脉冲振荡法用于儿童肺功能检测
作者：万莉雅 魏浩成 张琴 范永琛 赵连云
单位：万莉雅 张琴 范永琛 天津市儿童医院 300074；魏浩成 赵连云 天津市胸科医院
关键词：呼吸功能试验；气道阻力；哮喘
中华儿科杂志991203 【摘要】 目的 探讨脉冲振荡法对儿童肺功能检测特别是哮喘的应用价值。方法 采用脉冲振荡法，对哮喘发作组121例、哮喘缓解组147例患儿和正常对照组217例进行肺功能测定，组间比较5 Hz时、20 Hz时的气道阻力(R5、R20)、肺弹性阻力(X5)、和共振频率(Fres)，并长期咳嗽组102例进行肺功能测定，对其中气道阻力增高者加做支气管扩张试验。结果 哮喘发作组R5 10.2 hPa/(L.s)，R20 6.6 hPa/(L.s)，X5 -4.4 hPa /(L.s)，Fres 23.7 Hz，对照组R5 7.1 hPa/(L.s)，R20 5.0 hPa/(L.s)，X5 -2.5 hPa/(L.s)， Fres 19.0 Hz，两组比较差异有显著意义(P<0.01)；哮喘缓解组与发作组比较已有显著改善(P<0.01),但气道阻力值仍高者占40.1%；长期咳嗽组中有38例气道阻力增高，均做支气管扩张试验，其中21例阳性，结合临床明确哮喘的诊断。结论 脉冲振荡法可以作为儿童肺功能检测和小儿哮喘诊断及治疗监测的方法。
, http://www.100md.com
The role of impulse oscillometry in determination of
pulmonary function in asthmatic children
WAN Liya, WEI Haocheng, ZHANG Qin, et al.
Tianjin Children′s Hospital, Tianjin 300074
【Abstract】 Objective To determine the value of impulse oscillometry in the diagnosis of asthma in children. Methods The authors evaluated 217 healthy children, 121 children with paroxysmal asthma, and other 147 with paracmastic asthma using the impulse oscillometry and compared R5, R20, X5 and resonant frequency (Fres), respectively. In addition, the authors tested 102 children with secular cough and for those with increased airway resistance the authors performed the bronchodialtion test as well. Results In paroxysmal group R5, R20, X5 and Fres were 10.2 hPa/(L.s), 6.6 hPa/(L.s), -4.4 hPa/(L.s) and 23.7 Hz, respectively. Compared with the control group the differences were significant (P<0.01). In comparison with the paroxysmal group, the indices in the paracmastic cases were significantly improved (P<0.01); those with airway resistance value 115% higher than expected accounted for 40.1%. In secular cough group there were 38 cases with increased airway resistance and the bronchodilation test was performed for these cases, among whom 21 cases had positive results. Conclusion Impulse oscillometry may be of great value in pediatric departments for determination of children′s pulmonary function and in evaluation of asthma.
