脉冲振荡法测定慢性阻塞性肺疾病频繁急性加重表型的气道阻力表现

㊃论 著㊃
脉冲振荡法测定慢性阻塞性肺疾病频繁急性
加重表型的气道阻力表现
谢强 杨秋香 刘灵敏
曲靖市第一人民医院呼吸与危重症医学科655000通信作者:刘灵敏,E m a i l 135********@q q
c o m ʌ摘要ɔ 目的 探讨脉冲振荡法(I O S )气道阻力测定在鉴别慢性阻塞性肺疾病(C O P D )频繁急性加重表型中的作用㊂方法 回顾性病例对照研究㊂选取2017年3月至2019年8月曲靖市第一人民医院确诊的C O P D 患者,以上一年度急性发作次数,分为频繁急性加重表型组(n =32)与非频繁急性加重表型组(n =47),健康对照组为正常体检者30人,采用I O S 测定的气道阻力及频谱微分均值图,肺功能测定用力肺活量(F V C )㊁第1秒用力呼气容积(F E V 1)
㊁第1秒用力呼气容积占预计值百分比(F E V 1%p r e d )㊁F E V 1/F V C 等指标并比较㊂结果 频繁急性加重表型组较非频繁急性加重表型组吸-呼相X 5差值(ΔX 5)升高(0 14ʃ0 03比0 09ʃ0 03,P <0 05),电抗流量依赖性降低(-0 70ʃ0 13比-0 60ʃ0 09,P <0 05),2组F V C ㊁F E V 1㊁F E V 1%p r e d ㊁F E V 1/F V C ㊁黏性阻力总气道阻力㊁周边气道阻力,呼吸阻抗中周边气道弹性阻力(X 5)差异均无统计学意义(P 值均>0
05)㊂多重线性相关提示年发作次数与ΔX 5㊁改良版英国医学研究委员会呼吸困难量表评分呈正相关㊂结论 I O S 肺功能测定ΔX 5可用于
C O P
D 频繁急性加重表型的鉴别㊂
ʌ关键词ɔ 肺疾病,慢性阻塞性;表型;气道阻力;脉冲震荡法
D O I 10 3760 c m a j
c n 131368-20200710-00593M e a s u r e m e n t o f a i r w a y r e s i s t a n c e i n p a t i e n t sw i t hc h r o n i c o b s t r u c t i v e p u l m o n a r y
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f i m p u l s eo s c i l l o m e t r y s y s t e m I O S i nt h e d i a
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i c o b s t r u c t i v e p u l m o n a r y d i s e a s e C O P D M e t h o d s T h i ss t u d y i sar e t r o s p e c t i v ec a s e -c o n t r o l s t u d y P a t i e n t sw i t hC O P D d i a g n o s e di nt h e F i r s t P e o p l e 'sH o s p i t a l o fQ u
j i n g C i t y f r o m M a r c h2017t oA u g u s t 2019w e r e d i v i d e d i n t o f r e q
u e n t a c u t ee x a c e r b a t i o n p h e n o t y p e g r o u p n =32 a n d n o n -f r e q u e n ta c u t ee x a c e r b a t i o n p h e n o t y p e g r o u p t h ec o n t r o l g r o u p w a s30h e a l t h yp e o p l e T h ea i r w a y r e s i s t a n c ea n di n t r a b r e a t h g r a p hb y
i m p u l s e o s c i l l o m e t r y s y s t e m f o r c e dv i t a l c a p a c i t y F V C f o r c e de x p i r a t o r y v o l u m e i no n es e c o n d F E V 1 f o r c e de x p i r a t o r y v o l u m ei no n es e c o n da c c o u n t sf o r p r e d i c t e dv a l u e F E V 1%p r e d F E V 1
