文摘
强迫振荡技术(FOT)是一种非侵入性的方法来测量呼吸力学。FOT采用小振幅振荡压力叠加在正常呼吸,因此具有优于常规肺功能技术,它不需要呼吸演习的性能。
目前欧洲呼吸学会工作组报188bet官网地址告描述了该技术的基本原理并给出了指导方针,FOT的应用和解释作为临床常规肺功能测试,对成人和儿科人群。
FOT数据,特别是在较低的频率测量,对气道阻塞敏感,但不区分阻塞性和限制性肺疾病。没有共识关于成人FOT bronchodilation测试的敏感性。呼吸阻力的值已被证明对儿童bronchodilation敏感,虽然报道截止水平保持在未来的研究中得到证实。
强迫振荡技术是一个可靠的方法对成人和儿童支气管高反应性的评估。此外,在与肺量测定法,深需要灵感,强迫振荡技术不修改气管平滑肌的语气。强迫振荡技术已被证明是一样敏感的肺量测定法检测肺功能障碍的由于吸烟或接触职业危害。一起的最小要求主体的合作,这使得强迫振荡技术理想的肺功能测试领域的流行病学研究。小说受迫振动技术在临床的应用包括监测呼吸力学在机械通气和睡眠。⇓
作为调查工具的呼吸力学inclinical实践,强迫振荡技术(FOT)理论上的支持,作为一个非侵入性的优势,通用的方法和要求最少的病人的合作。FOT的最具吸引力的特性是强迫振荡叠加在正常呼吸,避免任何特殊的需要呼吸的余地或任何呼吸明显干扰。在过去的十年中,基础研究的进步和FOT应用,以及新技术的发展,诱发新的临床和工业领域的兴趣。FOT的解决要求进一步标准化欧洲呼吸学会工作组成立更新标准化工作进行了在欧洲经济共同体委员会生物医学工程咨询委员会188bet官网地址(COMAC-BME)项目的呼吸阻抗(Zrs)测量的发展1,开发临床指南Zrs测量。目前的报告总结FOT的最重要的基础概念,提供实施指南和使用在临床环境中,并给出了一个简单的概述的最新发展潜在的临床影响。
方法
自第一FOT测量杜布瓦et al。2,大量的变体FOT已经开发的测量配置、振荡频率和评价原则。这个简短的评论集中在常规临床应用,解决最基本的概念,和更详细的信息的读者被称为专题文章3- - - - - -7。
潜力和局限性
FOT的本质可以通过对比阐明其原理与呼吸机械测量依靠自主呼吸活动或呼吸道演习。独特,FOT的外部驱动信号(即。强迫振荡)是用来确定呼吸系统的机械反应,研究者使用专门开发迫使波形探索呼吸力学性能,依靠成熟的线性系统分析的阿森纳。FOT因此具有坚实的理论基础和高度的通用性,也远远超出了传统呼吸机械的能力测试。然而,线性的要求需要使用小振幅振荡,这可能离开未披露的一些积极和功能重要的非线性特性,体现在潮汐呼吸,并假设科学性的数据收集和分析。
呼吸阻抗
强迫振荡呼吸力学的关键概念是“阻抗”(Z),光谱(频域)压力之间的关系(P)和气流(V”)(见附录)。简而言之,Z可以被设想为一个概括的阻力,因为它体现了同步和不同相的关系P和V”。同相分量称为实体的一部分Z(或电阻(R)),而所表达的不同相的关系是theimaginary部分(或电抗(X)),出现的函数振荡的频率(f)。换句话说,R描述了耗散呼吸系统的力学性能,而X相关的能量存储能力,从而共同确定的弹性属性(之间的关系P和体积)主要以低振荡频率和inertive属性之间的关系P和体积加速度)与增加变得越来越重要f。
测量安排
根据网站的P和V的测量和应用程序的强迫振荡,不同的呼吸系统可以定义的阻抗。大多数情况下,应用强迫振荡气道开放,和中央气流(V”ao)测量pneumotachograph的喉舌,面罩或气管导管(ETT)。压力也感觉到气道开放(Pao),参照人体表面(在这种情况下,大气)压力(P废话)。呼吸系统的输入阻抗(Zrs,)然后光谱(频域)transrespiratory压力之间的关系(Prs=Pao- - - - - -P自动取款机),V”ao:Zrs,(f)=Prs(f)/V”ao(f)。当Zrs划分为肺(Zl)和胸壁阻抗(Zw)的基础上测量intraoesophageal压力(P西文),Zl和Zw得到了来自Zl= (Pao−P西文)/V”ao和Zw= (P西文−P废话)/V”ao,分别。一个特殊版本的输入FOT是发电机技术,Pao应用在头,为了减少分流上呼吸道的长城吗8。另一种仪器,可以用来估计Zrs,的记录,不需要流(V”),是一种强迫振荡波管连接的来源(通常是一个扬声器)和主题;Zrs,测量波管上的负载阻抗,几何和物理特性的基础上,内管和空气,和压力管的记录在进口和出口处标吗9。转移阻抗时获得的振动是强加的,P和V呼吸系统的测量在不同的场所;因此,可以检测各种转移阻抗测量。然而,如果总呼吸系统的阻抗(Zrs, tr)被认为是,要么振荡激发气道开放是结合plethysmographic测量输出,“身体表面”流,或振荡强加在一个“出海”体积描记器在身体表面,测量V”ao。作为Zrs,这两个变种Zrs, tr由平行的元素以不同的方式影响呼吸系统,如肺泡气体压缩性和上呼吸道壁运动,他们可以选择或组合获得更可靠的估计气道和组织阻抗。目前的审查仅限于最容易实现FOT,即Zrs,。
振荡频率
