摘要
呼气肌力是咳嗽功能的决定因素。最大静态呼气时的口压(PE、 马克斯)依赖于病人的动机和技术,因此低价值很难解释。这项研究假设,通过一个狭窄的孔,一个短的,尖锐的和最大的呼气,一个“口哨”,可能提供一个补充性的呼气肌肉力量的测试。
为了获得最大的口哨声,要求受试者(27名健康志愿者和10名肌萎缩侧索硬化症患者)从总肺容量出发,通过连接法兰式吹口的反向儿科吸入器口哨,尽可能用力地进行短而剧烈的吹奏。
在健康受试者和病人中,口哨口压(P钼、钨)与在同一动作中测量的食道和胃的压力密切相关。在健康受试者中,P钼、钨和PE、 马克斯与广泛的一致性限制相关P钼、钨值显著高于PE、 马克斯(131±31而言不啻2O对101±27而言不啻2O, p < 0.0001)。在病人身上,也发现P钼、钨和PE、 马克斯这些值之间有很强的相关性(r=0.937,p<0.0001)。在健康受试者中,组内相关系数和变异系数P钼、钨重复测量值分别为0.88和7.0%。然而P钼、钨和PE、 马克斯总比最大咳嗽产生的胃压小。
结论:口哨声压力是一种无创、可重复和简单的测试方法,为健康受试者呼气肌强度提供了一种可靠的测量方法,可被患者接受,并可作为最大静态呼气力的补充。
胸部感染是呼吸和神经肌肉疾病患者严重发病和死亡的原因。咳嗽被认为是防止胸部感染,最近有研究表明呼气肌力是有效咳嗽的重要决定因素1.因此,评估呼气肌力量的技术是我们感兴趣的。
最大静态呼气时的口压(PE、 马克斯)被广泛用于评估呼气肌力量的无创测试2.当发现高值时,排除肌肉无力3.. 但是,正常范围为PE、 马克斯宽2,4,既反映了呼吸肌力量的生物变异性,也反映了一些受试者在最大限度地进行动作时的困难。在吸气肌力的评估中,已经证明,使用与静态力互补的动作,如最大嗅吸,可以排除吸气肌无力5,6.事实上,吸气是一种自然的动作,比静态吸气更容易进行,通过测量最大吸气时的上呼吸道压力,吸气肌肉力量现在可以无创地精确测量7在各种临床环境中8.
因此,有理由认为,使用自然、简单的动作进行非侵入性呼气肌力量的附加测试在临床上是有用的。呼气的主要肌肉是腹部肌肉,测量其力量的一种方法是记录最大咳嗽时的胃压1或者在后面的第10胸椎间隙处进行磁神经刺激9.然而,这两种试验都需要通过胃气囊导管。目前的作者假设,在通过一个狭窄的孔(“哨子”)进行短、尖锐和最大呼气时,在口腔测量压力的测试将是一个相对自然的操作,可能是一个有用的额外的无创呼气肌肉力量测试。这项研究的主要目的是确定在健康受试者和呼吸肌无力患者中,在吹口哨时(P钼、钨)是可重复的,口哨是否有压力密切反映了食道和胃的压力。此外,这项研究的目的是比较口哨和呼气时的口腔、食道和胃压力PE、 马克斯在最大程度的咳嗽过程中,也可以进行哨子口压和胃压的比较。
方法
27名健康志愿者(10名男性)和10名肌萎缩性侧索硬化症(ALS)患者(均为男性)进行了研究。通过诺里斯肢体和球鳞评估ALS的严重程度10通过肌萎缩侧索硬化功能性心率表11.本研究经医院伦理委员会批准,所有受试者均知情同意。
肺活量测定采用水平风箱式肺活量计(Vitalograph Ltd, Buckingham, UK)和肺活量(VC),一秒用力呼气量(FEV)1), FEV1/VC值。VC和FEV的预测值1由Quanjer等.12.
