呼氣相共振頻率在小氣道功能測定中的應用價值探討

趙珊，王浩彥

1.北京房山區良鄉醫院呼吸科，北京 102401；2.首都醫科大學附屬北京友誼醫院呼吸科，北京 100050

脈沖振蕩 （impulse oscillometry，IOS） 是在強迫振蕩（forced oscillometry，FOT）基礎上發展起來的一種測定呼吸阻抗的新方法，采用的是潮式呼吸法，不依賴于患者的合作，也不改變患者的氣道緊張性，更加符合呼吸生理狀況，因此在測定氣道阻力等方面具有一定的優勢[1]。目前關于IOS 的研究很多,但是對患者吸氣相和呼氣相IOS 參數的研究認識相對缺乏。近年來CHEST 公司推出的MostGraph-01 肺功能儀能夠實時動態檢測全氣道阻力包括呼氣相及吸氣相的氣道阻力隨頻率的變化，有助于理解阻塞性疾病的平靜呼吸動力學機械特性[2]。該研究整群選取2012年1月—2013年1月間北京友誼醫院及北京房山區良鄉醫院呼吸門診收治的91 例患者，通過分析呼氣相共振頻率（expiratory phase resonance frequency，eFres）與小氣道功能指標的相關性，探討eFres在小氣道功能檢測中的應用價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2012年1月— 2013年1月間北京友誼醫院及北京房山區良鄉醫院呼吸門診收治的91 例患者。其中男性患者44 例，女性患者47 例。年齡23～78 歲，平均（54.78±15.41）歲；身高144～182 cm，平均 （165.00±8.12）cm；體重44～95 kg，平均（66.56±11.49）kg。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料采集 登記所有患者年齡，測量其身高、體重、血壓、脈搏。

1.2.2 IOS 測定 使用日本CHEST 公司的MostGraph-01 肺功能

測試儀進行IOS 的測定，患者取坐位，咬緊口含嘴、夾鼻夾，雙手輕壓住頰部，頭部稍上抬，平靜呼吸，重復3 次，檢查間隔1 min/次，取平均值。

1.2.3 肺通氣功能測定 采用德國JAEGER 公司的Master Screen-DIFF 進行肺通氣功能的測定，患者取坐位，鼻夾夾鼻，咬緊口含嘴。操作時按照（ATS）與歐洲呼吸學會（ERS）規定的肺功能測定指南[3]進行檢測，囑患者深吸一口氣，然后盡全力呼氣并持續6秒以上，直至檢測不到任何氣流，然后松弛地最大限度吸氣，使呼氣容積/時間曲線平滑，達到容量平臺。重復操作直至有3 次記錄的呼氣容積/時間曲線合格，且曲線之間的變異≤5%或≤100 mL，記錄最佳參數。

1.2.4 測定參數 檢測IOS 參數包括呼氣相共振頻率 （eFres）、吸氣相共振頻率（inpiratory phase resonance frequency，iFres）及平均共振頻率（resonance frequency，Fres）。肺通氣功能參數包括最大呼氣中期流速 （maximal midexpiratory flow，MMEF），用力呼氣75%、50%、25%肺活量的瞬時流速（Forced expiratory flow,FEF75、FEF50、FEF25），計算FEF75、FEF50、FEF25、MMEF 占預計值的百分比，FEF75%pred、FEF50 %pred、FEF25%pred、MMEF%pred，以FEF50%pred、FEF75%pred、MMEF%pred 三項指標中有兩項低于65%作為小氣道異常診斷指標[4]，將患者分為小氣道功能異常組（65 例）與小氣道功能正常組（26 例）。

1.3 統計方法

使用SPSS 19.0 軟件進行數據處理。計量資料符合正態分布以（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t 檢驗；兩變量間的相關性采用Pearson 相關分析；多因素分析采用Logistic 回歸分析；繪制各參數診斷小氣道功能異常的ROC 曲線。以P<0.05 差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

