呼氣相共振頻率在小氣道功能測定中的應用價值探討

趙珊，王浩彥

1.北京房山區(qū)良鄉(xiāng)醫(yī)院呼吸科，北京 102401；2.首都醫(yī)科大學附屬北京友誼醫(yī)院呼吸科，北京 100050

脈沖振蕩 （impulse oscillometry，IOS） 是在強迫振蕩（forced oscillometry，F(xiàn)OT）基礎上發(fā)展起來的一種測定呼吸阻抗的新方法，采用的是潮式呼吸法，不依賴于患者的合作，也不改變患者的氣道緊張性，更加符合呼吸生理狀況，因此在測定氣道阻力等方面具有一定的優(yōu)勢[1]。目前關于IOS 的研究很多,但是對患者吸氣相和呼氣相IOS 參數(shù)的研究認識相對缺乏。近年來CHEST 公司推出的MostGraph-01 肺功能儀能夠?qū)崟r動態(tài)檢測全氣道阻力包括呼氣相及吸氣相的氣道阻力隨頻率的變化，有助于理解阻塞性疾病的平靜呼吸動力學機械特性[2]。該研究整群選取2012年1月—2013年1月間北京友誼醫(yī)院及北京房山區(qū)良鄉(xiāng)醫(yī)院呼吸門診收治的91 例患者，通過分析呼氣相共振頻率（expiratory phase resonance frequency，eFres）與小氣道功能指標的相關性，探討eFres在小氣道功能檢測中的應用價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2012年1月— 2013年1月間北京友誼醫(yī)院及北京房山區(qū)良鄉(xiāng)醫(yī)院呼吸門診收治的91 例患者。其中男性患者44 例，女性患者47 例。年齡23～78 歲，平均（54.78±15.41）歲；身高144～182 cm，平均 （165.00±8.12）cm；體重44～95 kg，平均（66.56±11.49）kg。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料采集 登記所有患者年齡，測量其身高、體重、血壓、脈搏。

1.2.2 IOS 測定 使用日本CHEST 公司的MostGraph-01 肺功能

測試儀進行IOS 的測定，患者取坐位，咬緊口含嘴、夾鼻夾，雙手輕壓住頰部，頭部稍上抬，平靜呼吸，重復3 次，檢查間隔1 min/次，取平均值。

1.2.3 肺通氣功能測定 采用德國JAEGER 公司的Master Screen-DIFF 進行肺通氣功能的測定，患者取坐位，鼻夾夾鼻，咬緊口含嘴。操作時按照（ATS）與歐洲呼吸學會（ERS）規(guī)定的肺功能測定指南[3]進行檢測，囑患者深吸一口氣，然后盡全力呼氣并持續(xù)6秒以上，直至檢測不到任何氣流，然后松弛地最大限度吸氣，使呼氣容積/時間曲線平滑，達到容量平臺。重復操作直至有3 次記錄的呼氣容積/時間曲線合格，且曲線之間的變異≤5%或≤100 mL，記錄最佳參數(shù)。

1.2.4 測定參數(shù) 檢測IOS 參數(shù)包括呼氣相共振頻率 （eFres）、吸氣相共振頻率（inpiratory phase resonance frequency，iFres）及平均共振頻率（resonance frequency，F(xiàn)res）。肺通氣功能參數(shù)包括最大呼氣中期流速 （maximal midexpiratory flow，MMEF），用力呼氣75%、50%、25%肺活量的瞬時流速（Forced expiratory flow,FEF75、FEF50、FEF25），計算FEF75、FEF50、FEF25、MMEF 占預計值的百分比，F(xiàn)EF75%pred、FEF50 %pred、FEF25%pred、MMEF%pred，以FEF50%pred、FEF75%pred、MMEF%pred 三項指標中有兩項低于65%作為小氣道異常診斷指標[4]，將患者分為小氣道功能異常組（65 例）與小氣道功能正常組（26 例）。

1.3 統(tǒng)計方法

使用SPSS 19.0 軟件進行數(shù)據(jù)處理。計量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t 檢驗；兩變量間的相關性采用Pearson 相關分析；多因素分析采用Logistic 回歸分析；繪制各參數(shù)診斷小氣道功能異常的ROC 曲線。以P<0.05 差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

