“ats / ers专责小组:肺功能测试标准化”系列
编辑:V. Brusasco, R. Crapo和G. Viegi
本系列的第5题
本节旨在为进行肺功能测试的医院实验室的医学主任和负责解释临床常用的肺功能测试结果的医生提供解释肺功能测试(PFTs)的指导。具体来说,本节将介绍肺活量测定法、支气管扩张剂反应、一氧化碳扩散能力(DL,有限公司)和肺容积。
肺功能测试和肺活量测量技术方面的变化来源,肺容积测量和DL,有限公司在这一系列工作队报告中发表的其他文件中也考虑了测量1- - - - - -4并在美国胸科学会(ATS)的解释策略文件5.
解释始于对测试质量的回顾和评论。不太理想的测试仍然可能包含有用的信息,但解释器应该识别问题以及潜在错误的方向和大小。省略质量审查和仅依靠数值结果进行临床决策是一个常见的错误,那些依赖计算机解释的人更容易犯这个错误。
一旦质量得到保证,接下来的步骤就包括一系列的比较6这包括将测试结果与基于健康受试者的参考值进行比较5,与已知疾病或异常生理模式的比较(即。阻碍和限制),以及与自我比较,这是一个相当正式的术语,用于评估个体患者的变化。肺功能报告的最后一步是回答促使测试的临床问题。
在这些准备步骤中做出的错误选择增加了错误分类的风险,即。肺功能异常或肺功能改变的假阴性或假阳性解释。结果接近异常阈值的患者错误分类的风险最大。
参考方程
一般问题
对pft的解释通常基于个体患者或受试者测量的数据与基于健康受试者的参考(预测)值的比较。预测值应从“正常”或“健康”受试者的研究中获得,且受试者的人体测量数据(如。性别、年龄和身高)以及相关的被测患者的种族特征。理想情况下,参考值的计算公式来自于在一般人群中健康受试者的代表性样本中观察到的测量结果。参考方程也可以从大的志愿者群体中推导出来,前提是人体测量特征的正常选择和适当分布的标准得到满足。ATS和欧洲呼吸学会(ERS)在之前的声明中讨论了将受试者定义为“正常”或健康的标准188bet官网地址5,7,8.
检测时应测量每位患者的身高和体重;技术人员不应依赖于规定的身高或体重。身高应用身高计测量,脱鞋,使用标准技术(患者站直,头部在法兰克福水平面上)9.当无法测量高度时,可选择使用规定的高度或根据臂展估算高度,如本系列之前的文档和其他出版物所示1,10,11.
本文还讨论了在任何肺功能实验室中选择参考值的具体建议3..这些因素包括:在实验室调查的受试者与从中得出预测方程的参考人群之间匹配年龄范围、人体测量、种族/民族、社会经济和环境特征;在参考人群中使用与实验室相似的仪器和肺功能方案;并使用由有效的和生物学上有意义的统计模型得出的参考值,考虑到肺功能随年龄的依赖性。如果可能的话,所有参数都应该来自同一个引用源。例如,用力肺活量(FVC),一秒钟用力呼气量(FEV)1)和FEV1/FVC应该来自相同的参考来源。
应要求接受测试的受试者确定自己的种族/民族群体,并尽可能使用特定于种族/民族的参考方程。如果这样的方程不可用或不适合特定的设置,可以使用基于已发表数据的种族/民族调整因子来计算肺容量。调整因素的使用不如具体的种族/民族方程好12.调整因素的一个例子是,使用站立高度作为尺寸测量的人群倾向于将黑人受试者的总肺活量(TLC), FEV的测量值高估了约12%1功能剩余容量(FRC)和剩余体积(RV)约为7%。5.根据最近的两份出版物,亚裔美国人的种族/民族调整因子也建议为0.9413,14.这种调整因素不应应用于FEV1/FVC或FEV1/肺活量比值。使用坐姿高度并不能完全解释肺功能的种族/民族差异15.如果使用了比赛调整因子,则应该在报告中包含一个声明以及使用的比赛调整值。
使用不同的参考方程评估肺功能的差异已经有文献记载16,17.理想情况下,应使用相同类型的仪器和测试程序,从与个体受试者相似的人群中得出肺活量参考值。
有人建议将选定的参考方程与在每个实验室测试的健康受试者的代表性样本进行的测量进行比较。提供最接近于零的残差之和(每个成人受试者的观察-预测计算,或儿科年龄范围内每个受试者的观察对数-预测对数)的参考方程将最适合该实验室7.然而,对于肺活量测定,相对较多的受试者(即。N = 100)有必要确信,发表的参考方程与当地社区的值之间不存在显著差异18.因此,这一建议对大多数实验室来说是不切实际的。
当使用一组参考方程时,应避免超出被调查对象的大小和年龄的外推7.如果患者的年龄或身高超出了参考人群的限制,则应在解释中说明已进行了推断。
关于参考方程的出版物应明确规定正常范围的上限和下限,或提供资料使读者能够计算较低的范围5.对于每个肺功能指数,在参考人群中测量值的频率分布的第5百分位以下的值被认为低于预期的“正常范围”。5.如果参考数据具有正态分布,则使用高斯统计方法可以估计出较低的第5百分位为95%置信区间。如果分布是倾斜的,则应使用非参数技术来估计下限,例如第95百分位。使用80%预测值作为正常下限的固定值在儿童中可能是可以接受的,但在解释成人肺功能时可能会导致重要的错误5.使用0.70作为FEV的下限的做法1在男性>岁为40岁,女性>岁为50岁时,FVC比值导致大量假阳性结果12以及在无症状的从不吸烟的老年人中过度诊断慢性阻塞性肺疾病(COPD)的风险19.本文讨论的重点是参考范围的下限。当变量可能过高或过低时,上限是合适的。这些变量包括TLC, RV/TLC和DL,有限公司.随着肺功能检测设备和技术的改进,先进的数学模型被用来描述肺功能数据。此外,"正常"受试者在营养、健康状况、环境条件和其他因素方面的种群特征也在演变(这种现象也称为"队列效应")。应考虑定期更新参考方程,如。每10年,考虑到新的参考方程的适用性和对纵向患者随访解释的影响。
制造商还应该提供软件,让用户可以轻松地在一组参考方程中进行选择。它们还可以方便地插入新方程。所使用的参考值应记录在每一份肺功能报告中,并注明第一作者的姓氏(或组织)和发表日期。
肺量测定法
欧洲煤钢共同体(ECCS)8,20.和ATS5,21都发表了肺活量测定的已发表参考方程的综合清单。在过去10年里,已经发表了一些关于肺功能参考值的额外研究,涉及各种民族/种族群体和年龄范围12,14,17,22,23.