, 百拇医药
【Key words】 Respiratory function tests Airway resistance Asthma
传统肺功能测定都需要受试者的特殊呼吸动作，儿童在配合上存在一定难度，使应用范围受到限制。脉冲振荡法(impulse oscillometry，IOS)是近年来临床开展的一项肺功能测定新技术。是基于强迫振荡的原理对脉冲振荡下的静息呼吸进行频谱分析，以测定呼吸阻抗的各组成部分，不但可以测定气道阻力，还可以测定肺顺应性[1]。其配合程度最小，特别适合于儿童。脉冲振荡法肺功能检测已见国内成人报告，但儿科尚未见报告。我们用此方法对哮喘及长期咳嗽患儿进行测定，总结如下。
对象和方法
一、对象
1. 正常对照组：217例，男112例，女105例；年龄3～14岁，平均(8±4)岁，其中3～6岁110例，占50.7%。均无哮喘及慢性咳嗽病史，体检心肺发育无异常，测试前4周内无呼吸道感染。
, 百拇医药
2. 哮喘发作组：121例，男64例，女57例；年龄3～14岁，平均(8±3)岁，其中3～6岁47例，占38.8%。均符合1993年儿童哮喘诊断标准[2]，为哮喘发作中或接受治疗后症状减轻，但仍有不同程度的喘息和肺内哮鸣音者。
3. 哮喘缓解组：147例，男79例，女68例；年龄3～14岁，平均(8±4)岁，其中3～6岁56例，占38.1%。测试前两周内无哮喘发作，肺内无哮鸣音。
4. 长期咳嗽组：102例，男56例，女46例，年龄5～14岁，平均(10±3)岁。均为咳嗽超过1个月、干咳为主、抗生素治疗欠佳者。
二、方法
1. 仪器：使用1997年引进的德国JAEGER公司生产的IOS肺功能仪。测试指标有5 Hz、20 Hz时的气道阻力(R5、R20)和肺弹性阻力(X5)、共振频率(Fres)。正常预计值采用本仪器提供的标准。
, 百拇医药
2. 测定方法：受试者测试时取坐位，全身放松，含口嘴，夹鼻，注意不要漏气，头稍上倾，保持呼吸道通畅。操作者用双手托扶受试者两侧面颊，以防止面颊随振荡信号振动，产生误差。然后令其平静呼吸1分钟，电脑即自动采集数据，计算并显示及打印出测量结果。R5、R20测定值大于预计值115%者，即为气道阻力增高。
3. 支气管扩张试验：对长期咳嗽组患儿气道阻力增高者，给予硫酸特布他林气雾剂吸入，剂量0.5～0.75 mg/次，10分钟后重复测定，较用药前气道阻力改善率>15%者为阳性。
三、统计学方法：
所有数据均经统计学处理，采用方差分析并做q检验。
结果
1. 哮喘发作组R5、R20、Fres均高于正常对照组，差异有非常显著意义(q＝12.98,11.53,11.70,P<0.01)；X5低于正常对照组，差异有非常显著意义(q＝12.96,P<0.01)(表1)。
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表1 疾病各组与正常组各项指标比较(
±s) 组别
例数
年龄
(岁)
R5
[hpa/(L.S)]
R20
[hpa/(L.S)]
X5
[hpa/(L.S)]
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Fres
(Hz)
正 常 组
217
8±4
7.1±2.6
5.0±1.6
-2.5±1.2
19±4
哮喘发作组
121
8±3
10.2±3.5*
, 百拇医药
6.6±1.8*
-4.4±2.8*
24±8*
哮喘缓解组
147
8±4
8.1±2.5△
5.9±1.6△
-2.9±1.4
19±5
长期咳嗽组
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21
10±3
9.3±1.9*
6.8±1.6*
-3.0±1.1
21±4
F值
28.4
28.1
25.4
18.0
注：R5为5 Hz时的气道阻力，R20为20 Hz时的气道阻力，X5为5 Hz电抗值，Fres为共振频率；*与正常组、哮喘缓解组比较P<0.01；△与正常组比较P<0.01 2.哮喘缓解组各项指标比哮喘发作组均有改善(q＝8.38,5.81,9.75,10.21,P<0.01)，与正常对照组相比，X5、Fres差异无显著意义(q＝2.89,1.05,P>0.05)，R5、R20仍高于正常对照组(q＝5.43,6.86,P<0.01)。哮喘发作组中有103例气道阻力增高，缓解组中气道阻力仍高者59例，占40.1%。
