β角與VBE、VBE/FVC在評估兒童呼氣爆發力方面的一致性分析

張艷麗 師紅可 代富力 蘇愛芳 王秀芳 張艷 鄭月紅 蔡春玲

臨床最常用為最大用力呼氣流量-容積(maximum expiratory flow-volume，MEFV)曲線法檢測肺功能[1]。用于判定MEFV曲線起始的質控參數包括外推容積(backward extrapolated volume, VBE)及外推容積/用力肺活量(forced vital capacity, FVC)。對于14歲以上兒童，當VBE<0.15L或VBE/FVC<5%則提示MEFV曲線符合起始標準[2]。VBE需在FVC完成后計算，如測試不合格，一定程度消耗了測試者的體力。β角是近年發現的一個新指標，可評估測試者呼氣爆發力及MEFV曲線起始質量[3]。與VBE、VBE/FVC相比，β角在呼氣早期即可判斷MEFV曲線起始質量，檢測不理想可及時停止，避免受試者消耗體力而導致檢測準確性下降。目前關于β角的研究主要在成人，而其在兒童肺功能質控方面的價值尚不明確。此外，關于β角與VBE、VBE/FVC在評估兒童呼氣爆發力方面的一致性研究尚未見報道。

資料與方法

一、一般資料

選取2018年1月至2020年8月在鄭州大學第三附屬醫院、洛陽市婦幼保健院及漯河市第二人民醫院行常規通氣肺功能檢測的140名學齡期(6～14歲)哮喘兒童和同年齡段行常規體檢肺功能檢測的108名正常兒童作為研究對象。本研究中的哮喘兒童既往未行規范化抗哮喘治療，無哮喘以外可影響肺功能的其他疾病，其診斷標準參考2019年全球哮喘防治創議( globalinitiative for asthma，GINA)和2016年兒童支氣管哮喘診斷與防治指南[4-5]。正常兒童入選標準：(1)近4周無相關呼吸系統癥狀，如咳嗽、喘息、呼吸急促和胸悶等；(2)無哮喘和家族性哮喘的病史；(3)無其他可導致肺功能異常的相關疾病。本研究獲得鄭州大學第三附屬醫院醫學倫理委員會的批準(倫審編號：2020醫倫審第18號)及研究對象父母的知情同意。

二、常規肺功能測定

根據美國胸科學會/歐洲呼吸學會(ATS/ERS)標準[6]，采用德國Jaeger公司生產的肺功能儀器(Type Master Screen IOS, Made in Germany)進行肺功能檢測。受試者準備參照兒童肺功能系列指南[7]。在檢測過程中，受試者應根據肺功能專業技師相應口令進行呼吸，至少重復測量3次(最高不超過8次)，取最佳值。記錄參數VBE及VBE/FVC。此外，三家醫院肺功能技師均參加全國肺功能協作組培訓并獲得相應證書，保證了肺功能檢測及報告判讀的一致性。本研究中兒童VBE<0.12L或VBE/FVC<4.97%提示該曲線為高質量曲線[8]。

三、β角的測量

β角的測量參照Lian等的研究[3]。具體操作：提取上述肺功能檢測中選取的最佳報告中的MEFV曲線，由同一研究人員應用Adobe Illustrator CS5 2010軟件進行操作。從原點作MEFV曲線上升支的切線，切線與X軸的夾角即為β角。β角≥80°提示該曲線為高質量曲線[3](見圖1)。

圖1 β角測量示意圖注：Y軸為呼氣流速，X軸為呼出氣體容積；圖中β角為82.9°

四、統計學分析

結 果

一、兩組兒童一般情況及各參數比較

本研究共納入248名學齡期兒童，其中正常組兒童108名(男68.5%，女31.5%)，哮喘組兒童140名(男70.7%，女29.3%)。兩組兒童在性別、年齡、身高及體重方面均無統計學差異(P>0.05)。正常組兒童的β角、VBE及VBE/FVC均顯著大于哮喘組，差異有顯著統計學意義(P<0.01)(見表1)。

二、β角、VBE及VBE/FVC在MEFV曲線起始段質控的一致性評價

通過Kappa一致性檢驗，本研究分別對正常組和哮喘組的β角與VBE、VBE/FVC進行一致性評價。正常組的β角與VBE、VBE/FVC的Kappa值分別為0.122、0.103；而其在哮喘組分別為0.005、-0.010。此外，為增加一致性檢驗樣本量，我們將248名兒童肺功能中的β角與VBE、VBE/FVC再次進行一致性評價，其Kappa值分別為0.025、0.009(見表2)。

表2 β角、VBE及VBE/FVC在MEFV曲線起始標準質控一致性評價

此外，本研究分別以VBE及VBE/FVC為金標準，對不同分組中β角診斷高質量曲線的敏感性、特異性及準確性進行分析(見表3)。

表3 不同分組中β角診斷高質量曲線的診斷效能評價

三、不同分組中β角與VBE、VBE/FVC的相關性分析

圖2為不同分組中β角與VBE、VBE/FVC的分布情況。由圖中散點分布可知，無論在正常組還是哮喘組，β角與VBE、VBE/FVC均呈負相關(P<0.01)。在正常組，β角與VBE呈高度相關，與VBE/FVC呈中度相關；而在哮喘組中，β角與VBE、VBE/FVC均呈低度相關(見圖2)。