F V Cb y l u n g f u n c t i o ni n s t r u m e n tw e r e m e a s u r e da n dc o m p a r e d R e s u l t s T h e i n s p i r a t o r y -e x p i r a t o r y v a r i a t i o n s i nX r s a t 5H z Δx 5 i n t h e f r e q u e n t a c u t e e x a c e r b a t i o n p h e n o t y p e g r o u p w a s h i g h e r t h a n t h a t i nt h en o nf r e q u e n t a c u t ee x a c e r b a t i o n p h e n o t y p e g r o u p 0 14ʃ0 03v s0 09ʃ0 03 P <0 05 a n dt h er e a c t a n c e f l o wd e p e n d e n c ew a sd e c r e a s e d -0 70ʃ0 13v s -0 60ʃ0 09 P <0 05 T h e r ew a sn os i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i nF V C F E V 1 F E V 1%p r e d F E V 1 F V C % R 5 R 5-20 X 5b e t w e e nt h e t w o g r o u p s M u l t i p
l e l i n e a rc o r r e l a t i o ni n d i c a t e dt h a t t h en u m b e ro f a t t a c k s p e r y e a rw a s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t hΔX 5a n dt h es c o r e so fm o d i f i e d M e d i c a lR e s e a r c h C o u n c i l C o n c l u s i o n s T h e ΔX 5b y I O S c a n b e u s e d t oi d e n t i f y C O P D w i t h f r e q
u e n ta c u t e ㊃
3001㊃国际呼吸杂志2021年7月第41卷第13期 I n t JR e s p i r ,J u l y 2
021,V o l .41,N o .13Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
e x a c e r b a t i o n
ʌK e y w o r d sɔ P u l m o n a r y d i s e a s e c h r o n i co b s t r u c t i v e P h e n o t y p e A i r w a y r e s i s t a n c e I m p u l s e o s c i l l o m e t r y s y s t e m
D O I103760c m a j c n131368-20200710-00593
C O P D是常见的㊁多发的慢性肺部疾病,而C O P D在临床症状和体征㊁疾病发展㊁治疗效果及预后等方面存在很大的异质性,依据临床表现㊁影像学及病理生理学特点,C O P D被分为频繁急性加重型㊁C O P D-支气管哮喘重叠综合征㊁全身炎症型和肺气肿型等表型[1],其中以反复频繁发作为特征的,而与症状和气流受阻的程度无显著相关的这类人群被归为频繁急性加重表型[2-3],该型可加速肺功能㊁运动耐力及生活质量的下降,增加住院和死亡风险,但临床上缺乏有效的检查手段鉴别此类表型㊂
