康 瑩, 劉錦銘, 郭 健, 楊文蘭, 丁 瑩, 蘇建花

(1. 上海市寶山區(qū)仁和醫(yī)院呼吸與危重癥學(xué)科，上海 200431； 2. 同濟(jì)大學(xué)附屬上海市肺科醫(yī)院肺循環(huán)科，上海 200433)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種常見的、可以預(yù)防和治療的疾病，以持續(xù)呼吸道癥狀和氣流受限為特征，通常是由于明顯暴露于有毒顆?；驓怏w引起的氣道和/或肺泡異常所導(dǎo)致[1]。常規(guī)肺功能測(cè)試(pulmonary function test, PFT)是診斷COPD的必備條件，但其對(duì)受試者配合度要求較高，假陽(yáng)性率高，易造成誤診；脈沖振蕩法(impulse oscillometry system, IOS)檢查只要檢測(cè)受試者幾個(gè)自主呼吸，就可了解整個(gè)呼吸系統(tǒng)呼吸阻力的分布，此檢查無(wú)創(chuàng)，簡(jiǎn)潔，有較高的可重復(fù)性，適合于各類患者。PFT中的FEV1%pred(forced vital capacity in one second)是COPD患者嚴(yán)重程度分級(jí)的金標(biāo)準(zhǔn)，IOS也能夠?qū)颊卟煌瑫r(shí)期氣道阻塞程度進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并存在經(jīng)典分級(jí)(Smith等[2]的分級(jí)方法)，但I(xiàn)OS與PFT的技術(shù)要求、測(cè)量指標(biāo)、測(cè)定原理有非常大的不同，二者對(duì)COPD患者氣道阻塞程度分級(jí)評(píng)價(jià)是否完全一致，國(guó)內(nèi)尚無(wú)大量研究，且亦有以往國(guó)外研究發(fā)現(xiàn)，PFT與心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)(cardiopulmonary exercise testing, CPET)對(duì)評(píng)價(jià)COPD患者呼吸功能損害程度存在較大差異[3]，IOS與PFT是否存在良好的一致性也不得而知。本研究旨在探討IOS與PFT評(píng)估COPD氣道阻塞程度的一致性，為尋找一種更合適的評(píng)價(jià)體系以界定COPD患者氣道阻塞程度提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選擇2016年4月—2017年4月在同濟(jì)大學(xué)附屬上海市肺科醫(yī)院門診就診的116例患者為研究對(duì)象，患者需明確被診斷為COPD(均符合GOLD及中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸分COPD診斷標(biāo)準(zhǔn))且臨床癥狀穩(wěn)定≥1個(gè)月；排除合并有其他影響肺換氣功能及肺通氣功能疾病者。本研究經(jīng)同濟(jì)大學(xué)附屬上海市肺科醫(yī)院臨床醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

收集研究對(duì)象的人口學(xué)特征參數(shù)，包括年齡、性別、身高、體質(zhì)量等，仔細(xì)詢問患者既往史、家族史及特殊用藥史。

對(duì)116例研究對(duì)象依次進(jìn)行IOS檢測(cè)和PFT檢測(cè)，IOS檢測(cè)應(yīng)用MasterScreen IOS肺功能檢測(cè)系統(tǒng)(德國(guó)Jaeger公司)IOS檢查方法： 依據(jù)歐洲呼吸學(xué)會(huì)推薦標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定[4]測(cè)定用時(shí)30～45s/次，共重復(fù)檢查3次，間隔時(shí)間為1min/次，取最佳值；PFT檢測(cè)應(yīng)用MasterScreen PFT肺功能檢測(cè)系統(tǒng)(德國(guó)Jaeger公司)PFT檢測(cè)共重復(fù)檢查3次，間隔時(shí)間為10min/次，選擇最佳曲線。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

IOS參數(shù)： 呼吸總阻抗(respiratory impedance, Z5)、呼吸系統(tǒng)在5Hz時(shí)的阻力(respiratory resistance at 5Hz, R5)、呼吸系統(tǒng)在20Hz時(shí)的阻力(respiratory resistance at 20Hz R20)、呼吸系統(tǒng)在5Hz和20Hz時(shí)氣道阻力差值(difference between respiratory resistance at 5Hz and 20Hz, R5-R20)、ΔR5-R20=100×(R5-R20)/R20、呼吸系統(tǒng)在5Hz時(shí)的電抗(reactance at 5Hz, X5)、總電抗為0時(shí)的頻率，共振頻率(resonant frequency, Fres)、5Hz和Fres之間的所有頻率的總電抗，低頻電抗面積(reactance area, AX)。

