快速测定口呼吸气流量的方法

华幸 徐辉 王秋锐 王孟武 苏波

首都医科大学附属北京友谊医院口腔科 北京 100050

口呼吸患者作为一个特殊的患者群体，一直备受正畸医生的关注。国内外学者对口呼吸患者做过大量研究。Jefferson[1]的研究表明：未经有效治疗的口呼吸儿童，面部和牙齿都会有一定程度的变化，更容易发生睡眠呼吸障碍和学习能力下降；Lee等[2]的实验研究表明口呼吸患者的上颌通气道比较狭窄；一些学者[3-4]的研究表明口呼吸患者相比鼻呼吸患者，其下颌垂直生长型更加明显，上颌腭盖较高、基骨较窄、形态相对较长；朱敏等[5]则提出口呼吸患者在排除鼻咽腔狭窄后需要进行肌功能治疗，这个观点也得到Lee等[6]的支持。

临床筛选口呼吸患者，一般有3种方法：问诊法、观察法和定量测定法。受患者家长医疗知识的限制，医生临床观察法只能定性，有时候患者安静时半张口的状态并不一定代表患者存在口呼吸[7]，所以定量测定法筛选口呼吸患者更客观。以前定量测量口呼吸的方法主要有球罩法和电感描记法，但球罩法测定形成的死腔较大，电感描记法测定不仅价格十分昂贵，而且呼、吸气流不能分开。所以并未得到广泛的临床应用。2001年，杨凯等[7]自行研发一种“新的口鼻气流同步测定系统”，但到目前为止，这种口鼻呼吸同步测量系统也未能广泛应用于临床。基于上述原因，为了简单而且定量地筛选出口呼吸患者，笔者自行研发了一种快速、简单、有效的办法，来解决测量口呼吸患者经口气流量的问题。

肺功能仪是呼吸科进行肺部功能测试并追踪肺部健康情况的常用仪器。呼吸气流通过鼻腔和口腔2条途径进出肺部，肺功能仪常规使用时，用鼻夹夹住鼻部，让气流完全从口腔通过，从而得到患者的各种呼吸数据并进行评估。本实验利用平静呼吸时，潮气量气流通过口腔和鼻腔2条途径的原理，首先改变口器置入位置，测定呼吸潮气量，然后放开鼻夹，测定经口气流量，从而计算口呼吸的比例，评估患者口呼吸的严重程度，定性而且定量地筛选口呼吸患者。

1 材料和方法

1.1 仪器和材料

MasterScreen Pneumo肺功能仪1台（Care-Fusion公司，德国），技术参数：1）流速容量传感器（高质量数字式）[范围（0±20） L·s-1，精度（0.2～12） L·s-1（±2%），分辨率10 mL·s-1，阻力＜0.05 kPa·(L·s-1)-1]；2）容量（内置软件数字积分法分析）[范围0～20 L，精度0～12 L（±3%），分辨率1 mL]；配套口器若干。笔记本计算机1台（内置软件SentrySuite v2.11.1）、加成型硅橡胶（DMG公司，德国）、温度湿度表、气压计等。

肺功能仪测量潮气量的生物学原理：利用鼻夹夹住患者鼻部，患者紧咬口器并包裹，呼吸气流完全从口腔进出，肺功能仪的慢通气功能即可测量并记录患者的潮气量。由于常规方法测量潮气量时需要紧咬口器，下颌骨被迫下降，咽部开大，所以为了最大限度地还原患者平静呼吸时的气流通路，本实验中对口器置入位置进行了改良。让口器置于口腔前庭，下颌骨放松处于息止颌位进行相关测量。

本实验每天测量患者之前，记录当时的气温、气压、湿度，设备预热后进行零点标定，然后进行容量定标和3容量定标2项可靠性监测，仪器气密性检测合格之后进行患者呼吸气流的检测。