肺容积学参考方程通常来自横断面研究,并受到“队列效应”的影响。很少有作者发表了涵盖从童年到老年年龄的纵向方程24- - - - - -26在美国,很少有已发表的涵盖广泛年龄范围内的体积和流量指数的方程式27,28.表1⇓包括1995年至2004年8月发表的参考方程。该表是根据已知方程和使用关键词“参考方程”和“肺活量测定法”的MEDLINE搜索创建的。它的目的是承认和鼓励全球研究人员对推导和使用参考方程的持续兴趣。
在美国,对于8-80岁的人,建议使用适合种族的国家健康和营养检查调查(NHANES) III参考方程12.对于<8岁的儿童,王et al。29是推荐的。如果有合理的理由,可以使用其他预测方程。在欧洲,1993年ERS声明中公布的组合参考方程8通常用于18-70岁的人群,男性身高155-195厘米,女性身高145-180厘米et al。30.在儿童时期。目前,该委员会不建议在欧洲使用任何特定的方程,但建议需要进行一项新的全欧洲范围的研究,以获得更新的肺功能参考方程。
肺容积
肺容积与体型相关,站立高度是最重要的相关变量。在儿童和青少年中,肺的生长似乎滞后于生长高峰期站立高度的增加,并且在青春期肺体积和高度之间的关系发生了变化31,32.12.5 ~ 18岁的年轻男性的身高增长比体重和植被覆盖度的增长速度提前了~ 1年,比植被覆盖度为50%的最大流量的增长速度提前了~ 1.5年。在年轻女性中,在相同的年龄范围内,所有肺活量指标的生长率下降。使用身高和肺容积之间的简单异速生长关系,容积预测在最年轻的年龄组中过高,而在最年长的青少年中过低。
此外,在相同的站立高度下,年轻男性的肺功能值高于年轻女性,白人的肺功能值高于黑人。肺功能随着年龄的增长呈线性增长,直到女性~ 10岁和男性~ 12岁时达到青春期发育高峰。肺功能与在青春期,身高关系随年龄而变化。因此,单独的一个方程或肺功能-身高增长图并不能完全描述复杂的青少年时期的生长。然而,不同种族和性别的肺功能生长曲线与身高使其易于显示和评估个别儿童的肺功能重复测量29.
Quanjer总结了儿童和青少年的参考人群和回归方程的细节et al。30..肺容积参考方程通常来自6 - 12岁年龄范围内生长和发育变化极其迅速的相对较小的人群(<200名儿童)。相对较少的研究将青春期或年龄考虑在内。
1983年,ECCS出版了一份已出版的肺容积参考方程的综合清单20.并于1993年更新8.将此列表中的方程结合起来,创建了一组方程,目的是将组合方程用于18-70岁的成年人,男性身高为155-195厘米,女性身高为145-180厘米。
关于ATS肺容积测量研讨会的报告7回顾了已发表的婴儿、学龄前儿童、儿童、青少年和成人的参考值,并对选择参考值、表达结果、测量辅助变量和设计未来研究提出了建议。大多数儿童的参考方程都来自于白种人。
种族差异没有很好的定义33- - - - - -36.这些差异可以部分解释为躯干长度相对于站立高度的差异,但在无脂肪质量、胸部尺寸和呼吸肌力量方面也存在差异。在获得更好的信息之前,黑人和亚洲儿童的矫正因子可能与成人的推荐因子相同7.黑人RV、VC和TLC的参考值平均比白人低12%35;这种差异在老年人中可能比在年轻人中更小36.一般认为,成年亚裔的绝对肺容积参考值低于白人,但差异的大小并没有很好地定义,在童年时期以“西方”饮食长大的亚裔中,差异可能较小37.根据ATS 1991年的文件5在北美的西班牙裔或美洲原住民受试者中,TLC或RV没有使用种族校正。对于非裔美国人、亚裔美国人和东印度人受试者,TLC、FRC使用种族校正0.88,RV使用种族校正0.93。比赛修正不应用于RV/TLC。
表2⇓报告了1993年至2004年8月发表的参考方程的研究,以及通过MEDLINE搜索“参考方程”和“肺容积”得到的方程。它的目的是承认和鼓励全球研究人员对推导和使用参考方程的持续兴趣。
在实践中,许多美国和欧洲实验室使用1995年ATS/ERS研讨会推荐的TLC、FRC和RV参考方程7或ECCS8,20..