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3. 长期咳嗽组R5、R20高于正常组，差异有非常显著意义(q＝4.68,6.59,P<0.01)，X5、Fres与正常组相比则差异无显著意义(q＝2.77,2.27,P>0.05)(表1)。本组气道阻力值高的有38例，对这些患儿加做支气管扩张试验，阳性者21例，结合临床诊断为不典型哮喘。
讨论
强迫振荡技术是由Dubios于1956年提出的[3]，IOS就是在此基础上发展起来的。其基本原理是由外部发生器产生矩形电磁脉冲，通过扬声器转换成包含各种频率的机械波，然后施加在受试者的静息呼吸上，连续记录自主呼吸时通过气道的压力与流速，经过计算即可得到各种振荡频率下的测定值。这项技术已引起国内外的广泛关注，国外儿科已有报道[4，5]。
IOS所测定的结果是以数据和图解的方式给出的，包括很多指标，其中不乏尚待临床实践进一步明确的参数。我们在熟悉全部报告内容的基础上选择最能说明临床问题的指标进行分析，即R5、R20、X5、Fres。R5为5 Hz时气道阻力，代表总气道阻力；R20为20 Hz时气道阻力，代表中心气道阻力；R5与R20的差即为周围气道阻力；X5为5 Hz时的电抗值，代表肺弹性阻力，其倒数为肺顺应性，X5的负值越大，说明肺的顺应性越差；Fres为共振频率，是弹性阻力和惯性阻力振幅相等、方向相反和为零时的振荡频率，其数值越大提示肺顺应性越差。这些指标已能比较全面的反映出受试者的呼吸动力学特征。
, 百拇医药
哮喘发作时由于气道炎性反应，粘膜水肿，分泌物增加等形成粘液栓子阻塞气道，以及小支气管和毛细支气管平滑肌痉挛，管腔变窄等诸多因素导致气道阻力增加，肺顺应性下降。本组哮喘发作组R5、R20均高于正常对照组，R5与R20的差值加大，说明有周围气道阻力的增加；X5负值加大，Fres增大，说明哮喘发作时不仅有气道阻力的增高，而且还影响到肺的弹性阻力，即肺顺应性的改变。长期以来临床医生诊断哮喘病的主要依据是肺内哮鸣音，而夜间发作及不典型哮喘患儿往往就诊时肺内没有哮鸣音。IOS测定则可提供诊断哮喘的客观指标，为临床提供依据。
哮喘缓解期儿童，R5、R20、X5和Fres与发作组相比均有明显改善，然而与正常组相比X5和Fres最先恢复正常，仍有40.1%的患儿气道阻力值未全部恢复正常。提示临床症状缓解，体征消失，气道阻力仍增高，气道高反应性持续存在，应继续给予药物治疗。因而IOS可用于指导哮喘患儿的治疗、减少药物的毒副作用和过早停药引起的复发。
, 百拇医药
长期咳嗽组中确诊为不典型哮喘的患儿21例，其气道阻力增高与哮喘发作组有相似之处，但X5和Fres基本正常，提示肺顺应性没有改变。IOS检测结合支气管扩张试验和(或)激发试验，有助于不典型哮喘的诊断。
IOS测定简便，无需特殊配合，特别是3～6岁的小儿也能顺利完成，本组3～6岁小儿共占41.4%。所以脉冲振荡法较传统肺功能测定方法如阻断法测定气道阻力、食道测压法测定肺顺应性、体描法测定气道阻力等，都具有优越性[6]，可以作为儿童肺功能检测和小儿哮喘诊断及治疗监测的方法，值得儿科广泛使用和推广。
参考文献
1 李长健, 赵连云. 脉冲振荡法的临床应用. 中华结核和呼吸杂志, 1999, 22： 296-298.
2 陈育智, 华云汉, 文昭明, 等, 整理. 儿童哮喘诊断治疗常规. 中华结核和呼吸杂志, 1993, 16 哮喘增刊：10-12.
, 百拇医药
3 Dubios AB, Brody AW, Lewis DH, et al. Oscillation mechanics of lung and chest in man. J Appl Physiol, 1956, 8:587-594.
4 Sly PD. The measurement of low-frequency respiratory impedance in infants. Am J Respir Crit Caremed, 1996, 154:161-162.
5 Morgan W. The measurement of total respiratory resistance in small children. J of Asthma, 1982,19:233-235.
6 赵连云. 肺功能领域新进展——强迫振荡技术. 中国实用内科杂志, 1997, 17：625-627.