PFT參數(shù)： 第1秒用力呼氣量占預(yù)計(jì)值百分比(forced vital capacity in one second, FEV1%pred)、第1秒用力呼氣量與用力肺活量之比(ratio of forced expiratory volume in one second to forced vital capacity, FEV1/FVC)、用力肺活量占預(yù)計(jì)值百分比(forced vital capacity, FVC%pred)、第3秒用力呼氣量占預(yù)計(jì)值百分比(forced vital capacity in three second, FEV3%pred)、第3秒用力呼氣量與用力肺活量之比(ratio of forced expiratory volume in three second to forced vital capacity, FEV3/FVC)、25%肺活量時(shí)最大呼吸流速(maximal expiratory flow rate at 25% of vital capacity, FEF25)、50%肺活量時(shí)最大呼吸流速(maximal expiratory flow rate at 50% of vital capacity, FEF50)、75%肺活量時(shí)最大呼吸流速(maximal expiratory flow rate at 75% of vital capacity, FEF75)、最大呼氣中段流速(the maximal mid-expiratory flow, MMEF)殘氣與肺總量之比(ratio of residual volume to total lung volume, RV/TLC)

1.4 氣道阻塞程度分級(jí)方法

1.4.1 IOS對(duì)氣道阻塞嚴(yán)重程度的分級(jí) Smith等[2]提出利用X5(呼吸系統(tǒng)在5Hz時(shí)的電抗)和R5(呼吸系統(tǒng)在5Hz時(shí)的阻力)可對(duì)氣道阻塞嚴(yán)重程度進(jìn)行分級(jí)，并給出了具體的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 IOS對(duì)氣道阻塞嚴(yán)重程度的分級(jí)

X5計(jì)量單位：kPa·L-1·s-1

1.4.2 PFT對(duì)氣道阻塞嚴(yán)重程度的分級(jí) 根據(jù)GOLD分級(jí)評(píng)估COPD患者氣道阻塞程度。GOLD別1級(jí)、FEV1%pred≥80%為輕度氣流受限；GOLD 2級(jí)、50%≤FEV1%pred<80%為中度氣流受限；GOLD 3級(jí)、30%≤FEV1%pred<50%為重度氣流受限，GOLD 4級(jí)、FEV1%pred<30%為極重度氣流受限。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié) 果

2.1 IOS參數(shù)與PFT參數(shù)的測(cè)定結(jié)果

對(duì)116例穩(wěn)定期COPD患者進(jìn)行IOS和PFT檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表2。

2.2 IOS對(duì)氣道阻塞嚴(yán)重程度的分級(jí)與PFT的GOLD分級(jí)一致性分析

2.2.1 IOS與PFT評(píng)價(jià)氣道阻塞程度統(tǒng)計(jì)結(jié)果 IOS評(píng)價(jià)氣道阻塞嚴(yán)重程度，應(yīng)用Smith的分級(jí)方法，氣道阻塞程度I級(jí)者20例，Ⅱ級(jí)者12例，Ⅲ級(jí)者17例，Ⅳ級(jí)者67例；PFT根據(jù)GOLD分級(jí)，COPD 1級(jí)5例，COPD 2級(jí)35例，COPD 3級(jí)46例，COPD 4級(jí)30例；存在較大差異(P<0.05)，見表3。

2.2.2 IOS與PFT評(píng)價(jià)COPD氣道阻塞嚴(yán)重程度對(duì)比 應(yīng)用IOS及PFT對(duì)116例受試者中行氣道阻塞嚴(yán)重程度分級(jí)，僅38例(32.8%)嚴(yán)重程度分級(jí)結(jié)果一致，有78例(67.2%)受試者嚴(yán)重程度分級(jí)結(jié)果不同；在78例嚴(yán)重程度不同的受試者中，有26受試者氣道阻塞程度IOS分級(jí)輕于PFT分級(jí)，52例阻塞程度IOS分級(jí)重于PFT分級(jí)，見表4。

表2 116例COPD患者IOS參數(shù)與PFT參數(shù)的測(cè)定結(jié)果

表3 IOS與PFT評(píng)價(jià)氣道阻塞程度統(tǒng)計(jì)結(jié)果

1、2、3、4為GOLD分級(jí)；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為IOS分級(jí)

