摘要
了解健康儿童肺功能的长期变异性对于长期监测和治疗患有呼吸道疾病的儿童至关重要。本研究的目的是确定12个月间隔后幼儿肺功能测定的自然变异性。
儿童的大小和肺功能研究是一项前瞻性研究,旨在评估伦敦学校儿童的多种族人群的肺活量和身体大小、形状和组成。研究人员招募了14所具有广泛社会经济背景的学校。在基线和1年后完成了与呼吸症状、既往病史、青春期状况和社会经济状况有关的呼吸测量和人体测量评估以及父母问卷调查。
758名儿童(39%为男孩,平均±sd年龄8.1±1.6岁),其中“健康”593人。均值±sd受试者测试间变异性为0.05±0.6 z评分,95%的儿童测试间变异性在±1.2 z评分内(相当于预测的13%)。
1岁以上的健康儿童出现高达1.2的z评分自然变化。如果要避免不必要的进一步调查或改变治疗方法,在解释那些其他方面稳定的肺部疾病患者的年度复查结果时,必须考虑这些因素。
摘要
对于没有任何明显肺部疾病的儿童,在1年的过程中,肺功能测定可变化高达1.2 z-scorehttp://ow.ly/YZ7mT
简介
肺活量测定评估对于诊断肺部疾病和监测疾病进展和/或对治疗的反应都很重要[1- - - - - -4].虽然将个人肺活量测定结果与适当的参考值或预测值进行比较可以发现肺功能异常,但评估干预后或一段时间内个人肺功能的变化通常更有临床价值[5].然而,区分肺部状态的真实临床变化与内在的测试间变异性可能是具有挑战性的。
据报道,成人的试验内变异性和每日重复性为~ 5% [6]而幼儿的比例高达10% [3.],尽管一些经过严格质量控制和训练的研究报告了学龄儿童的测试内变异性值低至2% [7].虽然在很大程度上可以通过使用标准化的、校准良好的设备和遵守已公布的数据收集、分析和质量控制指南来控制这种可变性[3.,4],随着时间的推移,识别临床重要变化需要了解由于生长、发育或衰老而导致的健康肺功能的正常变化。最近发表的全球肺功能倡议(GLI)肺功能测定参考方程调整了肺功能的主要决定因素(年龄、身高、性别和种族)和年龄依赖性变异性[8],并结合1 s内用力呼气量(FEV)的重要变化1)/青少年时期的强迫肺活量比率[9].然而,这些方程是基于74 187个不同年龄个体的横断面数据,并不一定反映个体随时间的变化[8].虽然GLI方程已被证明适用于横断面研究[10- - - - - -13],它们在纵向研究中的适用性尚未被调查。
与成年人相反,成年人的肺功能随着年龄增长而稳步下降[5],通常会因疾病而加速[14],儿童时期绝对肺功能增加,青春期肺和气道生长模式发生实质性变化,因此,在考虑年龄和体细胞生长的影响后,肺部疾病可能表现为肺生长速度减慢,而不是整体功能的绝对下降。因此,确定肺部疾病儿童随时间的临床相关变化不仅取决于是否有适当的参考方程,而且还取决于了解相似年龄的健康儿童肺功能的预期长期变异性。虽然许多研究报告了与特定疾病相关的肺功能纵向变化[15- - - - - -17]或在调查幼年侮辱的潜在影响时[18- - - - - -22],关于肺功能随时间自然变化的信息相对缺乏,特别是在幼儿中。
本研究的目的是确定伦敦多种族小学生(5-11岁)在间隔约12个月后肺功能的长期变异性,并调查年龄、青春期、既往哮喘史或当前轻微呼吸道症状等因素是否影响这种变异性。我们假设,当使用GLI多种族参考方程用z分数表示时,在这段时间内肺功能测定结果应该没有平均变化,但正如先前在成人中报道的那样,幼儿1年以上的长期变化率可能至少为10% [5].
