兩種便攜式檢測儀測定哮喘患兒呼出氣一氧化氮結果一致性分析

李碩 沙莉 宋欣 劉傳合

首都兒科研究所附屬兒童醫院變態反應科 哮喘防治中心與肺功能室,北京 100020

支氣管哮喘 （哮喘）是兒童時期常見的慢性呼吸系統疾病之一,本質是多種細胞和細胞組分參與的慢性非特異性炎癥及其導致的氣道高反應性。根據誘導痰細胞學分類,哮喘可分為嗜酸粒細胞型、中性粒細胞型、混合粒細胞型和寡細胞型4種表型。我國65.4%的哮喘患者對1種及以上的變應原皮膚點刺試驗呈陽性結果[1]。兒童哮喘患者中總IgE升高或過敏原檢測陽性的比例亦很高[2-3]。

傳統的氣道嗜酸粒細胞性炎癥檢測方法包括支氣管肺泡灌洗液或誘導痰中嗜酸粒細胞計數,前者為侵入性的診斷方法,難以常規應用于兒童患者,后者雖然為無創性,但操作較為繁瑣復雜,費時費力,且存在年齡要求,需6歲以上才能配合完成；呼出氣一氧化氮 （fractional exhaled nitric oxide,FeNO）的檢測具有無創便捷,結果可靠,重復性好,是理想有效且無創性評估氣道嗜酸粒細胞性炎癥的檢測手段[4]。臨床應用較為廣泛的FeNO 檢測設備為進口的尼爾斯NIOX VERO?FeNO 檢測儀,目前全球各相關指南推薦FeNO 臨床應用的界值亦基于NIOX?設備檢測出的數據制訂,是FeNO 檢測及臨床診斷的金標準。國內RuiBreath（瑞譜斯?）FeNO 測定系統,其檢測原理與尼爾斯NIOX VERO?FeNO 相同。本研究目的是比較2種FeNO 檢測儀檢測結果的一致性,為臨床應用提供依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2019年6ˉ10月在首都兒科研究所附屬兒童醫院變態反應科門診就診并確診兒童哮喘患者97 例,男57 例,女40 例,年齡（10.0±2.8）歲,年齡范圍為5～16歲。年齡分布5～10歲56例,其中男28 例,女28 例；11～16歲41例,其中男29例,女12例。

排除理解能力欠佳、口腔嚴重畸形、存在其他基礎疾病,不能正確配合完成檢查的患者。所有研究對象均采用RuiBreath 和NIOX 的FeNO 檢測儀,進行FeNO 的測定。

1.2 研究方法

1.2.1 不同Fe NO 檢測儀的技術信息 兩種一氧化氮檢測儀均通過電化學方法進行檢測,即通過收集人體呼出氣體到氣室中存儲,然后將收集氣體輸送到一氧化氮傳感器,使傳感器產生電信號,電信號經過信號處理電路處理,轉換并獲得呼出氣體中一氧化氮含量,其他參數比較見表1。

表1 2種Fe NO 檢測儀的技術參數對比

1.2.2 FeNO 的測定 所有患兒均采用NIOX 和RuiBreath 2種FeNO 檢測儀進行測定,檢測順序隨機,間隔5 min,使受試者有充分恢復,再通過另一臺設備進行檢測。檢測流程依據ATS制訂的指南中檢測FeNO 質控標準要求進行[5-6]：（1）根據儀器的使用說明,測量前對受試者進行詳細充分的操作指導,通過采用動畫演示使受試者了解檢測方法及注意事項；（2）首先深呼氣,避免肺內氣體對NO 檢測結果的影響；手持手柄,口含緊過濾器,深吸氣吸入已濾過環境中的NO 氣體至肺總量位后,隨后以一定流速勻速呼氣,可視窗中動畫顯示動畫移動前行,穩定處于中間位置,亦即勻速維持在50 ml/s,10歲以下兒童選擇持續6 s,10歲以上兒童默認10 s；完成檢測,等待計算結果。

1.3 統計學分析 采用SPSS 19.0軟件進行統計學分析,對所有資料進行正態性檢驗,非正態分布數據以M（QR）表示,組間比較采用秩和檢驗。運用Bland-Altman分析法進行數據的一致性分析。不同炎癥水平患者兩種儀器檢測結果的比較使用非參數Wilcoxon秩和檢驗。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2種FeNO 測定儀測定Fe NO 97例哮喘患兒采用NIOX 所測得FeNO 水平的中位數為35.0（53.5）ppb,采用RuiBreath測得FeNO 水平的中位數為34.0 （47.5）ppb,二者的FeNO 差異無統計學意義（Z＝ˉ1.944,P＝0.052）。使用2組數據獲取散點圖,散點圖顯示兩者分布相似,見圖1。

圖1 NIOX 與RuiBreath 2種儀器測量獲得FeNO 值的散點圖

2.2 2種測定儀測定FeNO 一致性 運用Bland-Altman分析法對2種測定儀測得的FeNO 值進行一致性分析,結果顯示絕大部分差值 （93.0%以上）在兩者差值均值的95.0%一致性界限內,說明兩者的測定值之間具有較好的一致性。