2.2.3 52例氣道阻塞程度IOS分級(jí)重于PFT患者與其余患者參數(shù)比較 52例氣道阻塞程度IOS分級(jí)重于PFT患者與其余患者比較，PFT參數(shù)FVC%pred、FEV1%pred、FEV1/FVC、FEV3%pred升高，RV/TLC下降；IOS參數(shù)R5、R5%pred、R20、R20%pred、R5-R20、Fres升高(P<0.05)，見表5。

表4 IOS與PFT評(píng)價(jià)COPD氣道阻塞嚴(yán)重程度對(duì)比

表5 52例氣道阻塞程度IOS分級(jí)重于PFT 患者與其余患者參數(shù)對(duì)比

2.3 IOS參數(shù)與PTF參數(shù)的相關(guān)性分析

Fres、R5-R20、AX、ΔR5-R20與FVC%pred、FEV1%pred、FEV1/FVC、FEV3%pred、FEV3/FVC、FEF25%、FEF50%、FEF75%、MMEF呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，R5與FVC%pred、FEV1%pred、FEV3%pred、FEF25%、FEF50%、MMEF呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)Fres、R5、R5-R20、AX、ΔR5-R20與RV/TLC呈顯著正相關(guān)(P<0.05)；X5與FVC%pred、FEV1%pred、FEV1/FVC、FEV3%pred、FEV3/FVC、FEF25%、FEF50%、FEF75%、MMEF呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，X5與RV/TLC呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，其中Fres與MMEF相關(guān)性最強(qiáng)(r=-0.570)，ΔR5-R20與FEV1/FVC相關(guān)性最強(qiáng)(r=-0.511)，X5與MMEF的相關(guān)性最強(qiáng)(r=0.471)。R20與FVC%pred、FEV1%pred、FEV1/FVC、FEV3%pred、FEV3/FVC、FEF25%、FEF50%、FEF75%、MMEF、RV/TLC均無(wú)相關(guān)性(P>0.05)，見表6。

表6 IOS參數(shù)與PFT參數(shù)的相關(guān)性

*P<0.01，**P<0.05

3 討 論

COPD是一種常見的可以預(yù)防和治療的疾病，以持續(xù)存在的呼吸系統(tǒng)癥狀和氣流受限為主要特征，病理學(xué)改變主要是小氣道疾病或異常[1]。小氣道是指直徑小于2mm的氣道，PFT中FEV1/FVC、FEV1%pred是判斷氣流受限及評(píng)估氣流受限嚴(yán)重程度參數(shù)，但FEV1的特異度低，所有氣道阻塞性疾病均可增加，無(wú)法分辨氣道阻塞的部位，反應(yīng)小氣道的參數(shù)主要是FEF50和FEF75，小氣道功能障礙表現(xiàn)為這兩個(gè)參數(shù)的下降，但小氣道功能發(fā)生變化并不一定可以反映小氣道本身的疾病，因?yàn)樾獾拦δ苁苄獾兰膊∫约胺谓M織彈性功能的雙重影響，只有除外肺組織彈性功能下降才可以認(rèn)為小氣道功能變化反映了小氣道本身疾病。國(guó)外學(xué)者近期研究亦有證明常規(guī)肺功能中的FEV3/FVC以及IOS中R5-R20可用于評(píng)價(jià)COPD早期小氣道病變，且R5-R20的增加程度取決于氣道阻塞程度[5]。另外，PFT需要受試者用力呼氣，兒童及重癥患者不能很好配合，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果誤差大。脈沖振蕩肺功能IOS是在強(qiáng)迫振蕩技術(shù)(forced oscillation technique, FOT)基礎(chǔ)上發(fā)展的，IOS在受試者安靜狀態(tài)平靜呼吸的基礎(chǔ)上，施加不同頻率脈沖，經(jīng)計(jì)算機(jī)計(jì)算，進(jìn)而得出不同振蕩頻率下的不同部化的呼吸阻力參數(shù)，使其更全面地反映呼吸動(dòng)力學(xué)的變化。測(cè)定結(jié)果可以反映氣流受限程度[6-8]以及氣流受限的部位[9-10]。其中肺彈性阻力X5是反映肺組織彈性狀態(tài)的良好指標(biāo)，X5絕對(duì)值越低則肺彈性阻力越大[11]。IOS與PFT聯(lián)合測(cè)定應(yīng)用，可能用以判斷小氣道功能受限的原因和程度。本研究通過對(duì)共116例穩(wěn)定期COPD患者進(jìn)行PTF和IOS的測(cè)試，主要有以下發(fā)現(xiàn)。