共入組91 名患者，其中小氣道功能異常組65 例，男性31例，女性34 例，年齡（55.47±15.10）歲，身高（165.04±8.43）cm，體重（66.91±11.33）kg；小氣道功能正常組26 例，男性13 例，女性13 例，年齡（52.13±16.22）歲，身高（164.92±7.12）cm，體重（65.71±12.03）kg。兩組性別、年齡、身高、體重差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.2 小氣道異常組與小氣道正常組參數(shù)比較

兩組參數(shù)均呈正態(tài)分布，小氣道功能異常組IOS 參數(shù)Fres、eFres、iFres 及肺通氣功能 參數(shù)FEF25、FEF 50、FEF75、MMEF 與小氣道功能正常組相比，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.001）。見表1，表2。

表1 小氣道功能異常組與正常組肺通氣功能參數(shù)比較（±s）

表1 小氣道功能異常組與正常組肺通氣功能參數(shù)比較（±s）

注：FEF75、FEF50、FEF25 指用力呼氣75%、50%、25%肺活量的瞬時流速，MMEF 指最大呼氣中期流速。

組別FEF25 FEF50 FEF75 MMEF小氣道功能異常組（n=65）小氣道功能正常組（n=26）t 值P 值2.453±1.570 6.681±1.524-11.191 0.000 1.180±0.816 3.614±0.974-10.773 0.000 0.417±0.331 1.109±0.578-5.500 0.000 0.972±0.716 2.8154±1.005-8.170 0.000

表2 小氣道功能異常組與正常組IOS 參數(shù)比較（±s）

表2 小氣道功能異常組與正常組IOS 參數(shù)比較（±s）

注：Fres、eFres、iFres 分別指平均、呼氣相及吸氣相共振頻率。

組別Fres eFres iFres小氣道功能異常組（n=65）小氣道功能正常組（n=26）t 值P 值26.133±7.802 13.027±4.538 9.489 0.000 25.183±8.013 10.622±2.835 12.126 0.000 27.082±8.086 15.432±7.603 6.038 0.000

2.3 相關性分析（r 值）

小氣道功能異常組Fres、eFres、iFres 與FEF25、FEF 50、FEF75、MMEF 呈負相關（P<0.01）。見表3。

表3 小氣道功能異常組共振頻率與肺通氣功能參數(shù)相關性分析（r 值）

2.4 回歸分析

以Fres、eFres、iFres 為自變量，小氣道功能是否為異常為因變量（小氣道功能異常=1，小氣道功能正常=0）建立Logistic 回歸方程，結(jié)果顯示，進入回歸方程的為eFres，即Y=--5.656+0.427e-Fres[OR=1.533，95%CI(1.229，1.912)]。

2.5 ROC 曲線

ROC 曲線是以Fres、eFres、iFres 為檢驗變量，小氣道功能是否為異常為狀態(tài)變量建立。觀察各參數(shù)的曲線下面積（area under curve,AUC），結(jié)果提示：Fres、eFres、iFres 診斷小氣道功能異常的AUC 分別為0.908 [95%CI (0.845,0.970)],0.945 [95%CI(0.898,0.991)]，0.831 [95%CI (0.725,0.938)]（見圖1）。以eFres 的AUC 最佳，F(xiàn)res、eFres、iFres 診斷小氣道功能異常的最佳分界點、靈敏度、特異度見表4。以eFres>14.205 作為小氣道異常的分界點，診斷小氣道功能異常的靈敏度、特異度分別為0.879，0.917。

圖1 共振頻率診斷小氣道功能異常的ROC 曲線

3 討論

小氣道指的是內(nèi)徑＜2 mm 的氣道，具有總橫截面積大，阻力小，氣流緩慢，軟骨缺如，平滑肌相對較豐富等特點[5]。小氣道發(fā)生炎癥會造成組織水腫、平滑肌收縮從而導致小氣道阻塞。有學者認為小氣道功能下降會導致氣道敏感性和反應性增加[6]。臨床工作中可以通過評估小氣道功能指標包括FEF75、FEF50、FEF25及MMEF 來判斷小氣道炎癥的情況。由于肺通氣功能測定這些指標通常都需要患者用力呼吸，因此兒童、老年人或體弱患者通常配合不佳。而IOS 則不需要患者用力呼吸，可以對呼吸系統(tǒng)阻力可進行細化和量化分析，并且與肺通氣功能檢查具有良好的相關性，可以作為肺通氣功能的補充與佐證[7]。Fres 是IOS 測定的一個重要參數(shù)。慣性阻力隨著頻率的增加而增加，彈性阻力隨頻率的增加而降低，兩者均有頻率依賴性，兩種阻力隨振蕩頻率的變化呈相反方向變化，當兩者到達阻力值相等的頻率，則正負抵消，此時的頻率稱為Fres，也稱為響應頻率，因此Fres 是反映氣道阻力增加的非常敏感的指標。