脉冲震荡法(i m p u l s eo s c i l l o m e t r y s y s t e m, I O S)是一种无创㊁简单㊁无需配合的气道阻力测定方法,能提供较多反映呼吸生理的参数[4],本研究对频繁急性加重表型的C O P D患者,通过临床症状评分和肺功能评估㊁I O S气道阻力测定,探讨频繁急性加重表型的气道阻力表现特点,以指导临床对此类表型患者的早期识别和干预㊂
1对象与方法
1.1研究对象回顾性病例对照研究㊂选取2017年3月至2019年8月曲靖市第一人民医院确诊C O P D,处于临床缓解期的79例患者,其中男52例,女27例,年龄(6243ʃ664)岁,年龄范围43~78岁,诊断标准符合慢性阻塞性肺疾病诊疗指南[5]㊂回顾既往病情,依据急性加重情况,即每年ȡ2次的呼吸道症状较基线症状加重,导致患者需调整治疗方案,在没有治疗的情况下,2次发作间隔时间至少6周,在治疗情况下间隔时间至少4周[6-7];将纳入的C O P D患者分为频繁急性加重组和非频繁急性加重组㊂其中频繁急性加重组32例,非频繁急性加重组47例㊂健康对照组为正常体检者30人㊂本研究所有患者均知情同意并签署知情同意书㊂
入选标准:(1)年龄40~80岁,符合慢性阻塞性肺疾病诊疗指南诊断标准者:有吸烟㊁环境污染及其他危险因素暴露史,存在慢性咳嗽或咳痰㊁持续性呼吸困难等症状,肺功能检查提示吸入支气管扩张剂后F E V1/F V C<070,并除外其他疾病;
(2)明确上一年急性加重次数及严重程度患者;(3)入选前至少4周没有急性发作的临床缓解期患者㊂
排除标准:(1)近1个月肺部感染;(2)合并哮喘;(3)合并严重心血管系统疾患;(4)不符合入选标准者㊂
1.2研究方法
1.2.1脉冲气道阻力测定先进行脉冲气道阻力测定(德国耶格公司m a s t e r c r e e n I O S),避免有力呼气对气道阻力测定造成影响,操作按照E R S 推荐方法,脉冲振荡肺功能检查:患者挺胸坐直,头保持水平,夹鼻夹,口唇包紧口器,双手拖住两颊,平静呼吸30s以上㊂待患者呼吸平稳后,开始测量,测量时间60s,共测3次,取平均值㊂测量过程中,如出现吞咽㊁声门关闭㊁漏气㊁鼻夹密封不严㊁不规则呼吸㊁过度通气等,给予舍弃,重新测量㊂重复3次,每次检查间隔为1m i n,共测定3次,以所测值相差小于10%为准,取最佳值㊂测定参数有共振频率(r e s o n a n c e f r e q u e n c y, F r e s)㊁测定呼吸阻抗中的黏性阻力总气道阻力(r e s i s t a n c e5,R5)㊁周边气道阻力(r e s i s t a n c e5-r e s i s t a n c e20,R5-20)㊁呼吸阻抗中周边气道弹性阻力(r e a c t a n c e5,X5)㊂并行频谱微分均值图分析,以5H z的d R/d V反映呼气阻抗容积依赖性,d R/d[V']反映呼气阻抗流量依赖性,以5 H z的d X/d V反映呼气电抗容积依赖性,d X/d [V']反映呼气电抗流量依赖性,并计算吸-呼气相ΔX5(ΔX5=X5i n-X5e x),吸-呼气相ΔR5 (ΔR5=R5i n-R5e x)㊂
1.2.2肺通气功能测定肺通气功能测定使用肺功能测定仪(德国耶格公司m a s t e r c r e e nP F T)测定F V C㊁第1秒用力呼气容积(f o r c e de x p i r a t o r y v o l u m e i n t h e f i r s t s e c o n d,F E V1)㊁第1秒用力呼气容积占预计值百分比(f o r c e de x p i r a t o r y v o l u m e i n o n e s e c o n d a c c o u n t s f o r p r e d i c t e d v a l u e, F E V1%p r e d)㊁F E V1/F V C及最大呼气中段流量占预计值百分比(m a x i m a l m i d e x p i r a t o r y f l o w a c c o u n t s f o r p r e d i c t e dv a l u e,MM E F%p r e d)㊂测定按照肺功能指南肺量计检查推荐方法,上述各项肺功能参数检测重复3次,每次质控达标,可重复性要求F V C㊁F E V1最佳值与次佳值间差异应低于015L,取其中最佳曲线㊂
1.2.3改良版英国医学研究委员会呼吸困难量
㊃4001㊃国际呼吸杂志2021年7月第41卷第13期I n t JR e s p i r,J u l y2021,V o l.41,N o.13