为了获得最大的哨子,受试者被要求从总肺活量(TLC)开始,通过一个反向的儿科吸入器哨子(Astra Pharmaceuticals Ltd, Herts, UK),与夹在牙齿之间的法兰式吹口连接(图1),进行短而猛烈的呼气⇓).受试者在没有鼻夹的情况下吹口哨。此外,健康受试者被要求在保持面颊的同时最大限度地吹口哨。适合分析的哨声必须呈现压力轨迹,显示尖峰和持续时间<500 女士:这通常是在3-6次鸣笛操作后实现的。健康受试者还被要求吹不同强度的口哨。口哨口压力的重复性(P钼、钨)在健康受试者中,通过两天重复测量进行评估。哨声装置的阻力和流量在10-100 L·min范围内呈线性关系−1.健康受试者通过装置的峰值流量的平均值(范围)为92 L·min−1(78 - 109 L·分钟−1).该范围内的电阻为29.3–44.4 cmH2O·L−1·美国。
PE、 马克斯及最大静态吸气力(P我,马克斯)是针对布莱克和凯悦使用的阀门进行的4只要拧一下水龙头就能把它关上。在离牙套3cm处放置一个长3.7厘米、直径0.2厘米的漏孔,以减少口腔不适和产生高压力13. 使用了传统的法兰口和鼻夹。PE、 马克斯通过薄层色谱和扫描电镜进行测定P我,马克斯从残余体积。保持一秒钟的最高压力记录用于分析。患者试图用双手将嘴唇紧紧咬住牙套以防止口周渗漏。日常的再现性PE、 马克斯在健康受试者中进行了评估
胃的(Pga)食管的(P海洋能)横膈肌(P迪)压力测量使用一对商用乳胶气球导管(PK Morgan, Rainham, Kent, UK),长度110厘米,通过鼻子,以传统方式放置在胃和食道14.食管球囊含空气0.5 mL,胃球囊含空气2ml。
Pga在最大程度的自愿咳嗽期间,健康受试者和患者也进行了测量。此操作是在没有鼻夹的坐姿下进行的。受试者总是在咳嗽前深吸气,但没有给出咳嗽前吸气量的具体说明。反复努力,直到没有进一步的增加Pga获得(通常在3-6次咳嗽后获得)。
哨子装置、口片和气囊导管连接到差压传感器(Validyne MP45-1, Validyne, Northridge, CA, USA)、载波放大器(PK Morgan)、12位NB-MIO-16模拟数字板(National Instruments, Austin, TX,(美国)和运行Labview的Macintosh Quadra Centris 650个人电脑(苹果电脑公司,Cupertino, CA, USA)TM软件(国家仪器)。P迪是在线获得的,通过减去P海洋能从Pga.最小采样频率为100hz。峰值压力是在呼气末肺容量放松时从基线测量的,在峰值压力下获得的。
健康受试者和患者以坐姿进行研究,压力显示在受试者面前的计算机屏幕上,以提供视觉反馈15. 强烈鼓励受试者尽最大努力。
数据以平均值±标准差表示。VC和FEV1数值表示为预测值的百分比,即FEV1/VC用百分数表示。数字数据的差异通过配对t检验进行检验。根据Bland和Altman的方法,用差值法与均数法来评估测量值之间的一致性16.采用Pearson相关系数(r)和线性回归分析评估测量值之间的关系。测量结果的重复性用类内相关系数(r我)17通过计算变异系数来评估。p值<0.05被认为有统计学意义。
结果
健康受试者
个人信息:年龄,32±6岁;身高,170±10厘米;体重,68±13公斤;体重指数:24±4 kg·m−2.肺活量值:VC, 104±13% pred;FEV1,104±14%pred;FEV1/ VC 83±7%。
在27名健康受试者中,P钼、钨和PE、 马克斯值为131±31 cmH2O(量程77-202 cmH2O)和101±27 cmH2O(射程44-155 cmH2(p< 0.0001)。95%可信区间平均值为119-143 cmH2O代表P钼、钨和90 - 111年而言不啻2O代表PE、 马克斯.在同一组受试者中,P钼、钨没有区别于P钼、钨(139±35 cmH)2O,量程72-217 cmH2O) 。比率P钼、钨/PE、 马克斯为1.3(范围0.9-2.1),在27名受试者中有24人>1。两者之间有显著的相关性P钼、钨和PE、 马克斯(r=0.674, p=0.0001)(图2⇓).之间的偏差P钼、钨和PE、 马克斯30而言不啻2啊,P钼、钨倾向于在数字上大于PE、 马克斯.一致性的限制范围为-17-77 cmH2O(图。2⇓).r我的变异系数P钼、钨重复测量值分别为0.888和7.0%。在同一组科目中,r我的变异系数PE、 马克斯分别为0.790和10.2%。
在12名受试者中P海洋能,Pga和P迪在哨声和PE、 马克斯操纵,数值分别为:P钼、钨139±27厘米小时2O和PE、 马克斯109±27而言不啻2O (p < 0.02),P海洋能,W129±20厘米小时2O和Poes,PE,马克斯109±24而言不啻2O (p < 0.05),Pga, W163±36而言不啻2O和P遗传算法,PE, max 160±60而言不啻2啊,,P迪,W34±29而言不啻2O和Pdi,PE,马克斯±50 51而言不啻2O.以下各项的比率:P钼、钨/P海洋能,W和P钼、钨/Pga, W分别为1.1(范围0.95-1.23)和0.88(0.54-1.1)P钼、钨和P海洋能,W(这两个变量差的平均值)和之间P钼、钨和Pga, W9岁 cmH2O和-26 cmH2O和一致性限值(偏差±2sd)范围为-17–35 cmH2O从-83到31 cmH2O(图。3⇓).