方法
儿童的大小和肺功能(SLIC)研究是一项前瞻性研究,旨在评估伦敦学校多种族儿童(5-11岁)的肺活量和身体大小、形状和组成[12].研究方案、招募方法及排除/纳入标准详情已于先前公布[12].简而言之,我们招募了14所具有广泛社会经济环境的学校。虽然在父母书面同意的情况下,对所有儿童进行了肺活量测量和人体测量,但来自当前/慢性肺部疾病儿童的数据,如。镰状细胞病、囊性纤维化和当前哮喘,或有可能影响肺发育的先天性异常,均被排除在后续分析之外[12,13].所有的孩子都可以上学,但如果在测量过程中观察到轻微的咳嗽或流鼻涕,则记录为“症状”。在可能的情况下,在初始评估后的12个月重复进行肺活量测量和人体测量。
同一组儿科呼吸生理学家在两个测试场合使用相同的设备(Easy-on-PC;ndd Medical,苏黎世,瑞士)和根据已公布的指南制定的标准化方案[4],随后由资深呼吸生理学家过阅,以确保适当的质量控制[23].为了促进高质量的数据收集,所有操作员都接受了培训和评估,以确保他们会热情地鼓励每个孩子实现最大的吸气和呼气。此外,在开始测试之前,有充足的时间给孩子进行全面的解释、实际演示和随后的练习。
结果使用GLI肺活量测量参考方程以z-score表示,其中调整了性别、年龄、身高和种族[8].年龄以十进制年计[24].身高和体重分别在不穿鞋的情况下测量至最接近的0.1厘米和0.1公斤(Harpenden体重计(Holtain Ltd, Crosswell, UK)和Tanita BWB600 (Tanita Corporation, Tokyo, Japan)),并与身体质量指数(BMI)一起转换为z分数以调整性别和年龄[25].
一份有关呼吸道症状、既往病史、青春期状况(如果年龄为> - 8岁)和社会经济状况(使用多重剥夺英语指数(IMD)评分定义)的问卷[26]以家庭邮政编码为基础)在两次测试中均使用[27].青春期的分类方法已在前面描述过[28].简而言之,如果父母在两次测试中对相关问题的回答都是否定的,那么孩子就会被归类为“未发育期”;如果父母在两次测试或第二次测试中都是肯定的,那么孩子就会被归类为“即将进入青春期”。基于2010年IMD评分的社会经济环境被分为三类,反映高(最贫困地区;第一/第二分位数)、中等(第三/第四分位数)和较低的社会经济环境(最贫困地区;第五个五分位数)[26].根据父母的报告,孩子们被大致分为白人(欧洲血统)、黑人(非洲或加勒比血统)、南亚人(起源于印度次大陆)或“其他”或“混合”种族。
该研究由指导委员会指导,并由伦敦-汉普斯特德研究伦理委员会批准(批准号10/H0720/53)。评估前获得父母书面同意和儿童口头同意。
数据管理和统计分析
结果以均数±表示sd对于连续变量或类别变量的频率(%)。为了调整生长发育的差异(年龄、性别和身高),肺功能结果用z评分表示。通过第一次测试的值减去第二次测试的值,计算两次测试之间肺功能z评分的平均差异(即。T1−T2),这些差异的95%极限作为平均值计算区别±1.96sd区别.这被称为“测试间可变性”。在5-11岁儿童中使用GLI方程时,FEV的差异为1 z-score1或植被覆盖度相当于预测的~ 11% [8].为了本研究的目的,并为临床解释提供帮助,对于z评分≤0.5的患者,试验间差异性分为低,>0.5和≤1 z评分为中,>1和≤2 z评分为高,>2 z评分为极。Pearson相关系数(95% CI)用于评估两次测试之间肺功能变化与身高z评分之间的相关性。使用线性和逻辑回归模型来评估生长因子(即。年龄,身高,“接近青春期”)以及两次测试之间肺功能z评分的差异。95% CI的逻辑回归模型描述了超过±0.5 z评分的测试场合之间肺功能差异的任何增加几率,而线性回归模型评估了生长因子(如。试验间隔时间,青春期开始时间,身高z值变化)与肺功能z值变化。由于两种方法的结果相似,因此提出了logistic回归模型以帮助临床解释。
采用SPSS v.20软件进行分析(IBM公司,阿蒙克,纽约,美国)。
结果
在主要研究评估的1901名受试者中[12],在1120年,由于一些学校缺乏在规定时间内重复测试的设施,孩子们转到高中,或者在一个或其他测试场合缺乏父母的同意,测量只能在一次测试场合进行。在重复测量的781名儿童中,有23名(2.9%)的结果由于肺功能测量质量差或测试期间哮喘健康状况发生变化而被排除在外。
在相隔9-16个月(平均11.0个月)的两次试验中,758名儿童(以下称为“所有受试者”)获得了技术上可接受的数据,其中39%为男孩,平均值为±sd首次试验年龄8.1±1.6岁。其中63人(8%)出生时早产和/或出生体重过低,37人(5%)以前被诊断患有哮喘,65人(8.6%)在一次或多次测试中出现轻微呼吸道症状(第一次测试4%,第二次测试4.6%)。44%的“所有受试者”是白人,23%是黑人,21%是南亚人,12%是“其他/混合”种族。南亚人除了早产/低出生体重比例增加和哮喘比例降低外,在所有亚组中都观察到类似的种族分布。除了男孩的比例略有下降外,重复测量的儿童的背景特征与在整个SLIC人群1901名儿童中观察到的情况非常相似[12,27].“所有受试者”以及各个亚组的背景特征也与“健康人群”的背景特征非常相似,“健康人群”包括593名(78%)重复测量的儿童,他们以前或现在没有明显的病史(图1而且表1).
