支气管哮喘肺功能动态变化的特点及意义.pdf

论著#作者单位:200433 同济大学附属上海市肺科医院呼吸科(邱洁萍、刘锦铭、高蓓兰、褚海青、周童、李霞、桂涛),肺功能室(郑卫、杨文兰)通信作者:刘锦铭支气管哮喘肺功能动态变化的特点及意义邱洁萍 刘锦铭 郑卫 高蓓兰 杨文兰 褚海青 周童 李霞 桂涛 =摘要 目的 深入研究支气管哮喘(简称哮喘)肺功能的动态改变特点和机制。方法 对 50 例哮喘患者分别于急性发作期、慢性持续期和缓解期进行肺通气功能、肺容量、体积描记法和脉冲振荡法(IOS)检测。结果 仅 DLco 和胸腔内气体容积在不同分期间差异无统计学意义,余各参数在不同分期间差异均有统计学意义。FVC、FEV1/FVC、FVC%pred、FEV1、FEV1%pred、PEF、PEF%pred、FEF25、FEF50、X5在急性发作期显著低于慢性持续期和缓解期,RV、RV/T LC、Rtot、Fres、Z5、R5、R20、AX 在急性发作期显著高于慢性持续期和缓解期,而在慢性持续期和缓解期之间差异无统计学意义。FEV1缓解期较急性发作期的改善值和改善率均显著高于 FVC($FEV1/$FVC 1)。R20的改善值大于 R5-R20$R20/$(R5-R20)1,AX的改善率最高。肺容量参数 IC、RV 和 RV/T LC 缓解期较急性发作期的改善值与 FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF 的改善值均显著相关(P 0.05)。IOS 各参数改善值与 FVC、FEV1、PEF 的改善值均显著相关(P 哮喘;肺功能;脉冲振荡法;体积描记法Mechanism and characteristics of dynamic changes of pulmonary function in different courses of bronchialasthma QI U J ie-p ing,LI U Jin-ming,ZH EN G Wei,GAO Bei-lan,YA NGWen-lan,CH U H ai-qing,ZH OU T ong,LI Xia,GUI Tao.Department of Resp iratory Medicine,Shanghai Pneumology H ospital ofTongj i University,Shanghai 200433,ChinaCorresp onding author:LI U Jin-ming=Abstract Objective To investigate lung mechanism and characteristics of pulmonary function indifferent courses of bronchial asthma.Methods Ventilation function,pulmometry,total airway resistance(Rtot),impedance and resistance of respiratory system were measured in the course of acute onset,chronicpersistent course and paracmasis in 50 patients with asthma.Results There were significant difference inother indices among three courses,except for DLco and ITGV.FVC,FEV1/FVC,FVC/pre,FEV1,FEV1/pre,PEF,PEF/pre,FEF25,FEF50,X5were significantly lower in the course of acute onset than those inchronic persistent course and paracmasis,RV,RV/TLC,Rtot,Fres,Z5,R5,R20,AX were significantly higherin the course of acute onset than those in chronic persistent course and paracmasis,but there were nosignificant difference between the latter two.Both the improvement value and the improvement rate of FEV1from the course of acute onset to paracmasis were higher than those of FVC($FEV1/$FVC 1).Inparameters of IOS,the improvement value of R20was higher than that of R5-R20$R20/$(R5-R20)1,theimprovement rate of AX was the highest.The improvement