一氧化碳的扩散能力
为DL,有限公司是否比选择肺活量参考值更有问题,因为实验室间的差异要大得多DL,有限公司38,39.其中一些差异可以归因于计算方法的不同DL,有限公司调整血红蛋白浓度,羧基血红蛋白浓度和海拔高度。实验室主任应深思熟虑地选择与实验室生产的数字相匹配的参考值。最理想的情况是,它需要单独的实验室进行测量DL,有限公司在健康受试者的样本中,并将结果与几个参考方程进行比较。至少,实验室主任应该对经常出现的不符合临床情况的解释保持警惕。这样的不匹配可能表明不适当的参考值或问题DL,有限公司测量。
肺泡容积预测值(V一个)启发卷(V我),DL,有限公司以及肺对一氧化碳的转移系数(K有限公司)应源自同一来源。作为DL,有限公司而且K有限公司可能会受到上述专责小组报告所述因素的不同影响4时,应包括一项陈述,说明哪些参数可能被用来调整预测值(如。V一个血红蛋白和羧基血红蛋白浓度和海拔高度)。
表3⇓显示了1995年至2004年8月发表的关于参考方程的研究,其中一些来自MEDLINE搜索关键词“参考方程”和“扩散能力”或“扩散”。它的目的是承认和鼓励全球研究人员对推导和使用参考方程的持续兴趣。
ERS提出了一个单一的“总结”预测方程38这是ATS的建议39.然而,目前,一个单一的方程集DL,有限公司不推荐,因为实验室间的变异性相对较高。常用的方程似乎来自1993年ERS文件38克拉波和莫里斯的40.在欧洲,柯特的方程et al。41, Paolettiet al。42,和Rocaet al。43也有使用。
表4⇓提供用于一般问题,肺活量,肺容积和扩散能力的参考值的摘要。
通气缺陷的类型
一般问题
PFT释义应清晰、简洁、翔实。仅仅说明哪些值正常或低是没有帮助的。理想情况下,临床决策的原则应该应用于PFTs结果的解释44,其中,在考虑到测试前的疾病概率、测试结果的质量、假阳性和假阴性解释的不利因素,以及最后的测试结果本身及其与参考值的比较后,估计测试后的疾病概率。这通常是不可能的,因为许多(如果不是大多数的话)测试是在缺乏任何临床信息的情况下进行解释的。为了改善这种情况,只要有可能,请负责安排检查的医生说明要回答的临床问题,并在检查前询问患者为什么要进行检查。同样,记录呼吸道症状,如咳嗽、痰、喘息和呼吸困难,以及吸烟状况和最近使用支气管扩张剂可能在这方面有所帮助。
如果口译员能够说明相关的临床诊断、胸片表现、最近的血红蛋白值以及任何神经肌肉疾病或上气道阻塞(UAO)的怀疑,那么口译将是最有意义的。
阻塞性异常
梗阻性通气缺陷是指来自肺部的最大气流相对于最大容积(即。VC)可以从肺中排出45- - - - - -47.它意味着呼气时气道狭窄,并被定义为FEV降低1/VC比低于预测值的第5百分位。一个典型的例子如图1a所示⇓.
与小气道气流阻塞相关的最早变化被认为是螺旋图末端部分的减慢,即使螺旋图的起始部分几乎没有受到影响45- - - - - -47.呼气流量的减慢最明显地反映在流量-体积曲线上的凹形上。在定量上,它反映在75%的FVC (FEF)被呼出后测量的瞬时流量按比例更大的减少75%)或平均呼气流量介于FVC的25%至75%之间1.然而,在强迫呼气期间,这些中程流量测量的异常并不是特定于个别患者的小气道疾病48.
随着气道疾病的加重和/或更多的中央气道受累,螺旋线图的计时段,如FEV1一般来说,会与VC的减少不成比例地减少。
FEV时必须特别注意1FVC降低,FEV降低1/植被覆盖度比值正常或基本正常。这种模式最常反映病人不能完全吸气或呼气。当气流非常缓慢,患者无法长时间呼气将肺部排空至右心室时,也可能发生呼吸障碍。在这种情况下,流量-体积曲线应该在动作结束时呈凹形。TLC正常,FEF正常75会很低。测量慢VC(吸气或呼气)可以更准确地估计FEV1/ VC比率。这种模式的另一个可能的原因是在呼气早期小气道的斑片状塌陷8,49- - - - - -52.在这些条件下,TLC可能正常,但RV通常增加。一个典型的例子如图1b所示⇓.当在患者进行最大持续努力时观察到这种模式时,在使用吸入支气管扩张剂治疗后重复进行肺量测定可能是有用的。FEV有显著改善1, FVC或两者均提示存在可逆性气流阻塞。
除了这种不寻常的情况外,测量肺容积并不是确定阻塞性疾病的强制性指标。然而,它可能有助于揭示潜在疾病及其功能后果。例如,TLC、RV或RV/TLC比值高于自然变异上限可能提示存在肺气肿、支气管哮喘或其他梗阻性疾病47,以及肺恶性膨胀的程度。
在临床实践中,气流阻力很少用于识别气流阻塞。它对检测胸外或大的中央胸内气道狭窄比检测更多的外周胸内气道狭窄更敏感47.它可能对无法进行最大用力呼气操作的患者有用。
限制性异常
限制性通气缺陷的特征是TLC低于预测值的第5百分位,FEV正常1/ VC。一个典型的例子如图1c所示⇓.当VC降低时,可能怀疑存在限制性通气缺陷,即FEV1/VC增大(>85 ~ 90%),流量-体积曲线呈凸型。再次,VC减少,FEV正常甚至略有增加的模式1/VC通常是由次最大吸气或呼气努力和/或斑块状外周气流阻塞引起的,VC降低本身并不证明是限制性通气缺陷。它与低TLC相关的时间不超过一半53,54.
