脉冲震荡法在不同严重程度哮喘患者小气道功能中的研究

贺瑞珍,许建英,成孟瑜

(1 山西医科大学附属大医院呼吸与危重症医学科,太原 030032;2 山西大医院呼吸与危重症医学科;3 山西大医院呼吸与危重症医学科;*通讯作者,E-mail:cmyy1979@163.com)

支气管哮喘是一种影响整个呼吸道的慢性炎症性疾病,可累及直径2 mm的小气道。过去认为小气道阻力只约占总气道阻力的10%,曾被称为“隐匿区”,其在哮喘病变中的作用被严重低估。目前有大量临床研究表明虽然小气道阻力相对较小,在发生广泛气道损伤和严重气道阻塞时往往没有明显的临床症状,事实上哮喘患者小气道炎症较大气道更严重[1],并且在一秒率正常的哮喘患者,已有小气道功能障碍[2]。研究表明,小颗粒气溶胶与大颗粒气溶胶相比较能更好地改善小气道功能和炎症,小气道功能的改善可能对哮喘的治疗有显著的影响[3]。因此,小气道病变在哮喘中的地位不容忽视。而肺功能脉冲震荡系统因无需特殊配合,具有无创、操作简单快捷、结果客观、重复性好、分析全面等优点已在临床广泛使用[4],尤其适合老年人和儿童及其他不能很好配合常规肺功能检查者。本研究通过对慢性持续期哮喘患者脉冲震荡法及常规肺功能测定结果进行回顾性分析,探讨其在不同严重程度哮喘患者小气道功能中的应用价值。

1 对象及方法

1.1 研究对象与分组

收集2016-07～2017-06于山西大医院呼吸与危重症医学科确诊为慢性持续期的哮喘患者154例,诊断均符合《2017哮喘全球倡议指南》[5],并排除慢阻肺、肺癌、特发性肺纤维化、肺结核、支气管扩张或肺部手术者,且所有患者近4周均无急性发作。依据2016版哮喘防治指南[6]按第一秒用力呼气容积占预计值的百分比(FEV1%Pre)分为轻度(FEV1≥80%Pre)75例、中度(60%Pre≤FEV1<80%Pre)43例、重度(FEV1<60%Pre)36例。选同期本院体检的40例成人作为健康对照组,入选标准:无慢性心肺疾病,无呼吸道症状,常规肺通气功能和脉冲震荡法测定无异常。

1.2 研究方法

采用德国Jaeger公司生产的Master Screen肺功能仪,常规行肺通气功能和脉冲震荡法检测。测定指标包括:FEV1%Pre、FEV1/FVC及反映小气道功能的FEF25%-75%、PEF、FEF50%,5 Hz时呼吸黏性阻力(R5)、5 Hz时电抗(X5)、20 Hz时黏性阻力(R20)、周边气道阻力(Rp)和5 Hz与20 Hz时呼吸黏性阻力之差(R5-20)。常规肺功能重复检测3次,保证误差低于5%,取其中最佳曲线及数据作为最终的测定值[7]。由于用力呼吸后会影响气道阻力及X5测定,所以常规肺功能应在脉冲震荡法测定完成后检测。以上检测均由山西大医院肺功能室专业医师操作,并严格把控指控。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 哮喘组与健康对照组基线资料比较

154例哮喘患者中男64例,女90例,平均年龄(38.88 ±14.17)岁。健康对照组男14例,女26例,平均年龄(39.75 ±10.31)岁。两组性别及平均年龄差异无统计学意义(均P>0.05)。

2.2 哮喘各组与健康对照组肺通气功能比较

与健康对照组比较,除轻度哮喘组FEV1/FVC无明显降低外,其余哮喘各组FEV1/FVC、FEF25%-75%、FEF50%和PEF均明显降低,差异有统计学意义(均P<0.01)。哮喘各组间比较,上述指标差异均有统计学意义(均P<0.01,见表1),重度哮喘组FEF25%-75%明显低于中度哮喘组和轻度哮喘组。

