震荡排痰器对健康受试者呼吸道分泌物清除的影响

黄维雄，张翔宇，姜 维，王启星，钱巧慧，蔡海东

(1.同济大学附属第十人民医院急诊重症医学科，上海 200072;2.同济大学附属第十人民医院核医学科，上海 200072)

咳嗽、咳痰是慢性炎症性呼吸道疾病最常见的临床症状，气道黏液的高分泌是其重要的病理生理特征。呼吸道内不同程度的痰液潴留，不仅加重了气流阻塞，而且为病原微生物在呼吸道的定植提供了有利条件，从而导致疾病的进展和加重。临床常采用胸部物理疗法，如翻身拍背、体位引流、咳嗽训练等促进痰液排出，但其效果受个体差异影响，同时医护人力需求增加，因而临床效率较低。本研究通过检测震荡排痰器对人体呼吸道分泌物清除的影响，旨在为临床探索新的物理排痰方法。

1 资料与方法

1.1 研究对象

除外胸廓异常和各种呼吸道疾患，包括急慢性鼻炎、近2周内上呼吸道感染、急慢性支气管炎、慢性阻塞性肺病、支气管扩张、支气管哮喘及肺结核等，纳入健康受试者16名，男女各8名，年龄23～56岁，平均(28.3±10.3)岁。所有研究对象均在受试前签署知情同意书，并在实验前后接受简易肺功能测定。本试验通过同济大学附属第十人民医院临床研究伦理审查(批件编号:(2010年)伦审第RES-4号)。

1.2 研究方法

采用气溶胶的示踪检测法，将Tc99m-白蛋白30毫居里溶入5 ml蒸馏水中置于超声雾化仪中雾化为气溶胶，受试者雾化吸入该气溶胶15 min，按对照方案及干预方案呼气20 min。吸入气溶胶15 min及呼气20 min时先后采用Precedence SPECT/CT系统(荷兰，Philips，YZB/USA 0544-2005)进行显像。分别在主气道和两侧肺门、肺尖对称地划定任意研究区域，予动态荧光显像，采集3个区域的标记气溶胶图像，借此计算半数清除时间。对同一研究对象采用先对照后干预进行研究。对照方案为雾化吸入该气溶胶15 min后进行自然呼吸呼气20 min。干预方案为同一人隔5 d，即经过完全的药物洗脱后，再次吸入等剂量的气溶胶，吸完后即通过震荡排痰器呼气20 min，同前计算半数清除时间。震荡排痰器为我科自主研发，获中国知识产权局实用新型专利证书(专利编号:ZL200820055589.5)。图1为其纵向截面结构示意图。使用该装置呼气，即口含住开口(图1左侧)，口唇包住开口，进行呼气，吹动钢珠(图1右侧)震动，从而引起相应气道和胸壁的震荡。

图1 自由体位便携式震荡排痰器纵向截面示意图Fig.1 Longitudinal cross-section sketch map of the free position portable flutter valve clearance device

1.3 观察指标及判断标准

记录并计算主气道、左右肺门和肺尖平均标记气溶胶半数清除时间。判断标准为加快清除率=(对照气溶胶半数清除时间－干预气溶胶半数清除时间)/对照气溶胶半数清除时间 ×100%;百分比≥20%，认为加快清除显效。

1.4 统计学处理

应用SPSS11.5软件进行分析与检验，实验所得计量资料采用±s表示，计数资料采用χ2检验，干预前后采用配对t检验，组间比较采用One-way ANOVA分析;P＜0.05表示差异有统计意义。

2 结 果

2.1 干预组与对照组的气溶胶半数清除时间

主气道、肺门、肺尖三个观察部位，放射性气溶胶半数清除时间干预组均低于对照组，差异均有统计学意义(均P＜0.01);干预组(F=88.412，P＜0.01)与对照组(F=357.925，P＜0.01)不同观察部位的放射性气溶胶半数清除时间存在差异，见表1。