气胸和无交流大疱是FEV正常的特殊病例1/VC和TLC在体容积描记仪中测量,但FEV较低1和VC值。在这些条件下,通过气体稀释技术评估的薄层色谱将较低。
单呼吸测试的低TLC(如V一个从DL,有限公司测试)不应被解释为显示限制,因为这样的测量系统地低估了TLC55.气流阻塞越严重,低估程度越高。在存在严重气流阻塞的情况下,TLC可被低估3l,大大增加了PFT异常类型的误分风险55,56.调节单次呼吸的方法V一个对于气道阻塞的影响已经发表,但需要进一步验证57.
功能障碍的解释和模式评论
本文件中对阻塞性肺缺损的定义与1991年ATS关于解释的声明一致5,但与全球慢性阻塞性肺疾病倡议(GOLD)所建议的定义不同。59以及ATS/ERS COPD指南60在那辆FEV里1指的是VC而不仅仅是FVC,该比值的截断值设置在正态分布的第5百分位,而不是0.7的固定值。本委员会认为用VC代替FVC的优势在于FEV的比例1由于FVC更依赖于流量和容积的历史,因此与FVC相比,与VC的比值更能准确地识别出更多的阻塞模式61.与0.7的固定值相比,使用第5百分位不会导致对没有接触有毒颗粒或气体史的老年人的通气缺陷的高估62.
假设主要的呼吸参数,如FEV下降1, vc, fev1/VC和TLC,低于其相关的第5百分位与肺缺损一致,是临床实践中有用的简单方法。然而,当一些或所有这些变量位于正常或LLN的上限附近时,问题就出现了。在这些情况下,对功能模式的字面解释过于简单,可能无法正确描述功能状态。
目前的作者建议,在这些情况下,如果有临床问题需要解决,应该进行额外的研究。这类测试包括支气管扩张剂反应,DL,有限公司,气体交换评估,测量呼吸肌力量或运动测试。
当TLC处于LLN,并伴有可能导致肺限制的疾病时,也建议谨慎。典型的例子是肺切除术。如果后者由于随后的肺生长或手术前的大TLC而保持在预测的第5百分位以上,那么仅根据预测的TLC百分比就很难证明预期的限制性缺陷。在对TLC有相反影响的疾病共存的情况下,如间质性肺病(ILD)和肺气肿,必须采取类似的护理。
虽然生理异常的模式可以识别,但它们很少是特定疾病实体的病征。可以指出最有可能产生一组观察到的生理紊乱的临床疾病类型。无论检测的程度如何,在仅根据肺功能异常对潜在疾病过程提出具体诊断时,保守是很重要的。
VC, FEV1, FEV1/VC比值和TLC是正确解释肺功能的基本参数(图2⇓).虽然FVC通常用来代替VC,但最好使用最大的可用VC,无论是通过吸气(IVC)、缓慢呼气(SVC)还是强制呼气(即。FVC)。气流阻塞时FVC的降低通常大于IVC或SVC61.FEV6如果合适的LLN为FEV,可以取代VC1使用/FEV6(来自NHANES III方程)12,63.限制螺旋图的主要解释为VC、FEV1和FEV1/VC避免了同时检查大量测量结果以确定是否存在任何异常的问题,这一过程导致了过多的“异常”测试,即使在人群中最健康的群体中也是如此64,65.在251名健康受试者中,当任何单一测试的异常率仅为5%时,至少一次异常测试的频率显示为10%1、FVC和FEV1在对14种不同的呼吸测量进行分析后,检测了/FVC比率,并将其提高到24%23.然而,应该注意的是,额外的参数,如呼气峰值流量(PEF)和最大吸气流量,可能有助于诊断胸外气道阻塞。
确定患者梗阻性损伤最重要的参数是FEV1/ VC比率。在呼吸系统疾病患者中,低FEV1/VC,即使FEV1在正常范围内,预测发病率和死亡率66.对于健康受试者,低FEV的意义1/FVC比率伴FEV1在正常范围内是不清楚的。这种模式可能是由于呼吸道和肺实质的“不适应”或不平等的生长67(在以前的ATS文件中被称为FEV时可能的生理变异1≥100% pred5).这种模式是否代表气流阻塞取决于梗阻性疾病的先验概率,也可能取决于其他检查的结果,如支气管扩张剂反应,DL,有限公司,气体交换评估,肌肉力量测量或运动测试。呼气流量测量,而不是FEV1和FEV1/VC仅在使用前面提到的基本值确定梗阻性损害的存在和临床严重程度后才应考虑。当FEV1和FEV1/VC均在预期范围内,最大呼气流量-体积曲线晚期出现流量异常的临床意义有限。存在FEV的临界值1/VC,然而,这些检查可能提示气道梗阻的存在。平均流量也是如此,例如呼气中流量(MEF)25 - 75%),尤其是在患有囊性纤维化的儿童中68,69.即使使用这种有限的用途,在解释时也必须考虑到这些测试在健康受试者中的广泛可变性。
最大自主通气(maximum voluntary ventilation, MVV)由于与FEV有良好的相关性,通常不包括在诊断或随访肺部异常所需的肺功能参数中170.然而,它可能在临床实践中有一定的帮助。例如,MVV相对于FEV的不成比例的下降1在神经肌肉疾病中有报道吗71,72和UAO73.此外,它还用于估计最大运动时的呼吸储备74尽管其在轻中度COPD中的应用价值可能有限75,76.出于这些目的,目前的作者建议应该测量MVV,而不是通过乘以FEV来估计1通过一个常数值,就像在实践中经常做的那样。
严重程度分类
一种基于FEV分类肺功能损害严重程度的方法1% pred在表6中给出⇓.它类似于以前的几个文档,包括GOLD59, 1986年77, 1991年5,以及美国医学会(AMA)78.类别的数量和确切的分界点是任意的。
严重程度评分最适当地来源于将肺功能测试值与独立的性能指标(如工作能力和日常生活功能、发病率和预后)联系起来的研究79- - - - - -82.一般来说,日常生活中的工作能力和功能与肺功能有关,在一些已发表的系统中,肺功能被用于评估损害77- - - - - -79,83.肺功能水平也与发病率相关,肺功能低的患者呼吸疾患较多82.
