哮喘及疑診哮喘患兒運(yùn)動(dòng)激發(fā)試驗(yàn)中肺功能及目標(biāo)心率到達(dá)與維持時(shí)間分析

黃 君，羅 健

運(yùn)動(dòng)激發(fā)試驗(yàn)(exercise challenge test,ECT)可用于檢測(cè)氣道高反應(yīng)性(airway hyperresponsiveness,AHR)，協(xié)助哮喘診斷與治療，同時(shí)也是檢驗(yàn)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)性支氣管痙攣(exercise-induced bronchoconstriction,EIB)的重要方法[1]。標(biāo)準(zhǔn)ECT包括平板跑步和踏車(chē)法，試驗(yàn)中的關(guān)鍵因素之一是持續(xù)高水平通氣，因此達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度即目標(biāo)心率或目標(biāo)通氣量后的維持時(shí)間十分重要，同時(shí)氣道水分丟失的速度也影響試驗(yàn)結(jié)果，目前國(guó)內(nèi)外指南建議在踏車(chē)法ECT中4 min內(nèi)到達(dá)目標(biāo)強(qiáng)度并維持此強(qiáng)度至少≥4 min[1-3]。但實(shí)際操作過(guò)程中兒童常常因配合不佳或不能耐受達(dá)不到上述要求，而目標(biāo)強(qiáng)度到達(dá)與維持時(shí)間對(duì)肺功能指標(biāo)下降率的影響尚不明確，目前國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道較少。本研究目的是分析兒童ECT中肺功能指標(biāo)隨時(shí)間的變化，以及目標(biāo)心率到達(dá)與維持時(shí)間對(duì)肺功能指標(biāo)下降率的影響，以期為兒童ECT的報(bào)告解讀提供參考性建議。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析2016-11～2020-09在重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院就診的16例哮喘及44例疑診哮喘患兒的臨床及實(shí)驗(yàn)室資料，所有患兒均符合《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南(2016年版)》中的哮喘及疑診哮喘標(biāo)準(zhǔn)[4]。其中男童36例，女童24例，年齡6～15(9.98±2.26)歲。所有患兒均順利完成了踏車(chē)法ECT，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中客觀不良反應(yīng)咳嗽13例(21.67%)，主觀不良反應(yīng)胸悶、頭暈等21例(35.00%)，運(yùn)動(dòng)停止后均可自行緩解，無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)發(fā)生。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)疑似存在AHR，包括哮喘非發(fā)作期復(fù)診患兒和疑診哮喘患兒；(2)第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)基礎(chǔ)值占預(yù)計(jì)值百分比≥70%；(3)均未使用影響試驗(yàn)結(jié)果的藥物(如支氣管擴(kuò)張劑、糖皮質(zhì)激素、抗組胺藥物等)；(4)近期無(wú)明顯呼吸道感染；(5)數(shù)據(jù)資料完善。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)基礎(chǔ)肺功能?chē)?yán)重?fù)p害(FEV1≤60%的預(yù)計(jì)值)；(2)患有主動(dòng)脈瘤或其他不宜做用力肺功能檢查的疾病(如肺大皰、氣胸等)；(3)哮喘發(fā)作或急性加重期；(4)依從性差，不配合檢查操作者。本研究經(jīng)重慶醫(yī)科大學(xué)附屬兒童醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號(hào)：216/2020)。

1.2檢查方法 踏車(chē)法ECT[3，5]：測(cè)試環(huán)境在同一室內(nèi)，空調(diào)設(shè)定溫度為20～25 ℃，安靜狀態(tài)下連續(xù)測(cè)定患兒肺功能指標(biāo)2～3次，取其最佳值作為基礎(chǔ)值?；純鹤诠β首孕熊?chē)(Ergoline VIA sprint 150p,carefusion，美國(guó))上，連接好心電監(jiān)護(hù)儀及血氧飽和度監(jiān)測(cè)儀，同步心率及血氧飽和度監(jiān)測(cè)，功率10 W狀態(tài)下熱身1 min，使患兒適應(yīng)，然后遞增功率至患兒不能耐受，在4 min內(nèi)達(dá)到目標(biāo)心率。目標(biāo)心率=80%預(yù)計(jì)最高心率，預(yù)計(jì)最高心率=210-0.65×年齡(歲)[5]，維持至少4 min，分別在運(yùn)動(dòng)前和運(yùn)動(dòng)后1 min、5 min、10 min、15 min、20 min測(cè)定肺功能，記錄FEV1最低值，若20 min時(shí)的FEV1高于前3次，則終止檢測(cè)，否則繼續(xù)監(jiān)測(cè)25 min及30 min時(shí)的肺功能。ECT的陽(yáng)性判斷標(biāo)準(zhǔn)為FEV1下降≥10%。ECT陽(yáng)性的患兒需立刻吸入支氣管擴(kuò)張劑，并監(jiān)測(cè)肺功能至基本恢復(fù)正常，以保證試驗(yàn)安全性。收集患兒的年齡、性別、身高、體重、用藥史等一般信息，收集目標(biāo)心率到達(dá)與維持時(shí)間、運(yùn)動(dòng)總時(shí)間，運(yùn)動(dòng)前后的肺功能指標(biāo)、不良反應(yīng)等。肺功能指標(biāo)包括用力肺活量(forced vital capacity,FVC)；FEV1；呼氣峰值流速(peak expiratory flow,PEF)；用力呼出25%肺活量時(shí)的瞬間流量(forced expiratory flow at 25% vital capacity,FEF25)；用力呼出50%肺活量時(shí)的瞬間流量(forced expiratory flow at 50% vital capacity,FEF50)；用力呼出75%肺活量時(shí)的瞬間流量(forced expiratory flow at 75% vital capacity,FEF75)；最大呼氣中期流量(maximal mid-expiratory flow,MMEF)。