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表(m o d i f i e d M e d i c a lR e s e a r c hC o u n c i l ,mM R C )评分 记录患者上一年度急性发作次数,采用mM R C 评价患者呼吸困难程度㊂
1.3 统计学分析 采用统计分析软件S P S S19 0
对数据进行分析㊂计量资料符合正态分布,以x -ʃs 表示,组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用L S D -t 检验;计数资料以例表示,组间比较采用χ2检验;相关性分析先采用简单线性相关分析法,对有统计学意义的因素进行逐步法多重线性回归分析㊂P <0 05为差异有统计学意义㊂
2 结果2.1 一般情况对比 3组性别㊁年龄㊁身高㊁体
质量对比差异均无统计学意义(P 值均>0 05)㊂频繁急性加重组年急性发作次数与mM R C 评分高
于非频繁急性加重组,差异均有统计学意义(P 值均<0 05
)㊂见表1㊂表1 3组患者一般情况对比(x -ʃs )
组别
例数性别(例)男女年龄
(岁)
身高(c m )
体质量(k g
)年急性发作次数
(次)
mM R C 评分
(分)
C O P
D 频繁急性加重组32211163 85ʃ5 64159 54ʃ8 4259 62ʃ7 662 56ʃ0 62
a
1 78ʃ0 79
a
C O P
D 非频繁急性加重组
47311661 33ʃ6 11161 71ʃ7 8461 26ʃ7 820 34ʃ0 41
1 36ʃ0 61健康对照组30
18
12
59 38ʃ4 58163 26ʃ9 2563 30ʃ10 02
-
-
统计值
χ2
=0 322F =2
364F =2
496F =1
474t =1
7 780t =2
663P 值
0 851
0 098
0 087
0 234<0 01
0 009 注:mM R C 为改良版英国医学研究委员会呼吸困难量表;与C O P D 非频繁急性加重组比较,a P <0 05;与健康对照组比较,b
P <0
05表2 3组间肺功能气道阻力比较(x -ʃs )
组别
例数F V C (L )
F V C %p r e d
(%
)F E V 1
(L
)F E V 1%
p r e d F E V 1
/F V C (%)
C O P
D 频繁急性加重组322 86ʃ0 52a
78 96ʃ6 33a
1 48ʃ0 36a
50 75ʃ7 72a
60 68ʃ5 23a
C O P
D 非频繁急性加重组
472 91ʃ0 48
a 80 25ʃ7 46
a 1 52ʃ0 33
a 52 21ʃ7 57
a 63 25ʃ6 65
a 健康对照组
30
3 20ʃ0 5793 25ʃ7 112 75ʃ0 7888 39ʃ8 6576 21ʃ
4 71F 值
89 813
106 782372 854328 134137 491P 值
<0 01<0 01<0 01<0 01
<0 01组别
例数MM E F %p r e d
% F r e s
H z R 5
k P a L -1
s -1
R 5-20
k P a L -1
s -1
X 5
k P a L -1 s -1
C O P
D 频繁急性加重组3242 17ʃ12 31a
22 56ʃ7 61a
0 49ʃ0 16a
0 24ʃ0 08a
-0 40ʃ0 13a C O P D 非频繁急性加重组
4747 52ʃ10 68
a 21 11ʃ7 28
a 0 46ʃ0 13
a 0 22ʃ0 07
a -0 36ʃ0 11
a 健康对照组
30
73 26ʃ12 35
10 26ʃ2 640 22ʃ0 030 05ʃ0 01-0 05ʃ0 01F 值
210 473246 732185 784226 751117 486P 值
<0 01
<0 01
<0 01
<0 01
<0 01
注:F E V 1为第1秒用力呼气容积;F E V 1%
p r e d 为第1秒用力呼气容积占预计值百分比;MM E F %p r e d 为最大呼气中段流量占预计值百分比;F r e s 为共振频率;R 5为测定呼吸阻抗中的黏性阻力总气道阻力;R 5-20为周边气道阻力;X 5为呼吸阻抗中周边气道弹性阻力;
与健康对照组比较,a P <0
052.2 肺功能㊁气道阻力对比 与健康对照组比
较,C O P D 频繁急性加重组㊁非频繁急性加重组肺