1.2 肺功能仪改良用法的气密性测试

测试者均为2016年12月—2017年8月至首都医科大学附属北京友谊医院口腔科正畸初诊患者共61名，其中男性21名，女性 40名，年龄11～34岁，平均年龄16.97岁。患者取坐位，安静放松，平静呼吸，首先按照肺功能仪的常规使用方法，把口器置于上下颌之间，紧咬口器，嘴唇尽量包裹口器，鼻夹夹住鼻部，采用慢通气功能测定测出平静呼吸时的潮气量（图1）。患者连续呼吸，取波形稳定的3段记录并测定，所得结果标注为常规组。然后把肺功能仪口器置于口腔前庭，下颌骨放松处于息止颌位，取适量硅橡胶，调和后包裹口器周围，然后让患者嘴唇包绕于硅橡胶周围塑形封闭，待硅橡胶固化后，再次夹住鼻部，进行潮气量的检测（图2）。患者连续呼吸，取波形稳定时3段记录并测定，所得结果标注为改良组。分别对2组患者的3次测定呼吸数据结果取平均值，然后对2组数据的相关性进行分析，最后进行配对t检验。

图1 正常测量潮气量Fig 1 Measurement of the tidal volume

图2 改变口器置入位置测量潮气量Fig 2 Measurement of the tidal volume after changing the position of the tube

1.3 口呼吸量的测定

潮气量=鼻呼吸量+口呼吸量，首先正常使用肺功能仪慢通气测定功能测定患者潮气量，然后变换肺功能仪使用方式，把口器置于口腔前庭，通过硅橡胶加厚口器周围，患者利用口轮匝肌的力量自然塑形，从而达到封闭口器的目的，检测口器气密性，确认气密性无误之后，放开鼻夹，患者正常平静呼吸，即可测定口呼吸气流量，口呼吸比例=经口气流/潮气量。数值越大，代表口呼吸程度越严重。

本研究正畸临床观察法筛选口呼吸患者和正常鼻呼吸患者各12名，平静状态下记录患者连续呼吸，取波形稳定时的数据，每组测3次，1～3为正常使用肺功能仪平静呼吸时的潮气量，上鼻夹（图1），这组潮气量记录为A；4～6为下颌处于息止颌位，口器周围硅橡胶密封，上鼻夹（图2），这组潮气量记录为B；7～9为下颌处于息止颌位，口器周围硅橡胶密封，不上鼻夹（图3），这组经口腔气流量数据记录为C。为了更精确地体现数据，本试验对3种情况下所测得的数据取平均值后，数据两两进行配对t检验。

图3 测量经口气流量Fig 3 Measurement of the oral airflow volume

1.4 统计学分析

统计学工具采用SPSS 19.0软件。

2 结果

2.1 肺功能仪改良用法的气密性测试结果

61名患者常规组和改良组的测量平均值详见表1。

表1 61名患者2种方法测定潮气量数据的对比结果Tab 1 Comparisons of the tidal volume of 61 patients measured by two methods

经显著性检验，常规组和改良组的成对样本相关系数为0.943，证明常规组和改良组存在相关关系。然后对2组测量结果进行配对t检验，标准差为0.048，P值为0.302。由此可见，常规组和改良组差别不具有统计学意义（P＞0.05）。

2.2 肺功能仪改良用法之后测定口呼吸患者和鼻呼吸患者经口气流量的结果

2.2.1 改变口器置入位置前后2组患者潮气量的变化 口呼吸患者A-B 2组数据进行配对t检验，P值为0.236，鼻呼吸患者A-B 2组数据进行配对t检验，P值为0.608，证明口呼吸患者和鼻呼吸患者的2组数据差别均不具有统计学意义（P＞0.05）。

2.2.2 放开鼻夹前后2组患者经口气流量的变化口呼吸患者A-C、B-C对比，2组数据差别均具有统计学意义（P＜0.05）（详见表2、3）。鼻呼吸患者放开鼻夹后，经口腔气流量过小，C组波形图为直线，肺功能仪无数据显示，所以鼻呼吸患者的C组数据无统计学意义。

表2 12名口呼吸患者3组数据对比的结果分析Tab 2 Comparative analysis of three groups of data of 12 mouth breathing patients