在不同人群/亚组中,14%到24%的儿童在第二次测试时“接近青春期”。IMD 2010评分所划分的社会经济环境在所有测试场合中都是一致的,只有4%的儿童除外。为了本研究的目的,后者是使用第二次测试场合记录的信息进行分类的。根据2010年国际儿童发展报告,“所有受试者”和“健康儿童”中有三分之一,早产或“既往有哮喘病史”的儿童中有近一半属于较低(第五)五分之一。“所有受试者”与健康人群之间的人体测量学或肺功能没有显著差异,尽管“既往哮喘”患者的BMI往往高于其他组,并且与测试当天出现症状的患者一起,肺功能往往略低(表1).
间隔9-16个月后,平均±sdFEV的试验间变异性1“所有受试者”的z评分为0.05±0.6。三分之二的“所有受试者”以及“健康”儿童的变异性较低(±0.5 z评分,即。预测<6%),对于早产/低出生体重或既往有哮喘的儿童也有类似的结果,尽管在一次或其他测试中出现症状的儿童的这一比例略低(54%)(表2).参与研究的所有幼儿中,95%的测试间变异性为±1.2 z-scores(预计为13%),只有4名儿童(0.5%)在测试间具有极大的变异性(>2 z-scores) (表2).虽然对“极端变异”儿童的结果进行了重新分析,以验证这不是由于质量控制的任何问题,但这并没有导致进一步的排除。初次就诊时肺功能低于第五百分位(z评分小于- 1.64)的患者,在重新测试时肺功能的增加幅度往往大于结果在正常范围内的患者(图2);然而,只有一个弱相关(r2=0.09)第一次肺功能随时间变化的大小。
z-FEV变化之间无相关性1以及“所有受试者”在不同测试场合之间身高z评分的变化(rho=0.09, 95% CI 0.02-0.16),表明z-FEV的变化越极端1在少数儿童中所见,与青春期开始时可能发生的突然生长突增无关(图3).在所有种族群体以及FVC和FEV中都发现了类似的结果1/FVC(数据未显示)。
在“所有受试者”人群中,纳入早产/低出生体重、既往诊断为哮喘或在测试时有症状的儿童对z评分随时间变化的分布影响最小;均值±sdFEV差异1健康人群z-score为0.07±0.59,“所有受试者”z-score为0.05±0.60,FVC和FEV值相近1/ FVC (表3).
尽管“接近青春期”的儿童患z-FEV的几率略高1全年>0.5 z评分变化,无统计学意义(优势比1.21,95% CI 0.76-1.93), FVC和FEV的结果相似1/ FVC (表4).在对年龄、时间间隔、青春期状态、性别和种族进行调整后,身高z-score的变化仅与z-FVC变化的几率增加相关,每单位z-height变化0.5个z-score (表4).当作为连续体进行分析时,结果相似(数据未显示)。肺功能变异性的大小与社会经济环境无关,在调整了年龄、性别、身高和青春期状态后,使用IMD 2010进行测量(数据未显示)。
讨论
在这项研究中,我们在9-16个月的间隔后,对大量多种族的伦敦小学生进行了肺功能测定和人体测量的重复评估。尽管由于实际原因,本研究的随访时间限制在1年左右,但这是一个具有临床意义的间隔,因为肺病儿童除了全年更定期的评估外,还经常进行详细的年度评估(“年度评估”)[29].GLI种族特异性肺活量测定参考方程的使用[8]是解释该人群肺功能的合适指标,均值为±sd结果接近0±1的z评分在两个测试场合。虽然三分之二的儿童在肺活度z分数上表现出相对较低的可变性(即。在间隔一年的评估中,值差异<0.5 z-scores(约6%的预测值),95%的人群中遇到高达1.2 z-scores的变化(13%的预测值)。虽然身高的异常变化和进入青春期的过渡都不能预测变异性的增加,但随着时间的推移,变化的大小与初始肺功能之间存在非常微弱的负相关关系,这种关系主要受到少数儿童肺功能首次低于第五百分位的影响。这可能反映了少数儿童在第一次考试时表现不佳或未被发现的呼吸道症状。然而,纳入目前症状轻微、既往喘息或低出生体重的儿童均不影响平均肺活量测定结果[13或随时间变化的大小。为了避免潜在的过度治疗或在其他情况稳定的儿童中进行不必要的额外检查,在解释肺部疾病儿童的年度回顾结果时,需要考虑在没有任何明显肺部疾病的情况下肺功能的自然年际变化。