功能F V C ㊁F V C %p r e d ㊁F E V 1㊁F E V 1%p
r e d ㊁P E F %p r e d ㊁F E V 1
/F V C ㊁MM E F %p r e d 指标均降低,气道阻力:F r e s ㊁R 5㊁R 5-R 20升高,X 5降
低,差异均有统计学意义(P 值均<0 05)
㊂而C O P D 频繁急性加重组与非频繁急性加重组在常规肺功能及气道阻力指标上差异均无统计学意义
(P 值均>0 05),见表2㊂2.3 频谱微分均值图对比 频谱微分均值图对比C O P D 频繁急性加重组和非频繁急性加重组较健康
对照组流量及容量依赖性指标d R 5/d V 和d X 5/d
[V ']降低,d R 5/d [V ']和d X 5/d V 升高,吸-呼相ΔX 5升高,ΔR 5降低,差异均有统计学意义(P 值均<0 05
),见表3㊂2.4 相关性分析 相关性分析年均发作次数与mM R C 评分㊁ΔX 5呈正相关,与F E V 1㊁F E V 1%
p
r e d ㊁d X 5/d [V ']呈负相关,但相关程度较低,见表4㊂
3 讨论
C O P
D 频繁急性加重型能加速肺功能的下降,症状多,预后差,早期识别干预是治疗该表型患者的重要条件㊂研究提示B O D
E 指数㊁mM R C 评分
在频繁急性加重表型有显著升高[
6
],本研究结果与之类似,mM R C 评分与发作次数间呈正相关,符合频繁加重表型患者症状多的表现,但量表对提高
㊃
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表3 3组间阻抗㊁容抗频谱微分均值图对比(x -ʃs )
组别
例数d R 5/d V
(k P a
㊃L -2㊃s -1)d R 5/d [V '
](k P a /L 2)d X 5/d V
(k P a
㊃L -2㊃s -1)d X 5/d [V '
](k P a /L 2)ΔX 5(k P a
㊃L -1㊃s
-1)ΔR 5(k P a
㊃L -1㊃s
-1)C O P D 频繁急性加重组32-1 31ʃ0 31b
0 72ʃ0 21
b
1 55ʃ0 36b
-0 70ʃ0 13a b 0 14ʃ0 04a b
-0 06ʃ0 01b
C O P
D 非频繁急性加重组
47-1 26ʃ0 29
b 0 69ʃ0 18
b
1 36ʃ0 31
b -0 60ʃ0 09
b 0 09ʃ0 03
b
-0 04ʃ0 01
b 健康对照组
30
0 04ʃ0 01-0 02ʃ0 00
-0 31ʃ0 12
0 05ʃ0 020 01ʃ0 000 00ʃ0 00F 值
146 73584 351
126 19168 755
130 14918 618
P 值
<0 01
<0 01<0 01
<0 01<0 01
<0 01 注:d R 5/d V 反映呼气阻抗容积依赖性;d R 5/d [V ']反映呼气阻抗流量依赖性;d X 5/d V 反映呼气电抗容积依赖性;d X 5/d [V '
]反映呼气电抗流量依赖性;ΔX 5为吸-呼气相X 5差值;ΔR 5为吸-呼气相R 5差值;与非频繁急性加重组比较,a P <0 05;与健康对照组比较,b P <0
05早期识别该表型能力有限㊂
表4 与年均发作次数相关因素的直线相关分析
变量年均发作次数r 值
P 值
mM R C 评分
0 512<0 01R 5-20
0 148
>0 05F V C -0 128>0 05X 5
-0 141>0 05F E V 1
-0 233<0 05d R 5 d V
-0 126>0 05F E V 1%p r e d -0 324<0 01d R 5 d V ' 0 186>0 05F E V 1 F V C -0 176>0 05d X 5 d V
0 204>0 05MM E F %p r e d
-0 164>0 05d X 5 d V ' -0 282<0 05F r e s 0 144>0 05ΔX 50 577<0 01R 5
0 178>0 05ΔR 5-0 154>0 05
注:mM R C 为改良版英国医学研究委员会呼吸困难量表评分;
R 5-20为周边气道阻力;X 5为呼吸阻抗中周边气道弹性阻力;
F E V 1为第1秒用力呼气容积;d R 5/d V 为呼气阻抗容积依赖性;d R 5/d [V ']为呼气阻抗流量依赖性;d X 5/d V 为呼气电抗容积依赖性;MM E F %p r e d 为最大呼气中段流量占预计值百分比;d X 5/d [V ']为呼气电抗流量依赖性;F r e s 为共振频率;ΔX 5为吸-呼气相X 5差值;R 5为测定呼吸阻抗中的黏性阻力总气道阻力;ΔR 5