(1) IOS與PFT對(duì)COPD患者氣道阻塞障程度評(píng)價(jià)存在一定差異： 116例受試者中，僅38(32.8%)例受試者氣道阻塞嚴(yán)重程度分級(jí)結(jié)果一致，有78(67.2%)例受試者嚴(yán)重程度分級(jí)結(jié)果不同。

(2) 在78例嚴(yán)重程度不同的受試者中，有26例受試者氣道阻塞程度IOS分級(jí)輕于PFT分級(jí)，52例阻塞程度IOS分級(jí)重于PFT分級(jí)。對(duì)52例IOS分級(jí)較重的患者與其余患者對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，這部分患者的PFT參數(shù)中，F(xiàn)VC%pred、FEV1%pred、FEV1/FVC、FEV3%pred較對(duì)照組均有升高，RV/TLC下降，氣道阻塞嚴(yán)重程度相對(duì)較輕，組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；而IOS參數(shù)中R5、R5%pred、R20、R20%pred、R5-R20、Fres較對(duì)照組均升高，氣道阻塞嚴(yán)重程度明顯較重，組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其余PFT以及IOS參數(shù)組間對(duì)比未見明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

本研究比較了116例COPD患者IOS和PFT氣道阻塞嚴(yán)重程度分級(jí)情況，發(fā)現(xiàn)了兩種檢測(cè)方法存在一定程度的差異，與楊思嘉等[12]的研究存在不同，可能與所納入病例COPD嚴(yán)重程度存在差異相關(guān)。本研究表明在某些亞組中，兩項(xiàng)測(cè)試有較高的一致性： 在COPD4級(jí)組中，有93.3%的受試者Smith分級(jí)嚴(yán)重程度一致；而在COPD2級(jí)及3級(jí)的患者中，兩種測(cè)試方法評(píng)估氣道阻塞嚴(yán)重程度有較大差異性，IOS評(píng)判嚴(yán)重程度普遍重于PFT。這些結(jié)果提示對(duì)于這部分患者(30%

眾所周知隨著COPD氣道阻塞程度的加重，F(xiàn)EV1值逐漸下降，在重度和極重度阻塞期，F(xiàn)EV1值可能小于1L。單獨(dú)的FEV1無(wú)法良好地診斷和提示COPD的預(yù)后，因?yàn)樗荒艽硪粋€(gè)完整的呼吸周期[18]。而IOS將幾次平靜呼吸作為一個(gè)整體，計(jì)算整個(gè)呼吸周期中的彈性阻力、氣道阻力，并可將吸氣相、呼氣相分離，從而得到一個(gè)完整呼吸周期的吸氣相阻抗以及呼氣相阻抗，對(duì)整個(gè)呼吸過程中的氣道阻塞程度加以描述，這是PFT無(wú)法比擬的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn)IOS中的AX、Fres、R5-R20、ΔR5-R20、X5與PFT中的FEV3%pred、FEV3/FVC、FEF50%、FEF75%、MMEFF、FEV1%pred、FEV1/FVC具有良好相關(guān)性，可用于COPD氣道阻塞程度及疾病嚴(yán)重程度的分級(jí)，這與國(guó)外Kolsum等[19]、國(guó)內(nèi)Gong等[20]、劉文增等[21]的研究一致。

本研究的樣本量相對(duì)較少，且入組受試者內(nèi)中重度氣道阻塞患者較多，還需要大規(guī)模的研究進(jìn)一步分析COPD患者的IOS及PFT參數(shù)變化，找出二者的一致與不同，將兩種測(cè)定方法有效聯(lián)系起來(lái)，尤其是輕度氣道阻塞患者的參數(shù)特點(diǎn)，以期在COPD早期便進(jìn)行疾病診斷，加以治療干預(yù)，以減少COPD患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，取得較高的社會(huì)效益。Smith的分級(jí)方法對(duì)于我國(guó)小氣道功能障礙患者的評(píng)價(jià)可能存在一定爭(zhēng)議，也需要進(jìn)行我國(guó)人群大樣本量分析，以期找到適合國(guó)人的分級(jí)方法。IOS不需要受試者特殊配合，操作過程簡(jiǎn)便，參數(shù)結(jié)果豐富，圖譜簡(jiǎn)單直觀，重復(fù)性強(qiáng)，參數(shù)結(jié)果的準(zhǔn)確性高，對(duì)臨床診斷具有重要意義，期望在未來(lái)加大其臨床應(yīng)用，以便患者受惠。