基线和纵向肺活量评估是许多呼吸道疾病的常规护理和临床决策的一个组成部分[1- - - - - -4].例如,在囊性纤维化中,监测疾病进展可以预测死亡率并表明需要进行干预[29].l借据et al。[29]最近报告了FEV相对较大的个体年度下降1预测>20%的患者下降≥5%。它们强调了考虑个别年度变化和总体人口变化的重要性,对这些变化的适当解释需要了解正常的年度变化。
在这项研究中,间隔约1年之后,95%的幼儿在测试间的变异性在±1.2 z-scores范围内(预测约为±13%),只有5名儿童(0.7%)在测试间具有极端的变异性(>2 z-scores)。这与美国胸科学会和欧洲呼吸学会的建议相一致,他们建议在解释受试者内部的年度变化时,那些>15%表明成人有临床意义的变化[188bet官网地址5].这项针对年轻学龄儿童的研究表明,只要密切关注质量控制,即使在包括一些轻度症状受试者的大型实地研究中,FEV的测试间变异性评分也不例外1和植被覆盖度相似,但总体变化与成人报告的相似。然而,必须指出的是,在本研究中观察到的可变性程度,其中所有评估都是由专家人员使用高度标准化的方案进行的,可能比在初级保健中发生的要小得多,在初级保健中,肺功能可能在不太有利的条件下测量。尽管在少数初始结果低于正常范围的儿童中,第二次测试的变化幅度略有升高,但本研究中的大多数儿童的结果都在正常范围内,并且在这些儿童中,变化幅度与基线肺功能之间没有关系。
在本研究中,肺功能随时间的差异以z分数表示,而不是绝对变化[20.,21],确保为增长作出适当调整[8].身高z评分和青春期状态的变化均与肺功能测试间变异性的增加无关,这表明GLI方程在幼儿中充分考虑了这些因素。然而,目前的研究结果仅限于12岁以下的儿童,由于这些儿童中只有相对较小的比例“接近青春期”,我们无法探索青春期对肺和气道生长模式的差异影响,这一点仍然知之甚少。虽然本研究中的纵向变化遵循横断面GLI数据的预测变化的假设必须谨慎应用,但在本纵向研究中使用GLI参考方程似乎是合适的,并提供了在增长过程中保持不变的可靠指标。本研究中组平均肺活量z分数在一年内的稳定性与以往的报道一致[30.,31],尽管这些研究没有报告受试者内部的变异性。
这项研究的另一个优势是,所有评估都是由相同的儿科呼吸生理学家专业团队进行的,使用相同的设备和标准化的方案,在两次测试中都有严格的质量控制标准。现代设备的使用和严格的质量控制标准将有助于这些幼儿实现最大的植被覆盖度。这可能导致植被覆盖度略高,因此FEV略低1/植被覆盖度比GLI方程预测的要高,与FEV相比,植被覆盖度随时间的变化相似1.虽然不能排除重复评估中的“学习效应”[5],在随访中该组平均肺功能保持如此稳定的事实表明,在两次测试中都提供了适当的训练和监督。
结论
在流行病学研究和监测肺部疾病儿童个体时,了解儿童肺功能在试验间的自然变异性对于适当解释纵向评估至关重要。这项研究表明,即使在所有评估都由训练有素的儿科呼吸生理学家进行的最佳条件下,在没有任何明显肺部疾病的儿童中,肺功能在1年的过程中变化可达1.2 z评分。在许多医院门诊或初级保健中,这种可变性可能更高,在解释肺部疾病患者的年度回顾结果时必须考虑到这一点。对健康中可能发生的正常变化的认识可能有助于减少儿童或其家庭的焦虑,他们经常在年度复查中对肺功能的最小下降感到震惊。此外,尽管临床管理应始终基于对患者的治疗,而不是任何测试的数值结果,但在年度复查中意识到肺功能的内在变异性可能有助于防止不必要的进一步调查或对其他方面稳定的肺部疾病儿童的治疗计划进行更改。
确认
我们感谢Rachel Bonner、Emma Raywood、Sarah Legg、Dave Sears、Simon Lee和Philippa Cottam(英国伦敦伦敦大学学院儿童健康研究所呼吸、重症监护和麻醉科)在数据收集和数据管理方面的帮助。我们特别要感谢各参与学校的校长及教职员,协助进行招募工作及学校评估,最后也要感谢参与是次研究的学生及家庭。
脚注
支持声明:这项工作得到了威康基金会(WT094129MA)、英国哮喘基金会(10/013)和儿童成长基金会的支持。儿童的大小和肺功能(SLIC)研究团队感谢国家卫生研究所(NIHR)的支持,通过综合临床研究网络和NIHR生物医学研究中心在大奥蒙德街儿童医院NHS基金会信托和伦敦大学学院。本文的资助信息已存入FundRef.
利益冲突:没有声明。
- 收到了2015年10月30日。
- 接受2016年2月25日。
- 版权所有©ERS 2016