慢性阻塞性肺疾病患者鼻吸氣壓與肺功能和呼吸耐力相關(guān)性研究

王秋波 張澤明 王在巖 朱曉萍

1上海健康醫(yī)學(xué)院附屬周浦醫(yī)院呼吸內(nèi)科201318;2同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院呼吸內(nèi)科,上海200120

COPD患者的最顯著的臨床表現(xiàn)是呼吸困難和活動(dòng)耐力下降,而呼吸肌收縮功能下降是最主要的因素之一[1]。同時(shí)呼吸肌功能受損和吸氣肌無力是COPD患者全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因素[2]。COPD患者呼吸肌功能受損,不僅影響COPD患者的工作、學(xué)習(xí)能力及生活質(zhì)量,同時(shí)也影響預(yù)后。但是呼吸肌功能的評估一直是臨床研究的難題,有研究證實(shí),做最大吸鼻動(dòng)作過程中,膈肌和斜角肌被強(qiáng)烈激活[3],因此可以通過吸鼻過程中對體內(nèi)壓力的監(jiān)測來了解吸氣肌力狀況。鼻吸氣壓(sniff nasal inspiratory pressure,SNIP)是通過測定吸氣過程中的鼻內(nèi)壓評估吸氣肌力的方法,已被證實(shí)對COPD呼吸肌力評估是有效的、可重復(fù)的測試方法[4-5]。顫搐性跨膈壓(twitch trans-diaphragmatic pressure,Tw-Pdi)目前被認(rèn)為是評估呼吸肌肌力的金標(biāo)準(zhǔn),它是通過電或磁刺激頸部膈神經(jīng)所產(chǎn)生跨膈壓(trans-diaphragmatic pressure,Pdi),去除了受試者呼吸努力程度和用力方式對Pdi的影響[6]。但Tw-Pdi是有創(chuàng)性操作,需要植入食管球囊導(dǎo)管系統(tǒng)和技術(shù)人員的參與,這限制了它的實(shí)際應(yīng)用。有研究證實(shí),SNIP與Tw-Pdi有著良好的相關(guān)性,SNIP作為一個(gè)無創(chuàng)操作可以很好的評估呼吸肌力和預(yù)測呼吸肌功能受損患者的生存率[7]。本研究擬使用無創(chuàng)的呼吸肌力測定指標(biāo)SNIP與COPD患者的肺功能指標(biāo)、呼吸耐力指標(biāo)及其他呼吸肌力指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析,探索使用SNIP檢測方法評價(jià)呼吸肌力與COPD患者病情的相關(guān)性,探討其在臨床中評價(jià)COPD病情嚴(yán)重程度的應(yīng)用價(jià)值。

1 對象與方法

1.1 研究對象 前瞻性、隨機(jī)、對照入組設(shè)計(jì)。收集2019年1月至12月浦東新區(qū)周浦醫(yī)院呼吸科門診穩(wěn)定期COPD男性患者49例作為病例組,年齡(67±8)歲,年齡范圍為50～80歲。選取同期浦東新區(qū)周浦醫(yī)院體檢的正常男性健康人20名作為對照組,年齡(66±4)歲,年齡范圍為51～78歲。2組均接受常規(guī)體格檢查,記錄身高、體質(zhì)量、年齡、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)。納入標(biāo)準(zhǔn):門診患者,男,年齡50～80歲;至少6周內(nèi)無發(fā)熱、咳喘等明顯加重期表現(xiàn)。符合2011年中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)制訂的COPD診斷標(biāo)準(zhǔn),肺功能檢測:吸入支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in the

first second,FEV1)/FVC＜70%;FEV1%pred＜

80%;神志清楚,能配合完成指令動(dòng)作。

排除標(biāo)準(zhǔn):排除鼻炎史和鼻部手術(shù)史;排除患有肺、心臟或神經(jīng)肌肉疾病、嚴(yán)重營養(yǎng)不良(BMI＜20 kg/m2)患者,以及惡性腫瘤、甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)、糖尿病和肝腎功能衰竭或有可能影響肌肉功能的其他全身性疾病的患者。排除肥胖(BMI＞30 kg/m2),低體質(zhì)量(BMI＜18.5 kg/m2);排除腦部基礎(chǔ)疾病(無明顯后遺癥)。

本研究得到上海健康醫(yī)學(xué)院附屬周浦醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(2021-C-014-E01),取得受試者知情同意并簽署知情同意書。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 常規(guī)肺功能測定 使用德國耶格公司Master Screen Diffusion型肺功能儀通過體積描記法測定FVC、FEV1,計(jì)算FEV1/FVC。

1.2.2 呼吸肌力測定 對照組及病例組均使用英國貝辛斯托克卡迪那健康公司MicroRPM呼吸肌力測試儀測量最大吸氣壓(maximal expiratory pressure,MIP)、SNIP。