FOT的常规临床应用通常是应用中频范围,即。施加振荡从2 - 4赫兹,大约十年自主呼吸速率,延长几倍10赫兹。在这个频率范围内,健康的呼吸系统展品主要frequency-independent呼吸阻力(Rrs)的主要组件是气道阻力(R亚历山大-伍尔兹)(图。1⇓)。呼吸电抗(Xrs)经历了从负值(当弹性电抗主导)阳性值增加f(惯性电抗的主导地位)。在共振频率特征(fres),Xrs过零,弹性和惯性力量在大小相等,方向相反。低频振荡包括自主呼吸的频率,因此,只能应用在apnoeic条件,而高频振荡范围包含几个100 Hz。使用低频和高频强迫振荡揭示了呼吸系统的不同力学性能,这些技术有前途的aslung功能测试方法;出于这个原因,他们被认为是在“新进展”部分。目前部分本报告重点介绍最常用的中频FOT范围。
单频和复合信号已经被用于临床实践。当FOT应用于探索的频率依赖的模式或机制Zrs在健康和疾病,同时应用程序的多个频率成分,即。使用复合信号,如伪随机噪声或复发性冲动,优先。单频FOT可能用于跟踪相对快速的变化Zrs,如。那些发生在呼吸周期中,或作为一个附属装置监测气道开放,这也可能是有用的评价bronchomotor音调的变化。
建议测量
设置
主题是连接通过设置的喉舌,通常利用一个扬声器提供强制振荡信号(图2所示⇓)。的P和V的信号测量的喉舌。使主体的自主呼吸,分流通道开放气氛是必要的;这通常是wide-bore侧管(高阻抗呈现一个小泄漏的高振荡频率和低电阻对自主呼吸)放置在平行于扬声器。一个机械电阻也可以用于此目的。偏差流冲死腔是可选的,最好是可以介绍扬声器和pneumotachograph之间。当细菌过滤器的设置和病人之间放置卫生的目的,来衡量Zrs这种滤波器的阻抗应当予以纠正。的死亡空间过滤器应该最小,以避免高分流的影响Zrs。
装置
FOT系统应该对自主呼吸实施负载< 0.1 kPa·s·L−1低于5赫兹。使用复合信号时,扬声器应该能够开发一个峰压力变化0.2 kPa的气道开放。最大的P开发的系统不应超过0.5 kPa。
用于流量测量的差压传感器及其连接pneumotachograph应该对称和依从性低,提供的共模抑制比至少60分贝最高频率的调查10。压力传感器应该具有低灵敏度的加速度,或至少是防止振动。流量计和压力传感器应该是线性的(2%)至少1 L·s−1和0.5 kPa,分别。
校准
校准应考虑相对静态增益的相对频率特性P和V的测量装置。检查的总体精度测量设置,使用参考阻抗的理论阻抗的物理原则,推荐。这个设备的阻抗的大小应与所有测量频率最高的Zrs遇到的或预期的测量人口,即。参考阻抗的大小∼1.5 kPa·s·L−1和∼4 kPa·s·L−1校准在成人和婴儿研究建议。适当的校准后,最大误差10%或0.01 kPa·s·L−1,哪个是更大的,是允许在感兴趣的频率范围。适当的校准和评价的准确性FOT结构尤其重要,因为它已被证明,系统的差异Zrs得到不同的设备吗11。
输入信号
重要的是要确保测试信号应用足够长的时间,包括数个呼吸周期。信号的幅度应该足够大,以保证满意的信噪比,但不要太大,以免不适,呼吸系统的非线性行为和呼吸和输入信号之间的同步。复合信号的峰间值大小0.1 - -0.3 kPa似乎最优12。
在研究探索对频率的依赖关系Zrs,使用多频信号(复合),最好是包括4-30 Hz范围内,推荐。通常,复合信号的振幅谱是彩色,以提高功率较低的测试频率。这提高了信噪比在较低的频率更污染的组件自主呼吸信号。特殊程序优化复合迫使波形13。另外,当Zrs在单频感兴趣的数据,一个正弦信号应该使用最低的频率。的最低频率Zrs能够可靠地计量是由呼吸的谐波信号的相对实力和应用受迫振动频率。
信号处理
时代的时间平均伪随机信号14或使用所谓的“无偏估计量”15,16减少了错误引入的低频(在成人下面∼6赫兹)的呼吸信号的高次谐波。
FOT设备应根据指定的计算中使用的数据处理技术Zrs(数量和长度的时间块,重叠,窗口,低通和高通滤波、相干函数的计算方法,等。)17。
报告的结果
均值和sdZrs连续测量得到的数据应该报道。变异系数(CV)在每个测量频率的主要指标的可靠性和可重复性Zrs数据。可靠性指标的测量,如相干函数,是可选的。
除了Rrs和Xrs测量数据在给定的频率(Rrsf,Xrsf),阻抗参数估计可能使用各种模型分析。然而,模型参数和曲线(多项式)配件没有原始数据是不可接受的。
测量条件
主体的位置
执行测量的坐姿在中性或略扩展位置。弯曲的头部应该避免。在测量过程中,主题(或技术)坚定支持他/她的脸颊和嘴巴的地板使用双手和noseclip着。主题是指示在FRC级别静静地呼吸。在测量幼儿,让父母陪他们在改善肺功能实验室合作。应该给孩子一些时间适应实验室环境和训练呼吸悄悄通过喉舌和穿noseclip很短的一段时间。父母也可以给这些设备遇到困难应该训练孩子在家里。
体积的历史
立即在测量之前,体积的历史主题应该监视至少30年代。应该允许至少3分钟的安静呼吸复苏如果迫使呼吸道演习了Zrs是测量。
测量验收标准
喉舌吞咽,声门关闭,泄漏,密封不当noseclip,不规则或急性呼吸换气过度期间测量理由抛弃测量。可以检测到这些事件流信号应该在测量显示在屏幕上。如果一个测量被认为是出土文物,两者兼而有之Rrs和Xrs应该被拒绝。
数量的测量
总共三到五个技术上可接受的测量应该执行。主题应脱离喉舌之间的连续测量为了建立的短期变化Zrs以统一的方式。进一步显示基线的变化可能是通过重复基线测量10 - 20分钟后;这是重要的解释bronchomotor测试,特别是当Zrs唯一索引用于评估支气管反应性。评价的改变Rrs为了应对挑战是依赖于基线CV值。当基线再现性差,进一步的组胺(他)或醋甲胆碱(Mch)研究是不恰当的,因为困难的测试解释和潜在的风险哮喘控制不佳。