在同一组受试者中,咳嗽的平均值Pga是201±57而言不啻吗2O (p < 0.01对P钼、钨和PE、 马克斯), 95%置信区间平均值为165 ~ 238 cmH2O.以下各项的比率:P钼、钨/咳嗽Pga和PE、 马克斯/咳嗽Pga分别为0.73(范围0.40-1.23)和0.57(0.35-0.92)。偏袒P钼、钨咳嗽Pga和之间的PE、 马克斯咳嗽Pga-63而言不啻2O和-90 cmH2O、 协议范围分别为-167-41 cmH2O和-193-13 cmH2(图4)⇓).哨声期间压力的典型示例,PE、 马克斯最大咳嗽策略如图5所示⇓.
在8个科目中,在谁中P钼、钨,P海洋能,W和Pga, W在不同强度的口哨声中对数值进行比较,P钼、钨,P海洋能,W和Pga, W7 - 222而言不啻不等2啊,4 - 161而言不啻2O和9-235 cmH2O、 两者之间存在显著相关性P钼、钨和P海洋能,W(r=0.929,p<0.0001)和P钼、钨和Pga, W(r=0.936, p<0.0001⇓).回归分析表明P钼、钨= 5.49 + 1.1Pga, W和P钼、钨=7.27+0.8P海洋能,W.
病人
患者患有不同程度的肌萎缩性侧索硬化症。诺里斯肢体和球部评分分别为28±14(9 ~ 50)和35±6(21 ~ 39)。ALS功能评分平均为25±16(范围13-32)。个人信息为:年龄61±5岁;身高:173±10厘米;体重,73±12公斤;体重指数:24.4±3.7 kg·m−2.肺活量:VC(78±24%);FEV1pred 76±32%;FEV1/ VC 80±7%。P我,马克斯数值为56±28 cmH2O(量程15-104 cmH2O)。
的平均值P钼、钨和PE、 马克斯69±32 cmH2O(范围17-128 cmH2O)和62±30 cmH2O(范围11-116 cmH2分别O)。95%可信区间为46-92 cmH2O代表P钼、钨41 - 84而言不啻2O代表PE、 马克斯.比率P钼、钨/PE、 马克斯为1.17(0.87 - -1.55)。两者之间有显著的相关性P钼、钨和PE、 马克斯(r = 0.937, p < 0.0001)。之间的偏差P钼、钨和PE、 马克斯是7而言不啻2O协议的限制范围为-15-29 cmH2O(图。3⇑).
的意思是P海洋能,Pga,P迪值在哨声和PE、 马克斯操作66±32 cmH2O和63±29 cmH2啊,74±37而言不啻2O和56±33 cmH2O(p<0.02)和8±7 cmH2O和-7±10 cmH2分别为O (p < 0.002)。的比率P钼、钨/P海洋能,W和P钼、钨/Pga, W分别为1.08(范围0.82-1.31)和1.17(范围0.87-1.55)P钼、钨和P海洋能,W和之间的P钼、钨和Pga, W3而言不啻2O和-5 cmH2O,一致范围为-10-16 cmH2O和-19-9 cmH2O(图。3⇑).两者之间有显著的相关性P钼、钨和P海洋能,W(r=0.980,p<0.0001)和P钼、钨和Pga, W值(r = 0.990, p < 0.0001)。回归分析表明P钼、钨=-5.33+1.1Pga, W和P钼、钨=-1.78+0.9P海洋能,W.