肺功能水平也与预后相关,包括心脏和肺部疾病的致命结局84,85即使是从不吸烟的病人86.在弗雷明汉研究中,VC是心血管发病率和死亡率的主要独立预测因子84,85.在几个职业队列中,FEV1和FEV1/FVC是全因或呼吸系统疾病死亡率的独立预测因子87- - - - - -89.此外,一项针对英国不同工作人群的六项调查的死亡率荟萃分析显示,COPD死亡风险与FEV有关1的水平。与FEV1在最初的检查中是1sd平均而言,那些FEV1> 2sd在20年的随访期内,死于COPD的可能性是平均水平的12倍,死于非肿瘤性呼吸道疾病的可能性是平均水平的10倍以上,死于血管疾病的可能性是平均水平的2倍以上90.尽管有充分的证据表明FEV1在许多情况下与症状的严重程度和预后相关79,82,90,相关性不能准确预测个别患者的症状或预后。
的DL,有限公司也是一般人群死亡率的重要预测指标吗91以及肺切除术后的病人92.
尽管FEV1% pred通常用于梗阻性、限制性和混合性肺缺损患者的严重程度分级,对于UAO患者,如气管狭窄,其梗阻可能危及生命,但该方案将其归类为轻度减轻。此外,很少有数据记录其他功能指标的表现,如气流阻塞中的FRC或肺限制中的TLC作为分类损害严重程度的指标。
在许多非阻塞性肺疾病中,VC的降低与肺实质功能丧失的程度有关。它在评估某些神经肌肉疾病的呼吸肌受累方面也有一定的用途。在弥漫性间质疾病的严重程度足以导致弥漫性能力的显著丧失和严重的血气异常时,VC可能仅轻微受损63.在快速进展的神经肌肉疾病患者中,严重呼吸问题的发生可能仅与VC的小幅下降有关47,93.
FEV1由于多种原因,FVC有时可能无法正确识别通气缺陷的严重程度,特别是在非常严重的阶段。其中包括在用力呼气动作前深呼吸对支气管张力和口径的容量历史影响94- - - - - -98,以及这些参数无法检测潮汐呼吸是否受流量限制99- - - - - -102.FEV1在获得新的研究数据之前,不应使用/VC比值来确定阻塞性疾病的严重程度。两种FEV1VC可能随着疾病的进展而下降,并伴有FEV1/VC为0.5/1.0表明比2.0/4.0的受损更严重,尽管两者的比例为50%。而FEV1/VC比值不应常规用于确定阻塞性疾病的严重程度,当基因大肺的人发展为阻塞性疾病时,它可能有价值。在这些情况下,FEV1/VC的比例可能很低(60%),当FEV1单独为轻度梗阻(即。> 70% pred)。
最近的研究强调了在评估疾病严重程度方面额外测量的重要性。例如,当气流阻塞严重时,由于肺弹性后坐力和/或动力机制降低,FRC、RV、TLC和RV/TLC趋于增加47,103,104.恶性通货膨胀的程度与气道阻塞的严重程度相当58.一方面,肺恶性膨胀是有益的,因为它可以调节气流阻塞,但另一方面,它会引起呼吸困难,因为吸气肌的弹性负荷增加47.在最近的一项研究中,以吸气量(IC)/TLC测量的静息肺恶性膨胀是COPD患者呼吸和全因死亡率的独立预测因子105.此外,在严重的阻塞性或限制性疾病中,潮汐呼气流量常影响最大流量98,99,102.这种情况被称为潮汐呼吸(EFL)期间的呼气流量限制,在实践中通过比较潮汐和强迫呼气流量-体积循环相对容易测量。它的临床重要性是它有助于增加呼吸困难One hundred.这使得吸气肌在机械上处于劣势43并引起心血管方面的副作用106.尽管目前还没有足够的证据推荐常规使用恶性膨胀或EFL测量来评分肺功能损害的严重程度,但它们可能对呼吸功能损害和呼吸困难之间存在不相称差异的患者有帮助。
最后,报告的RV在梗阻中增加被认为是气道关闭的标志47,103.虽然其临床相关性尚不确定,特别是在评估严重程度方面,但RV可能在特殊情况下有用,包括预测肺减容手术后肺功能改善的可能性104.
