便攜式COPD-6肺量計篩查社區老年高危人群早期慢性阻塞性肺疾病的價值

徐云莉，邵宏濤，任曉紅，劉力瀾

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種常見的呼吸系統慢性炎性疾病，目前已經成為嚴重的公共衛生問題，我國40歲以上居民COPD患病率高達8.20%，并且有逐年升高趨勢［1］。目前肺功能檢測是公認確診COPD的必要條件，也是評估病情嚴重程度的依據。現有篩查COPD患者的指標主要是支氣管舒張后第1秒用力呼氣末容積（FEV1）/用力肺活量（FVC）比值（FEV1/FVC）＜70%［2-3］。但是常規肺功能儀因其操作相對復雜、設備笨重、不可移動、檢查費用高等原因無法用于社區大量體檢［4］。近年來國內外相關研究聚焦于通過便攜式COPD-6肺量計進行COPD篩查和管理［5-6］。但其與常規肺功能儀的一致性和有效性尚缺乏相關數據支持。

本研究使用便攜式COPD-6肺量計對社區60歲以上且具有COPD高危因素的人群進行肺功能檢查，分析使用支氣管舒張劑前后FEV1/第6秒用力呼氣末容積（FEV6）比值（FEV1/FEV6）與常規肺功能檢測中FEV1/FVC的一致性，進而探討FEV1/FEV6能否替代FEV1/FVC作為初篩COPD的依據，并確定最佳截斷值，以期對社區篩查COPD患者提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2018年1月至2019年12月在南京市江寧區東山街道社區衛生服務中心進行免費體檢的60歲及以上且具有COPD高危因素人群為研究對象。納入標準：（1）神志清楚，能配合肺功能測定；（2）包括以下COPD高危因素之一：吸煙史（不論目前戒煙與否），有慢性咳嗽、咳痰、氣喘癥狀，有粉塵等職業接觸史，有COPD、哮喘家族史；（3）對本研究知情同意。排除標準：（1）合并嚴重心腦血管疾病、精神障礙無法配合檢查者；（2）近期接受過胸部或腹部手術者；（3）1個月內有急性下呼吸道感染、心律失常等病史者；（4）已確診為COPD、支氣管哮喘、支氣管擴張、間質性肺病等慢性肺病的患者。本研究通過倫理委員會審核（倫理編號：2017LW-05）。

1.2 研究方法

1.2.1 收集研究對象一般資料 一般資料包括：性別、年齡、吸煙史及吸煙指數、其他高危因素（慢性咳嗽、咳痰、氣喘癥狀，COPD、哮喘家族史，職業接觸史）等。

1.2.2 COPD初篩 使用Vitalograph 4000型便攜式COPD-6肺量計（英國Vitalograph公司）測定肺功能。研究對象需聽從操作員指令完成肺功能檢查，囑研究對象坐位，含咬口器，不漏氣，平靜呼吸2～3次后以最大呼吸能力進行呼吸檢測，要求研究對象吹滿6 s。記錄FEV1、第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比（FEV1%prep）、FEV6、第6秒用力呼氣末容積占預計值百分比（FEV6%prep）、FEV1/FEV6。

1.2.3 對比測試 以FEV1/FEV6＜80%為COPD初篩陽性[7]，研究對象吸入支氣管擴張劑（沙丁胺醇）400 μg 15 min后進行常規肺功能〔日本歐姆龍HI-101肺功能儀（廠家：歐姆龍株式會社）〕復測。質量控制參考《肺功能檢查指南（第一部分）概述及一般要求》［7］。囑研究對象取立位，夾鼻夾，含咬口器，不漏氣，指導研究對象以最大吸氣到肺總量（TLC）位后用最快的速度盡最大努力呼氣到殘氣量（RV）位，保持勻速快速持續呼盡。記錄FEV1、FEV1%prep、FVC、FVC占預計值百分比（FVC%prep）、FEV1/FVC。重復性標準：測試過程中要求研究對象至少測試3次，取最好一次數據作為最終數據。隨后再次使用便攜式COPD-6肺量計測定，記錄使用支氣管舒張劑后FEV1、FEV1%prep、FEV6、FEV6%prep、FEV1/FEV6。