上呼吸道人工制品
与标准Zrs,设置,测量输入流的组件丢失的振荡运动兼容上呼吸道墙壁和从未进入下呼吸道系统。脸颊和嘴巴地板上的支持,是不可能完全消除这种分流的效果18- - - - - -20.,增加Zrs上涨。总的来说,上呼吸道阻抗(Z汽车工人联合会)急剧下降随着频率增加,上呼吸道分流是最小的在低频率随着振荡频率上升,变得越来越重要。这导致一个artifactual频率相关Rrs的转变Xrs更高频率(增加fres在儿童和成人)19,20.。上呼吸道加工品在儿童来说尤为重要Z汽车工人联合会接近成人的价值观21,因为Zrs与减少年龄较大的儿童和逐渐上升。
提出了几种不同的方法来减少上呼吸道分流的影响。一个方法用于正确的上呼吸道分流分别确定Z汽车工人联合会在并发操作18已被证明undercorrect吗Zrs19,22在常规的,也是不切实际的Zrs测量。另一种方法是应用振动压力信号在头部和嘴(发电机技术8),这大大降低了显明的脸颊,最小化虽然有点矫枉过正了Z汽车工人联合会分流器人工制品。与标准方法相比,使用的发电机技术的结果Rrs值较大的频率更少依赖,陡峭的上升Xrs与频率(因此更低fres),大Rrs在妇幼保健挑战独立基线的变化Zrs19,23,24。利用导纳的变化(阻抗的倒数)代替Rrs表达响应bronchoprovocation,结果从上呼吸道产物几乎是免费的25,这种方式可能增加常规设置的敏感性。
研究评估不同的便利的发电机技术。一项研究表明,宽容是由一些可怜的主题和数据拒绝增加在低频率(< 10 Hz)24。然而,在另一项研究中满意的数据可以获得所有的380例正常成人26。在成人中,检测的灵敏度气道阻塞似乎类似于这两种技术24。在儿童的诊断价值Rrs10识别对支气管扩张药的反应略有改善头发生器与标准方法相比,而来自的参数Xrs用标准的方法获得的有比头发电机技术更好的诊断价值27。
总之,与标准FOT技术,Zrs,特别是在更高的频率,影响上气道壁的运动。这上呼吸道分流的结果在一个人造的频率依赖性Rrs和Xrs减少与增加fres在存在高Zrs。尽管消除上呼吸道并联在标准Zrs,测量是不可能的,公司和制服上呼吸道墙应该应用的支持。更准确的Zrs数据可以获得使用发电机技术负责人,最小化上呼吸道分流。然而,还需要进一步的研究来确定这种方法提供的改进的敏感性和特异性的临床实践。
临床应用
参考价值
成年人
一个相对有限的参考研究Zrs,作为频率的函数存在于成人话题。健康受试者表现出几乎frequency-independentRrs与频率相关,Xrs根据inertance-compliance系统表现出一个通常的行为fres< 10赫兹。
平均的概述Rrs值来自不同实验室的健康成年受试者报告在表1中给出⇓。在一半的研究中,相对年轻的学科(平均年龄< 35岁)进行调查;研究对象的选择标准并不总是报道,或样本人口限制在一个特定的子群的主题。然而,平均Rrs健康成人的各种小在不同的研究中,和略高Rrs值被发现女性(0.31 kPa·s·L−1)与男性相比(0.25 kPa·s·L−1)。平均预测方程Rrs和Xrs的斜率Rrs与f表2中给出的关系⇓32。谢拉et al。33分析了Rrs获得的数据在40名健康的志愿者进行线性回归数据从4-16赫兹,和back-extrapolating回归线0 Hz获取参数Rrs0和它的逆,呼吸道电导0赫兹(Grs0)。Grs0依赖于身高和年龄而不是性别和体重。
孩子们
正常的价值观已收集了几个研究小组30.,34- - - - - -45。回归方程的概述Rrs身体高度的函数表3中给出⇓和相应的数据如图3所示⇓。Rrs通常与高度下降反向,除了一项研究34,没有性的差异Rrs已被描述。在大多数的研究中,一个类似的Rrs与获得了高度的依赖。
的负面频率相关Rrs减少年龄变得越来越明显34- - - - - -36,40,41。小的孩子,fres有时高(> 20 Hz)然后减少Xrs变得不那么消极的经济增长。的特点Xrs与f关系明显修改当一头发生器是用来减少上呼吸道壁运动,左边的曲线和减少转移fres20.,46,47。
显然,进一步的大规模研究成人在各种年龄段需要验证现有的参考价值。在孩子,可用的回归方程Rrs身体高度的函数显示一个相当密切的协议。
再现性
短期内自身内在的简历FOT索引的健康成人范围5 - 15%(表4所示⇓),这是与获得的阻力值的变化与其他方法(身体体积描记法(sGaw),断续器技术,等)。成人患者气道阻塞的CV值几乎没有不同于健康的人。
类似的估计短期的简历,包括<儿童取得了5 - 14%34,38,39,51,53- - - - - -57。显著生理节奏已被确认约三分之一的哮喘儿童人口,尽管振幅的昼夜变化Rrs不超过20%58。
日常变化报道稍微大于天的变化成人,10.0的简历与8.3%49和10.8与8.6%51。儿童日常简历和每周的变化被发现是16%54和17%34。
诊断能力
而不同Zrs参数对象之间正常的和异常的肺量测定法一再指出,目前还没有公认FOT索引的气道阻塞。的解释Rrs偏离正常的住院病人和病理条件应考虑的广泛分散Rrs正常的个体之间的值。为此,观察和预测之间的区别Rrs可能是人口除以sd相应的参考。这个比例将称为sd指数。