2 結(jié)果

2.1運(yùn)動(dòng)激發(fā)試驗(yàn)陽(yáng)性組與陰性組一般資料比較 根據(jù)ECT結(jié)果分成陽(yáng)性組11例(18.33%)，陰性組49例(81.67%)。兩組患兒的年齡、性別、身高、體重、BMI、目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間、運(yùn)動(dòng)時(shí)間及不良反應(yīng)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。陽(yáng)性組目標(biāo)心率維持時(shí)間長(zhǎng)于陰性組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 運(yùn)動(dòng)激發(fā)試驗(yàn)陽(yáng)性組與陰性組一般資料比較

2.250例患兒運(yùn)動(dòng)前后各時(shí)間肺功能指標(biāo)比較 本文共有50例(包括49例試驗(yàn)陰性及1例試驗(yàn)陽(yáng)性患兒)完整檢測(cè)了運(yùn)動(dòng)前及運(yùn)動(dòng)后1 min、5 min、10 min、15 min、20 min時(shí)的肺功能。除小氣道指標(biāo)FEF75在運(yùn)動(dòng)后各時(shí)間均較運(yùn)動(dòng)前有上升外，其他肺功能指標(biāo)在運(yùn)動(dòng)后各時(shí)間均有不同程度的下降，然后在20 min開(kāi)始逐漸恢復(fù)甚至超過(guò)運(yùn)動(dòng)前水平。其中大氣道指標(biāo)FVC、FEV1、PEF、FEF25在運(yùn)動(dòng)后5 min均較運(yùn)動(dòng)前下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 50例患兒運(yùn)動(dòng)前后各時(shí)間肺功能指標(biāo)比較

2.3目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間≤4 min組和>4 min組肺功能指標(biāo)下降率比較 60例中有26例(43.33%)目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間≤4 min，25例(41.67%)目標(biāo)心率維持時(shí)間≥4 min，有12例(20.00%)目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間≤4 min且目標(biāo)心率維持時(shí)間≥4 min。目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間≤4 min組和>4 min組大小氣道指標(biāo)FVC、FEV1、PEF、FEF25、FEF50、FEF75、MMEF下降率差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表3。

表3 目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間≤4 min組和>4 min組肺功能指標(biāo)下降率比較

2.4目標(biāo)心率維持時(shí)間≥4 min組和<4 min組肺功能指標(biāo)下降率比較 目標(biāo)心率維持時(shí)間≥4 min組大氣道指標(biāo)FVC、FEV1、PEF、FEF25下降率明顯高于<4 min組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。兩組小氣道指標(biāo)FEF50、FEF75、MMEF下降率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表4。

表4 目標(biāo)心率維持時(shí)間≥4 min組和<4 min組肺功能指標(biāo)下降率比較

3 討論

3.1運(yùn)動(dòng)后大小氣道均有不同程度的收縮，F(xiàn)EV1在運(yùn)動(dòng)后5 min內(nèi)收縮最明顯，然后在20 min后開(kāi)始恢復(fù)正常，這與之前的報(bào)道[6]類(lèi)似。Vilozni等[7]的研究則表明FEV1最大下降率的時(shí)間和年齡呈正相關(guān)(r2=0.542,P<0.001)，年齡越小，達(dá)到FEV1最大下降率的時(shí)間就越短。這提示與成人ECT中監(jiān)測(cè)肺功能至30 min相比，兒童ECT中肺功能測(cè)量時(shí)間可適當(dāng)縮短，目前常以20 min為共識(shí)[3，8]。值得注意的是，小氣道指標(biāo)FEF75及MMEF在運(yùn)動(dòng)后15～20 min均超過(guò)了運(yùn)動(dòng)前水平，這提示運(yùn)動(dòng)后小氣道可短暫性擴(kuò)張。許多研究表明哮喘發(fā)生初始或者緩解期主要表現(xiàn)為小氣道功能受損而大氣道指標(biāo)正常[9-10]，因此小氣道功能恢復(fù)也是目前臨床面臨的一個(gè)難題。最新一項(xiàng)對(duì)重慶地區(qū)2～5年級(jí)711名在校學(xué)生的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大氣道指標(biāo)如FVC、FEV1的增加與體育鍛煉時(shí)間的增加有關(guān)[11]，而運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)哮喘兒童小氣道功能恢復(fù)是否有效或?qū)⒊蔀楹罄m(xù)研究方向。