1.3 分級標準 根據慢性阻塞性肺疾病全球倡議（GOLD）指南［2］中肺功能分級標準，即常規肺功能檢測使用支氣管舒張劑后FEV1/FVC＜70%的研究對象為COPD患者，并依據FEV1%pred進行肺功能分級，GOLD l級（輕度）：FEV1%pred≥80%，GOLD 2級（中度）：50%≤FEV1%pred＜80%，GOLD 3級（重度）：30%≤FEV1%pred＜50%，GOLD 4級（極重度）：FEV1%pred＜30%。

1.4 統計學方法 采用SPSS 17.0統計學軟件進行數據分析。計量資料以（±s）表示，兩組間比較采用成組t檢驗；計數資料以相對數表示，兩組間比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson相關分析。以使用支氣管舒張劑后FEV1/FVC＜70%為診斷持續氣流受限的金標準，繪制受試者工作特征曲線（ROC曲線），以約登指數（靈敏度和特異度之和減1）最大為標準確定使用支氣管舒張劑前后FEV1/FEV6最佳截斷值，采用靈敏度、特異度、陽性預測值、陰性預測值評價便攜式COPD-6肺量計診斷價值。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 共有382例研究對象進行便攜式COPD-6肺量計篩查，其中97例COPD初篩陽性，以使用支氣管舒張劑后FEV1/FVC＜70%為持續氣流受限診斷標準，共檢出COPD患者75例，男64例、女11例，平均年齡（68.9±6.4）歲，檢出率為19.6%（75/382）。COPD患者中有吸煙史者占比為74.7%（56/75），其中以重度吸煙（吸煙指數≥400年支）占比最高，為52.0%（39/75）。COPD患者中有慢性咳嗽、咳痰、氣喘癥狀的患者占比為37.3%（28/75），有COPD、哮喘家族史的患者占比為16.0%（12/75），有職業接觸史的患者占比為8.0%（6/75）。以常規肺功能檢測中FEV1%pred進一步分級，檢出GOLD 2級占比最高，為56.0%（42/75），詳見表1。

表1 總體研究對象及COPD患者一般資料情況〔n（%）〕Table 1 Baseline characteristics of the overall subjects and COPD patients

2.2 COPD初篩陽性患者使用支氣管舒張劑前、后便攜式COPD-6肺量計及常規肺功能檢測FEV1%pred分析 使用支氣管舒張劑前后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1%pred比較，差異無統計學意義（t=-0.971，P=0.703）；使用支氣管舒張劑前后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1%pred分別與常規肺功能檢測FEV1%pred比較，差異均無統計學意義（t=-2.352、-1.429，P=0.396、0.058）。使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1%pred與常規肺功能檢測FEV1%pred呈正相關（r=0.969，P＜0.05）。見表2、圖1。

表2 便攜式COPD-6肺量計與常規肺功能檢測COPD初篩陽性者FEV1%pred、FEV6%pred、FVC6%pred及其比值情況（±s，n=97）Table 2 Routine pulmonary function and Piko-6 portable device tested positive for FEV1%pred，FEV6%pred，FVC6%pred and their ratios before and after bronchodilation

表2 便攜式COPD-6肺量計與常規肺功能檢測COPD初篩陽性者FEV1%pred、FEV6%pred、FVC6%pred及其比值情況（±s，n=97）Table 2 Routine pulmonary function and Piko-6 portable device tested positive for FEV1%pred，FEV6%pred，FVC6%pred and their ratios before and after bronchodilation

注：a表示 FEV6%pred，b表示 FVC%pred，c表示 FEV1/FEV6，d表示FEV1/FVC；FEV1%pred=第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比，FEV6%pred=第6秒用力呼氣末容積占預計值百分比，FVC%pred=用力肺活量占預計值百分比