成年人
变化的模式Zrs在不同的肺功能异常包括增加Rrs,尤其是在较低的频率范围,减少Xrs,与增加有关fres。克莱门特et al。29日表明传统FOT是一个敏感的工具将从患者呼吸道健康受试者投诉(包括有或没有一秒钟用力呼气量减少(FEV1))。在以后的研究中,同样的调查表明,敏感性检测FOT的人是类似的症状和肺功能32。
在成人患者肺内的气道阻塞,Rrs在较低的频率增加,增加f。的负面频率相关Rrs解释的基础上机械的非均质性肺吗2。范Noordet al。59研究常规肺功能参数的辨别力和FOT三组患者患有哮喘、慢性支气管炎或肺气肿FEV类似的下降1。判别分析表明,FOT参数是最好的肺功能指标在三组之间的差别;Rrs收入最高的是哮喘患者和对频率的依赖关系Rrs和减少Xrs在肺气肿最低。在早期肺气肿,患者可能会出现正常的值Rrs和Xrs60。韦塞尔和伍特斯61年发现异常Zrs数据在70%的受试者有慢性支气管炎的正常的肺量测定法。
负频率的依赖关系Rrs支气管梗阻患者的特点,也被观察到在成人上呼吸道梗阻患者,但没有任何迹象显示肺内的疾病62年。这一发现可以解释为上呼吸道墙壁上的分流效应远端阻抗升高。虽然FOT可能会失败在区分内部和肺外的阻碍,它可能是非常有用的非侵入性诊断和随访患者气管狭窄的风险63年。在最近的研究中,FOT索引被证明是更密切相关的气管尺寸比肺活量的指标,因此建议FOT披露上呼吸道狭窄更敏感。
令人惊讶的是,没有独特的模式Zrs限制性肺疾病:已观察到的变化Zrs类似于中度阻塞性肺疾病。更大的负频率依赖性和更高的价值Rrs和减少Xrs测量在限制性疾病患者,如fibrosing牙槽炎吗64年和脊柱后侧凸或强直性脊柱炎62年。这观察可以解释的基础上上呼吸道分路阻抗,这可能掩盖改变肺力学之间的差异所产生的各种呼吸系统疾病。进一步研究用人头发电机技术是必要的,以确认这一假设。肥胖受试者表现出增加Rrs造成肺容积的减少65年。
总之,各种疾病患者与肺功能异常有关,增加Rrs,尤其是在较低的频率范围,减少Xrs顺便还能增加fres观察到的。然而,标准FOT并不提供潜在的限制之间的区别和阻塞性改变,或内部和肺外疾病。
孩子们
稳定的哮喘
大部分FOT研究特征儿科哮喘病情稳定处理孩子接受挑衅测试(见下文),和相对较少的数据评估基线气道阻塞。在早期研究Cogswell3723 42哮喘儿童的显示R的生活费sd指数> 2。Lebecque和尔•66年发现,Rrs10提供信息和FEV一致1在大多数哮喘儿童。霍蒙格林et al。67年观察到一个更大的基线R卢比sd指数在哮喘儿童与健康对照组相比,符合FEV1sd指数。在一个人口众多的儿童各种呼吸道条件,包括慢性咳嗽和哮喘,Rrs被外推的特征Rrs0价值57。sd指数Rrs0和异常FEV明显较大的儿童吗1比那些正常FEV1后者人口中,孩子们之间明显不同与正常和异常midexpiratory流。
Rrs测量FOT低范围的频谱是健康和哮喘儿童之间明显不同,它区分哮喘患者有无异常的肺量测定法。进一步的研究需要建立一个实用FOT索引定义在常规的基础上气道阻塞。
急性哮喘
最近的一项研究评估在急诊部FOT的可行性,评估150名儿童(年龄2-17岁)68年。四分之一的受试者(中位年龄3岁)稳步无法呼吸通过测量设备。实现可再生的测量的成功率从0%上升(在年龄2岁)到83%(5岁)岁,分别。在所有年龄,能够配合呼吸量测定法及其再现性也差。Rrs8% pred被发现与临床哮喘严重程度68年。进一步研究急诊室preschoolchildren透露如何Rrs8相关略微哮喘的严重性评级,但表明,重要的这两个评级方法之间的相关性存在在评估对治疗的反应69年。
在急性哮喘,FOT测量可能有助于客观地评估支气管扩张剂反应和(在较小程度上的得分哮喘严重程度。preschoolchildren FOT的局限性包括缺乏合作,可怜死腔的公差测试仪器,可怜的信噪比率由于呼吸速率更快,和受损的辨别力,由于增加的影响上气道壁合规。方法改进FOT可能改善这些因素。
囊性纤维化
在儿童与囊性纤维化(CF),Zrs展示一个普遍贫穷与常规肺量测定的指标的关系37,66年,70年,71年。具体来说,FEV1相关性很差,Rrs1066年和Rrs671年鲜明的对比,观察哮喘患者良好的协议66年。肺量测定法和plethysmographic之间的关系R亚历山大-伍尔兹同样是贫穷,这个问题不太可能FOT独有。在CF患者表现出矛盾的响应支气管扩张剂,FEV的减少1诱导舒喘灵并不是平行的增加Rrs671年。由此,舒喘灵提出缓解支气管痉挛,增加气道壁合规。因此,Rrs在潮汐呼吸有所下降但流动限制迫使过期了吗71年。
FOT之间有差异的信息和肺量测定法在CF患者可能反映在支气管壁的弹性性质改变。无论机制,这些孩子的常规肺功能评估进行解释时应谨慎,当肺量测定法或独自FOT可用。进一步比较评估表明澄清在CF呼吸功能障碍的机制。
慢性肺疾病早产
人口在一个小的孩子早产和慢性肺部疾病史的研究了平均年龄为6岁,的值Rrs6是弱相关的病史,而对频率的依赖关系Rrs是孩子之间的歧视更敏感指数和没有慢性肺病72年。的平均年龄8岁,重大的改变R的生活费和X的生活费在受试者观察慢性肺部疾病与健康对照组相比。此外,X的生活费和fres存在之间的分化和没有慢性疾病早产儿73年。在相同的研究中,X的生活费和R的生活费还与FEV显示显著的相关性1。一个好的协议R的生活费和plethysmographicR亚历山大-伍尔兹据报道多达千帕·s·L−1趋于稳定的关系,而在较高的值R亚历山大-伍尔兹73年,可能是因为增加的上呼吸道产物的影响23。