of lung capacity indices including IC,RV andRV/TLC were correlated with those of FVC,FEV1,FEV1/FVC,PEF(P 0.05).The improvement of IOSindices were correlated with those of FVC,FEV1and PEF(P Asthma;Pulmonary function;Impulse oscillometry;Body plethysmography#33#中华哮喘杂志(电子版)2009 年 2 月第 3卷第 1 期 Chin J Asthma(Electronic Edition),February 2009,Vol.3,No.1 支气管哮喘(简称哮喘)是特异性的慢性气道炎症,导致可逆性的气流受限和气道高反应性 1。肺功能测定有助于确诊哮喘,也是评估哮喘控制程度的重要依据,但哮喘的分期是以患者的症状、体征为主要依据的,并没有明确的肺功能指征,且有关哮喘不同分期多方位、多层次肺功能动态变化特点及其治疗监测的研究较少,哮喘肺功能动态变化的许多复杂特点尚不清楚。为此,我们在 2006 年 8 月至 2007 年 4 月对 50 例哮喘患者分别于急性发作期、慢性持续期和缓解期进行了肺通气功能、肺容量、体描仪和脉冲振荡法(IOS)检测,全面综合分析哮喘肺功能动态变化特点和机制,以探讨肺功能在鉴别哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)中的作用及价值。对 象 与 方 法一、研究对象纳入研究的哮喘患者共 50 例,其中男 23 例,女 27 例,平均年龄(45.2?12.3)岁。全部病例均符合GINA 和中华医学会呼吸病分会支气管哮喘防治指南 1-2:根据病史、体征、肺功能及实验室检查等资料,综合分析诊断为哮喘,并行相关检查排除急性肺炎、气胸和心力衰竭等其他心肺疾病。病情严重不能完成肺功能检查者不选入。慢性持续期是指在相当长的时间内,每周均不同频度和(或)不同程度地出现症状(喘息、气急、胸闷、咳嗽等);缓解期系指经过治疗或未经治疗症状、体征消失,肺功能恢复到急性发作前水平,并维持 4 周以上 2。每例患者均在确诊后按照 GINA 方案制定长期管理计划,接受正规治疗。哮喘非急性发作期采用联合吸入糖皮质激素和长效 B2受体激动剂维持治疗,根据病情变化调整药物剂量。二、测定方法1.肺通气功能、肺容量和体描仪检测:参数包括用力肺活量(FVC)、第 1 秒用力呼气容积(FEV1)、第 1秒用力呼气容积与用力肺活量比值(FEV1/FVC)、最大用力呼气峰流量(PEF),25%、50%、75%肺活量时最大用力呼气流量(FEF25、FEF50、FEF75)、深吸气量(IC)、胸腔内气体容积(IT GV)、残气量(RV)、残气和肺总量比(RV/TLC)、一氧化碳弥散量(DLco)及总气道阻力(Rtot)。其中 FVC、FEV1、PEF、FEF25、FEF50、FEF75还 以 占 预 计 值 的 百 分 比 表 示(FVC%pred、FEV1%pred、PEF%pred、FEF25%pred、FEF50%pred、FEF75%pred)。上述参数采用人体体积描记仪(Mastercreen BODY,德国 Jaeger 公司)测定,仪器误差范围 3%,精度为0.05 L。上述各项肺功能参数检测重复 3次,检测间隔10 min,误差低于 5%,取其最佳值。2.脉冲振荡法(IOS)肺功能检测:参数包括测定共振频率(Fres)、呼吸总阻抗(Z5)、总气道阻力(R5)、中心气道阻力(R20)、外周气道阻力(R5-R20)、低频电抗面积(AX)和振荡频率为5H z时电抗值(X5)。上述参数测定仪器为 IOS 肺功能仪(Masterscreen IOS,德国 Jaeger 公司),按照欧洲呼吸学会(ERS)推荐标准 3进行测定。具体方法为:受检者取坐位,含口器、夹鼻夹,双手压住颊部,头部稍上抬,颈部伸直,全身放松,平静呼吸,待呼吸波平稳规则后开始检测记录,每次测定时间 30 45 s,重复 3 次,检查间隔 1 min,取其平均值。上述仪器每天开机后进行环境校准(测定记录环境海拔高度、大气压、温度、湿度)、容积校准和箱体校准,保证肺功能仪器处于良好的工作状态,测定输出标准状态下的肺功能数据。所有受试者首先完成 IOS 测定,再进行通气功能和肺容量测定,避免用力呼气造成气道紧张度改变进而影响 IOS 测定结果。哮喘缓解期较急性发作期各项肺功能参数改善值计算方法为|缓解期肺功能参数测定值-急性发作期肺功能参数测定值|。哮喘缓解期较急性发作期各项肺功能参数改善率计算方法为(急性发作期肺功能参数测定值-缓解期肺功能参数测定值)A急性发作期肺功能参数测定值 100%。三、统计学处理数据以 x?s 表示,急性发作期慢性持续期和缓解期之间肺功能比较采用方差分析,不同分期间两两比较采用 q 检验,肺功能参数之间相关分析采用直线相关分析,统计分析采用 SPSS 12.0统计软件包完成。结 果一、急性发作期、慢性持续期和缓解期肺功能比较本研究发现在所有肺功能参数中,仅 DLco 和 IT GV 两个参数在不同分期间差异无统计学意义,其余各参数在不同分期间差异均有统计学意义。