咳嗽的平均值Pga是85±39而言不啻2O (p < 0.05对PE、 马克斯), 95%置信区间均值57 ~ 112 cmH2o .的比率P钼、钨/咳嗽Pga和PE、 马克斯/咳嗽Pga分别为0.88(0.50-1.39)和0.78(0.44-1.36)。之间的偏见P钼、钨咳嗽Pga和之间的PE、 马克斯咳嗽Pga我们是-16岁 cmH2O和-23 cmH2,一致范围为-75-43 cmH2O和-91-45 cmH2(图4)⇑).两者之间有显著的相关性P钼、钨咳嗽Pga(r=0.67,p<0.05)。
讨论
这项研究的主要发现是,在短而尖锐的哨声中口腔所测得的压力与在相同动作中食道和胃所测得的压力有密切的关系。这证实了该测量(P钼、钨)是呼气肌力量的有效反映。在正常受试者和呼气肌无力患者中进行的研究表明,与呼气肌无力的一致性限制PE、 马克斯宽;即. 高价值P钼、钨可在以下时间获得:PE、 马克斯是低值还是高值PE、 马克斯观察时P钼、钨很低。这表明,P钼、钨和PE、 马克斯是无创评估呼气肌力量的补充测试。然而,当与最大咳嗽时的胃压相比,两者都是P钼、钨和PE、 马克斯低估呼气肌力量。在对该方法进行评论之后,进一步讨论了这些发现的重要性。
方法批判
口腔测量是否反映出呼气肌的力量?
研究的目的是开发一种反映腹部肌肉力量的测试,因为这些肌肉是呼气时的主要肌肉,是咳嗽功能的重要决定因素。在本研究中,Pga几乎总是大于P海洋能在两个P钼、钨和PE、 马克斯表明腹部肌肉是两种动作的驱动力。在健康方面,为谁P海洋能,Pga和P迪在两次演习中都进行了测量,Pga不过,这两次演习都是相似的吗P海洋能是不同,导致更高P迪值和PE、 马克斯相比P钼、钨. 这表明P钼、钨可能是腹部肌肉力量的更准确反映PE、 马克斯.
但是对于整个集团来说,,Pga从腹部到胸部的传播不完全;因此P海洋能分别为79%和68%Pga在吹口哨PE、 马克斯分别操纵。胃压力传递的减少可能是膈肌激活和腹部肌肉对下胸腔的“吸气”作用的结果19,20. 作为进一步确认P钼、钨两者都有密切的关系P海洋能,W和Pga, W,两者之间有很强的相关性P钼、钨和Pga, W和之间的P钼、钨和P海洋能,W在健康受试者身上发现了不同强度的哨声所产生的各种压力。这预示着P钼、钨呼气性肌无力患者的测试仍然有效,图中所示ALS患者的数据支持了这一预测 3.⇑.最重要的是,研究发现,在不同严重程度的ALS患者中,P钼、钨值与Pga, W.
