一次性呼吸過濾器對(duì)脈沖振蕩肺功能檢測(cè)的影響研究

陳旋，張煒

1 上海中醫(yī)藥大學(xué)附屬曙光醫(yī)院，上海市，201203

2 上海市中醫(yī)臨床重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海市，201203

0 引言

脈沖振蕩（Impulse Oscillometery，IOS）肺功能儀是常用氣道阻力檢測(cè)手段，其特點(diǎn)是受試者可以自主呼吸，無(wú)需配合，無(wú)創(chuàng)傷性，病人無(wú)痛苦，無(wú)禁忌癥。故其適用范圍廣泛，特別是可用于老年人、兒童及肺功能較差的重癥患者[1]。肺功能檢測(cè)專用的一次性呼吸過濾器是連接受檢者與肺功能儀之間的常用過濾裝置。受試者呼出氣體經(jīng)過一次性呼吸過濾器后，細(xì)菌、病毒等病原體被吸附在過濾器內(nèi)，既可防止病人呼出的病原微生物污染檢測(cè)儀器，又可防止受試者從污染的儀器中吸入病原微生物[2]。使用一次性呼吸過濾器可有效地避免受試者在檢測(cè)過程中發(fā)生交叉感染，同時(shí)能降低檢測(cè)儀器的污染及損耗，是目前肺功能檢測(cè)中不可缺少的檢測(cè)耗材。但在脈沖振蕩肺功能檢測(cè)中，一次性呼吸過濾器中的過濾介質(zhì)在測(cè)試系統(tǒng)外置脈沖震蕩源與患者的呼吸氣流之間產(chǎn)生了外加機(jī)械阻隔，可對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響?，F(xiàn)將一次性呼吸過濾器對(duì)脈沖振蕩肺功能檢測(cè)影響情況分析報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

采用隨機(jī)、對(duì)照研究方法。在2018年9月—11月期間醫(yī)院肺功能室體檢人群中，隨機(jī)選取90例（男性35例，女性55例），年齡25～76歲（48.87±14.14歲），肺通氣功能結(jié)果正常范圍者（FEV1%：95.01±14.37%，F(xiàn)EV1/FVC:84.77±7.78%，F(xiàn)VC%:91.51±14.67%）為受試對(duì)象，進(jìn)行脈沖振蕩肺功能測(cè)試分析。

1.2 入組標(biāo)準(zhǔn)

肺通氣功能參考值與正常范圍：參考2014年由中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)肺功能專業(yè)組制定的《肺功能檢查指南》—肺量計(jì)檢查[3]FVC、FEV1、PEF等指標(biāo)直接以參考值的80%為最低臨界值（LIN）[4]。結(jié)合肺功能指標(biāo)、檢查圖形FEV1/FVC≥70%預(yù)計(jì)值[5]，且FEV1%、FVC≥80%為正常肺通氣功能。

入組標(biāo)準(zhǔn)：①肺通氣功能正常者；②年齡18～70歲，性別不限；③依從性好，能配合相關(guān)檢查。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①肺通氣功能障礙者；②伴有心血管、呼吸系統(tǒng)及神經(jīng)骨骼肌肉疾病的肺計(jì)量檢測(cè)絕對(duì)禁忌證者；③近4周呼吸道感染患者；④認(rèn)知障礙，或其他不能按照醫(yī)師或技術(shù)員的指導(dǎo)完成正確呼吸動(dòng)作者。

1.4 實(shí)驗(yàn)儀器及材料

德國(guó)JAEGER-ML3500肺功能儀及配套肺功能報(bào)告軟件。HX-95型一次性呼吸過濾器。對(duì)照裝置：將HX-95型一次性呼吸過濾器，使用一次性無(wú)菌手術(shù)刀，通過呼吸過濾器咬口將濾膜沿邊緣切除后取出。

1.5 實(shí)驗(yàn)方法

隨機(jī)選取體檢人群，先予以常規(guī)肺通氣功能檢查，以肺通氣功能正常者為檢測(cè)對(duì)象。分別通過加用一次性呼吸過濾器及對(duì)照裝置，進(jìn)行脈沖震蕩肺功能重復(fù)檢測(cè)，并記錄各項(xiàng)檢測(cè)數(shù)據(jù)。