进一步经 q 检验表明:FVC、FEV1/FVC、FVC%pred、FEV1、FEV1%pred、PEF、PEF%pred、FEF25、FEF50、X5在急性发作期显著低于慢性持续期和缓解期,在慢性持续期和缓解期#34#中华哮喘杂志(电子版)2009 年 2 月第 3 卷第 1 期 Chin J Asthma(Electronic Edition),February 2009,Vol.3,No.1之间差异无统计学意义;RV、RV/TLC、Rtot、Fres、Z5、R5、R20、AX在急性发作期显著高于慢性持续期和缓解期,慢性持续期和缓解期之间差异无统计学意义;IC、FEF75、R5-R20则仅急性发作期和缓解期之间差异有统计学意义(表 1)。表 1 哮喘患者不同分期肺功能参数比较(x?s)参数急性发作期慢性持续期缓解期F值FVC(L)2.66?0.643.05?0.88a3.20?0.85b6.18bFVC%pred(%)79.98?14.1890.44?11.78c95.27?12.10c18.84cFEV1(L)1.58?0.512.01?0.53c2.25?0.56c20.22cFEV1%pred(%)59.07?21.6674.11?14.82c83.05?14.00c24.91cFEV1/FVC(%)59.91?14.3867.41?12.39b71.29?10.01c10.90cPEF(L#S-1)4.03?1.685.21?1.48b5.58?1.51c13.57cPEF%pred(%)58.28?21.7174.18?13.71c80.28?15.94c12.48cIC(L)1.95?0.562.180.622.44?0.60c8.82cITGV(L)3.77?1.043.49?0.893.30?0.813.62RV(L)3.17?0.942.59?0.80c2.36?0.72c12.90cRV/T LC(%)51.29?11.3646.25?7.41a41.60?7.81c14.38cRtot(kPa#L-1#S-1)0.77?0.420.48?0.25c0.38?0.12c23.67cFEF25(L#S-1)2.25?1.213.23?1.35b3.85?1.31c18.33cFEF25%pred(%)38.46?23.4953.88?22.06b63.99?21.09c15.71cFEF50(L#S-1)1.05?0.621.53?0.65b1.79?0.64c16.05cFEF50%pred(%)26.22?17.5936.27?16.57a43.39?17.86c11.61cFEF75(L#S-1)0.37?0.220.49?0.290.65?0.32c12.63cFEF75%pred(%)24.29?16.4929.88?16.8640.23?18.09c10.24cDlco(ml#min-1#mm Hg-1)20.37?5.1221.87?4.9121.95?5.401.48Fres(Hz)22.14?12.5616.23?7.55b12.54?5.26c14.54cZ5(kPa#L-1#S-1)0.78?0.440.58?0.35a0.46?0.19c11.04cR5(kPa#L-1#S-1)0.69?0.360.54?0.30a0.45?0.18c9.34cR20(kPa#L-1#S-1)0.49?0.180.39?0.15b0.36?0.10c9.63cR5-R20(kPa#L-1#S-1)0.20?0.210.14?0.160.09?0.17c7.22aX5(kPa#L-1#S-1)-0.33?0.27-0.17?0.17c-0.14?0.08c18.93cAX(kPa#L-1#S-1#Hz)33.02?39.9313.56?16.79b5.71?7.95c15.35c 注:aP 0.05,bP 0.01,cP 1),PEF 的改善率最高,FEV1/FVC的改善率最低。另外,Rtot、RV、IC 也有较高的改善率。IOS 参数中,Z5、R5缓解期较急性发作期的改善值较大,R20的改善值大于 R5-R20($R20/$(R5-R20)1),AX、X5的改善率最高,Fres 也有较高的改善率(表 2)。表 2 哮喘缓解期较急性发作期肺功能参数改善值和改善率参数平均改善绝对值 平均改善率(%)FVC(L)0.5421.27FEV1(L)0.6753.27FEV1/FVC(%)11.3823.65PEF(L#S-1)1.5660.86ICL)0.5027.91RV(L)0.8124.13RV/TLC(%)9.6917.18Rtot(kPa#L-1#S-1)0.3839.13Fres(Hz)9.6031.17Z50.3229.98R5(kPa#L-1#S-1)0.2426.44R20(kPa#L-1#S-1)0.1328.62R5-R20(kPa#L-1#S-1)0.1147.26X5(kPa#L-1#S-1)0.2245.41AX(kPa#L-1#S-1#Hz)27.3159.04 三、缓解期较急性发作期肺功能参数改善值相关性分析本研究还发现,RV 和 RV/TLC 的改善值与 FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF 的改善值呈显著负相关(P 0.01),IC 改善值与 FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF 的改善值呈显著正相关(P 0.05),其中 RV/TLC 改善#35#中华哮喘杂志(电子版)2009 年 2 月第 3卷第 1 期 Chin J Asthma(Electronic Edition),February 2009,Vol.3,No.1值相关系数较大。