1.2.2.1 MIP測定 受試者使用標(biāo)準(zhǔn)坐的方式,戴鼻夾和使用法蘭接口,從功能殘氣位完成至少重復(fù)3次最大經(jīng)口吸氣動(dòng)作,每次相隔至少1 min,取維持1 s以上的最大值(或直到獲得2個(gè)相同的讀數(shù)),導(dǎo)管末端被連接到一個(gè)MicroRPM呼吸肌力測試儀。

1.2.2.2 SNIP測定 受試者手持一個(gè)塞子(塑料,橄欖形狀,4個(gè)不同規(guī)格,根據(jù)受試者的鼻孔大小選擇合適規(guī)格)阻塞一個(gè)鼻孔,通過沒有封閉的對側(cè)鼻孔完成最大吸鼻動(dòng)作。塞子連接到一個(gè)導(dǎo)管,導(dǎo)管的一端連接到一個(gè)Micro RPM呼吸肌力測試儀。在一次正常呼氣結(jié)束時(shí)關(guān)閉口腔,采取一個(gè)短促、快速、最大的吸鼻動(dòng)作。每位受試者執(zhí)行20次最大吸鼻動(dòng)作,每次之間休息30 s。所有操作過程被記錄,最初的10次SNIP的最高值,和第二個(gè)10次SNIP的最高值分別被記錄下來,選擇標(biāo)準(zhǔn)為:平臺壓最少維持0.5 s,每次操作間隔30 s,并取最大值用于研究。

1.2.3 呼吸肌耐力6分鐘步行距離(6-minute walking distance,6MWD) 試驗(yàn)前,患者在起點(diǎn)旁坐椅子休息至30 min(至少10 min),核查有無禁忌證,測量脈搏和血壓(有條件時(shí)測血氧飽和度),填寫記錄表,向患者介紹試驗(yàn)過程。試驗(yàn)場地平直堅(jiān)硬,路長設(shè)為50 m,患者開始行走,啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,允許患者必要時(shí)放慢速度或停下休息,6 min試驗(yàn)結(jié)束,患者停止后原地站住,標(biāo)記好止點(diǎn),計(jì)算步行距離。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 數(shù)據(jù)均錄入SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件,計(jì)量資料采用±s表示,采用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(%)表示,采用χ2檢驗(yàn),各因素相關(guān)性分析采用直線相關(guān)分析,P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組一般特征、肺功能指標(biāo)、呼吸肌強(qiáng)度及呼吸肌耐力結(jié)果 2組年齡、身高、體質(zhì)量和BMI比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均＞0.05);病例組肺功能氣道阻塞指標(biāo)FEV1%pred和FEV1/FVC均低于對照組(P值均＜0.05);病例組的呼吸肌強(qiáng)度指標(biāo)MIP、SNIP和呼吸肌耐力指標(biāo)6MWD均低于對照組(P值均＜0.05),見表1。

2.2 SNIP與呼吸肌強(qiáng)度、氣道阻塞程度的相關(guān)性分析 經(jīng)過相關(guān)性分析可知,SNIP與MIP、6MWD、FEV1%pred、FEV1/FVC均明顯相關(guān)(r=0.837、0.509、0.512、0.563,P值均＜0.05)。見圖1～4。

圖1 COPD患者SNIP與MIP的相關(guān)性

3 討論

COPD不僅是一種呼吸系統(tǒng)疾病,而且是由多種危險(xiǎn)因素影響、多種生物學(xué)機(jī)制介導(dǎo)的全身多系統(tǒng)性、慢性炎癥反應(yīng)性疾病。骨骼肌疲勞及乏力是COPD全身效應(yīng)的主要表現(xiàn)之一[8],COPD患者多存在不同程度的膈肌功能障礙,膈肌疲勞是導(dǎo)致COPD病情進(jìn)展的重要原因,并且是呼吸衰竭的重要病理生理機(jī)制之一[9]。COPD患者肺的功能殘氣量增多,過度充氣引起胸腔的形態(tài)學(xué)改變,膈肌長度縮短失去收縮的最佳初長度[10]。此外,COPD呼吸肌由于需要對抗更高的彈性回縮力,以及因?yàn)闅饬魇芟匏鸬某跏嘉鼩庳?fù)荷,導(dǎo)致額外做功[10]。這些因素引起呼吸肌通氣力學(xué)的改變,導(dǎo)致COPD患者呼吸肌的功能性障礙。

圖2 COPD患者SNIP與6MWD的相關(guān)性

圖3 COPD患者SNIP與FEV 1%pred的相關(guān)性

表1 2組一般特征、肺功能、呼吸肌強(qiáng)度和呼吸肌耐力指標(biāo)比較(±s)

表1 2組一般特征、肺功能、呼吸肌強(qiáng)度和呼吸肌耐力指標(biāo)比較(±s)