表7⇓显示对严重性分类的注意事项的摘要。
支气管扩张剂反应
支气管对支气管扩张剂药物的反应是一种综合的生理反应,涉及气道上皮细胞、神经、介质和支气管平滑肌。由于个体间对支气管扩张剂反应的差异是可变的,因此假设单次支气管扩张剂反应测试就足以评估潜在的气道反应性和支气管扩张剂治疗的潜在疗效是过于简单的107.因此,目前的作者认为,无论是在PFT实验室单剂量支气管扩张剂后,还是在进行2-8周的临床试验后,都可以测试对支气管扩张剂的反应。
支气管收缩和支气管扩张剂反应之间的相关性是不完善的,不可能从另一个确定地推断出其中一个的存在。
在实验室中,关于支气管扩张剂的药物、剂量或使用方式尚无共识。然而,当使用计量吸入器时,为了尽量减少实验室内部和实验室之间的差异,建议以下程序。短效β2-激动剂,如沙丁胺醇,建议使用。当用计量吸入器使用间隔器给药时,应使用100µg的四次单独剂量。测试应在15分钟延迟后重复进行。如果进行支气管扩张剂试验是为了评估某种特定药物的潜在治疗益处,则应以临床实践中使用的相同剂量和相同途径给药,并且给药和重复呼吸量测量之间的延迟应反映该药物报告的起效时间。
解释任何支气管扩张剂试验的第一步是确定是否发生了任何大于随机变化的变化。FVC和FEV的变化百分比1在一般人群研究中使用支气管扩张剂后108- - - - - -110患者群体101,111- - - - - -113都在表8中总结了⇓.研究表明,计算出的支气管扩张剂反应随着基线VC或FEV的降低而增加1,不论反应是被视为绝对变化,还是被视为初始值的百分比。因此,在以患者为基础的研究中,支气管扩张剂的反应略高于一般人群的研究。
对于气流阻塞患者的可逆性,目前尚无明确的共识111,114.在某种程度上,这是因为对于支气管扩张剂的反应应该如何表达,使用的变量,以及最终支气管扩张剂的种类、剂量和吸入方式,都没有达成共识。三种最常用的表达支气管扩张剂反应的方法是初始肺量测定值的百分比、预测值的百分比和绝对变化。
表示FEV的变化1和/或植被覆盖度占预测值的百分比已报告优于基线百分比变化115.当使用与基线的变化百分比作为标准时,大多数权威机构要求FEV增加12-15%1和/或植被覆盖度,以确定有意义的响应。增量<8%(或<150 mL)可能在测量可变性范围内107,115.目前的作者建议使用FEV从基线的百分比变化和绝对变化1和/或个体受试者的FVC,以确定支气管扩张剂反应阳性。在单次测试期间,>12%和与基线相比200 mL的值表明“显著”支气管扩张。如果FEV的变化1不明显,肺恶性膨胀的减少可能表明有明显的缓解101.在实验室中对支气管扩张剂试验缺乏反应并不排除对支气管扩张剂治疗的临床反应。
此次论坛25 - 75%是一种高度可变的呼吸测试,部分原因是它取决于FVC,在有障碍的受试者中,FVC随着呼气时间的增加而增加。如果FVC改变,支气管扩张剂后MEF25 - 75%与使用支气管扩张剂前的测量结果没有可比性。MEF的体积调整25 - 75%有人提出解决这个问题吗116,117.至少有两项研究评估了MEF的效用25 - 75%.结果令人失望;只有8%的哮喘患者1177%的COPD患者被MEF鉴定为超出预期范围25 - 75%单独的标准。测试如FEV1如果不考虑呼气时间的变化,并且在TLC以下没有测量相同体积的流量,则在VC的某些部分测量的/VC比和瞬时流量也可能在评估支气管扩张剂反应时产生误导。
如果变化高于自然变异性的阈值,那么下一步是确定这种变化是否具有临床意义。这方面的解释较难定义,并取决于进行测试的原因。例如,即使哮喘患者在吸入扩张剂后流量和容积比COPD患者有更大的增加,但对支气管扩张剂的反应从未被证明能够清楚地区分这两类患者101,109,111,114.此外,还必须承认,远低于显著阈值的反应可能与症状改善和患者表现相关118.可能的原因如下。
通常,FEV不可预测地低估了支气管扩张剂治疗的反应1在健康受试者和慢性气流阻塞患者中,FVC与从低于TLC(部分呼气流量-体积)的容积开始的用力呼气动作中测量的气道阻力或流量进行比较8,101,102,119- - - - - -122.这些发现可能是由于深吸气往往会减少气道口径,特别是在使用支气管扩张剂后101,120.在气流阻塞患者中,支气管扩张后呼气流量增加往往与FRC降低或休息时和运动时相似程度的IC增加有关101,123.在潮汐呼吸范围内肺功能参数的改善和不跟随深呼吸可能解释了吸入支气管扩张剂后呼吸短促的减少,尽管FEV没有或很小的变化1和/或FVC。部分流动和IC的短期个体内变量已被报道101.因此,FEV的增加不足1和/或支气管扩张剂后的FVC并不是避免1 - 8周支气管活性药物临床试验的好理由。
单独的FVC增加(>为对照组的12%,>为200 mL)不是由于沙丁胺醇后呼气时间的增加,是支气管扩张的标志124.这在一定程度上可能与深吸气倾向于降低气道口径和/或气道壁刚度有关,尤其是在使用支气管扩张剂后101,120.
