便攜式肺功能儀在社區(qū)慢阻肺篩查的可行性探索

李曉鳳 張義宏 周靜 王永濱 沈景昊 耿潔

慢性阻塞性肺疾病(簡(jiǎn)稱：慢阻肺)是常見的呼吸系統(tǒng)疾病，最新的流調(diào)顯示我國(guó)當(dāng)前40歲以上人群的患病率為13.7%,全國(guó)約有近一億的慢阻肺患者。慢阻肺確診需要肺功能檢查，在基層以及邊遠(yuǎn)地區(qū)，由于醫(yī)院缺少設(shè)備和技術(shù)人員，造成肺功能檢查實(shí)施率很低[1]。近幾年隨著專科聯(lián)盟的推進(jìn)，優(yōu)化醫(yī)療資源合理使用。對(duì)于慢阻肺高危人群的篩查，我們探索采用基層醫(yī)院便攜式肺功能儀初篩結(jié)合上級(jí)醫(yī)院傳統(tǒng)肺功能定診的模式，提高篩查的效率。便攜式肺功能儀，具有價(jià)格便宜、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單,易學(xué)易會(huì)等優(yōu)點(diǎn)，便于基層醫(yī)務(wù)人員的操作。本研究探討在真實(shí)世界中，經(jīng)過短期培訓(xùn)的基層醫(yī)師使用便攜式肺功能儀，在社區(qū)進(jìn)行慢阻肺篩查的可行性。

資料與方法

一、研究對(duì)象

蘇州市相城區(qū)2017年8月，由轄區(qū)的區(qū)醫(yī)院(二級(jí)甲等)以及十家衛(wèi)生院成立呼吸?？坡?lián)盟。并啟動(dòng)“區(qū)域一體化慢阻肺管理項(xiàng)目”。每家衛(wèi)生院抽取兩名醫(yī)師負(fù)責(zé)。由呼吸專科聯(lián)盟負(fù)責(zé)組織進(jìn)行慢阻肺管理以及便攜式肺功能儀的操作、以及結(jié)果判讀的培訓(xùn)，共6次8課時(shí)?？己撕细窈螅缴鐓^(qū)進(jìn)行慢阻肺高危人群肺功能篩查。篩查的標(biāo)準(zhǔn)為：(1)年齡大于40歲，(2) 有慢阻肺的危險(xiǎn)因素，(3) 有慢性咳嗽、咳痰或者氣喘癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)：血液動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、近期氣胸、急性咯血、活動(dòng)性呼吸道感染、近期心肌梗死或不穩(wěn)定型心絞痛、胸動(dòng)脈動(dòng)脈瘤增大、顱內(nèi)壓增高或急性視網(wǎng)膜脫離等。記錄年齡，性別，身高、體重等信息。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)同意，所有受試者對(duì)本研究均知情同意。

二、肺功能儀

本文便攜式肺功能儀是橙意家人公司推出的一款智能便攜式肺功能監(jiān)測(cè)儀( SP10BT 簡(jiǎn)稱 橙意肺),由我區(qū)衛(wèi)生行政部門統(tǒng)一配置到轄區(qū)的每家衛(wèi)生院。該型肺功能儀采用渦輪流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)試者用力呼氣,吹動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，肺活量機(jī)內(nèi)的紅外線發(fā)射管和接收管對(duì)準(zhǔn)葉片部分,從而將葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成與頻率正比的電信號(hào)。再經(jīng)過放大整形電路處理形成微處理器(MCU)可識(shí)別的脈沖序列信號(hào),經(jīng)MCU處理后轉(zhuǎn)化為測(cè)量的各個(gè)參數(shù)。可實(shí)時(shí)顯示流速-容量 (V-L)曲線和容量-時(shí)間(L-T )曲線界面，數(shù)據(jù)可無線傳輸至電腦之中。該儀器能測(cè)量FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF、MEF75、MEF50 、MEF25等指標(biāo),并具有體積小、攜帶方便、操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。我們區(qū)醫(yī)院慢阻肺臨床研究中心的德國(guó)耶格公司生產(chǎn)的MasterScreen肺功能儀(簡(jiǎn)稱 耶格肺)，可測(cè)量肺活量、通氣功能、彌散功能、殘氣、氣道阻力等功能，本研究以此作為標(biāo)準(zhǔn)肺功能儀用于對(duì)照。質(zhì)量控制基于ERS/ATS的建議，每天使用一次3L定標(biāo)桶來檢查肺活量計(jì)的容積精度。便攜式肺功能儀按照操作要求每周用 3L定標(biāo)桶進(jìn)行定標(biāo)，每天進(jìn)行定標(biāo)驗(yàn)證[2]。