总之,异常Rrs和Xrs可能是在学龄儿童中发现历史的早产和慢性肺部疾病。然而,需要更多的研究来描述的变化Zrs在这些孩子的增长。
后续研究中
在评估肺部疾病的发展,长期监测治疗效率和呼吸功能衰退的分段在老化,FOT提供了一个方便的跟踪技术74年。然而,对于纵向随访的慢性阻塞性肺病(COPD)患者的变化Rrs26%从自发的变化可能导致耐药性51。
吸烟
在早期的研究中,仅使用FOT未能吸烟者与不吸烟者清晰分离28。Coeet al。75年分析了Rrs和频率依赖健康的不吸烟者和吸烟者。有一个强大的趋势Rrs(特别是在较低的频率)和频率的依赖关系Rrs提升,随着年龄增长的吸烟者。增加Rrs和频率的依赖关系Rrs通常是当肺量测定法显示支气管阻塞。对频率的依赖关系Rrs证明了甚至比肺量测定法更敏感的检测轻微的呼吸道疾病。
对频率的依赖关系Rrs和它的变化之间的空气和氦(他)/氧气(O2)呼吸被证明比结果更敏感的肺量测定法检测早期气道异常与吸烟有关的历史和职业暴露76年。研究吸烟习惯的附加影响矿工的活动表明,尽管FOT提供敏感指数的影响职业暴露在中央航空公司,它没有发现吸烟的附加效应77年。
流行病学调查和实地研究
FOT呼吸障碍是提供的信息在各方面明显的肺量测定法和FOT不需要积极合作。可行性在各种流行病学调查和实地研究一直是优秀的78年。标准和头部发生器的方法表现出类似的潜力分类各种呼吸状态的措施在农业工人(吸烟状态、咳嗽、咳痰和气道阻塞评估最大呼气流量/卷曲线)79年。
FOT证明一样敏感的肺量测定法检测通气功能障碍的工人暴露于职业危险80年,81年。
FOT的性能评估的支气管高反应性(BHR),与肺量测定法研究了119年活跃的工人与正常肺功能基线81年。当增加了65%Rrs0被用来分类研究对象的存在与否FEV下降20%1,FOT敏感性为75%,特异性为76%。使用一个简化的FOT索引,两点剂量响应斜率的变化Rrs10,Bohadanaet al。82年建立了一个敏感性为91%,特异性为96%肺活量的“BHR的准确检测各种病人BHR测试。这表明,这个简单的指数可用于BHR测试职业流行病学。
在镰状细胞病,增加Rrs与急性胸部综合症发作,这表明,阻塞性肺功能障碍是相当常见的这种类型的疾病83年。
在呼吸健康的调查涉及> 1500年龄在6 - 12岁的儿童,测量Zrs未能区分无症状的孩子从这些历史的慢性咳嗽或会在前一年35。这被认为反映了穷人技术的诊断价值或功能异常的缺乏等呼吸道症状的历史。
总之FOT已经被证明是至少敏感asspirometry todetect损伤肺功能由于暴露于香烟烟雾或职业危害。灵敏度检测轻微呼吸道疾病和最小需求主体的合作使FOT非常适合流行病学和实地研究的肺功能测试。
气道反应性的识别
解释一个肺功能参数的变化以应对bronchomotor代理必须依靠估计变化的参数。例如,响应大于两倍的平均基线简历通常被认为是积极的。的大小变化引起bronchodilating或bronchoconstricting代理也可以表示为postbronchodilator之间的区别(或挑战)Rrs和Rrs在基线除以平均intrasubject sd的基线测量。这个比例将称为sd得分。
可逆性
成年人
第一个变化报告Zrs在慢性阻塞性肺病患者应对bronchodilation基于测量的患者数量非常有限18,84年。总的来说,Rrs减少bronchodilation之后,尤其是在低频率。这减少了负频率的依赖关系Rrs,通过增加Xrs,fres对低和更正常的值返回。研究Zrs变化在COPD患者中,伍特斯et al。85年指出,只有Xrs数据显示显著变化,而低频数据遭受贫穷的连贯性。在一大群患者气道阻塞(可能主要是慢性阻塞性肺病患者),范Noordet al。52观察到显著的postdilator下跌Rrs,FEV之间显著相关1和Rrs6。在这项研究中,一个阈值显著bronchodilation定义的受试的可变性不同肺功能指标,减少> 45%Rrs6从基线值。这里,FOT敏感指数明显低于身体plethysmographic或肺量测定的指标检测重大bronchodilation。相比之下,谢拉et al。33,研究了在两个小气道阻塞的可逆性良好定义的组哮喘和慢性阻塞性肺病患者,来到了完全相反的结论。雇佣10%的阈值预测的指标,FEV的变化1和Grs0吸入支气管扩张剂后进行比较。FEV1和Grs0与类似的敏感性和特异性都表现出相似的变化区分哮喘患者和慢性阻塞性肺病病人。这些作者得出的结论是,FOT作为一种替代方法,可以使用等效技术迫使到期评估bronchodilation的程度。
很明显,FEV的变化之间的关系1和Zrs与增加应对bronchodilation指数增强。因此,肺量测定法和之间的关系Zrs依赖于人口研究(哮喘病患者与慢性阻塞性肺病患者)。
总结,没有共识的敏感性Zrs测量与肺量测定法和在bronchodilation测试指标之间的相关性。进一步的研究在较大的、定义良好的组织需要确定FOT肺功能和呼吸量测定法是等价的或补充技术评估气道阻塞的可逆性。
孩子们