表4 共振頻率診斷小氣道功能異常的靈敏度特異度

該研究表明小氣道功能異常組IOS 參數(shù)Fres、eFres、iFres 均高于與小氣道功能正常組，說明Fres 能夠敏感的反映小氣道功能的異常。同時小氣道功能異常組Fres、eFres、iFres 與小氣道功能指標有良好的相關性，這與國內(nèi)魏玉平等[8]的研究是相符的，該研究提示IOS 指標與常規(guī)肺通氣功能指標有良好的相關性，尤其與非用力低容積部分相關指標MMEF 相關性更強。也有一些研究表明Fres 可運用于篩選早期小氣道阻塞患者[9]，并且是診斷氣流阻塞最敏感的指標[10]。故Fres 對診斷早期小氣道功能異常有著重要的意義，可敏感反映小氣道功能的變化。

從回歸方程可以看出eFres 與小氣道功能異常有回歸關系，而Fres、iFres 無回歸關系。這可能是由于氣道慢性炎癥導致小氣道管腔狹窄，小氣道阻力增高，以及肺泡壁彈性成分大量破壞，對小氣道的牽張作用減弱，呼氣時更容易出現(xiàn)小氣道陷閉造成呼氣流速受限及呼氣末壓力增高[11]。而且由于小氣道的解剖特點，氣道反應性增高在早期也常表現(xiàn)為呼氣中、后期流速受限，因此呼氣相Fres 測定對小氣道阻塞的敏感性要高于吸氣相，比吸氣相Fres 更具有診斷意義。這與Kubpta 等人[12]的研究結(jié)果相符，該研究比較了慢性阻塞性肺疾病(chronic pulmonary obstructive,COPD)患者治療前后IOS 參數(shù)在呼氣相和吸氣相的異同，結(jié)果提示治療前后呼氣相IOS 參數(shù)的變化較吸氣相明顯增大，認為呼氣相IOS 參數(shù)更能反應COPD 患者周邊氣道阻塞的情況。

該研究結(jié)果提示：Fres、eFres、iFres 診斷小氣道功能異常的AUC 均>0.7,其中以eFres 的AUC 最大，說明Fres、eFres、iFres 在診斷小氣道功能異常方面有較高的準確性，而eFres 的診斷準確性最高。以eFres>14.205 作為小氣道異常的分界點，診斷小氣道功能異常的靈敏度、特異度分別為0.879，0.917，說明eFres 在診斷小氣道功能異常方面有較高的靈敏度及特異度。目前公認的Fres 判斷氣道阻力增高的分界點為10 Hz，老年人則為15 Hz[13]，但是關于Fres 尤其是不同呼吸時相Fres 判斷小氣道功能異常分界點的研究鮮有報道。國內(nèi)張洪波[14]的研究是以Fres>10 Hz 為標準，提示Fres 診斷小氣道功能障礙的敏感性和特異性分別為0.953和0.932。因此，有待于擴大樣本量進行進一步的研究。

該研究仍存在著不足，由于樣本量偏小，未能將小氣道異常的疾病細化分組，尚需擴大樣本對各亞組如COPD，支氣管哮喘進行研究，由于COPD 和哮喘的氣道炎癥存在不同的發(fā)病機制，因此小氣道功能異常也會存在不同的差異，在今后將進一步深入研究。

總之，eFres 與肺通氣功能參數(shù)FEF25、FEF 50、FEF75、MMEF 均有很好的相關性，對小氣道功能異常的診斷有較高準確性。對于不能配合進行肺通氣功能檢測的患者采用IOS 法測定eFres 能夠為小氣道功能的評估提供參考。

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