2.3 2種儀器測定不同炎癥水平患兒FeNO 結果比較 依據ATS推薦的 “FeNO 水平在哮喘管理的臨床意義”,提示FeNO 水平與Th2通路介導的嗜酸粒細胞性炎癥顯著相關[7],如FeNO≥35 ppb,說明炎癥未得到控制,FeNO 處于高水平；而FeNO＜20 ppb可視為正常或炎癥控制,20～35 ppb 僅輕微升高或接近控制,均屬于低水平FeNO,因此均可視為正常或緩解期。將測得FeNO 值按低水平FeNO 值 （FeNO＜35 ppb）和高水平FeNO 值（FeNO≥35 ppb）患兒分開觀察后,進一步分析的結果顯示,無論在低水平還是高水平FeNO 值中,2種分析儀所測的結果之間差異均無統計學意義（P值均＞0.05）,見表2。

表2 2種儀器測定不同炎癥水平患兒FeNO 結果比較 [M（QR）]

2.4 不同分析儀的患兒感受 兩儀器從手持手柄、連接咬嘴、動畫設計、計算時間等方面均相似。詢問患兒做兩個不同檢測的舒適程度亦接近,呼氣過程中RuiBreath測定儀屏幕動畫清晰,但感覺呼氣阻力較大；NIOX 演示簡單易懂,但屏幕較小,需近距離觀看,對于吸氣的要求不充分,稍有吸氣即可觸發呼氣。

3 討論

FeNO 測定可協助哮喘疾病的診斷、判斷是否嗜酸粒細胞性炎癥類型、指導用藥、監測哮喘病情和評估預后等[1-2],亦被全球哮喘防治創議指南推薦用于指導臨床診療[8]。Fe NO 檢測技術歷經20多年發展歷史,FeNO 檢查技術過程簡單方便,結果可靠、精確且重復性好,是理想有益的評估氣道疾病的檢查方法。本研究旨在比較使用美國技術的FeNO 測定儀RuiBreath和金標準的NIOX 測定儀兩者檢測結果的一致性,為臨床應用提供參考。

RuiBreath和NIOX 2種測定儀具有很多相似之處：原理相同,均采用電化學方法；同為便攜式,避免了固定式儀器需定期校正和質控繁瑣的問題；內置傳感器,每一傳感器可完成500份次；兩儀器測試的流程均符合ATS/ERS標準,配置的控制流速的動畫相似,測試方法一致。

本研究通過Bland-Altman分析法對兩臺測定儀測得的FeNO 值進行一致性分析,結果絕大部分差值（93.0%以上）在兩者差值均值的95.0%一致性界限內,說明兩儀器的測定值具有較好的一致性。

國外的類似研究顯示,便攜式測定儀測得的FeNO 值與標準的NIOX 所得結果具有可比性,一致性良好[9]。便攜式設備由于方便和易于使用,更適合基層醫療機構和進行流行病學現場調查。結合COPD 評估測試評分和肺功能指標分析哮喘控制情況,RiuBreath在鑒別哮喘控制能力方面略低于NIOX。有學者認為,Fe NO 值受測量所用設備的影響,不同生產廠家、不同檢測技術均會造成FeNO 檢測數值的差異,故臨床判讀時應注意[10-11]。

此外,在檢測范圍方面兩者存在不同,NIOX的檢測范圍是5～300 ppb,RuiBreath的檢測范圍是5～500 ppb。本研究中納入的哮喘患兒的Fe NO值范圍在FeNO-NIOX 測定值為5～206 ppb,FeNO-RuiBreath為15～193 ppb。一般而言,隨著FeNO 測定值的增加,精準度的變異也會增大,如NIOX 檢測范圍＜50 ppb 時,精準度在±5 ppb,而≥50 ppb則在±10.0%。我們以NIOX儀器所得結果作為參照,將測得FeNO 值分為低水平FeNO 值和高水平FeNO 值比較,無論在低水平還是高水平FeNO 值中,2臺FeNO 測定儀所測得的FeNO 值差異均無統計學意義,提示其所測得的FeNO 值的差異不隨FeNO 值的增加而改變,因此即便在氣道炎癥程度明顯升高的哮喘患者中,兩臺測定儀亦均可準確可靠地反映其氣道炎癥的真實水平。

本研究為單中心研究初步觀察,存在一定局限性,納入病例樣本量相對小,可能存在一定的選擇偏倚；亦未進行檢測時間上的質控,Mattes等[12]研究中觀察到FeNO 檢測值可能會受人體晝夜節律影響；納入的研究對象均為確診的兒童哮喘患者,未納入健康受試者,未來尚需進一步工作加以彌補,并最終明確其可靠性。

本研究表明,NIOX 與RuiBreath 2臺測定儀所測的FeNO 值具有一致性,在不同炎癥水平患者,其檢測出的FeNO 值之間差異無統計學意義。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突