脉冲振荡法对不同临床亚型慢性阻塞性肺疾病患者呼吸阻抗的评估价值

李 朋，侯 刚，王秋月，康 健

·论著·

脉冲振荡法对不同临床亚型慢性阻塞性肺疾病患者呼吸阻抗的评估价值

李 朋，侯 刚，王秋月，康 健

目的 探讨脉冲振荡法(IOS)对不同临床亚型慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者呼吸阻抗的评估价值。方法 收集2013年5月—2014年5月在中国医科大学附属第一医院呼吸科门诊随诊的稳定期COPD患者66例，均进行IOS检测、常规肺功能检测及高分辨率CT(HRCT)检查。比较不同临床亚型COPD患者IOS检测指标、常规肺功能检测指标，并分析两者间的相关性。结果 66例患者中，肺气肿型COPD患者23例(观察组)，慢性支气管炎型COPD患者43例(对照组)，两组患者性别、年龄、肺功能分级、吸入支气管扩张剂后一秒率(FEV1/FVC)、残气量(RV)/肺总量(TLC)、深吸气量(IC)/TLC、共振频率(Fres)、总气道阻力(R5)、中心气道阻力(R20)比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；观察组患者第一秒用力呼气容积(FEV1)占预计值百分比(FEV1%Pred)、5 Hz时电抗(X5)低于对照组，周边气道阻力(R5-R20)高于对照组(P<0.05)。Pearson相关分析结果显示，X5与FEV1%Pred、IC/TLC呈正相关，与RV/TLC呈负相关；R5与RV/TLC呈正相关，与IC/TLC呈负相关；R5-R20与FEV1%Pred、IC/TLC呈负相关，与RV/TLC呈正相关(P<0.05)。结论 不同临床亚型COPD患者IOS检测指标存在一定差异，IOS检测有助于更好地评估不同临床亚型COPD患者呼吸阻抗。

肺疾病，慢性阻塞性；呼吸功能试验；肺气肿；脉冲振荡法

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)以不可逆性气流受限为特征，肺功能检测是诊断所必需的，诊断需符合吸入支气管扩张剂后一秒率(FEV1/FVC)<0.70[1]，但该检查需患者用力呼吸配合，老年患者及危重症患者在配合该检查时可能存在困难。脉冲振荡法(impulse oscillometry，IOS)是肺功能检测中的一种新型呼吸阻抗测定方法，其利用振荡器产生外加压力信号，通过数字计算机模型对静息呼吸波进行频谱分析，进而推算出一系列呼吸阻抗值，包括黏性阻力、弹性阻力(倒数为顺应性)、惯性阻力及各种阻力的分布和频率，无需患者用力呼吸配合[2]。与常规肺功能检测相比，IOS在气道阻塞的早期诊断、阻塞类型判定及老年或危重症患者气流阻塞评估中更具优势[2]。不同临床亚型COPD患者临床特征不同，治疗反应也不同，如肺气肿型COPD患者与慢性支气管炎型COPD患者临床特征及对长效β受体激动剂(long acting β-receptor agonist，LABA)/吸入性糖皮质激素(inhaled corticosteroid，ICS)的治疗反应不同[3]，因此提倡对COPD患者采取个体化治疗方案。本研究旨在探讨IOS对不同临床亚型COPD患者呼吸阻抗的评估价值，现报道如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 收集2013年5月—2014年5月在中国医科大学附属第一医院呼吸科门诊随诊的稳定期COPD患者66例，其中男37例，平均年龄为(64.2±8.1)岁；女29例，平均年龄为(61.6±8.6)岁；肺功能分级为Ⅰ～Ⅳ级。纳入标准：诊断符合中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组制定的“慢性阻塞性肺疾病诊治指南(2013年修订版)”中的COPD诊断标准[1]；排除标准：支气管扩张症、支气管哮喘、肺结核、肺部肿瘤患者。

1.2 方法

1.2.1 IOS检测 所有患者取直立坐位，头部保持水平或稍上抬，双手压住颊部，咬紧口器、上鼻夹；检测过程中嘱患者全身放松，自然呼吸45 s，呼吸频率保持在20次/min左右，当测试仪显示呼吸波平稳后采用德国Jaeger公司生产的Masterscreen IOS肺功能仪，按照欧洲呼吸学会(ERS)推荐的FOT标准进行检测[4]；检测指标包括：共振频率(Fres)、5 Hz时电抗(X5)、总气道阻力(R5)、中心气道阻力(R20)、周边气道阻力(R5-R20)；每次检测用时30～45 s，重复检测3～4次，每次检查时间间隔1 min，保证每次检测阻力值相差<10%，取几次检测平均值。