2.3 哮喘各组与健康对照者脉冲震荡法各参数比较

与健康对照组比较,哮喘各组R5、R5-20、R5-20%、Rp和X5均明显增加,差异有统计学意义(均P<0.01)。哮喘各组间比较,上述指标差异均有统计学意义(均P<0.01,见表2),重度哮喘组R5-20、R5-20%、Rp和X5均明显高于中度哮喘组和轻度哮喘组。

表1 哮喘各组间与健康对照组常规肺功能小气道相关的指标比较Table 1 Comparison of indexes related to small airway of pulmonary function between asthma groups and healthy control

PEF为呼气峰流速;FEF25%-75%为最大呼气中期流速;FEF50%为用力呼气50%时的瞬间流速;与对照组比较,*P<0.05;与轻度组比较,#P<0.05;与中度组比较,P<0.05

表2 哮喘各组与健康对照组脉冲震荡法各指标比较Table 2 Comparison of indexes by impulse oscillometry between asthma group and healthy control

R5指5 Hz时呼吸黏性阻力;R20指20 Hz时呼吸黏性阻力;R5-20指5 Hz与20 Hz时呼吸黏性阻力之差,代表周边气道阻力;R5-20%指R5-20的相对差值,代表周边气道阻力占气道总阻力的百分比;X5指5 Hz时的电抗;Rp为结构参数,代表周边阻力,包括周边的小气道黏性阻力和弹性阻力;与对照组比较,*P<0.05;与轻度组比较,#P<0.05;与中度组比较,P<0.05

2.4 哮喘患者R5、R5-20、R5-20%、Rp、X5与FEF25%-75%相关性分析

由表3所见,R5、R5-20、R5-20%、Rp、X5与FEF25%-75%的相关系数r分别为-0.611、-0.587、-0.506、-0.624和0.560。其中,R5、R5-20、R5-20%和Rp与FEF25%-75%均呈负相关(均P<0.01)。X5与FEF25%-75%呈正相关(P<0.01)。且相关性大小顺序为Rp>R5>R5-20>X5>R5-20%。

表3 哮喘患者脉冲震荡法各指标与FEF25%-75%之间的相关性Table 3 The correlation between the indexes of impulse oscillometry and FEF25%-75%in asthmatic patients

R5指5Hz时呼吸黏性阻力;R20指20 Hz时呼吸黏性阻力;R5-20指5 Hz与20 Hz时呼吸黏性阻力之差,代表周边气道阻力;R5-20%指R5-R20的相对差值,代表周边气道阻力占气道总阻力的百分比;X5指5 Hz时的电抗;Rp为结构参数,代表周边阻力,包括周边的小气道黏性阻力和弹性阻力

3 讨论

支气管哮喘是呼吸系统常见病、多发病,是一种以慢性气道炎症为特征的异质性疾病,表现为气道炎症、高反应性及气道重塑。以多变的呼吸道症状和可变的呼气气流受限为特点[8]。研究显示[9],无论哮喘程度如何,半数以上的患者均存在有小气道病变,小气道功能障碍存在于不同的哮喘患者中,重度哮喘患者中存在小气道阻力异常的患者比例显著高于轻、中度哮喘[10],提示小气道病变在哮喘疾病严重程度评估中具有一定价值。小气道是指在吸气状态下气道内径≤2.0 mm的、没有软骨的细支气管,是肺部病变早期最易受累的部位。其数量多、总横截面积大、气流速度慢、阻力小,仅占气道阻力的20%以下。即使小气道阻力增加5倍,气道总阻力仍在正常范围。目前常规肺功能检查对哮喘的诊断及病情评估方面至关重要,同时也是了解哮喘治疗效果的重要参考指标。目前的管理指南提倡使用肺通气功能检查来评估哮喘患者肺功能。常规肺功能中反映小气道功能的指标有FEF50%、FEF75%、FEF25%-75%。在呼气末1/4(FEF75%),因肺组织弹性减退,支气管内径缩小,呼气流速很低,不能准确反映小气道功能。并且FEF50%和FEF75%为瞬间呼气流量,易变异,而中间1/2平均呼气流量(FEF25%-75%)主要取决于用力呼吸时的非用力依赖部分,即呼气流量随用力程度达到一定限度后,尽管继续用力,流量固定不变,其主要受小气道内径影响,因此FEF25%-75%能较好地反映气道阻力的变化,较敏感。本研究发现哮喘各组与健康对照组肺通气功能比较,FEV1/FVC在健康对照组与轻度哮喘组间无差异,其余哮喘各组FEV1/FVC、FEF25%-75%、FEF50%和PEF均明显降低且低于对照组,并且随严重程度增加而减低。在临床上发现部分无症状或者症状不典型的哮喘患者,当其早期发生病变时,患者多无明显的症状和体征,早期肺功能检査大气道功能指标FVC、FEV1及FEV1/FVC均可在参考范围内,仅存在小气道功能降低,说明在哮喘早期或者哮喘缓解期仅存在小气道的阻塞。因此,小气道功能测定在哮喘的早期诊断、疾病严重程度评估和治疗效果评价方面显得尤为重要。