(收稿：1999-07-30 修回：1999-09-08), http://www.100md.com
单位：万莉雅 张琴 范永琛 天津市儿童医院 300074；魏浩成 赵连云 天津市胸科医院
关键词：呼吸功能试验；气道阻力；哮喘
中华儿科杂志991203 【摘要】 目的 探讨脉冲振荡法对儿童肺功能检测特别是哮喘的应用价值。方法 采用脉冲振荡法，对哮喘发作组121例、哮喘缓解组147例患儿和正常对照组217例进行肺功能测定，组间比较5 Hz时、20 Hz时的气道阻力(R5、R20)、肺弹性阻力(X5)、和共振频率(Fres)，并长期咳嗽组102例进行肺功能测定，对其中气道阻力增高者加做支气管扩张试验。结果 哮喘发作组R5 10.2 hPa/(L.s)，R20 6.6 hPa/(L.s)，X5 -4.4 hPa /(L.s)，Fres 23.7 Hz，对照组R5 7.1 hPa/(L.s)，R20 5.0 hPa/(L.s)，X5 -2.5 hPa/(L.s)， Fres 19.0 Hz，两组比较差异有显著意义(P<0.01)；哮喘缓解组与发作组比较已有显著改善(P<0.01),但气道阻力值仍高者占40.1%；长期咳嗽组中有38例气道阻力增高，均做支气管扩张试验，其中21例阳性，结合临床明确哮喘的诊断。结论 脉冲振荡法可以作为儿童肺功能检测和小儿哮喘诊断及治疗监测的方法。
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The role of impulse oscillometry in determination of
pulmonary function in asthmatic children
WAN Liya, WEI Haocheng, ZHANG Qin, et al.
Tianjin Children′s Hospital, Tianjin 300074
【Abstract】 Objective To determine the value of impulse oscillometry in the diagnosis of asthma in children. Methods The authors evaluated 217 healthy children, 121 children with paroxysmal asthma, and other 147 with paracmastic asthma using the impulse oscillometry and compared R5, R20, X5 and resonant frequency (Fres), respectively. In addition, the authors tested 102 children with secular cough and for those with increased airway resistance the authors performed the bronchodialtion test as well. Results In paroxysmal group R5, R20, X5 and Fres were 10.2 hPa/(L.s), 6.6 hPa/(L.s), -4.4 hPa/(L.s) and 23.7 Hz, respectively. Compared with the control group the differences were significant (P<0.01). In comparison with the paroxysmal group, the indices in the paracmastic cases were significantly improved (P<0.01); those with airway resistance value 115% higher than expected accounted for 40.1%. In secular cough group there were 38 cases with increased airway resistance and the bronchodilation test was performed for these cases, among whom 21 cases had positive results. Conclusion Impulse oscillometry may be of great value in pediatric departments for determination of children′s pulmonary function and in evaluation of asthma.