1.2.2 常规肺功能检测 所有患者先进行IOS检测再进行常规肺功能检测，以免因常规肺功能检测过程中用力呼吸导致气道紧张度改变而影响IOS检测结果。采用Jaeger Masterscreen肺功能仪，由具备合格资质的肺功能检测技师按照美国胸科学会(ATS)制定的肺功能检测操作指南进行检测[5]，并进行支气管舒张试验；重复检测3次取其中最佳曲线；采用体积描记法检测肺总量(TLC)、残气量(RV)、深吸气量(IC)。

1.2.3 高分辨率CT(HRCT)检查 采用德国西门子Siemens SOMATOM Sensation型64层螺旋CT进行检查，窗位-550 HU，窗宽1 500 HU，层厚1.0 mm，在患者深吸气末屏气后完成全肺扫描，应用图像后处理软件(Lung CAD软件，东软医疗系统有限公司)，以密度低于-950 HU定义为肺密度低衰减区(low attenuation area，LAA)，计算深吸气末LAA占全肺面积百分比(LAA%)，LAA%≥15%定义为肺气肿型COPD，LAA%<15%定义为慢性支气管炎型COPD[6]。

2 结果

2.1 观察指标 66例患者中，肺气肿型COPD患者23例(观察组)，慢性支气管炎型COPD患者43例(对照组)，两组患者性别、年龄、肺功能分级、FEV1/FVC、RV/TLC、IC/TLC、Fres、R5、R20比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；观察组患者第一秒用力呼气末容积(FEV1)占预计值百分比(FEV1%Pred)、X5低于对照组，R5-R20高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.05，见表1)。

2.2 相关性分析 Pearson相关分析结果显示，X5与FEV1%Pred、IC/TLC呈正相关，与RV/TLC呈负相关；R5与RV/TLC呈正相关，与IC/TLC呈负相关；R5-R20与FEV1%Pred、IC/TLC呈负相关，与RV/TLC呈正相关，差异均有统计学意义(P<0.05，见表2)。

表2 IOS检测指标与常规肺功能检测指标间的相关性

Table 2 Correlation between IOS index and routine lung function testing index

指标FEV1%Pred(%)r值 P值RV/TLCr值 P值IC/TLCr值 P值Fres(Hz)0 0340 6520 0740 6180 0580 565X5(kPa·s-1·L-1)0 2850 023-0 4360 0020 4080 003R5(kPa·s-1·L-1)-0 0560 6620 2420 042-0 2790 044R20(kPa·s-1·L-1)0 0620 6270 0670 645-0 1490 302R5-R20(kPa·s-1·L-1)-0 3330 0030 4820 000-0 3150 026

表1 两组患者观察指标比较

注：*为χ2值；FEV1/FVC=吸入支气管扩张剂后一秒率，FEV1%Pred=第一秒用力呼气容积占预计值百分比，RV=残气量，TLC=肺总量，IC=深吸气量，Fres=共振频率，X5=5 Hz时电抗，R5=总气道阻力，R20=中心气道阻力，R5-R20=周边气道阻力

3 讨论

COPD是以不完全可逆气流受限为特征的慢性气道炎性疾病，由于气道炎症程度、机体对有害气体或高危因素的敏感性不同，COPD患者气道结构破坏程度不完全相同，因此不同个体疾病发展过程、临床表现以及肺功能、影像学表现不尽相同[7]。临床亚型分析是个体化治疗的重要前提，临床上常将COPD分为慢性支气管炎型和肺气肿型两个亚型。研究表明，采用LABA/ICS治疗3个月后肺气肿型COPD患者呼吸困难症状及FEV1改善程度明显差于慢性支气管炎型COPD患者[3]，临床亚型的区分除具有临床诊断意义外，其对不同特质患者的识别更有利于个体化治疗及预后判断。目前，临床上对COPD临床亚型的区分主要依据肺气肿的影像学改变及其严重程度，而对气道阻力及肺过度充气等的区分较难，且很难区分不同临床亚型早期COPD，造成一定的延误治疗。