注:1 cm H 2 O=0.098 k Pa;BMI為體質(zhì)量指數(shù);FEV 1為第1秒用力呼氣容積;SNIP為鼻吸氣壓;MIP為最大吸氣壓;6MWD為6分鐘步行距離

組別 例數(shù) 年齡(歲) 身高(m) 體質(zhì)量(kg) BMI(kg/m2)FEV1%pred(%)FEV1/FVC(%)MIP(cm H2 O)SNIP(cm H2 O) 6MWD(m)病例組49 67±8 1.67±0.56 67.86±8.18 22.83±2.14 49.10±17.10 62.60±11.00-64.00±21.82-63.90±20.50 400.00±151.75對照組20 66±4 1.69±0.05 70.62±5.90 23.88±2.01 85.30±5.40 90.70±6.20-77.65±11.13-86.20±6.60 688.50±36.59 t值 1.178 0.744 -1.906 -1.855 -11.756 -10.772 -2.761 -2.733 -10.828 P值 0.278 0.470 0.092 0.099 ＜0.001 ＜0.001 0.009 0.008 ＜0.001

圖4 COPD患者SNIP與FEV 1/FVC的相關(guān)性

近年來,呼吸肌力評估已經(jīng)得到廣泛重視,并已提出了各種測試方法[11]。吸氣肌肉力量可以通過受試者自主或非自主測試評估。自主測試如MIP、SNIP、經(jīng)鼻吸氣跨膈壓等,具有簡單、輕便和廉價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。MIP是自主吸氣肌肉力量測試的經(jīng)典方法。它的測量是在封閉氣道環(huán)境下做最大吸氣努力,取持續(xù)1 s的最大持續(xù)口腔壓力[12]。但MIP的測量需要最大的吸氣努力,并且需要佩戴封閉的口罩,很多COPD患者較難配合;而SNIP的測量在相對開放的環(huán)境中通過簡單的吸鼻動(dòng)作完成,受試者依從性、耐受性較好,而且它的準(zhǔn)確性較高,更適用于臨床操作。本研究病例組的SNIP均值與MIP均值接近,SNIP略低于MIP均值,相關(guān)性分析提示SNIP與MIP呈線性相關(guān),與Uldry和Fitting[13]在COPD患者中的研究相符。故SNIP作為一種易于操作的無創(chuàng)的吸氣肌力監(jiān)測方法,與經(jīng)典的MIP測定方法有良好的相關(guān)性,可以作為可靠的指標(biāo)應(yīng)用于COPD患者呼吸肌力評估中。

本研究中病例組平均SNIP值較對照組平均SNIP值下降,表明COPD患者的吸氣肌肉力量總體上是受損的。多種因素會(huì)影響COPD患者的吸氣肌功能,這些因素可分為局部力學(xué)改變和全身性的病理生理變化。COPD患者的膈肌總是處于氣流受限和過度充氣的狀態(tài),內(nèi)源性PEEP和過度充氣導(dǎo)致吸氣肌高負(fù)荷,從而損傷了吸氣肌功能[14]。本研究中SNIP值與FEV1%pred、FEV1/FVC相關(guān),這也與Kabitz等[15]和Ju等[16]的報(bào)道相似。而FEV1%pred、FEV1/FVC是評估COPD氣道阻塞嚴(yán)重程度的指標(biāo),因此吸氣肌強(qiáng)度下降至少部分歸因于COPD的氣流受限。氣流受限和過度充氣并不能完全解釋吸氣肌力的減退,全身性的病理生理變化也是呼吸肌功能障礙的重要因素,這些變化可能包括全身炎癥反應(yīng),低氧、相關(guān)的氧化應(yīng)激和肌病,營養(yǎng)不良、內(nèi)分泌紊亂和呼吸肌重塑。

6MWD與呼吸困難和/或下肢肌肉疲勞有關(guān),結(jié)合其他生理因素可以作為心肺功能的整體指標(biāo)[17],一般認(rèn)為是評估運(yùn)動(dòng)耐力的方法。COPD患者通常經(jīng)歷一個(gè)螺旋向下的活動(dòng)減少,導(dǎo)致外周肌肉無力,特別是下肢肌肉[14]。有研究認(rèn)為6MWD可以預(yù)測COPD患者的生存率[18]。本研究顯示在COPD患者中SNIP值與6MWD呈正相關(guān),可以認(rèn)為降低的SNIP提示吸氣肌肉力量減弱,伴隨著COPD患者運(yùn)動(dòng)能力的下降。

總之,本研究證實(shí)SNIP可以有效評估COPD吸氣肌力強(qiáng)度,并隨著COPD的氣道阻塞程度、運(yùn)動(dòng)耐力的下降而減低,SNIP與COPD嚴(yán)重程度存在關(guān)聯(lián),可以成為COPD病情綜合評估的參考指標(biāo)。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突