间接证据与哮喘有关的气道阻塞可能是由支气管扩张剂的积极回应。在一个人口众多的儿童患有慢性呼吸道症状,最好的截止值建立重要的可逆性反应舒喘灵参照FEV的增加1pred是减少≥10%Rrs0的≥−1 sd得分,或等同于降低27.8%Rrs057。这个截止值的敏感性和特异性为69%和78%,分别。此外,在儿童无法执行强制过期策略,确定的截止值的子群患者高基线Rrs0正常化后吸入支气管扩张剂57。在哮喘儿童的一项研究中,吸入舒喘灵诱导减少Rrs10从155 - 99% pred FEV的增加1pred从65 - 85%66年。儿童在儿科急诊治疗急性哮喘,减少Rrs8舒喘灵后被发现与减少FEV呼吸窘迫和改善的迹象1。在这些孩子无法执行肺活量的演习,减少Rrs8舒喘灵也与临床反应后,和最优的变化Rrs8评估可逆性是19%86年。年龄在7岁以下,相当大的重叠存在于支气管扩张剂反应之间的健康和儿童哮喘。平均减少了12%R的生活费在健康儿童;超过95%置信区间在健康儿童支气管扩张剂反应截止值下降了41%R的生活费应该用于支持可逆性哮喘的诊断测试44。在年幼的儿童,FOT已经证明可以提供一个有用的和客观的方法来评估气道反应支气管扩张剂药物,如异丙喘宁、ipratropium溴化或舒喘灵与安慰剂87年- - - - - -90年,并描述剂量/响应曲线88年,91年。例如,bronchodilating效应nebulised氧托溴铵(750年和1500年µg)在学前儿童哮喘持续到4所示h postinhalation,而没有添加剂bronchodilation非诺特罗可以显示92年。
当定义可逆性气道阻塞,FOT标准应该考虑吸入β的“正常”的生理反应2受体激动剂。本报告从基线值减少了12%Rrs在年幼的孩子。使用与肺量测定法,比较重要的最佳定义bronchodilation被定义为下降Rrs≥1 sd得分。然而,还需要更多的研究在定义和不同年龄段的儿童来确认这个截止水平是适当的。
支气管高反应性
气道反应性的程度通常是评估支气管挑战考验他,或妇幼保健管理增加剂量,直到观察到支气管狭窄或预设最大浓度。临床BHR测试方法已经标准化,对测试结果表示为挑衅剂量(PD)或浓度(PC),导致预定的肺功能恶化,通常定义为FEV下降120%的基线值,指出PD20.FEV1或电脑20.FEV193年,94年。FOT参数而言,支气管收缩的代理产生的剂量增加50%RrsG,相当于减少了33%rs将指出,PD50Rrs或PD33Grs。
成年人
的变化之间的显著相关性Rrs和FEV1后支气管狭窄报道了几个调查人员50,81年,95年- - - - - -97年。Snashallet al。50FEV相比1的模量Zrs在10赫兹(|Zrs10|)BHR 24哮喘病人的评估;增加|Zrs10|挑战后平均2.7倍FEV的减少1。基于平均受试的简历,他们认为电脑30.|Zrs10|相当于电脑20.FEV1。但一个病人,电脑20.FEV1比个人电脑更大30.|Zrs10|,六名病人电脑20.FEV1是超过两倍剂量的电脑吗30.|Zrs10|。在另一项研究中,电脑20.FEV1与电脑40Rrs8在分析响应和妇幼保健挑战在23个稳定的哮喘患者97年。对于代理,电脑40Rrs8大约三倍低于电脑吗20.FEV1。使用相同的参数平均受试简历,Bohadanaet al。82年PD相比47Rrs10(和PD47Rrsmean)PD20.FEV1在评估BHR卡巴可挑战。然而,通过使用这个截止值,患者分为积极的反应远比基于FEV1(Rrsmean和Rrs1058岁,52 71测试患者的积极反应,分别比23 FEV的积极反应1)。Neild志愿者接受他的挑战et al。48表明,PD35Rrs10是与PD10FEV1,因此,低于PD20.FEV1。PD的可重复性35Rrs10略低于PD吗10FEV1。范Noordet al。98年PD相比15FEV1,PD47Grs6和PD40年代Gaw分析反应他的挑战在53个科目的历史情景喘息。最好的参数敏感性检测的效果,在减少订单,年代G哦,克rs6和FEV1;他们的研究结果也显示,G的敏感性rs6是比FEV吗1在受试者更明显的支气管代答。FOT也与肺量测定法在评估BHR积极劳动人口81年;最好的分界点是增加了65%Rrs0,达到了与PD敏感性为75%,特异性为76%20.FEV1作为分类的黄金标准的主题。Schmekel和史密斯99年使用吸入的冷空气作为支气管哮喘患者和健康对照组挑战测试。他们的研究结果表明,FOT能够区分两组高于肺量测定法,当使用临床诊断的金标准。fres特异性(100%)和灵敏度最高(89%),甚至是吗R的生活费有较高的诊断能力比FEV1(特异性和灵敏度为89%和88%,88%和73%R的生活费和FEV1分别)。Chinetet al。One hundred.相比FOT (Grs0)和年代G哦在支气管敏感性提供信息。他们发现G之间的密切关系rs0和sGaw阈剂量和剂量/响应曲线的斜率在正常和反应,与PD之间的等价性50年代G亚历山大-伍尔兹和PD42Grs0。
深吸气之前强迫呼气可能修改气管平滑肌的语气,和,因此,可能会影响BHR测试的结果。FOT期间气道性能有相当大的优势,它措施安静的呼吸。这可能是为什么FOT已经证明比FEV更敏感1检测哮喘病患者的BHR皮质类固醇治疗后的变化101年。