IOS可区分上气道、中心气道及周边气道阻塞程度，还可区分弹性阻力及黏性阻力等[8]，目前已有多项应用IOS评估COPD患者疾病严重程度的研究报道，还可使用IOS协助鉴别COPD与哮喘、睡眠呼吸暂停综合征等[2，9-10]。本研究结果显示，观察组患者FEV1%Pred、X5低于对照组，R5-R20高于对照组，而两组患者性别、年龄、肺功能分级、FEV1/FVC、RV/TLC、IC/TLC、Fres、R5、R20均无明显差异。X5是反映外周气道弹性阻力的指标，肺气肿型COPD患者多存在肺过度充气[11]，可造成肺弹性回缩力降低并导致肺弹性阻力降低。Kolsum等[12]研究指出，COPD患者IOS电抗检测结果与FEV1、气道相对传导率(sGaw)及肺过度充气(TLC、RV、IC等)均呈正相关，部分患者随访1年后X5与FEV1仍呈正相关，且X5为IOS检测指标中唯一一个与FEV1呈正相关的指标。本研究进行的Pearson相关分析结果显示，X5与FEV1%Pred、IC/TLC呈正相关，与RV/TLC呈负相关，与文献报道结果基本一致。

R5-R20可反映小气道阻塞程度，观察组患者R5-R20较高提示肺气肿型COPD患者小气道阻塞程度更为严重，这也是肺气肿型COPD患者FEV1%Pred较慢性支气管炎型COPD患者为低的原因所在。本研究进行的Pearson相关分析结果显示，R5-R20与FEV1%Pred、IC/TLC呈负相关，与RV/TLC呈正相关，提示R5-R20是反映小气道阻塞程度的良好指标，与Yamaguchi等[13]报道结果相符。但值得注意的是，IOS检测指标可在短期内(1 d或几天)出现较大变化，存在一定异质性，不如常规肺功能检测指标恒定(3个月内)，这可能是由于小气道阻塞导致的不均匀性肺通气造成的。

综上所述，不同临床亚型COPD患者IOS检测指标存在一定差异，检测X5、R5、R5-20等有助于鉴别COPD患者是否存在肺过度充气及R5-20增高，IOS检测有助于更好地评估不同临床亚型COPD患者呼吸阻抗。

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(本文编辑：鹿飞飞)

Assessment Value of Impulse Oscillometry on Respiratory Impedance of COPD Patients with Different Clinical Subtypes

LIPeng，HOUGang，WANGQiu-yue，etal.RespiratoryDiseasesInstitute，theFirstAffiliatedHospitalofChinaMedicalUniversity，Shenyang110001，China

Objective To investigate the assessment value of impulse oscillometry(IOS)on respiratory impedance of COPD patients with different clinical subtypes.Methods From May 2013 to May 2014，a total of 66 stable COPD patients were selected in Department of Respiratory Outpatient，the First Affiliated Hospital of China Medical University，all of them received IOS examination，routine lung function testing and HRCT examination.IOS index and routine lung function testing index were compared between patients with different clinical subtypes，and their correlation was analyzed.Results In the 66 patients，23 cases were emphysema type(observation group)，43 cases were chronic bronchitis type(control group).No statistically significant differences of gender，age，lung function grading，FEV1/FVC，RV/TLC，IC/TLC，Fres，R5，R20 was found between the two groups(P>0.05)；FEV1%Pred，X5 of observation group were lower than those of control group，while R5-R20 of observation group was higher than that of control group(P<0.05).Pearson correlation analysis showed that，X5 was positively correlated with FEV1%Pred，IC/TLC，respectively，was negatively with RV/TLC(P<0.05)；R5 was positively correlated with RV/TLC，was negatively with IC/TLC(P<0.05)；R5-R20 was negatively correlated with FEV1%Pred，IC/TLC，respectively，was positively with RV/TLC(P<0.05).Conclusion IOS index is different in COPD patients with different clinical subtypes，IOS examination is helpful to preferably assess the respiratory impedance.

Pulmonary disease，chronic obstructive；Respiratory function tests；Pulmonary emphysema；Impulse oscillometry

国家十二五科技支撑计划课题(2012BAI05B00)；辽宁省科技厅课题(2013225049)；辽宁省科技厅优秀人才计划(2014021031)

110001辽宁省沈阳市，中国医科大学附属第一医院呼吸疾病研究所

侯刚，110001辽宁省沈阳市，中国医科大学附属第一医院呼吸疾病研究所；E-mail：hougangcmu@163.com

R 563.9

A

10.3969/j.issn.1008-5971.2015.02.011

2014-10-10；

2015-01-25)

李朋，侯刚，王秋月，等.脉冲振荡法对不同临床亚型慢性阻塞性肺疾病患者呼吸阻抗的评估价值[J].实用心脑肺血管病杂志，2015，23(2)：34-37.[www.syxnf.net]

Li P，Hou G，Wang QY，et al.Assessment value of impulse oscillometry on respiratory impedance of COPD patients with different clinical subtypes[J].Practical Journal of Cardiac Cerebral Pneumal and Vascular Disease，2015，23(2)：34-37.