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老年哮喘和慢性阻塞性肺疾病患者的呼吸阻抗

首席医学网      2012年07月22日 13:28:48 Sunday  
 
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作者:刘晓菊 包海荣 方应根 张 艺 程 勇 董 理    作者单位:(兰州大学第一医院老年呼吸科,甘肃 兰州 730000)

【摘要】  目的 探讨呼吸阻抗在老年哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者中的应用价值。方法 选取老年哮喘患者88例(哮喘组)、COPD患者276例(COPD组)和健康体检者45名(对照组),采用肺量计法检测常规通气功能、脉冲震荡法(IOS)进行呼吸阻抗测定,并分析通气功能FEV1/FVC和FEV1占预计值百分比与呼吸阻抗的相关性。结果 与对照组比较,哮喘组20 Hz时气道阻力(R20)增高(P<0.05),COPD组呼吸总阻抗(Zrs)、5 Hz时气道阻力(R5)明显增加(P<0.01,P<0.05);哮喘组和COPD组5 Hz与20 Hz时气道阻力差值(R5-R20)、中心阻力(Rc)、周边阻力(Rp)及共振频率(Fres)均明显增高,5 Hz时电抗(X5)明显下降(P<0.05或P<0.01);与哮喘组比较,COPD组R5-R20、Rp、Fres增加,X5下降(P<0.05或P<0.01);随COPD严重程度加重,Zrs、R5、R5-R20、Rc、Rp、Fres逐渐增加,X5逐渐下降(P<0.05或P<0.01)。哮喘组与COPD组FEV1/FVC和FEV1占预计值百分比与气道阻力Zrs、R5、R5-R20均呈负相关(P<0.05或P<0.01),而与X5呈正相关(P<0.01);哮喘组FEV1/FVC和FEV1占预计值百分比与R20均呈负相关(P<0.01),而COPD组FEV1/FVC和FEV1占预计值百分比与R20无相关性(均P<0.05);哮喘组FEV1占预计值百分比与Fres呈负相关(P<0.01),FEV1/FVC与Fres无相关性(P<0.05),COPD组FEV1/FVC和FEV1占预计值百分比与Fres均呈负相关(P<0.01) 。结论 哮喘和COPD两组患者的气道阻力均增加,但增加的部位不同,哮喘患者以中心气道阻力增加为主。COPD患者以外周气道阻力增加为主;COPD患者呼吸总阻抗明显增加,且与COPD患者病情严重程度有关,中重度COPD明显增加。呼吸阻抗与通气功能具有良好的相关性,提示简单易行的呼吸阻抗测定具有较好的临床应用前景。

【关键词】  哮喘;慢性阻塞性肺疾病;脉冲震荡法;呼吸阻抗

  目前,肺通气功能测定在支气管哮喘(简称哮喘)和慢性阻塞性肺疾病(COPD)的诊断、病情严重程度分级及治疗评价中占据重要地位,但对部分老年人来讲,测定肺通气功能存在困难,难以很好配合。脉冲震荡法(IOS)是近年来应用于临床的一种新型的气道阻力的测定方法,研究表明IOS测定的一系列呼吸阻抗是判断气流阻塞的敏感指标〔1〕,IOS与常规肺通气功能相比具有无禁忌证、重复性好、对患者的呼吸配合要求不高、不需用力呼气等优点。因此,本研究应用IOS,对测得的老年哮喘和COPD患者的呼吸阻抗的结果进行分析,旨在探讨呼吸阻抗在老年哮喘和COPD患者诊断中的临床应用价值。

  1 资料与方法

  1.1 一般资料

  老年哮喘患者88例,其中男59例,女29例,平均年龄(63.1±8.9)岁,平均身高(167.6±6.1)cm,平均体重(60.3±10.1)kg,有吸烟史50例;COPD患者276例,其中男202例,女74例,平均年龄(67.0±11.7)岁,平均身高(163.9±8.4)cm,平均体重(63.6±11.3)kg,有吸烟史170例。所有患者均符合中华医学会呼吸病学分会制定的哮喘和COPD的诊断标准〔2,3〕。健康对照者45名,来自同期门诊健康体检者,其中男31名,女14名,平均年龄(63.8±12.3)岁,平均身高(163.4±8.7)cm,平均体重(62.3±10.7)kg,有吸烟史25例,无呼吸系统疾病史,经病史询问、体格检查、胸部X线摄片、肺通气功能测定均无异常发现。三组研究对象的性别、年龄、身高、体重及吸烟史差异均无统计学意义。

  1.2 方法

  应用德国JAEGER公司生产的Master Screen PFT、IOS检测系统,所有研究对象均配合完成测试。每日测定前常规进行温度、湿度、压力、测试气体和容积校正,由专人按常规操作要求分别进行常规通气功能和脉冲振荡法测定。

  1.2.1 通气功能测定

  常规通气功能检测指标包括FEV1、FEV1占预计值百分比、FEV1/FVC,上述各参数检测重复3次,每次检测间隔10 min,检测误差低于5%,取其中最佳值。并按照中华医学会呼吸病学分会制定的COPD标准,将COPD患者分为轻度60例、中度131例、重度+极重度85例三组。