表1 干预组与对照组的气溶胶半数清除时间比较Tab.1 Comparison of median aerosol clearance time between the intervention group and the control group(min)

相同清除时间内干预组的标记气溶胶在肺野的显像面积明显小于对照组，见图2。

图2 同一受试者30 min肺野显像面积(A:对照，B:干预)Fig.2 Lung field imaging of same subject at 30 min after aerosols inhalation

2.2 呼吸道不同部位的清除效果

使用震荡排痰器，主气道、肺门、肺尖的分泌物加快清除率存在差异(F=10.726，P＜0.001)，且不同部位的显效比率亦存在差异(χ2=8.400，P=0.015)，见表 2。

表2 呼吸道不同部位的加快清除率比较Tab.2 Comparison on accelerating clearance rate in different parts of respiratory tract

2.3 对肺功能的影响

所有受试者实验前后的第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second)/用力肺活量(forced vital capacity)，FEV1/FVC%(81.6 ±9.2)%vs(82.9 ± 8.7)%，(P＞ 0.05)和峰流速(peak expiratory flow，PEF)值 318.7 ±56.2 mlvs305.3 ±69.3 ml，(P＞0.05)均无明显改变。

3 讨 论

气道内震荡治疗技术是近年来出现的一种新疗法，因在气道内造成呼出气流的有力拍击振动而收到松动痰液、促进排痰的效果。其机制是基于空气动力学原理，利用呼气气流和装置横轴接口角度的配合，在呼气过程中由钢球快速重复性封盖形成快速开闭动作，产生压力振荡和短促加速的气流，一方面大大增加了气道内的压力振荡幅度和气道壁的摆动幅度，另一方面由于气道在短促频繁开闭条件下呈停顿继之快速外冲的特点，明显加强了对分泌物的外推力。气道壁剧烈振荡和快速外冲气流方式的配合，极有利于黏附于气道内壁分泌物脱壁外排。因此，在慢性咳嗽的诊断中，应用震荡排痰器在气道分泌物较少的患者中可有助于诱导痰培养［1］。

近年来，多项研究表明，胸部物理治疗在儿童支气管肺炎、成人或老年呼吸衰竭以及各种围手术期治疗中，均有利于促进肺功能的恢复［2-6］。前期研究也发现，采用震荡排痰器进行肺康复锻炼可以改善老年人的肺功能，改善其肺活量［7］。本研究中应用震荡排痰器后，健康受试者自身对照研究，显示干预后同位素标记的气溶胶半数清除时间较之自然呼吸明显减少，表明震荡排痰器应用物理学的原理可能使机体气道呼吸运动效率增加，加速分泌物排出。年龄、多肺叶炎症升高是老年社区获得性肺炎死亡的独立危险因素［8］。若在人群中推广应用此类便携式简易震荡排痰器，可达到预防胸部疾病和治疗气道慢性炎症性疾病的效果。

本研究证实，应用震荡排痰器后，肺野中主要部位，包括主气道、两侧肺门和肺尖的标记气溶胶均得到了有效的清除，且排除效率按肺门，主气道和肺尖依次递减。考虑气流更易通过较大口径的气道，而且临床上较大气道或上一级的气道堵塞对患者通气影响更大。使用震荡排痰器，有助于临床有效改善通气。对于呼吸道慢性炎症患者或呼吸道疾患高风险患者而言，有效地清除过多的或潴留于气道的分泌物，减少气流阻力，必将显著降低支气管感染的发生率，或可预防和治疗因黏液堵塞气道引起的肺不张。

本研究中实验前后均进行了简易肺功能测定，干预前后研究对象的肺功能没有明显改变，表明震荡排痰器对健康机体的肺功能无不良影响。由于纳入实验的均为健康受试者，且震荡排痰器在实验中仅用于自身干预对照，没有用于较长时间的肺康复锻炼，故本研究中干预前后研究对象的肺功能无明显差异。

本研究表明，震荡排痰对呼吸道分泌物的清除效果确切、使用安全，是一种实用的物理排痰方法。

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