三、方案

2018.01-2018.04期間，各呼吸聯(lián)盟成員單位在社區(qū)對(duì)符合高危的對(duì)象，用橙意肺篩查，具體步驟：先做肺功能檢查，再給與舒張劑沙丁胺醇?xì)忪F劑兩噴(200 μg)，舒張后10min之后再做一次肺功能檢查。質(zhì)量控制：如果呼氣啟動(dòng)快速毫不猶豫，呼氣動(dòng)作的過程連續(xù)，沒有任何人工或第一秒咳嗽的證據(jù)，檢測(cè)的過程中沒有顯示早期或突然中斷，我們認(rèn)為肺活量測(cè)量是可接受的；每次檢查至少重復(fù)3次，取最佳值記錄。選取300名有意愿者去我們區(qū)醫(yī)院慢阻肺臨床研究中心肺功能室行耶格肺功能檢查，常規(guī)肺功能+支氣管舒張實(shí)驗(yàn)。按照ERS/ATS標(biāo)準(zhǔn)，肺功能重復(fù)性檢查的等級(jí)在C級(jí)以上的記錄數(shù)值[3]。主要觀察指標(biāo)：包括舒張前后的第 1 秒用力呼氣容積占肺活量比例 (FEV1/FVC)、第 1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值% (FEV1%)，第一秒用力呼氣容積(FEV1)，用力肺活量等(FVC)。耶格肺功能操作者不知道受試者之前橙意肺測(cè)量的肺功能結(jié)果。

四、按照GOLD2018的標(biāo)準(zhǔn)

支氣管擴(kuò)張劑之后，F(xiàn)EV1/FVC<70%且FVC>預(yù)測(cè)值的80%診斷為慢阻肺。根據(jù)GOLD2018指南，慢阻肺組根據(jù)氣道阻塞的嚴(yán)重程度進(jìn)一步分為：FEV1/FVC>70%，結(jié)合FEV1>80%預(yù)測(cè)值(GOLD 1級(jí))，或50%

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

結(jié) 果

一、篩查者一般情況

十家衛(wèi)生院共選出的300人初篩者志愿入組，去區(qū)醫(yī)院慢阻肺臨床研究中心行耶格肺功能檢查，肺功能重復(fù)能達(dá)到C級(jí)以上者共252人，納入我們的統(tǒng)計(jì)分析，其中男 182人(182/252)，女70人(70/252)。經(jīng)耶格肺功能儀確診為慢阻肺199 人，非慢阻肺53人，平均年齡(65.7±10.1)歲 。

二、兩種儀器參數(shù)的比較

1 組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(Intraclass correlation coefficient,ICC)：采用ICC測(cè)量對(duì)受試者前后兩次分別用橙意肺功能儀和耶格肺功能儀進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析。經(jīng)計(jì)算FVC、FEV1、FEV1/FVC、FEV1% Pred等4個(gè)主要參數(shù)的ICC值分別為: 0.790、0.897、0.840、0.563 (見表1)。P 值均<0.001。(ICC>0.75一般表示兩組數(shù)據(jù)的一致性比較理想)

表1 肺功能參數(shù)的組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(支氣管舒張劑后)

2 Bland-altman圖 Bland-altman圖以圖形的方式反映一致性界限，以測(cè)量結(jié)果的差值為縱軸，以測(cè)量結(jié)果的均數(shù)為橫軸，兩種設(shè)備測(cè)量值之間差值的平均值±1.96×標(biāo)準(zhǔn)差作為95%一致性界限(95%LOA)作圖。

圖1 FVC的95%一致性界限區(qū)間(-1.82,0.96)L,96.4%(243/252)的點(diǎn)數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍內(nèi)

圖2 FEV1的95%一致性界限區(qū)間(-0.834, 0.934)L,94.02%(237/252)的點(diǎn)數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍內(nèi)

圖3 FEV1/FVC的95%一致性界限區(qū)間(-14.75,31.45)%,95.23%(240/252)的點(diǎn)數(shù)據(jù)在這個(gè)范圍內(nèi)