FOT一直用于研究的网站在正常人中诱导支气管的气道阻塞102年,103年在哮喘患者104年,评价反应在哮喘患者吸入过敏原96年,检查姿态的影响105年和缺氧BHR106年并调查通气模式中诱导支气管哮喘患者和正常人之后107年。
总之,的值Rrs(或Grs以低频率)已被证明是可靠的和敏感的指标来评估在临床BHR支气管反应测试。有证据表明,FOT和体积描记法提供可比的支气管敏感性和响应能力和信息可能优于肺量测定法。目前尚不清楚这截止值Rrs对应最好FEV的下降20%1。阈值增加47%Rrs降低PD、或更多的积极的反应比在PD的情况下20.FEV1;其他的研究估计这个阈值增加65 - 90%之间Rrs。
孩子们
妇幼保健或其剂量/响应曲线通常的特点是PD的值40Rrs或PD50Rrs。大部分取得了有意义的FOT数据在低频率。更好的敏感性检测支气管对过敏原的挑战是报告的反应R卢比比FEV(决定使用正弦激励)1在哮喘儿童第6 - 14岁大的小孩子53。显著的线性FEV的变化之间的关系1和Rrs指标被Duiverman观察et al。108年和Lebecqueet al。109年分别在妇幼保健和他的挑衅。在20岁哮喘儿童9到16岁,PD40Rrs6被发现和PD相关的好吗20.FEV1108年。之间的关系被发现他和哮喘儿童的妇幼保健的效果,与FOT年龄3 - 7年,所确定的110年。的敏感性Zrs值卡巴可挑战5-16年岁的儿童被发现相当于特定气道阻力(sR亚历山大-伍尔兹)55。哮喘患者的人口年龄在岁8 - 15日,回应他的是同样的估计经皮的确定PO2(PtcO2),R卢比,PD50R卢比哮喘的临床严重程度指数呈现负相关67年。相比之下,在详细研究儿童年龄在5岁,比较Mch-induced变化Zrs,和PtcO2,一个低的诊断能力Rrs6和Rrs8观察111年。FOT一直在评估年轻哮喘病患者的检测响应妇幼保健相比,PtcO2,年代R亚历山大-伍尔兹和Rrs断续器的测量技术(Rrs, int)。的敏感性较低X的生活费比年代R亚历山大-伍尔兹,但比PtcO2,Rrs5或Rrs, int2 - 4岁的儿童年112年。在哮喘患者年龄4 - 6岁,一个更好的灵敏度检测妇幼保健反应是观察R的生活费和X的生活费比年代R亚历山大-伍尔兹PtcO2,Rrs, int和FEV1,而高频的值Rrs和Xrs显然是与良好的诊断评分吗113年。
在挑衅后阻抗变化的模式,增加Rrs伴随着下降Xrs在大多数的研究。自从明显反映在呼吸系统的弹性性质Xrs在较低的频率112年,114年,作为一个敏感的措施出现在挑衅测试,的变化Xrs值应该记录。
FOT测量显示可靠地反映肺功能的改变在儿童支气管挑战,比较敏感,bodyplethysmography和肺量测定法。PD50RrsPD密切相关20.FEV1。有迹象表明Xrs可能更敏感Rrs检测对支气管的挑战,特别是在非常年轻的孩子,但还需要更多的研究来建立的Xrs在BHR的评价。此外,建议测量Zrs与认真的临床评估,包括监测经皮的2在支气管的挑战。这些方面是很重要的,因为缺乏标准定义气道阻塞的基线条件,尤其是在年轻的孩子。
强迫振荡技术阶段
像其他肺功能测试在这个年龄段,贫穷意味着合作Zrs必须测量镇静,测试期间可能会很长,技术要求很高。出于这个原因,正常的集合Zrs数据已经阻碍了婴儿,FOT的常规应用这个主题组。
标准化的测量条件的肺功能测试是一个至关重要的问题婴儿的安全测试的准确性。建议开发由美国胸科学会/欧洲呼吸学会工作组188bet官网地址115年FOT的具体准备措施和方法已经被Desager描述的细节et al。116年。大的值Zrs在婴儿实施特别严格的性能要求有关测量设置检测和校准过程117年- - - - - -119年。
大多数研究在婴儿处理技术的验证。的测量Zrs显示可再生的平均差异Rrs从测量间隔15分钟0.5±5.7%118年,相当好的FOT的结果之间的相关报道和次呼吸阻塞的方法120年。上呼吸道墙分流的影响121年,122年和鼻呼吸123年在Zrs已被评估。鼻Z被证明与临床观察鼻塞吗123年。FOT的可行性已经证明了在人工通风婴儿毛细支气管炎124年FOT已经证明是有用的在滴定最佳呼气末正压通气125年。在一个前瞻性群组研究中,低的G值rs6测量在新生儿期据报道代表一个重要的危险因素的发生喘息之后在婴儿期126年。FOT结合FRC测量检测肺功能异常在少数喘息婴儿在无症状的时间间隔127年。支持以前的临床观察,支气管扩张剂的影响特点nebulised舒喘灵,phenylefrine、非诺特罗、溴化ipratropium使用FOT被证实128年。没有任何临床或bronchodilating呋喃苯胺酸的效果观察到婴儿wheezers断断续续129年。最近,方法论andclinical可行性研究工作特别低,高频测试信号和解决这些问题在下一节。
新发展
受迫振动的应用技术在监测呼吸力学
FOT最近应用跟踪变化的呼吸力学常规机械通气(CMV)期间,呼吸演习和睡眠研究。监测Zrs可能是一个有用的补充工具适应的呼吸机设置在侵入性和非侵入式通风130年- - - - - -135年。FOT也被用来提高睡眠障碍的诊断136年并确定最优所需水平持续正压通气(CPAP)治疗阻塞性睡眠呼吸暂停137年- - - - - -140年。在睡眠研究中,变化的Zrs在呼吸周期之后,由于阻塞性睡眠呼吸暂停/ hypopnoeas在呼吸周期的特点是显著的变化138年。单独的吸气和呼气阻抗分析也提出探索通风病人的监测130年。单频FOT totrack最近已经被证明是一个理想的工具Rrs或肺呼吸时阻力机动包括深吸气141年,142年,因为它提供了一个很好的时间分辨率和小振幅振荡都不会干扰机械变化诱发的余地。