共入組91 名患者，其中小氣道功能異常組65 例，男性31例，女性34 例，年齡（55.47±15.10）歲，身高（165.04±8.43）cm，體重（66.91±11.33）kg；小氣道功能正常組26 例，男性13 例，女性13 例，年齡（52.13±16.22）歲，身高（164.92±7.12）cm，體重（65.71±12.03）kg。兩組性別、年齡、身高、體重差異無統計學意義（P>0.05）。

2.2 小氣道異常組與小氣道正常組參數比較

兩組參數均呈正態分布，小氣道功能異常組IOS 參數Fres、eFres、iFres 及肺通氣功能 參數FEF25、FEF 50、FEF75、MMEF 與小氣道功能正常組相比，差異有統計學意義（P<0.001）。見表1，表2。

表1 小氣道功能異常組與正常組肺通氣功能參數比較（±s）

表1 小氣道功能異常組與正常組肺通氣功能參數比較（±s）

注：FEF75、FEF50、FEF25 指用力呼氣75%、50%、25%肺活量的瞬時流速，MMEF 指最大呼氣中期流速。

組別FEF25 FEF50 FEF75 MMEF小氣道功能異常組（n=65）小氣道功能正常組（n=26）t 值P 值2.453±1.570 6.681±1.524-11.191 0.000 1.180±0.816 3.614±0.974-10.773 0.000 0.417±0.331 1.109±0.578-5.500 0.000 0.972±0.716 2.8154±1.005-8.170 0.000

表2 小氣道功能異常組與正常組IOS 參數比較（±s）

表2 小氣道功能異常組與正常組IOS 參數比較（±s）

注：Fres、eFres、iFres 分別指平均、呼氣相及吸氣相共振頻率。

組別Fres eFres iFres小氣道功能異常組（n=65）小氣道功能正常組（n=26）t 值P 值26.133±7.802 13.027±4.538 9.489 0.000 25.183±8.013 10.622±2.835 12.126 0.000 27.082±8.086 15.432±7.603 6.038 0.000

2.3 相關性分析（r 值）

小氣道功能異常組Fres、eFres、iFres 與FEF25、FEF 50、FEF75、MMEF 呈負相關（P<0.01）。見表3。

表3 小氣道功能異常組共振頻率與肺通氣功能參數相關性分析（r 值）

2.4 回歸分析

以Fres、eFres、iFres 為自變量，小氣道功能是否為異常為因變量（小氣道功能異常=1，小氣道功能正常=0）建立Logistic 回歸方程，結果顯示，進入回歸方程的為eFres，即Y=--5.656+0.427e-Fres[OR=1.533，95%CI(1.229，1.912)]。

2.5 ROC 曲線

ROC 曲線是以Fres、eFres、iFres 為檢驗變量，小氣道功能是否為異常為狀態變量建立。觀察各參數的曲線下面積（area under curve,AUC），結果提示：Fres、eFres、iFres 診斷小氣道功能異常的AUC 分別為0.908 [95%CI (0.845,0.970)],0.945 [95%CI(0.898,0.991)]，0.831 [95%CI (0.725,0.938)]（見圖1）。以eFres 的AUC 最佳，Fres、eFres、iFres 診斷小氣道功能異常的最佳分界點、靈敏度、特異度見表4。以eFres>14.205 作為小氣道異常的分界點，診斷小氣道功能異常的靈敏度、特異度分別為0.879，0.917。

圖1 共振頻率診斷小氣道功能異常的ROC 曲線

3 討論

小氣道指的是內徑＜2 mm 的氣道，具有總橫截面積大，阻力小，氣流緩慢，軟骨缺如，平滑肌相對較豐富等特點[5]。小氣道發生炎癥會造成組織水腫、平滑肌收縮從而導致小氣道阻塞。有學者認為小氣道功能下降會導致氣道敏感性和反應性增加[6]。臨床工作中可以通過評估小氣道功能指標包括FEF75、FEF50、FEF25及MMEF 來判斷小氣道炎癥的情況。由于肺通氣功能測定這些指標通常都需要患者用力呼吸，因此兒童、老年人或體弱患者通常配合不佳。而IOS 則不需要患者用力呼吸，可以對呼吸系統阻力可進行細化和量化分析，并且與肺通氣功能檢查具有良好的相關性，可以作為肺通氣功能的補充與佐證[7]。Fres 是IOS 測定的一個重要參數。慣性阻力隨著頻率的增加而增加，彈性阻力隨頻率的增加而降低，兩者均有頻率依賴性，兩種阻力隨振蕩頻率的變化呈相反方向變化，當兩者到達阻力值相等的頻率，則正負抵消，此時的頻率稱為Fres，也稱為響應頻率，因此Fres 是反映氣道阻力增加的非常敏感的指標。