三、橙意肺診斷慢阻肺的敏感性

橙意肺功能儀如果按照舒張劑后FEV1/FVC<70%，并且FVC>80%預(yù)計(jì)值作為慢阻肺診斷標(biāo)準(zhǔn)，橙意肺診斷慢阻肺的敏感性為83.4%，特異性75%(見表2)。

表2 橙意肺與耶格肺按照FEV1/FVC<70%標(biāo)準(zhǔn)診斷慢阻肺(支氣管舒張劑之后)

四、橙意肺用于診斷所有252名受試者肺功能阻塞嚴(yán)重程度的準(zhǔn)確率為49.2%(39+8+38+31+8/252)，其Cohen's kappa系數(shù)為0.335(95% CI 0.256～0.415)，P<0.001，該數(shù)值表示兩者僅具有一般強(qiáng)度一致性(見表3)。

表3 橙意肺與耶格肺按照GOLD標(biāo)準(zhǔn)的阻塞程度分級(jí)

五、受試者工作曲線(ROC)分析

根據(jù)測(cè)得的FEV1/FVC<70%作為判斷肺功能異常的標(biāo)準(zhǔn),繪制ROC曲線。曲線下面積AUC為0.842(見圖4)。

圖4 FEV1/FVC的ROC曲線(曲線下面積0.842)

六、橙意肺功能儀如果按照舒張劑后FEV1/FVC<75%，并且FVC>80%預(yù)計(jì)值作為慢阻肺診斷標(biāo)準(zhǔn)，橙意肺診斷慢阻肺的敏感性為89.4%，特異性62.3%。如果按照舒張劑前FEV1/FVC<75%，并且FVC>80%預(yù)計(jì)值作為慢阻肺診斷標(biāo)準(zhǔn)，橙意肺診斷慢阻肺的敏感性為91.0%(見表4、5)

表4 兩種肺功能儀診斷慢阻肺 (支氣管擴(kuò)張劑之后，截點(diǎn)為：FEV1/FVC<75%)

表5 兩種肺功能儀診斷慢阻肺 (橙意肺支氣管擴(kuò)張劑之前，截點(diǎn)為：FEV1/FVC<75%)

討 論

早期發(fā)現(xiàn)慢阻肺，并提前干預(yù)，可以延緩慢阻肺患者的肺功能下降的速度[3]。高危人群做肺功能篩查是早期發(fā)現(xiàn)慢阻肺病人的關(guān)鍵。傳統(tǒng)肺功能儀是精密儀器，對(duì)場(chǎng)地的環(huán)境溫度、濕度有一定的要求，超出工作范圍，儀器的誤差會(huì)明顯增大，甚至不能正常工作[4]，且設(shè)備龐大不易搬動(dòng)，操作耗時(shí)長(zhǎng)，價(jià)格貴，不太適合做大樣本人群的肺功能篩查。便攜式肺功能是近幾年開發(fā)的肺功能專業(yè)設(shè)備，價(jià)格便宜，易于操作，可以方便的帶到肺功能初篩所處的社區(qū)、或者病房床邊。國(guó)內(nèi)?？坡?lián)盟的成立，為慢病的管理提供了新的思路。?？坡?lián)盟內(nèi)資源共享，在基層醫(yī)院，做慢阻肺的初篩，可疑者再去醫(yī)聯(lián)體內(nèi)有條件的上級(jí)醫(yī)院確診的模式。這種初篩加定診的模式，充分利用醫(yī)療資源，適合大面積的高危人群的篩查。2017年8月我們區(qū)十一家醫(yī)院成立?？坡?lián)盟，并開展“區(qū)域一體化慢阻肺管理項(xiàng)目”，統(tǒng)一的信息化管理平臺(tái)，做到資源共享，上下轉(zhuǎn)診通暢。通過我們的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，基層的醫(yī)務(wù)人員，短期培訓(xùn)之后，基本可以達(dá)到掌握肺功能操作和判讀的目標(biāo)，能順利開展慢阻肺的社區(qū)高危人群的篩查。