FOT的应用在病人接受积极的压力需要修改的传统FOT系统基于一个扬声器。不同的方法已经被提议应用强迫振荡在气道压力升高130年,133年,138年,143年- - - - - -145年。如果振荡通过鼻/面罩或ETT应用,进一步的技术问题需要考虑。首先,不完美的密封在面具或ETT会导致空气泄漏,所以提供一个分流导致misestimation的途径Zrs。其次,当使用一个完整的面罩的病人可以通过鼻子或嘴巴,透气呼吸必须是已知的实际路线,因为鼻腔阻抗构成的一个重要部分Zrs133年。第三,对于气管插管患者,ETT的高阻抗和非线性行为构成进一步的问题,这可以通过测量气管压力146年。另一种方法是正确的Zrs值的有效阻抗ETT130年估计在体外使用类似的流动条件在活的有机体内测量。
低频振荡
如果振荡信号是叠加在自主呼吸,振荡频率高于必须使用2 - 4赫兹。然而,下面的呼吸道组织2赫兹的流变学特征可以通过调查显示自愿呼吸暂停期间,已经证明使用修改后的设置在正常人0.25 - 5赫兹之间147年犀牛和瘫痪病人从-32年的0.25赫兹146年或者26赫兹143年。低频范围的优点是明显不同的频率依赖性的气道和组织阻抗使基于模型的独立参数的估计148年,这些参数更相关的机械性能体现在自主呼吸比估计高频振荡。尽管呼吸暂停的要求限制了低频FOT的适用性,有特殊情况可以利用它的优点。首先,测量,曝露在停止机械通气和瘫痪的主题在很短的时间内振荡143年,146年允许监测气道和组织力学特别多,提供的商业呼吸监视器135年。
低频FOT的另一个目标人群是婴儿,他们缺乏合作使肺功能测试只有在镇静状态。这里,激活end-inspiratory Hering-Breuer反射可以用来唤起低频FOT测量所需的呼吸暂停149年。post-hyperventilation呼吸暂停允许较低的transrespiratory压力振荡测量150年。用这项技术进一步的研究包括建立正常的价值观这个年龄段的力学参数151年支气管扩张剂的评价152年和支气管收缩的挑衅测试153年在喘息,力学性能的变化154年和鼻腔通路的贡献Zrs155年。
一个特殊版本的低频FOT使用一个最佳通气波形()驱动呼吸系统,机械通风和阻抗估算144年。OVW已经用于研究肺和胸壁力学在正常受试者之前和之后的支气管收缩156年,broncholytic哮喘病患者的反应157年和吸气阻抗flow-limited病人158年。
FOT的技术要求实施的应用在巨细胞病毒或CPAP,上面简要解决,属于低频FOT的所有应用程序。最重要的是,任何泄漏在气道开放应该取消;可能不会影响的分流Zrs在themedium频率范围将大大扭曲了低频值。
高频振荡
类似的低频分量,振荡频率以上的海拔∼100 Hz显示频率的依赖关系的新模式Zrs,估计潜在的额外的力学参数159年- - - - - -163年。在特定的频率远高于fres,Xrs穿过零负方向:这就是所谓的第一个反共振频率(f基于“增大化现实”技术,1)。健康受试者和气道阻塞患者已经分化的基础上fres和f基于“增大化现实”技术,1,迫使肺活量指数关联更好f基于“增大化现实”技术,1比与中频振荡参数163年。高频Zrs主要是气道树中的波传播过程和更少的受到组织属性。虽然这些现象的基于模型的分析还远远没有完成159年,当前的研究表明f基于“增大化现实”技术,1气道壁合规信息,这可能是一个重要的描述符在气道不稳定发生在喘息的理解障碍的初级阶段162年。
虽然低频和高频振荡呼吸系统的不同力学特性,因此,需要不同的建模方法,结合研究涉及两个振荡范围在同一主题肯定是有用的,特别是在促进中频的解释Zrs数据。
最后,应该注意的是,这些新的应用ofFOT被几个实验室和研究开发水平,因此,技术经验和获得的数据量仍然是有限的。
结论
总的来说,呼吸阻抗测量的临床诊断能力受迫振动技术是与肺量测定法。对后者,呼吸阻抗测定的主要缺点是,它不支持阻塞性和限制性肺疾病之间的区别。受迫振动技术的主要优点是最少的病人的合作,不需要呼吸演习;因此,呼吸阻抗的测量时应考虑肺量测定法不能执行或似乎是不可靠的。这些品质的强迫振荡技术使它理想的工具来研究气道开放在睡眠中或在机械通气监测呼吸属性。此外,小振幅振荡不影响呼吸力学性能研究,评估bronchoactive反应时,这是特别重要的。高时间分辨率时,可以获得一个单一的使用频率使强迫振荡技术选择的方法研究呼吸周期内的机械性能的变化或时间的变化,如由深吸气。
主席和委员会协调员:e·奥斯蒂文(,比利时安特卫普大学医院)。
附录A:术语表的符号和缩写阻抗测量
确认
专责小组活动期间,a - m。Lorino去世了。这个工作组的成员是a -负债。Lorino,除了一个温暖的人格和个人的朋友,也是一位非常受人尊敬的同事做出了主要贡献在基础研究领域的强迫振荡技术及其临床应用的发展。
- 收到了2003年8月4日。
- 接受2003年8月6日。
- ©人期刊有限公司
引用
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