然而常规肺功能检查需要用力呼吸、特殊配合,重复性差。脉冲震荡法作为一项较新的肺功能测定方法,与常规肺功能的测定原理和测定指标有很大不同,它在平静呼吸时可测得各项反映呼吸系统阻力的指标,尤其是一些反映小气道功能的指标(R5-20、Rp和X5)与常规肺功能检测项目具有良好的相关性和互补性,可以作为常规肺功能的补充,对呼吸系统阻力可进行细化和量化。此外,脉冲震荡法操作简单,基本不受受试者配合的影响,不需用力呼吸,无禁忌证,重复性好,特别适用于老年人、儿童和病情严重者。以往Aledia等[11]用脉冲震荡法对儿童哮喘控制的小气道进行研究,选择6-17岁的哮喘儿童,分为哮喘未控制组44例,控制组57例,健康对照组14例,舒张前后分别行常规肺功能和脉冲震荡法检查,代表大气道阻力的R20在控制组和健康组无差异。用ROC曲线中R5-20切割点能区分80%的哮喘控制与非控制。还有研究[12,13]表明,R5等脉冲震荡指标比FEV1等常规肺功能指标能更敏感地评估气道阻塞及反映治疗效果。本研究通过对成人慢性持续期哮喘患者脉冲震荡法测定结果进行分析,发现哮喘患者中R5、R5-20、X5和Rp在不同组间及与健康对照组间均有差异,并且随着疾病严重程度的增加,R5、R20、R5-20、R5-20%、X5和Rp均逐渐增加,与周志才等[14]研究结果相一致。另外,本研究包括了R5-20%和Rp,都是反映小气道的指标。随着疾病严重程度增加R5-20%值的增加值越来越高,表明外周气道也可以说是小气道对总的气道阻力的贡献越来越大,疾病越重,小气道阻力越高。同时发现R20在重度哮喘组与轻度组及中度组无差异,R20代表中心气道阻力,而总的气道阻力是逐渐增加的,这说明重度组患者气道阻力增加主要表现在周边气道,这与重度组R5-20%显著高于其他组所表示的结果一致。

本研究同时将哮喘患者脉冲震荡检测指标与FEF25-75%进行相关性分析发现,与常规肺功能FEF25%-75%相关性最好的是Rp,依次是R5、R5-20和X5。Larsen等[15]发现FEF25%-75%值与R5的相关性优于R5-20。也有研究[2]发现R5-20与FEF25%-75%的相关性优于X5,与本研究结果一致。此外魏玉平等[16]研究发现,外周气道阻力各指标与常规肺通气功能指标有良好的相关性,尤其与非用力低容积部分相关指标FEF25%-75%相关性更强。因此,在儿童和部分不能配合常规肺功能检查的患者,可以参考脉冲震荡小气道功能的各项指标来评估疾病严重程度。

综上所述,慢性持续期哮喘患者脉冲震荡法反映小气道功能的各项指标均明显增高,并且与常规肺功能FEF25%-75%及哮喘严重程度具有良好的相关性,提示脉冲震荡法在评估成人不同严重程度哮喘患者小气道功能中具有一定的应用价值。