  1.2.2 呼吸阻抗测定

  IOS操作按照ERS推荐的标准〔4〕,即受试者取坐位,坐正、坐直,头稍上仰,颈部伸直,夹鼻夹,用牙齿咬紧塑料口器,舌头置于口器的下面,避免漏气。双手压住双颊以防腮部振动,全身放松,平静呼吸,在呼吸曲线平稳的情况下开始检测记录,每次记录时间30~45 s,作3~5次测定,取最佳结果。参数包括呼吸总阻抗(Zrs)、频率为5 Hz、20 Hz时气道阻力及其差值(R5、R20、R5-R20)、频率为5 Hz时的电抗(X5)、结构参数图中的中心阻力(Rc)和周边阻力(Rp)以及共振频率(Fres)等。

  1.3 统计学分析

  采用SPSS11.0统计软件,计量资料采用x±s表示,显著性检验计量资料采用独立样本t检验,计数资料采用χ2检验。

  2 结 果

  2.1 哮喘组与COPD组基础通气功能与呼吸阻抗之间的比较

  与健康对照组比较,哮喘组和COPD组通气功能均显著下降,FEV1、FEV1占预计值百分比、FEV1/FVC差异均有统计学意义(P<0.01);哮喘组和COPD组气道阻力R5-R20、Rc、Rp、Fres明显增加,X5明显下降(P<0.05或P<0.01);哮喘组R20和COPD组R5、Zrs明显增加(P<0.05或P<0.01)。与哮喘组比较,COPD组通气功能指标FEV1和FEV1/FVC下降(P<0.05),气道阻力R5-R20、Rp、Fres明显增加(P<0.05或P<0.01),X5下降(P<0.05)。见表1。

  2.2 COPD严重程度和呼吸阻抗之间的关系

  与对照组比较,轻度COPD组气道阻力Rc、Rp增加(均P<0.05),Fres显著增加(P<0.01);中度COPD组R5、R5-R20增加(均P<0.05),Zrs、Rc、Rp、Fres显著增加(均P<0.01),重度COPD组Zrs、R5、R5-R20、Rc、Rp、Fres显著增加(均P<0.01),中、重度COPD组X5明显下降(均P<0.01)。COPD组间比较,随阻塞程度加重,中度COPD组Zrs、R5、R5-R20、Fres较轻度COPD组显著增加(均P<0.01),Rc、Rp增加(均P<0.05),X5明显下降(P<0.01);重度及极重度COPD组Zrs、R5、Fres较中度COPD组增加(均P<0.05),R5-R20显著增加(P<0.01),X5明显下降(P<0.01)。见表2。表1 哮喘组与COPD组基础通气功能和呼吸阻抗的比较表2 COPD严重程度与呼吸阻抗的关系

  2.3 哮喘组与COPD组肺通气功能与呼吸阻抗的相关性分析

  哮喘组与COPD组肺通气功能FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比与气道阻力Zrs、R5、R5-R20均呈负相关(P<0.05或P<0.01),而与X5呈正相关(P<0.01);哮喘组FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比与R20均呈负相关(P<0.01),而COPD组FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比与R20无相关性(均P<0.05);哮喘组FEV1占预计值百分比与Fres呈负相关(P<0.01), FEV1/FVC与Fres无相关性(P<0.05),COPD组FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比与Fres呈负相关(P<0.01)。见表3。表3 哮喘组与COPD组基础通气功能与呼吸阻抗相关性分析

  3 讨 论

  哮喘和COPD均存在气流受限。典型的哮喘和COPD患者的通气功能障碍存在区别。对于正在接受治疗的非急性发作期哮喘患者,通气功能无法显示其气流受限的可逆性,而当哮喘患者气流受限加重时,最大呼气峰流速测定可能高估气流受限的程度。对于COPD患者,目前临床上采用FEV1/FVC<70%作为COPD诊断的固定临界值;而高龄患者,由于衰老能引起肺功能下降,用上述标准可能存在过度诊断〔5〕。另外,传统的肺通气功能以FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比来评估气道阻塞程度,但不能区分其阻塞部位,忽略了通气驱动压的作用,并且由于需要用力呼吸及很好的配合,故其重复性较差,重度和极重度COPD患者、高龄老年人或小孩经常不能耐受或难以配合。因此,在临床诊断时需要找到常规肺通气功能之外的其他简单易行的方法,结合肺通气功能检测,对COPD和哮喘作出正确的判断。

  脉冲震荡法(IOS)是在强迫振荡技术基础上对脉冲振荡下的静息呼吸进行频谱分析,以此来测定呼吸阻抗的一项较新的肺功能测定方法。IOS与传统的肺功能测量法有很好的一致性,可用于气道阻塞性病变的辅助诊断〔6,7〕,也有研究显示其判断支气管激发试验的敏感性和特异性较常规肺功能更好〔8〕,从而在哮喘、COPD等气道疾病的诊断中显示出较高的价值〔9〕。此外,与常规肺功能测定相比,IOS检测呼吸阻抗可以在自主呼吸的情况下进行,具有操作时间短、测试结果准确、重复性好、受检者无需做特殊呼吸动作等优点,适用人群的范围极为广泛,并且还可做高龄老年人、危重病人以及儿童等的床边肺功能监测。