为吸-呼气相R 5差值
本研究提示频繁急性加重表型F E V 1%
p r e d 有下降,与部分研究结果类似[
6,8]
,而部分研究提示F E V 1%
p r e d 与发作次数间并无显著相关[9]
;有研究利用体积描记法测定频繁急性加重型C O P D 的
气道阻力表现,提示气道总阻力㊁比气道传导率差
异无统计学意义[
10
],考虑体积描记法测定气道阻力参数较少,对小气道阻塞敏感性稍差㊂总之,常规肺功能㊁体积描记法测定气道阻力对鉴别频繁加重表型的作用不确定㊂
I O S 气道阻力测定无需患者配合,可快速㊁精
确地得到各种呼吸阻力在呼吸系统中的分布特点,能提供惯性阻力㊁黏性阻力㊁弹性阻力等参数,能
较完整地反映呼吸器官的功能特点,并能区分阻塞发生的部位㊁严重程度和呼吸动力学特征㊂C O P D 为典型阻塞性通气功能障碍,在I O S 测定中表现为R 5㊁R 5-20㊁F r e s 升高,X 5下降㊂上述参数
中,X 5㊁F r e s
㊁低频电抗面积,均能敏感地反映呼气气流阻塞[11]
,众多研究均提示X 5与C O P D
的F E V 1下降显著相关
[12]
㊂X 5是频率5H z 时的测定的电抗(反映呼吸系统弹性及惯性阻力)
,因低频振荡波易到达周边小气道,且此时的惯性阻力可忽略不计,因此X 5反映的是胸肺周边弹性阻力㊂研究证实当周围肺组织顺应性下降时或肺组织压缩时,X 5负值增加[13]
㊂C O P D 病变主要在小气道,
X 5的下降与周边小气道狭窄㊁闭塞有关,导致呼
气阻塞,气道陷闭,W a d a 等[14]
研究提示X 5与气道壁厚度显著相关也证实这点㊂
而吸-呼相X 5研究成为目前I O S 研究的重点
方向之一,吸-呼相ΔX 5在C O P D ㊁哮喘㊁肺间质性疾病患者有着截然不同的变化㊂在间质性疾病患者,表现为X 5i n 降低,X 5e x 变化不明显,且
ΔX 5与F V C %p r e d 及D L C O%p r e d 表现出相关性[15]
;而哮喘患者ΔX 5则无显著改变;较多研究均证实C O P D 吸-呼气相电抗差ΔX 5有升
高[11,16
],以X 5e x 降低为主,D e l l a c à等[17]认为吸-呼气相之间的电抗差改变是严重C O P D 患者的
特征表现㊂综合上述,ΔX 5可反映气道阻塞和肺弹性阻力㊂而在鉴别不同C O P D 表型方面,C O P D
不同C T 表型(
肺气肿型㊁慢性支气管炎型㊁混合型)间吸-呼气相ΔX 5亦有差别[1
4]
㊂而本研究提示吸-呼相ΔX 5频繁急性加重组较非频繁急性加
重组高,与Y a m a g a m i 等[18]的结论相似,多重线性回归分析提示ΔX 5㊁mM R C 评分与急性发作次
数有较弱的正相关性㊂考虑可能原因为频繁急性加重表型患者,下呼吸道病原菌分离率分离量更高,存在持续的气道慢性炎症,气道壁纤维化,支气管平滑肌增厚,肺泡周围纤维组织的破坏更显著,出
㊃
6001㊃国际呼吸杂志2021年7月第41卷第13期 I n t JR e s p i r ,J u l y 2
021,V o l .41,N o .13Copyright ©博看网. All Rights Reserved.
现气流不均匀㊁气道陷闭,肺动态过度充气,导致肺弹性阻力改变,上述改变在呼气时相表现更显著㊂
I O S频谱微分均值图还可进一步分析阻抗R5与电抗X5的容量依赖性和流量依赖性,健康对照组阻抗R5与电抗X5的容量依赖性和流量依赖性基本为零,与C O P D患者则显示出显著的容量依赖性和流量依赖性,与健康对照组有显著区别,本研究提示频繁急性加重组的X5的流量依赖性较非频繁急性加重组强,考虑为该表型患者肺动态顺应下降有关,导致高流量时阻力增加所致,但多重线性回归分析其与发作次数间无相关㊂
本研究样本量小,未进一步行分层研究,存在一定的局限性㊂总之以强迫震荡法测定气道阻力无需患者配合,简便㊁无创,对鉴别频繁急性加重表型C O P D有一定的临床意义,值得进一步研究㊂利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突
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收稿日期2020-07-10
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