表9⇓显示与支气管扩张剂反应相关的实验室建议程序的摘要。
中央和上呼吸道阻塞
中央气道阻塞和UAO可发生在胸外(咽、喉和气管的胸外部分)和胸内气道(胸内气管和主支气管)。这种情况通常不会导致FEV的降低1和/或VC,但PEF会受到严重影响。因此,FEV比例增加1除以PEF (mL·L−1·敏−1)可以提醒临床医生需要进行吸气和呼气流量-容积循环125.>8表示可能存在中央或上呼吸道阻塞126.糟糕的初始努力也会影响这个比例。
至少有三个最大的和可重复的用力吸气和用力呼气流量-容积曲线是必要的,以评估中央或上呼吸道阻塞。至关重要的是,患者的吸气和呼气努力接近最大,技术人员应在质量记录中确认这一点。当患者努力良好时,可重复的强迫吸气流量平台模式,伴或不伴强迫呼气平台,提示胸外中央气道或上气道阻塞(图3)⇓).相反,可重复的强制呼气流量平台,同时缺乏强制吸气平台,提示胸廓内中央或上呼吸道阻塞。在强制吸气和呼气流量相似的情况下,可重复的平台模式表明固定的中央或上呼吸道阻塞(图3)⇓).
一般来说,胸外气道阻塞时最大吸气流量会大大降低,因为气道周围的压力(几乎等于大气压力)无法对抗吸气努力所产生的腔内负压力。相反,胸内气道阻塞对其影响很小,因为胸内气道周围的压力(接近胸膜压力)强烈反对吸气时的腔内负压力,从而限制了阻塞对流动的影响。单侧主支气管梗阻是一种罕见的情况,由于气体填充延迟,最大吸气流量在强制吸气开始时往往高于强制吸气结束时(图4)⇓).
在胸内和胸外病变中,高肺容量时的最大呼气流量(尤其是峰值流量)通常都会降低126- - - - - -129.相反,最大流量可能是正常的存在变异性病变,如声带麻痹。在吸气期或呼气期偶尔可以观察到流动振荡(锯齿状),这可能代表气道壁的机械不稳定。
解剖性或功能性病变对最大流量的影响取决于梗阻的部位、病变类型(可变或固定)和解剖性梗阻的程度61,127,130.图3中报告了胸外和胸内中心气道或上气道梗阻的典型病例⇓和图4⇓.中央气道梗阻的经典呼吸模式的缺失并不能准确地预测病理的缺失。因此,临床医生需要对这一问题保持高度的怀疑,并将疑似病例转诊进行气道目视检查。作者认为,尽管最大吸气和呼气流量-容积循环对提醒临床医生中枢或上呼吸道梗阻的可能性有很大帮助,但内窥镜和放射技术是确认功能障碍的下一步。
参数如表10所示⇓可能有助于区分胸内和胸外气道阻塞。
表11⇓概述了有关UAO的相关问题。
肺功能变化的解释
在干预后或一段时间内评估一个人的肺功能变化通常比与外部参考(预测)值进行单一比较更有临床价值。很难确定测量到的变化是否反映了肺部状态的真实变化,还是仅仅是测试可变性的结果。所有的肺功能测量在间隔几周到几个月进行时,比在同一次测试中甚至每天重复进行时更容易变化25,131.跟踪参数的短期可重复性应使用生物控制来测量。这对DL,有限公司132,133,因为吸气流量或呼出气体浓度测量的小误差会转化为大误差DL,有限公司错误。肺容积测量的可变性最近进行了综述134.
表示短期变异性(测量噪声)的最佳方法是计算可重复性系数(CR),而不是更流行的变异系数135.对于某个特定参数,超出CR范围的个体患者所测量的变化可能被认为是显著的。CR可以用绝对值表示(如FEV为0.33 L)1或5个单位DL,有限公司)136或占平均值的百分比(如FEV为11%)1)137.
在一段时间内执行两次以上的测量时,更有可能发生真正的变化。如表12⇓,统计学上或生物学上的显著变化因参数、时间段和患者类型而异。当只有两个可用的测试来评估变更时,较大的可变性需要相对较大的变更才能确信实际上已经发生了重大变更。因此,在肺功能相对“正常”的受试者中,FEV的逐年变化11年以上应超过15%,才有信心认为发生了有临床意义的变化5.
用于跟踪变化,FEV1其优点是可重复性最高的肺功能参数,可测量阻塞性和限制性肺部疾病的变化。>12%, >0.2 L的FEV短期变化为两点1通常具有统计学意义,可能具有临床意义。稍微小于这些变化可能同样重要,这取决于支气管扩张剂使用前和使用后结果的可重复性。VC、IC、TLC等参数DL,有限公司也可以在ILD或严重COPD患者中进行追踪138,140- - - - - -142.像VC和FVC这样的测试可能与COPD有关,因为当FEV时,它们可能会增加1不,而变在DL,有限公司,在没有变化的肺活量变量,可能是临床重要的。同样,当同时跟踪太多肺功能指标时,出现假阳性变化迹象的风险会增加。
临床医生经常能以一种有用的方式解释一系列测试的结果,这是任何简单的算法都无法重现的。根据临床情况,肺功能的统计学上不显著的趋势可能对临床医生有意义。例如,看似稳定的测试结果可能会让正在接受治疗的疾病患者放心,否则的话,这种疾病正在迅速恶化。同样的测试可能会非常令人失望,如果一个人正在治疗一种疾病,并期望通过所规定的治疗方法显著改善。相反,统计学上显著的变化可能对患者没有临床意义。最大的错误发生在试图解释无疾病受试者的连续变化时,因为测试的变异性通常远远超过真实的年下降,并且如果没有长期随访,单个受试者的可靠变化率无法计算143.