, 百拇医药
【Key words】 Respiratory function tests Airway resistance Asthma
传统肺功能测定都需要受试者的特殊呼吸动作，儿童在配合上存在一定难度，使应用范围受到限制。脉冲振荡法(impulse oscillometry，IOS)是近年来临床开展的一项肺功能测定新技术。是基于强迫振荡的原理对脉冲振荡下的静息呼吸进行频谱分析，以测定呼吸阻抗的各组成部分，不但可以测定气道阻力，还可以测定肺顺应性[1]。其配合程度最小，特别适合于儿童。脉冲振荡法肺功能检测已见国内成人报告，但儿科尚未见报告。我们用此方法对哮喘及长期咳嗽患儿进行测定，总结如下。
对象和方法
一、对象
1. 正常对照组：217例，男112例，女105例；年龄3～14岁，平均(8±4)岁，其中3～6岁110例，占50.7%。均无哮喘及慢性咳嗽病史，体检心肺发育无异常，测试前4周内无呼吸道感染。
, 百拇医药
2. 哮喘发作组：121例，男64例，女57例；年龄3～14岁，平均(8±3)岁，其中3～6岁47例，占38.8%。均符合1993年儿童哮喘诊断标准[2]，为哮喘发作中或接受治疗后症状减轻，但仍有不同程度的喘息和肺内哮鸣音者。
3. 哮喘缓解组：147例，男79例，女68例；年龄3～14岁，平均(8±4)岁，其中3～6岁56例，占38.1%。测试前两周内无哮喘发作，肺内无哮鸣音。
4. 长期咳嗽组：102例，男56例，女46例，年龄5～14岁，平均(10±3)岁。均为咳嗽超过1个月、干咳为主、抗生素治疗欠佳者。
二、方法
1. 仪器：使用1997年引进的德国JAEGER公司生产的IOS肺功能仪。测试指标有5 Hz、20 Hz时的气道阻力(R5、R20)和肺弹性阻力(X5)、共振频率(Fres)。正常预计值采用本仪器提供的标准。
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2. 测定方法：受试者测试时取坐位，全身放松，含口嘴，夹鼻，注意不要漏气，头稍上倾，保持呼吸道通畅。操作者用双手托扶受试者两侧面颊，以防止面颊随振荡信号振动，产生误差。然后令其平静呼吸1分钟，电脑即自动采集数据，计算并显示及打印出测量结果。R5、R20测定值大于预计值115%者，即为气道阻力增高。
3. 支气管扩张试验：对长期咳嗽组患儿气道阻力增高者，给予硫酸特布他林气雾剂吸入，剂量0.5～0.75 mg/次，10分钟后重复测定，较用药前气道阻力改善率>15%者为阳性。
三、统计学方法：
所有数据均经统计学处理，采用方差分析并做q检验。
结果
1. 哮喘发作组R5、R20、Fres均高于正常对照组，差异有非常显著意义(q＝12.98,11.53,11.70,P<0.01)；X5低于正常对照组，差异有非常显著意义(q＝12.96,P<0.01)(表1)。
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表1 疾病各组与正常组各项指标比较(
±s) 组别例数
年龄
(岁)
R5
[hpa/(L.S)]
R20
[hpa/(L.S)]
X5
[hpa/(L.S)]
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Fres
(Hz)
正 常 组
217
8±4
7.1±2.6
5.0±1.6
-2.5±1.2
19±4
哮喘发作组
121
8±3
10.2±3.5*
, 百拇医药
6.6±1.8*
-4.4±2.8*
24±8*
哮喘缓解组
147
8±4
8.1±2.5△
5.9±1.6△
-2.9±1.4
19±5
长期咳嗽组
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21
10±3
9.3±1.9*
6.8±1.6*
-3.0±1.1
21±4
F值
28.4
28.1
25.4
18.0
注：R5为5 Hz时的气道阻力，R20为20 Hz时的气道阻力，X5为5 Hz电抗值，Fres为共振频率；*与正常组、哮喘缓解组比较P<0.01；△与正常组比较P<0.01 2.哮喘缓解组各项指标比哮喘发作组均有改善(q＝8.38,5.81,9.75,10.21,P<0.01)，与正常对照组相比，X5、Fres差异无显著意义(q＝2.89,1.05,P>0.05)，R5、R20仍高于正常对照组(q＝5.43,6.86,P<0.01)。哮喘发作组中有103例气道阻力增高，缓解组中气道阻力仍高者59例，占40.1%。