組別 FEV1%pred（%）FEV6%pred或FVC%pred（%）FEV1/FEV6或FEV1/FVC支氣管舒張前便攜式COPD-6肺量計 55.9±17.7 67.0±18.2a 62.6±12.4c支氣管舒張后便攜式COPD-6肺量計 58.3±17.3 68.9±17.5a 63.6±11.7c常規肺功能檢測 62.6±18.6 76.7±16.8b 60.4±13.4d

圖1 初篩陽性患者使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1%pred與常規肺功能檢測FEV1%pred相關性分析Figure 1 Correlation analysis between Piko-6 portable device testing FEV1%pred and routine pulmonary function testing FEV1%pred in patients with positive initial screening after bronchodilation

2.3 COPD初篩陽性患者使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV6%pred與FVC%pred分析 使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV6%pred與常規肺功能檢測FVC%pred比較，差異有統計學意義（t=-3.170，P=0.005）。使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV6%pred與常規肺功能檢測FVC%pred呈正相關（r=0.653，P＜0. 05）。見表2、圖2。

圖2 初篩陽性患者使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV6%pred與常規肺功能檢測FVC%pred相關性分析Figure 2 Correlation analysis of FEV6%pred detected by Piko-6 portable device and routine lung function test FVC%pred in patients with positive initial screening after bronchodilation

2.4 COPD初篩陽性患者使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1/FVC與FEV1/ FEV6分析使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1/FEV6與常規肺功能檢測FEV1/FVC比較，差異無統計學意義（t=1.735，P=0.084）。使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1/FEV6與常規肺功能檢測FEV1/FVC呈正相關（r=0.871，P＜0. 05）。見表2、圖3。

圖3 初篩陽性患者使用支氣管舒張劑后便攜式COPD-6肺量計檢測FEV1/FEV6與常規肺功能檢測FEV1/FVC相關性分析Figure 3 Correlation analysis between FEV1/FEV6 and routine lung function testing by Piko-6 portable device after bronchodilation in patients with positive initial screening

2.5 FEV1/FEV6的最佳截斷值及篩檢效能評價 將使用支氣管舒張劑后FEV1/FVC＜70% 作為金標準，繪制FEV1/FEV6的ROC曲線，ROC曲線下面積為0.876。以約登指數最大確定FEV1/FEV6的最佳截斷值，使用支氣管舒張劑前當FEV1/FEV6截斷值為71%時，約登指數最大為57.9%，靈敏度為80.0%，特異度為77.9%，陽性預測值為90.6%，陰性預測值為48.5%，見圖4A；使用支氣管舒張劑后當FEV1/FEV6截斷值為75%時，約登指數最大為75.5%，靈敏度為80.0%，特異度為95.5%，陽性預測值為98.4%，陰性預測值為58.3%，見圖4B。

圖4 便攜式COPD-6肺量計篩查COPD的ROC曲線Figure 4 ROC curve of COPD screened by Piko-6 portable device

3 討論

對COPD患者早期診斷、規范治療是減少致殘、致死及改善預后的重要因素。對任何有呼吸困難、慢性咳嗽或咳痰，和/ 或有吸煙、職業性、環境有害物質暴露等危險因素者均應該考慮COPD的可能，需進一步行肺功能檢查［8］。煙草暴露是明確的COPD危險因素，在國內一項納入475例吸煙者的COPD篩查中，明確診斷為COPD的患者共13例，而肺功能符合FEV1/FVC＜70%者為33例，接近2/3的患者被漏診［6］。本研究進行肺功能篩查的體檢人群為有高危因素的老年人，確診的75例COPD患者中有吸煙史者56例，其中28例已出現慢性呼吸道癥狀，但均未主動就診，漏診率高達14.7%。因此，普及肺功能檢查對于提高COPD的篩查陽性率有重要幫助，也符合GOLD指南中不推薦在所有人群中進行肺功能檢查的原則［2］。