  本研究应用IOS对老年哮喘和COPD患者进行呼吸阻抗测定,所有患者包括80岁以上的高龄老年人均获得满意的脉冲振荡测定结果。本研究发现老年哮喘患者中心气道阻力R20明显增高,而COPD患者总阻抗Zrs和总阻力R5明显增高。虽然哮喘和COPD患者外周阻力均增高,表现为R5-R20值增高和X5值下降,但COPD患者外周阻力增高的程度明显高于哮喘患者,并且随着COPD严重程度加重,气道阻力也逐渐加重,表现为R5、R5-R20值逐渐增高和X5值逐渐下降。一般情况下,X5值主要反映肺组织和胸廓的弹性阻力大小,气道弹性阻力较小,可以忽略不计,当小气道出现组织结构的改变,必然影响到小气道弹性阻力大小。本研究发现哮喘和COPD患者X5均下降,可能与COPD和哮喘患者均存在小气道壁增厚如气道纤维化、平滑肌增生等有关,引起小气道弹性阻力的增加〔10〕。本研究还发现COPD患者X5下降程度明显高于哮喘患者,一方面可能提示COPD小气道病变较哮喘严重,更易发生小气道狭窄、陷闭;另一方面随着COPD患者残气量不断增加,肺弹性阻力也相应增加,胸廓弹性阻力将不能归零,形成内源性呼气末正压,此时胸廓弹性阻力升高,进一步加重X5下降程度。另外,哮喘与COPD患者出现不同程度的R5-R20和X5改变,可能还与二者的气道病理改变不一致有关,哮喘多发生基底膜增厚,COPD气道则倾向于平滑肌增生、胶原沉积等〔11〕。Rc、Rp来自IOS结构参数图,本研究结果提示哮喘和COPD患者Rc、Rp较健康人明显增高,两者均表现Rp>Rc,而且随COPD病情加重,Rc及Rp也逐渐加重。蒋雷服等〔12〕对COPD患者也有类似报道,提示二者存在大小气道气流阻塞。COPD患者Rp增加较哮喘更显著,而哮喘患者Rc增加较COPD患者显著,结合哮喘患者R20值明显增加,说明二者气道气流阻塞的部位不尽相同。相对于COPD而言,哮喘患者中心气道气流阻塞更严重,这可能与哮喘患者气道炎症、高反应性有关。有报道提示哮喘患者的中等大小气道存在明显的血管性增生,但小气道未见,影响管径开放程度,气管内气流湍流更明显,可能参与中心气道阻力增加,导致气流受限加重〔13〕。Fres为响应频率,即共振点,表示弹性阻力与惯性阻力相等,本研究提示在哮喘患者及轻度COPD阶段,Fres值即明显增加,提示与Fres高敏感性有关;COPD的Fres较哮喘明显增加,说明Fres在COPD患者可能敏感性更高。通过常规肺通气功能与呼吸阻抗参数的比较及其相关分析发现,IOS指标中,Zrs、R5、R5-R20、X5、R20、Fres与常规通气功能指标FEV1/FVC、FEV1占预计值百分比均显著相关,且哮喘患者和COPD患者相关性不同,与此前的报道一致〔6,7〕,并且进一步证实哮喘和COPD发病部位的差异。

  总之,IOS检测呼吸阻抗方法简便直观,能够直接测定气道阻力,无创伤,重复性好;并且其结果能比较全面、形象地反映哮喘和COPD患者的气流阻塞部位及严重程度,区别哮喘和COPD患者气道阻力的异同,在哮喘和COPD的临床诊断及鉴别诊断上有广阔的应用前景。

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  2 中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组.慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2007年修订版) 〔J〕.中华结核和呼吸杂志,2007;30:8-17.

  3 中华医学会呼吸病学分会哮喘学组.支气管哮喘防治指南(支气管哮喘的定义、诊断、治疗和管理方案)〔J〕.中华结核和呼吸杂志,2008;31:177-85.

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  8 Evans TM,Rundell KW,Beck KC,et al.Impulse oscillometry is sensitive to bronchoconstriction after eucapnic voluntary hyperventilation or exercise〔J〕.J Asthma,2006;43:49-55.

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  10 Pepe C,Foley S,Shannon J,et al.Differences in airway remodeling between subjects with severe and moderate asthma〔J〕.J Allergy Clin Immunol,2005;116:544-9.

  11 Jeffery PK.Remodeling and inflammation of bronchi in asthma and chronic obstructive pulmonary disease〔J〕.Proc Am Thorac Soc,2004;1:176-83.

  12 蒋雷服,王 虹,殷凯生,等.脉冲振荡法在阻塞性通气功能障碍评定中的价值〔J〕.中华结核和呼吸杂志,2008;31:912-4.

  13 Hashimoto M,Tanaka H,Abe S.Quantitative analysis of bronchial wall vascularity in the medium and small airways of patients with asthma and COPD〔J〕.Chest,2005;127:965-72.

  (编辑 徐 杰)

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