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3. 长期咳嗽组R5、R20高于正常组，差异有非常显著意义(q＝4.68,6.59,P<0.01)，X5、Fres与正常组相比则差异无显著意义(q＝2.77,2.27,P>0.05)(表1)。本组气道阻力值高的有38例，对这些患儿加做支气管扩张试验，阳性者21例，结合临床诊断为不典型哮喘。
讨论
强迫振荡技术是由Dubios于1956年提出的[3]，IOS就是在此基础上发展起来的。其基本原理是由外部发生器产生矩形电磁脉冲，通过扬声器转换成包含各种频率的机械波，然后施加在受试者的静息呼吸上，连续记录自主呼吸时通过气道的压力与流速，经过计算即可得到各种振荡频率下的测定值。这项技术已引起国内外的广泛关注，国外儿科已有报道[4，5]。
IOS所测定的结果是以数据和图解的方式给出的，包括很多指标，其中不乏尚待临床实践进一步明确的参数。我们在熟悉全部报告内容的基础上选择最能说明临床问题的指标进行分析，即R5、R20、X5、Fres。R5为5 Hz时气道阻力，代表总气道阻力；R20为20 Hz时气道阻力，代表中心气道阻力；R5与R20的差即为周围气道阻力；X5为5 Hz时的电抗值，代表肺弹性阻力，其倒数为肺顺应性，X5的负值越大，说明肺的顺应性越差；Fres为共振频率，是弹性阻力和惯性阻力振幅相等、方向相反和为零时的振荡频率，其数值越大提示肺顺应性越差。这些指标已能比较全面的反映出受试者的呼吸动力学特征。
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哮喘发作时由于气道炎性反应，粘膜水肿，分泌物增加等形成粘液栓子阻塞气道，以及小支气管和毛细支气管平滑肌痉挛，管腔变窄等诸多因素导致气道阻力增加，肺顺应性下降。本组哮喘发作组R5、R20均高于正常对照组，R5与R20的差值加大，说明有周围气道阻力的增加；X5负值加大，Fres增大，说明哮喘发作时不仅有气道阻力的增高，而且还影响到肺的弹性阻力，即肺顺应性的改变。长期以来临床医生诊断哮喘病的主要依据是肺内哮鸣音，而夜间发作及不典型哮喘患儿往往就诊时肺内没有哮鸣音。IOS测定则可提供诊断哮喘的客观指标，为临床提供依据。
哮喘缓解期儿童，R5、R20、X5和Fres与发作组相比均有明显改善，然而与正常组相比X5和Fres最先恢复正常，仍有40.1%的患儿气道阻力值未全部恢复正常。提示临床症状缓解，体征消失，气道阻力仍增高，气道高反应性持续存在，应继续给予药物治疗。因而IOS可用于指导哮喘患儿的治疗、减少药物的毒副作用和过早停药引起的复发。
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长期咳嗽组中确诊为不典型哮喘的患儿21例，其气道阻力增高与哮喘发作组有相似之处，但X5和Fres基本正常，提示肺顺应性没有改变。IOS检测结合支气管扩张试验和(或)激发试验，有助于不典型哮喘的诊断。
IOS测定简便，无需特殊配合，特别是3～6岁的小儿也能顺利完成，本组3～6岁小儿共占41.4%。所以脉冲振荡法较传统肺功能测定方法如阻断法测定气道阻力、食道测压法测定肺顺应性、体描法测定气道阻力等，都具有优越性[6]，可以作为儿童肺功能检测和小儿哮喘诊断及治疗监测的方法，值得儿科广泛使用和推广。
参考文献
1 李长健, 赵连云. 脉冲振荡法的临床应用. 中华结核和呼吸杂志, 1999, 22： 296-298.
2 陈育智, 华云汉, 文昭明, 等, 整理. 儿童哮喘诊断治疗常规. 中华结核和呼吸杂志, 1993, 16 哮喘增刊：10-12.
, 百拇医药
3 Dubios AB, Brody AW, Lewis DH, et al. Oscillation mechanics of lung and chest in man. J Appl Physiol, 1956, 8:587-594.
4 Sly PD. The measurement of low-frequency respiratory impedance in infants. Am J Respir Crit Caremed, 1996, 154:161-162.
5 Morgan W. The measurement of total respiratory resistance in small children. J of Asthma, 1982,19:233-235.
6 赵连云. 肺功能领域新进展——强迫振荡技术. 中国实用内科杂志, 1997, 17：625-627.
(收稿：1999-07-30 修回：1999-09-08), http://www.100md.com