表3 12名口呼吸患者3组数据配对t检验的结果Tab 3 Matched t-test of three groups of data of 12 mouth breathing thing patients

3 讨论

口呼吸患者初期绝大部分都是由于鼻咽气道不通畅，治疗不及时导致口呼吸辅助鼻呼吸，但是经过耳鼻喉科治疗，去除肥大的腺样体和扁桃体之后，大部分患者可以建立良好的鼻呼吸通道，但是部分患者仍然保留有口呼吸，此时口呼吸已然成为了一种不良习惯。Moss的“功能基质理论”指出，颅面生长是遗传因素和功能因素共同作用的结果。2011年，美国科学院、美国工程院、美国国立卫生研究院及美国科学委员会共同发出“迈向精准医学”的倡议，并首次提出了精准医学的概念[8]。虽然精准医学有赖于基因组、蛋白质组等基础医学的发展，但是归根结底还是提出了希望医疗是基于“个性化医疗”。如何从遗传学的角度最大限度地解决口呼吸问题，这是精准医学研究的方向，但是如何个性化地治疗不同严重程度的口呼吸患者，评估患者是否需要手术方法打开上气道，如何尽最大努力去改变患者的不良习惯，从而改善侧貌和功能是目前临床研究的重点和方向。所以，为了定量研究口呼吸，设计一种简单、方便地测量口呼吸患者的经口气流量的方法很有必要。

本实验使用的MasterScreen Pneumo肺功能仪目前已经广泛应用于临床检测患者肺功能情况，故其有效性值得肯定。本试验首先改变口器置入位置，然后对其气密性进行检测，试验数据差异不具有统计学意义，这说明改变口器置入位置，加以硅橡胶封闭，同样可以测得患者的潮气量，这种方法试验结果可靠。在硅橡胶封闭下，气密性得到保证，不使用鼻夹，患者恢复正常呼吸习惯，经口气流量可以通过仪器直观地显示出来。有口呼吸的患者会有连续呼吸波形和数据记录，没有口呼吸的患者波形记录为直线，在一定程度上，肺功能仪可以定性而且定量地反映患者是否存在口呼吸。经过公式：口呼吸比例=经口气流/潮气量，可以计算得出患者的口呼吸比例，口呼吸严重的患者数值高，口呼吸不严重的患者数值低，从而判断患者口呼吸的严重性。本试验测得12名口呼吸患者的口呼吸比例为19.91%～81.50%，由此可见，患者的口呼吸严重程度有明显差异。对于不同严重程度的患者制定相应的个性化治疗方案，这是顺应未来医学的发展方向。

这种新的试验法，仪器可靠性强，误差范围小，但是需要患者良好的配合和医生丰富的经验。试验中，空调控制室温在24 ℃，保证患者舒适的气温环境；在进行每组测量之间一定要有间隔，让患者彻底放松之后才能进行下一组的检测；同时，医生也需要对患者的呼吸波形实时监测，如果出现异常波形，要及时发现问题，中止检测，找出问题并解决后再开始。

该试验方法与其他试验方法相比，优点是：1）试验仪器简单，一般综合医院呼吸功能检测室都有肺功能仪，试验材料也是口腔科常用的硅橡胶，比较容易得到；2）临床操作简单，医生具有一定的呼吸方面的理论知识，经过相关的培训，即可进行相关操作；3）患者舒适度高，试验全程没有高难度的操作和不舒适的要求，即使患者年龄偏小，一般也很容易理解并配合医生的要求；4）仪器可靠性强，分辨率可以达到1 mL，潮气量和经口气流量结果显示直观。缺点是：这种新的方法不能同时测定口鼻气流的量，由于是分次测量，潮气量有时会受到环境和情绪的影响，所以医生需要准确判断患者呼吸波形的稳定和选取是否正确，该试验方法较可以同时测定口鼻气流的装置准确度稍差。

综上所述，肺功能仪测量患者的经口气流量，给临床定量判断患者口呼吸的严重程度提供了新的思路。