1.6 觀察指標(biāo)及操作方法

脈沖振蕩肺功能檢測(cè)：為了使測(cè)量規(guī)范化，每次檢測(cè)由同一位合格的肺功能技師指導(dǎo)病人做好如下幾點(diǎn)：①坐位測(cè)量，要求檢查椅無(wú)靠背，以便受試者坐直、坐正；②頭保持自然，水平或稍微上仰，保持氣道打開；③夾上鼻夾，避免外加壓力信號(hào)被旁路；④用雙手掌壓住腮幫，避免腮部的振動(dòng)而增加口腔的順應(yīng)性，從而影響測(cè)量的精確性；⑤用牙齒咬緊塑料口器，舌頭應(yīng)在塑料口器的下面，避免堵住呼吸通道而增加阻力，用嘴唇緊緊包住塑料口器，不能有漏氣，病人通過塑料口器用嘴呼吸；⑥避免過緊的腰帶、胸帶和衣服，排除人為的限制性因數(shù)；⑦呼吸波平穩(wěn)以后，記錄30～45 s平穩(wěn)呼吸后停止記錄，并由脈沖振蕩肺功能儀配套報(bào)告軟件自動(dòng)分析計(jì)算結(jié)果；⑧記錄呼吸總阻抗（Zrs），粘性阻力（R），周邊彈性阻力（X）及響應(yīng)頻率（Fres）結(jié)果。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以（x±SD）表示，重復(fù)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行Paired-Sample T 測(cè)試，P＜0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用線性回歸分析統(tǒng)計(jì)兩次檢測(cè)結(jié)果的系統(tǒng)誤差。

2 結(jié)果

2.1 脈沖振蕩肺功能檢測(cè)結(jié)果

使用一次性呼吸過濾器后（A檢測(cè)），脈沖振蕩肺功能檢測(cè)結(jié)果中呼吸總阻抗（Zrs）；黏性阻力R在5 Hz頻率（R5Hz）、10 Hz頻率（R10Hz）、15 Hz頻率（R15Hz）、20 Hz頻率（R20Hz）、25 Hz頻率（R25Hz）及35 Hz頻率（R35Hz）檢測(cè)結(jié)果均較使用對(duì)照裝置（B檢測(cè)）顯著增加（P＜0.01）。使用一次性呼吸過濾器（A檢測(cè)）后各頻率周邊彈性阻力（X5、X10、X15）與響應(yīng)頻率（Fres），與使用對(duì)照裝置（B檢測(cè)）相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義差異（P＞0.05）。具體數(shù)值見表1。

2.2 脈沖振蕩肺功能常用指標(biāo)線性回歸分析

采用線性回歸分析提示，呼吸總阻抗（Zrs）回歸方程為ZrsB檢測(cè)=0.34ZrsA檢測(cè)+0.569，B檢測(cè)與A檢測(cè)的相關(guān)系數(shù)R=0.726，F(xiàn)=89.158，P=0.00，兩次檢測(cè)具有顯著線性相關(guān)性。黏性阻力R5Hz回歸方程為R5B檢測(cè)=0.414R5A檢測(cè)+0.138，B檢測(cè)與A檢測(cè)的相關(guān)系數(shù)R=0.696，F(xiàn)=75.243，P=0.00，兩次檢測(cè)具有顯著線性相關(guān)性。黏性阻力R20Hz回歸方程為 R20B檢測(cè)=0.264 R20A檢測(cè)+0.162，B檢測(cè)與A檢測(cè)的相關(guān)系數(shù)R=0.583，F(xiàn)=22.525，P=0.00，兩次檢測(cè)具有顯著線性相關(guān)性。