雖然便攜式肺功能儀開發(fā)者宣稱在實(shí)驗(yàn)室條件下能夠達(dá)到和常規(guī)肺功能儀相似的檢測(cè)結(jié)果[5]。但是在真實(shí)世界的實(shí)踐中，做肺功能初篩的場(chǎng)所大都在社區(qū)，沒有可控的環(huán)境溫度、濕度等條件下，檢測(cè)效度如何，目前尚沒有說服力的數(shù)據(jù)。在我們的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，由于傳統(tǒng)的肺功能檢查要求較高，需要患者很好的配合才能達(dá)到質(zhì)量要求，很多患者可能面臨檢查失敗，我們這組受試者人群中約16% (48/300) 的患者不能配合完成傳統(tǒng)的肺功能檢測(cè)。從合格完成肺功能的這組人群來看， FEV1/FVC<70%，并且FVC>80%預(yù)計(jì)值作為慢阻肺診斷標(biāo)準(zhǔn)，橙意肺功能診斷慢阻的敏感性為83.4%，特異性為75%。從FEV1/FVC受試者曲線下面積看，也達(dá)到了0.863。作為初篩是可以接受的。

兩型肺功能儀檢查的受試者的具體數(shù)值來看，橙意肺功能儀的測(cè)出的FEV1，F(xiàn)VC、以及FEV1/FVC的值與耶格肺功能測(cè)出值有較好的相關(guān)性，ICC達(dá)到了0.850以上。Bland-Altman圖是評(píng)估定量數(shù)據(jù)一致性的理想方法[6]，如果二者差值絕大多數(shù)分布在二者差值均值的95%一致性界限內(nèi)，則在統(tǒng)計(jì)學(xué)上表示兩者一致性高，但是LOA或信度是否可接受的判斷是由臨床應(yīng)用決定的，因?yàn)樗鼈儾荒芡ㄟ^統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)來證明?？山邮艿?5%LOA如以前文獻(xiàn)報(bào)道最初設(shè)置為FVC值±0.5L和FEV1±0.35L[7-8]。目前的這組數(shù)據(jù)是超出這個(gè)范圍的，說明真實(shí)世界的實(shí)踐中，便攜式肺功能儀的測(cè)量數(shù)據(jù)可能受到的影響因素更多導(dǎo)致，比如儀器本身以及患者的配合程度，環(huán)境的影響。從在初篩肺功能的結(jié)果中FEV1和FVC均比耶格肺功能低，估計(jì)和初篩時(shí)的場(chǎng)地中，環(huán)境影響不能達(dá)到盡力吹氣造成數(shù)值偏低有關(guān)，這在其他類型的便攜式肺功能也有類似報(bào)道[9], 有研究顯示如果初篩時(shí)FVC測(cè)量，受試者呼氣能達(dá)到6秒以上，可以增加測(cè)量的準(zhǔn)確性[10-11]。按照GOLD氣道阻塞程度分級(jí)來看，兩者的相關(guān)性比較低，不能準(zhǔn)確的判斷氣道阻塞程度分級(jí)，需要用傳統(tǒng)的肺功能來確診分級(jí)。如果初篩時(shí)把FEV1/FVC<75%作為氣道阻塞的截點(diǎn)，那么橙意肺功能的敏感性可以達(dá)到89.4%，特異性下降為62.3%。統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，如果不使用支氣管舒張劑，而直接用橙意肺行肺功能檢查，把FEV1/FVC<75%作為截點(diǎn)，那么橙意肺功能的敏感性可以達(dá)到91%、特異性為62.3%。敏感性和特異性和使用支氣管劑之后，基本一致。用傳統(tǒng)的方式做肺功能篩查，每篩選一個(gè)病人，大約需要18 min(包括常規(guī)肺功能4 min+使用支氣管擴(kuò)張劑等待時(shí)間10 min+第二次肺功能4 min)。如果只做肺功能而不做舒張劑后肺功能則大約費(fèi)時(shí)4～5 min。比傳統(tǒng)的肺功能檢查明顯的縮短了操作時(shí)間。提高篩選效率。能很大程度的節(jié)省人力、物力，減少交叉感染，是一種可行的篩選實(shí)施方案。

我們呼吸呼吸?？坡?lián)盟的兩年的社區(qū)肺功能篩查的實(shí)踐，更能反應(yīng)真實(shí)世界的情況，對(duì)有效的開展慢阻肺的篩查有一定的借鑒意義。但是我們的研究也存在一定的局限性，我們的研究不是隨機(jī)雙盲對(duì)照，受試者都是先行初篩，之后1～2 d之內(nèi)再行傳統(tǒng)肺功能檢查，不是同一的時(shí)間，一天之內(nèi)肺功能可能不同，初篩對(duì)受試者檢查質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求較低。我們?cè)诤罄^的篩選中，逐步提高肺功能檢查可重復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。