Rtot 的改善值也与 FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF 的改善值显著相关(P 0.01)。IOS参数中,各参数改善 值与FVC、FEV1、PEF 的 改善值均 显著相关(P 0.001)。仅 R20的改善值与 FEV1/FVC 的改善值不具相关性,余参数的改善值与 FEV1/FVC 的改善值显著相关(表 3)。表 3 哮喘缓解期较急性发作期肺功能参数改善值相关性分析参数FVCFEV1FEV1/FVCPEFFres-0.75c-0.65c-0.46b-0.67cZ5-0.74c-0.61c-0.43b-0.64cR5-0.72c-0.60c-0.41b-0.62cR20-0.65c-0.58c-0.31-0.58cR5-R20-0.60c-0.49c-0.35a-0.56cX50.75c0.61c0.38b0.65cAX-0.71c-0.59c-0.42b-0.58cIC0.61c0.49c0.33a0.48cRV-076c-0.61c-0.41b-0.63cRV/TLC-0.83c-0.73c-0.48c-0.66cRtot-0.40b-0.45b-0.65c-0.44b 注:aP 0.05,bP 0.01,cP 1)和容积改善反应者(比值 1,提示并进一步证实哮喘是流速反应者。本研究中 IOS 参数 R20改善值大于 R5-R20,即$R20/$(R5-R20)1,同样提示哮喘为流速改善反应类型,与肺通气功能检测的结果一致,IOS 在区别流速改善反应和容积改善反应方面具有临床价值。总之,哮喘多种肺功能表现为阻塞性通气功能障碍及过度充气,气道阻力增加以中心气道阻力为主,其治疗反应以流速改善型为主,哮喘缓解期仍存在小气道功能下降。IOS 和肺通气功能、肺容量、体描仪具有良好的相关性。IOS 可区分气道阻塞的部位,区分流速或容积改善反应类型,评估哮喘的治疗反应,在哮喘和 COPD 的鉴别方面具有独特的优势及临床价值。参 考 文 献 1 Bousquet J,Clark TJ,Hurd S,et al.GINA guidelines on asthma and beyond.Allergy,2007,62:102-112.2 中华医学会呼吸病学分会哮喘学组.支气管哮喘防治指南(支气管哮喘的定义、诊断、治疗及教育和管理方案).中华结核和呼吸杂志,2003,26:132-138.3 Oostveen E,MacLeod D,L orino H,et al.T he forced oscillation technique in clinical practice:methodology,recommendations and futuredevelopments.Eur Respir J,2003,22:1026-1041.4 向莉,刘世英,张琪,等.脉冲振荡法和最大呼气流量-容积曲线测定哮喘患儿肺功能的比较.中华儿科杂志,2003,41:52-53.5 Fabbri LM,Romagnoli M,Corbetta L,et al.Differences in airway inflammation in patiens with fix ed airflow obstruction due to asthma orchronic obstructive pulmonary disease.Am J Respir Crit Care M ed,2003,167:418-424.6 M cFadden ER Jr.Pulmonary structure,physiology and clinical correlates in asthma.In:Middleton E,Ellis EF,Adkinson NF Jr,et al,eds.Allergy principles and practice.St.Louis:Mosby,1993:672-693.7 Ding DJ,M artin JG,Macklem PT.Effects of lung volume on maximal methacholine-induced bronchoconstriction in normal humans.JAppl Physiol,1987,62:1324-1330.8 Boni E,Corda 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