表1 脈沖振蕩肺功能檢測(cè)結(jié)果Tab.1 Impulse oscillometery results

3 討論

脈沖震蕩肺功能是通過揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換成包含各種頻率的機(jī)械波，然后施加在受檢者的靜息呼吸上，可由頻率變化的正弦函數(shù)的疊加來(lái)表示[6]。從呼吸生理學(xué)上氣道的黏性阻力影響因素與氣道半徑、流速及容積有關(guān)。平穩(wěn)呼吸檢測(cè)中，氣道半徑、容積相對(duì)固定，故檢測(cè)中氣道的黏性阻力具有流速依賴性。而使用一次性呼吸過濾器后，其中的濾棉將產(chǎn)生機(jī)械阻隔，對(duì)流速產(chǎn)生影響，故在研究中可見使用含有濾棉的一次性呼吸過濾器后，黏性阻力R在5 Hz頻率（R5Hz）、10 Hz頻率（R10Hz）、15 Hz頻率（R15Hz）、20 Hz頻率（R20Hz）、25 Hz頻率（R25Hz）及35 Hz頻率（R35Hz）下檢測(cè)結(jié)果均較使用對(duì)照裝置顯著增加（P＜0.01）。呼吸總阻抗的復(fù)函數(shù)表達(dá)式為：Zrs=R+jX=R+j(－1/ωc+ωL)，ω=2πf，f為頻率。實(shí)部R表示黏性阻力，虛部X代表彈性和慣性向量之和，三個(gè)矢量之和為呼吸總阻抗[7]。由于使用一次性呼吸過濾器后黏性阻力R將顯著增加（P＜0.01），故不難推測(cè)出呼吸總阻抗（Zrs）在使用含有濾棉的一次性呼吸過濾器后也將顯著增加，此推測(cè)與我們研究中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果相符（P＜0.01）。通過線性回歸分析，研究發(fā)現(xiàn)呼吸總阻抗（Zrs）、各頻率黏性阻力經(jīng)使用一次性呼吸過濾器及對(duì)照裝置重復(fù)檢測(cè)，兩次檢測(cè)之間有顯著線性相關(guān)性（P＜0.01），臨床常用Zrs來(lái)判斷呼吸阻力，R5Hz及R20Hz來(lái)判定氣道阻塞情況。各檢測(cè)指標(biāo)無(wú)呼吸過濾裝置檢測(cè)結(jié)果的轉(zhuǎn)換回歸方程為，呼吸總阻抗ZrsB檢測(cè)=0.34ZrsA檢測(cè)+0.569；R5B檢測(cè)=0.414R5A檢測(cè)+0.138及R20B檢測(cè)=0.264R20A檢測(cè)+0.162。

脈沖震蕩肺功能中，周邊彈性阻力（X）物理性質(zhì)跟電容相似，它是能量的儲(chǔ)存部件，它本身不消耗能量，只不過將壓力的變化轉(zhuǎn)化為容積上的改變，主要分布于胸廓。周邊彈性阻力代表不同相位的成分的虛部X＜0（如果以壓力信號(hào)的開始為時(shí)間的零點(diǎn)，那么負(fù)數(shù)就表示時(shí)間上的超前）。周邊彈性阻力（X）檢測(cè)值具有頻率依賴性。在此次研究中我們通過數(shù)據(jù)分析可見周邊彈性阻力（X）隨著頻率的增加（5 Hz～15 Hz），負(fù)值逐漸減小。從呼吸動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看，周邊彈性阻力X=跨肺壓變化/肺容量變化（X=ΔP/ΔV），跨肺壓變化及肺容量變化計(jì)算過程中，抵消了由于使用含有濾棉的呼吸過濾器所產(chǎn)生外加干擾。本研究顯示使用含有濾棉的一次性呼吸過濾器后X5Hz、X10Hz及X15Hz未產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。Fres為響應(yīng)頻率（共振點(diǎn)），研究中使用含有濾棉的一次性呼吸過濾器未對(duì)檢測(cè)值產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

此研究結(jié)果對(duì)于臨床肺功能檢測(cè)中使用一次性呼吸過濾器具有很好的指導(dǎo)作用。由于R5Hz主要反映總氣道阻力，R20Hz主要反映中心氣道阻力，R5到R20之間主要反映周邊氣道阻力，故在以判斷氣道阻塞程度及氣道阻塞部位為目的檢測(cè)，如：慢性阻塞性肺病、哮喘、氣道痙攣性疾病及氣道高分泌疾病檢測(cè)中，可通過大樣本測(cè)試設(shè)立回歸方程，將使用一次性呼吸過濾器的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行轉(zhuǎn)換后供臨床判斷使用，以反映氣道真實(shí)阻力情況。而X5、X10、X15主要反映肺部的周邊彈性阻力，故在以檢測(cè)肺部順應(yīng)性、胸廓疾病及氣道外阻塞時(shí)，可考慮使用一次性呼吸過濾器，以充分保護(hù)受檢者避免交叉感染，且不影響檢測(cè)質(zhì)量。