表4 共振頻率診斷小氣道功能異常的靈敏度特異度

該研究表明小氣道功能異常組IOS 參數Fres、eFres、iFres 均高于與小氣道功能正常組，說明Fres 能夠敏感的反映小氣道功能的異常。同時小氣道功能異常組Fres、eFres、iFres 與小氣道功能指標有良好的相關性，這與國內魏玉平等[8]的研究是相符的，該研究提示IOS 指標與常規肺通氣功能指標有良好的相關性，尤其與非用力低容積部分相關指標MMEF 相關性更強。也有一些研究表明Fres 可運用于篩選早期小氣道阻塞患者[9]，并且是診斷氣流阻塞最敏感的指標[10]。故Fres 對診斷早期小氣道功能異常有著重要的意義，可敏感反映小氣道功能的變化。

從回歸方程可以看出eFres 與小氣道功能異常有回歸關系，而Fres、iFres 無回歸關系。這可能是由于氣道慢性炎癥導致小氣道管腔狹窄，小氣道阻力增高，以及肺泡壁彈性成分大量破壞，對小氣道的牽張作用減弱，呼氣時更容易出現小氣道陷閉造成呼氣流速受限及呼氣末壓力增高[11]。而且由于小氣道的解剖特點，氣道反應性增高在早期也常表現為呼氣中、后期流速受限，因此呼氣相Fres 測定對小氣道阻塞的敏感性要高于吸氣相，比吸氣相Fres 更具有診斷意義。這與Kubpta 等人[12]的研究結果相符，該研究比較了慢性阻塞性肺疾病(chronic pulmonary obstructive,COPD)患者治療前后IOS 參數在呼氣相和吸氣相的異同，結果提示治療前后呼氣相IOS 參數的變化較吸氣相明顯增大，認為呼氣相IOS 參數更能反應COPD 患者周邊氣道阻塞的情況。

該研究結果提示：Fres、eFres、iFres 診斷小氣道功能異常的AUC 均>0.7,其中以eFres 的AUC 最大，說明Fres、eFres、iFres 在診斷小氣道功能異常方面有較高的準確性，而eFres 的診斷準確性最高。以eFres>14.205 作為小氣道異常的分界點，診斷小氣道功能異常的靈敏度、特異度分別為0.879，0.917，說明eFres 在診斷小氣道功能異常方面有較高的靈敏度及特異度。目前公認的Fres 判斷氣道阻力增高的分界點為10 Hz，老年人則為15 Hz[13]，但是關于Fres 尤其是不同呼吸時相Fres 判斷小氣道功能異常分界點的研究鮮有報道。國內張洪波[14]的研究是以Fres>10 Hz 為標準，提示Fres 診斷小氣道功能障礙的敏感性和特異性分別為0.953和0.932。因此，有待于擴大樣本量進行進一步的研究。

該研究仍存在著不足，由于樣本量偏小，未能將小氣道異常的疾病細化分組，尚需擴大樣本對各亞組如COPD，支氣管哮喘進行研究，由于COPD 和哮喘的氣道炎癥存在不同的發病機制，因此小氣道功能異常也會存在不同的差異，在今后將進一步深入研究。

總之，eFres 與肺通氣功能參數FEF25、FEF 50、FEF75、MMEF 均有很好的相關性，對小氣道功能異常的診斷有較高準確性。對于不能配合進行肺通氣功能檢測的患者采用IOS 法測定eFres 能夠為小氣道功能的評估提供參考。

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