FEV1/FVC作為持續氣流受限的診斷標準，因其實用性及可靠性而被臨床廣泛應用。但在操作中為了獲得FVC，要求被檢查者呼氣至容積-時間曲線上出現呼氣平臺并持續1s以上，在被檢查者有嚴重氣道阻塞的情況下，要達到規范的容量平臺需要更長時間，因而老年人難以配合完成。相關數據顯示，當FEV1/FVC＜50%時，99%的FVC在6.64 s獲得，而FEV6只需要用力呼氣維持時間達到6 s即可，縮短了被檢查者的呼氣時間，使之相對容易配合［9］。在一篇納入11篇研究的31 333例患者的Meta分析中，發現FEV1/FEV6診斷COPD的靈敏度為0.89，特異度為0.98，FEV1/FEV6是一個良好的用于診斷氣道阻塞的指標［10］。

FEV1/FEV6診斷氣流阻塞的截斷值報道不一，有些數據是根據正常人群下限（LLN）界定，這取決于年齡、性別、身高、種族等多種因素，目前只有美國［11］和歐洲65～85歲人群［12］有大樣本數據支持。大多數研究是與FEV1/FVC＜70%這一金標準對比計算得出的最佳截斷值，有 0.73［13］、0.75［14-16］、0.78［17］，且絕大多數研究針對使用支氣管舒張劑后的患者。在基層社區醫院進行高危人群篩查時，如果均使用支氣管舒張劑會造成資源浪費，且老年人群多次進行肺功能檢查可能會導致后期數據偏差過大。DICKENS等［18］的研究發現在社區醫院對未診斷的有慢性呼吸道癥狀的人群使用便攜式COPD-6肺量計進行COPD篩查不受支氣管舒張劑影響，且使用LLN并不能獲益。本研究中使用支氣管舒張劑前、后便攜式COPD-6肺量計測得的FEV1%pred相關系數為0.969，具有正相關性；使用支氣管舒張劑后兩種不同方法檢測的FEV1%pred也有正相關性。使用支氣管舒張劑前后FEV1/FEV6截斷值有所不同（使用前為71%，使用后為75%），初篩截斷值低的原因可能在于FEV1在使用支氣管舒張劑后增加較FEV6明顯。因本研究最終診斷的COPD患者中GOLD 1級及GOLD 4級占比少，無法進行分層分析，但兩種方法診斷COPD的靈敏度均為80.0%，且陽性預測值相當（90.6% vs 98.4%），這種在高危人群先使用便攜式COPD-6肺量儀進行初篩再對COPD初篩陽性人群進一步行常規肺功能檢查的可靠性與國外研究結論類似［19］。

國內有研究發現FEV1/FEV6對于COPD的診斷效能取決于其對輕、中度COPD的診斷效能［20］。在本研究中若以使用支氣管舒張劑后FEV1/FEV6＜70%為金標準，僅58例（77.3%）診斷為COPD，假陰性率達22.8%。對假陰性患者肺功能資料進行分析發現，GOLD 1級4例，GOLD 2級12例，GOLD 3級僅1例，因此，根據ROC曲線提高FEV1/FEV6截斷值更有利于篩選出輕、中度COPD患者。

綜上所述，便攜式COPD-6肺量計適合在社區醫院對有高危因素的老年人群開展COPD篩查，不再局限于只受過專業訓練的呼吸科醫生，而且不使用支氣管舒張劑也可篩選出COPD可疑陽性患者。除了作為篩查工具，本研究發現便攜式COPD-6肺量計和常規肺功能儀測定的FEV1呈正相關關系，提示可以把便攜式COPD-6肺量計作為判斷COPD嚴重程度和用藥后隨訪的工具。但本研究為單中心研究，樣本量有限，故尚需多中心、大樣本臨床研究證實。

作者貢獻：邵宏濤進行文章的構思與設計；邵宏濤、任曉紅進行研究的實施與可行性分析；徐云莉、劉力瀾進行數據收集；徐云莉、劉力瀾進行數據整理；任曉紅進行統計學處理；徐云莉撰寫論文；邵宏濤進行結果的分析與解釋、論文的修訂，負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責、監督管理。

本文無利益沖突。