动作的动态特性
不像PE、 马克斯哨子测试是基于静态动作的,哨子测试是基于动态动作的。在动态测试中,由于气流会使操纵不真正等容,因此会引起关注。对于吸气来说,这种倾向是最小化的,因为鼻子起到了Starling电阻的作用,所以鼻流量减少,很大程度上与驱动压力无关21.为哨子,我们的体外评估表明,流量随着驱动压力的增加而增加,这可能导致P钼、钨低于PE、 马克斯;但事实并非如此,这表明峰值压力之前的体积不足以重要地降低测试值。这是因为哨子口起到了电阻的作用,大大减少了呼气流量。在这方面,我们在健康受试者中测量的峰值流量的平均值是92 L·min−1,大约比呼气流速峰值低6-8倍。
反冲压力
PE、 马克斯通常在薄层色谱中测量,因为受试者发现在高容量时更容易最大化呼气努力。在本研究中,TLC也进行了哨声试验操作,在此肺容量下,测量的压力既反映了呼气肌产生的压力,也反映了呼吸系统的被动弹性反冲压力。在薄层色谱中,被动弹性反冲压力可达40 cmH2O,等于呼气肌产生的压力22.然而,哨声是一种动态操作,最近的数据是通过呼气流量峰值获得的23表明在这种情况下,胸壁产生的后坐力可能比静态操纵后更大。虽然这可能导致P钼、钨被高于PE、 马克斯,它不能解释协议的广泛范围,因此也不能改变我们的结论P钼、钨可以作为呼气肌力量的补充测试。
面部肌肉
从概念上讲,面部肌肉可能会P钼、钨尽管哨子的口部应该起到与林奎斯特提出的口部泄漏相同的作用13.与此一致的是,本研究未发现两组间存在显著差异P钼、钨有或没有面颊支持的测量,因此得出结论,这不是一个实际的临床重要性的问题。
调查结果的意义
在健康人群中,研究发现P钼、钨和PE、 马克斯然而,价值与广泛的一致性限制相关P钼、钨值显著高于PE、 马克斯除了三个科目,其他科目P钼、钨/PE、 马克斯比> 1。在肌萎缩性侧索硬化症患者中,也发现P钼、钨和PE、 马克斯价值观是密切相关的。P钼、钨平均值在数值上高于,但在统计上没有显著性差异PE、 马克斯,P钼、钨/PE、 马克斯10例患者中有7例>。
虽然PE、 马克斯操纵并不复杂,它不是许多学科每天都熟悉的,需要学科的充分合作。相比之下,哨子操纵可能更自然,并具有听觉反馈的优势。低PE、 马克斯即使在健康的受试者中也会出现这种值,可能是由于缺乏动力或技术差,因此可能并不表明呼气肌力量的减少。预测PE、 马克斯成年人、老年人和儿童都可以使用这些价值观2,24但正常范围很宽,因此很难准确识别弱点。在目前的研究中,哨子动作很容易完成,只需要很少的指导,并且被健康的受试者和ALS患者所接受。达到的高口压和相对较高的下限表明P钼、钨可能是临床上有用的,评估呼气肌力的附加方法。产品的日常再现性P钼、钨很好,表明该测试也可以用于连续测量。
ALS患者病情严重程度不同;一些患者呼吸肌严重无力,而另一些患者呼吸肌力量正常。在这些患者中,与健康受试者一样,发现口哨动作产生的胃压、食道压和口腔压均高于正常情况下产生的胃压、食道压和口腔压PE、 马克斯.特别是,Pga吹口哨时的数值明显高于吹口哨时的数值PE、 马克斯,表明哨子动作能较好地激发腹部肌肉收缩PE、 马克斯.由于样本量小,没有对球和非球患者进行具体比较;显然,一个理论上的担忧可能是球根患者在吹口哨时不能实现令人满意的胸膜压力传递到口腔。
有趣的是,在ALS患者中,P海洋能值小于Pga值,但高于Pga价值观PE、 马克斯.这可能表明胸腔呼气肌在两种动作中扮演不同的角色,在动作中更大的参与PE、 马克斯.另一种假设是,正如阿塔利所建议的那样,ALS的过程会导致代偿性肥大或未受疾病影响的肌肉的补充等.25.
P钼、钨和PE、 马克斯显著低于相应咳嗽Pga对健康受试者和渐冻人患者都有效此外,在吹口哨和PE、 马克斯动作的数值比咳嗽低Pga.目前的数据证实了以前一篇论文的结果1这表明咳嗽是最生理的呼气动作Pga是测量腹部肌肉收缩引起的压力的金标准。然而,也有人观察到,两者之间的偏差和一致限度P钼、钨咳嗽Pga分别比两者之间的要小和窄PE、 马克斯咳嗽Pga,在患者和健康受试者中都是如此。此外,在ALS患者中,P钼、钨数值没有显著差异,且与咳嗽严格相关Pga. 最后,哨子动作期间记录的压力轨迹形状与咳嗽期间非常相似(图。 5.⇑).综合考虑,这些发现表明,哨子在生理学上更接近于咳嗽PE、 马克斯.
总之,本研究表明,在健康受试者和肌萎缩侧索硬化症患者中,口哨压力是呼气肌力的准确反映。口哨压力和最大呼气压力之间的一致性范围很广,这表明口哨压力可以作为评估呼气肌力的额外方法,在生理学实验室和临床环境中使用。
- 收到了2000年6月19日。
- 接受2000年11月13日。
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