jié)果的解釋，未對自變量作變量變換或?qū)ψ兞孔鞒朔e，以保證公式中不會出現(xiàn)同一變量的不同形式，或出現(xiàn)任意兩個高度相關(guān)的變量。從本研究的預計公式可知，嬰幼兒功能殘氣量與年齡呈正相關(guān)；FRC是由胸廓向外和肺向內(nèi)的彈性回縮力的平衡位置決定的，是評估嬰幼兒肺發(fā)育的重要指標［7］。成人仰臥位時FRC占成人總肺容積的30%～35%，新生兒由于胸壁順應性高，F(xiàn)RC較小，僅占總肺容積的10%～15%［11］。因此隨著年齡的增長，F(xiàn)RC逐漸增大。關(guān)于性別對功能殘氣量的影響，其原因可能是由于男性的功能殘氣量高于女性［12］，也可能是由于研究樣本中男性的年齡大于女性17.06（95%CI 6.00～28.12），導致最終的公式中存在性別差異。所以FRCp是否存在性別差異，仍需進一步擴大樣本量，對數(shù)據(jù)進行收集、分析和驗證。

通過與國外報道的體描法測定的肺功能預計公式進行比較后，發(fā)現(xiàn)Nguyen TT［8］于2013年所報道高加索人種的預計公式對本次研究的肺功能指標有較好的適用性，且其研究中收集了98例年齡跨度在2.6～104.7周的嬰幼兒，與本次研究的年齡范圍相近，進一步以本研究的原始數(shù)據(jù)依據(jù)文獻中的模型形式構(gòu)建方程，發(fā)現(xiàn)其預計結(jié)果與實測值差異最小，且校正R2最大。ATS／ERS建議［4］各個肺功能室根據(jù)自己的實際情況，測定適合自己種族或地區(qū)的正常參考值，或設(shè)立正常對照組來做疾病研究，因此本報道中的預計公式及以Nguyen TT［8］為模型構(gòu)建的新模型更適用于中國尤其是西南地區(qū)嬰幼兒FRCp的臨床判斷。

本次研究建立的嬰幼兒體描儀測定的功能殘氣量的預計公式適用于中國西南地區(qū)2.5歲以下嬰幼兒的FRCp預測，為呼吸系統(tǒng)發(fā)育評估和疾病診治提供了參考。本文仍存在一些問題，如性別差異，男性多于女性，且年齡大于女性，年齡組別的人數(shù)不均等等，需進一步納入樣本，均衡組間及年齡組別間的差異。由于本研究為單中心研究，收入的樣本主要來自中國西南地區(qū)，其在中國其他地區(qū)的適用性有待進一步證實。

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Predictive Modeling and Evaluation for Plethysmographic Measurements of Functional Residual Capacity in Infants and Young Children

Xia Linying，Liu Sha，Gong Caihui，et al.
（Department of Pediatric Research Institute，Children′s Hospital of Chongqing Medical University，Ministry of Education Key Laboratory of Child Development and Disorders，China International Science and Technology Cooperation Base of Child Development and Critical Disorders，Chongqing Key Laboratory of Pediatrics，Center of Respiratory Medicine，Children′s Hospital of Chongqing Medical University（400014），Chongqing）

Objective To develop reference equations for plethysmographic function residual capacity（FRCp）in Chinese infants and young children during the first 2.5 years of life.Methods FRCp were measured using the Jaeger Baby body system with standardized protocols.73 Chinese infants（age：11.61-125.13w）were recruited from plastic surgical department and urology surgical department of pediatrics at Children′s Hospital of Chongqing Medical University.Reference equation of FRCp was built using multiple regression model.Comparison of application among various foreign equations in our data was assessed.Results Reference equations adjusted for age and sex were built，shown as FRCp＝91.37+1.29×A+22.03×S；the comparison results suggested that our predictive equation are more applicable to children from Southwest China.Conclusion The current equations are applicable in Southwest China to children up to 2.5 years old，using the same commercially available equipment，which facilitating the clinical interpretation of lung function in infants and young children.The extent to which these equations are applicable to infants and young children for other parts of China needs further investigation.

Baby body plethysmogrpahy；Functional residual capacity；Multiple regression

△通信作者：符州，Email：fu_zhou7979＠sina.com

郭海強）