3.2ECT的原理為滲透壓和溫度變化理論，運(yùn)動(dòng)時(shí)過(guò)度通氣使氣道表面水分蒸發(fā)，液體滲透壓增高，從而刺激肥大細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞釋放炎性介質(zhì)(如前列腺素、白三烯和組胺)，并刺激交感神經(jīng)，引起氣道收縮，同時(shí)運(yùn)動(dòng)停止后氣道復(fù)溫導(dǎo)致支氣管血管充血及黏膜水腫，加劇氣道狹窄[1，2，12]，因此運(yùn)動(dòng)時(shí)的持續(xù)高水平通氣和空氣含水量至關(guān)重要[2]。標(biāo)準(zhǔn)ECT踏車(chē)法要求4 min內(nèi)(最好2～3 min)到達(dá)目標(biāo)心率并維持4～6 min，其原理就是為了快速達(dá)到并維持高水平通氣，使氣道脫水刺激最大化[1-3]。本研究表明目標(biāo)心率維持時(shí)間≥4 min組的大氣道指標(biāo)下降率明顯高于<4 min組，兩組小氣道指標(biāo)下降率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，陽(yáng)性組目標(biāo)心率維持時(shí)間明顯長(zhǎng)于陰性組，證實(shí)了ECT中高水平通氣維持時(shí)間的重要性，同時(shí)還提醒我們，相對(duì)于小氣道來(lái)說(shuō)，目標(biāo)心率維持時(shí)間對(duì)大氣道收縮的影響更大，這可能與運(yùn)動(dòng)中大氣道脫水更快更明顯有關(guān)。而目標(biāo)心率到達(dá)時(shí)間≤4 min組與>4 min組的肺功能指標(biāo)下降率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，這可能需要后續(xù)更大樣本量的研究進(jìn)一步探索。由于設(shè)備和專(zhuān)業(yè)人員的要求限制了標(biāo)準(zhǔn)ECT的運(yùn)用，目前兒童中運(yùn)用最多的ECT為6～8 min自由跑步試驗(yàn)[13]，但其對(duì)目標(biāo)心率到達(dá)與維持時(shí)間、空氣溫濕度等并無(wú)統(tǒng)一規(guī)范，因此差異性較大，只能作為篩查試驗(yàn)。而對(duì)EIB的準(zhǔn)確判斷及評(píng)估應(yīng)運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)ECT，或其他替代試驗(yàn)如二氧化碳過(guò)度通氣試驗(yàn)、甘露醇激發(fā)試驗(yàn)等[8，12]。同時(shí)我們建議，在ECT報(bào)告中需要完整和準(zhǔn)確地提出是否達(dá)到了指南要求[1-3]，包括目標(biāo)強(qiáng)度到達(dá)與維持時(shí)間，以便醫(yī)師可以評(píng)估結(jié)果的可靠性和適用性，當(dāng)試驗(yàn)未能遵循ECT指南要求時(shí)，必要時(shí)需重復(fù)試驗(yàn)，并在制定EIB的臨床診療方案時(shí)更謹(jǐn)慎。

3.3在乙酰甲膽堿激發(fā)試驗(yàn)中，咳嗽、胸悶癥狀與藥物激發(fā)試驗(yàn)結(jié)果呈正相關(guān)(分別r=0.443、0.816，P<0.05)[14]，但在ECT中運(yùn)動(dòng)相關(guān)的咳嗽、胸悶等癥狀與客觀的EIB聯(lián)系很差[15]，本研究也表明ECT陽(yáng)性組與陰性組咳嗽、胸悶、頭暈等發(fā)生率并無(wú)明顯差異。因此僅靠運(yùn)動(dòng)中咳嗽、胸悶等癥狀限制哮喘患兒運(yùn)動(dòng)是不合理的，并且適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)能改善哮喘患兒的病情[16]。因此，應(yīng)在哮喘患兒中全面評(píng)估EIB，開(kāi)具運(yùn)動(dòng)處方，并對(duì)患兒家長(zhǎng)進(jìn)行相關(guān)宣教，以促進(jìn)哮喘患兒的合理運(yùn)動(dòng)。

綜上所述，本研究表明在6～15歲兒童ECT中，大小氣道在運(yùn)動(dòng)后有不同程度的收縮，在20 min后逐漸恢復(fù)。目標(biāo)心率維持時(shí)間會(huì)影響大氣道收縮，建議ECT報(bào)告中完整和準(zhǔn)確地提出是否達(dá)到了指南要求，如目標(biāo)心率維持時(shí)間，兒科醫(yī)師查看報(bào)告時(shí)也應(yīng)關(guān)注是否達(dá)到了這些要求，以評(píng)估結(jié)果的可靠性和適用性，從而更加合理地制定EIB臨床診療方案。