圖2 不同分組中β角與VBE、VBE/FVC的相關性分析注:(|r| ≥ 0.8時，可認為兩變量間高度相關；0.5 ≤ |r| <0.8時，可認為兩變量間中度相關；0.3 ≤ |r| <0.5時，可認為兩變量間低度相關；0 ≤ |r|<0.3時，可認為兩變量相關程度弱。)

討 論

常規肺功能檢查是評估呼吸系統疾病的必要手段，常用于檢測呼吸道通暢程度，早期識別肺部及氣道病變，評估病情嚴重程度及預后。此外，肺功能檢查還可用于術前評估及常規體檢[9]。而完成上述內容的前提是肺功能檢測需準確反映肺部情況，檢測報告準確可靠，這就要求常規肺功能測定程序標準化及質控嚴格化[10]。本研究就新近提出的MEFV曲線起始段質量評價指標——β角與既往評估呼氣爆發力的指標VBE、VBE/FVC進行一致性評價，探究β角能否用于評估學齡期兒童肺功能的呼氣爆發力。

本研究發現哮喘組兒童β角顯著小于正常組，這可能是由于β角作為MEFV曲線上升支的切線角，在呼氣早期部分切線與MEFV曲線重合，使其在一定程度上反映呼氣流速的變化。哮喘兒童存在的氣道阻塞可造成呼氣流速的變化。因此，哮喘組的β角較正常兒童偏小，表明β角可能在學齡期兒童哮喘診斷方面存在一定的價值。在VBE及VBE/FVC的比較中，哮喘組兒童VBE和VBE/FVC顯著小于正常組，這與既往的研究一致[11]，原因可能是當哮喘患兒進行肺功能檢測時，肺功能技師對于質控的把控更嚴格。

β角作為評估MEFV曲線起始質量的新指標，不但直觀且易于測量，同時可避免受試者因多次測量而導致的疲勞，從而保證測試的準確性。兒童因年齡小，容易與技師主觀配合度欠佳而需多次進行測量導致肺功能結果不準確。因而，β角可能是兒童較為理想的反映呼氣爆發力的肺功能質控指標。目前β角在兒童肺功能質控中的價值尚不明確，且未見其與VBE、VBE/FVC的一致性研究。本研究采用Kappa進行一致性檢驗，發現在正常組和哮喘組中，β角與VBE、VBE/FVC的一致性均微弱，推測其可能受三方面因素的影響：一方面是由于成人與兒童的生理性差異。既往的研究表明兒童較難達到適用于成人的質控標準[12-14]，因此β角≥80°作為成人標準，將其應用于兒童可能不合適，需要進一步探究適用于兒童β角的質控標準。另一方面可能與患兒疾病狀態相關。盡管正常組和哮喘組中一致性評價均微弱，但對比兩組Kappa值發現正常組中的Kappa值較高，結合哮喘組和正常組β角、VBE及VBE/FVC的差異則表明疾病狀態在一定程度上影響了一致性檢驗的結果。此外，目前兒童VBE及VBE/FVC尚無統一標準，標準的選取也可能影響一致性分析結果。王群[15]等人的研究發現VBE可隨年齡的增加而增加，其中12～17歲兒童VBE均值為0.085L；而陸燕紅[8]等人研究認為蘇州市區兒童(5～14歲)推薦曲線起始標準為VBE<0.12 L或VBE/FVC<4.97%。因此，本研究中以VBE<0.12 L或VBE/FVC<4.97%為高質量曲線的標準可能過低。

本研究中，以VBE及VBE/FVC為金標準，對β角判斷高質量曲線的敏感性和特異性進行分析。結果顯示，正常組中β角敏感性、特異性及準確性均較哮喘組增高，且其特異性可高達100%，表明β角可用于評估正常兒童的呼氣爆發力。而在哮喘組中，由于β角受到疾病狀態的影響，在應用β角評估疾病狀態下患兒肺功能呼氣爆發力質控時，應結合VBE及VBE/FVC。此外，與Lian[3]等的研究結果一致，無論在正常組還是哮喘組，β角與VBE、VBE/FVC均呈負相關，表明β角越大，VBE和VBE/FVC均越小，MEFV曲線質量越高，提示β角與兒童的呼氣爆發力存在一定的相關性，可作為肺功能起始質控參考指標。本研究中，通過對比兩組相關分析中的相關系數r，發現正常組中β角與VBE呈高度相關，與VBE/FVC呈中度相關；而哮喘組β角與VBE及VBE/FVC均呈低度相關，再次提示β角與兒童疾病狀態相關，尤其是氣道阻塞性疾病。

綜上所述，β角與VBE、VBE/FVC在評估學齡期兒童呼氣爆發力方面的一致性微弱，尚不推薦直接應用于臨床，但可作為輔助參考指標用于兒童常規肺功能體檢中。此外，正常兒童與哮喘兒童β角的顯著性差異，提示β角可能在哮喘診斷方面存在一定的價值。本研究未對兒童β角參考標準及其在兒童哮喘不同的嚴重程度及規范化治療過程中的變化進行研究，均有待臨床研究進一步探究并予以驗證。