当严格遵守肺功能标准和指南时,可以减少测试变异性。简单图(即。肺功能随时间的变化趋势)可以提供额外的信息,以帮助区分肺功能的真实变化与噪声。有人提出测量肺功能的下降,以确定谁(如吸烟者)正在过度丧失功能。然而,确定一个人的加速失速是非常困难的,需要在数年内进行多次测量,并对测量结果进行严格的质量控制。
表13⇓显示了在解释肺功能变化时所涉及的考虑因素的摘要。
DL,有限公司解释
参考人群中较低的第5百分位应被用作LLNDL,有限公司而且K有限公司(如果使用后者)。表14⇓提出了一种方案来分级严重程度的减少DL,有限公司.
解读DL,有限公司,结合肺活量测定和肺容量评估,可能有助于诊断潜在疾病(图2⇓).例如,正常的肺活量与肺容积减少有关DL,有限公司可能提示贫血、肺血管紊乱、早期ILD或早期肺气肿。在有限制的情况下,就正常了DL,有限公司可能与胸壁或神经肌肉疾病一致,而减少则提示ild。在存在气流阻塞时,a下降DL,有限公司表明肺气肿146但气道阻塞和低血压DL,有限公司也见淋巴管平滑肌瘤病吗147.ILD、结节病和肺纤维化患者通常有低DL,有限公司135- - - - - -137,140.一个低DL,有限公司是否也见于慢性肺栓塞、原发性肺动脉高压患者148,以及其他肺血管疾病。这些患者也可能有肺容量限制,也可能没有149.
一个高DL,有限公司与哮喘有关150、肥胖151还有肺内出血152.
调整的DL,有限公司因为血红蛋白和羧基血红蛋白的变化很重要,特别是在监测患者可能的药物毒性的情况下,以及血红蛋白发生重大变化的情况下(如。癌症化疗)。
调整DL,有限公司对于肺容量使用DL,有限公司/V一个或DL,有限公司TLC是有争议的153,154.从概念上讲,损失DL,有限公司这比体积损失(低DL,有限公司但高DL,有限公司/V一个)可能提示实质外异常,如肺切除术或胸壁限制DL,有限公司这比体积损失(低DL,有限公司和低DL,有限公司/V一个)可能暗示实质异常。之间的关系DL,有限公司然而,肺容积不是线性的,明显小于1:1,所以这些传统报道的简单比例并不能提供适当的正常化方法DL,有限公司肺容积154- - - - - -159.可以考虑非线性调整,但在推荐之前必须确定其临床效用。同时,继续检查是明智的DL,有限公司/V一个而且V一个分别153,就其可能提供的疾病病理生理学信息而言,这些信息不能从其产品中获得DL,有限公司.
表15⇓显示关于的考虑事项的摘要DL,有限公司解释。
缩写
表16⇓载列本专责小组系列报告中使用过的缩略语及其含义。
致谢
R. Pellegrino: Azienda Ospedaliera S. Croce e Carle,库尼奥,意大利;G. Viegi: CNR临床生理学研究所,比萨,意大利;V. Brusasco: Università degli Studi di Genova,热那亚,意大利;R.O. Crapo和R. Jensen:美国犹他州盐湖城LDS医院;F.布尔戈斯:西班牙巴塞罗那维拉罗埃尔医院诊所;R. Casaburi:美国加州托伦斯港加州大学洛杉矶分校医疗中心;A.科茨:患病儿童医院,多伦多,安大略省,加拿大;C.P.M. van der Grinten:马斯特里赫特大学医院,马斯特里赫特,荷兰;P. Gustafsson:瑞典哥德堡西尔维亚王后儿童医院;J. Hankinson: Hankinson Consulting, Inc., Valdosta, GA, USA; D.C. Johnson: Massachusetts General Hospital and Harvard Medical School, Boston, MA, USA; N. MacIntyre: Duke University Medical Center, Durham, NC, USA; R. McKay: Occupational Medicine, Cincinnati, OH, USA; M.R. Miller: University Hospital Birmingham NHS Trust, Birmingham, UK; D. Navajas: Lab Biofisica I Bioenginyeria, Barcelona, Spain; O.F. Pedersen: University of Aarhus, Aarhus, Denmark; J. Wanger: Pharmaceutical Research Associates, Inc., Lenexa, KS, USA.
脚注
本系列以前的文章:1号:米勒,R克拉波,汉金森,et al。肺功能测试的一般注意事项。呼吸呼吸J2005;26日:153 - 161。2号:米勒先生,汉金森先生,布鲁斯科先生,et al。肺活量测定的标准化。呼吸呼吸J2005;26日:319 - 338。3号:王格J,克劳森JL,科茨A,et al。肺容积测量的标准化。呼吸呼吸J2005;26日:511 - 522。4号:MacIntyre N, Crapo RO, Viegi G,et al。肺中一氧化碳摄取单次呼吸测定的标准化。呼吸呼吸J2005;26日:720 - 735。
- 收到了2005年3月24日。
- 接受2005年4月5日
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