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肺音的定量分析可能是监测特发性肺纤维化患者的一种工具http://ow.ly/9ICq30naWk6
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准确监测特发性肺纤维化(IPF)的病情进展对预测预后和优化管理至关重要,包括开始治疗、适当的支持性护理时机和迅速转诊肺移植。强制肺活量(FVC)通过在临床实践和随机对照试验中,肺活量测定已被公认为评估这些患者病情恶化最可行和可靠的工具[1.,2.]近年来,视觉评估和基于计算机的高分辨率计算机断层扫描(HRCT)实质模式分析已被证明与基于FVC的疾病严重程度相关,并预测包括IPF在内的几种纤维化肺疾病的预后[3.–5.].电子听诊器,其允许肺的声音的数字记录,潜在地表示用于在IPF患者评估疾病严重程度和进展的简单的,非侵入性的和可再现的工具。虽然计算机化肺音分析可以由于肺纤维化裂纹和那些由于肺炎或心脏衰竭[区分6.–8.],肺音的监测疾病的过程中,这些患者的效用还是未知数。最近,我们确定了典型的“尼龙搭扣”裂纹与几个HRCT特征的程度密切相关,提示肺部声音可能有助于早期发现肺纤维化疾病[9].在这项前瞻性的初步研究中,我们评估了IPF患者记录的肺音声学特征的纵向变化,并通过检验与几个临床、生理和放射学参数的相关性来验证这些特征。
从2015年3月至9月英国南安普顿大学医院间质性肺疾病(ILD)门诊中连续招募诊断为IPF的患者。一组健康的志愿者也被登记作为对照组。
在12个月的临床观察中,患者每2个月就诊一次,共7次研究预约。每次就诊时,根据“计算机化呼吸音分析指南”(CORSA)确定的10个不同的胸部位置连续记录肺音[10],使用数字听诊器(利特曼3200;3M,美国明尼苏达州圣保罗市)手动进行。其他系列测量包括肺容积通过肺活量测定和扩散肺的容量为一氧化碳(DLCO)、呼吸困难和生活质量(评估通过加州大学圣地亚哥分校呼吸短促问卷(UCSD-SOB)和圣乔治呼吸问卷(SGRQ)),以及运动耐受性(6分钟步行测试(6MWT))。如果在筛查前12个月内未进行HRCT扫描,则在基线时进行HRCT扫描,在研究结束时(随访12个月)进行后续胸部HRCT扫描。连续HRCT扫描由两位专家胸部放射科医生(A.R.L.和N.S.)对ILD异常的程度和个别放射学特征的程度进行目视评分。使用计算机辅助肺信息学病理评估和评级(CALIPER)软件(Mayo Clinic, Rochester, MN, USA)对肺实质特征进行自动量化。对肺音资料进行分析通过声学信号处理写入在Matlab算法(版本2015A; MathWorks公司,内蒂克,MA,USA)[11].对于每个声音文件,生成了481个与不同声学特征相对应的变量,范围从统计特性到与信号能量含量相关的特征,再到频域。
该组内相关系数(ICC)是用来评估的声学特征被检体内再现[12].多变量方差分析用于比较IPF和对照组的声学特征。重复测量方差分析用于评估所选参数的纵向变化。在适当调整年龄、性别、体重指数(BMI)和记录地点后,计算平均值的估计差异。在整个研究过程中,采用多元线性回归方法研究声学特征与不同时间点测量的其他参数之间的相关性。所有数据输入SPSS软件包(版本24,IBM公司,Armonk, NY, USA)。
19例患者纳入研究:三(15.7%)在观察期内因疾病进展和两个(10.5%)人死亡撤出了由于健康状况不佳,其防止进一步的临床就诊。平均值±sd年龄为70.8±6.53岁 年,男性占优势(84.2%)。超过三分之二的患者(68.4%)在基线检查时接受抗纤维化治疗。在基线检查时,研究人群有中度功能损害(平均预测FVC:73.7%)并降低了死亡率DLCO(平均预测DLCO:43.5%)。研究人群显示朝向下降趋势在百分之预测FVC(-5.9%,95%CI -4.27-16.08,p值= 0.862)和百分之预测DLCO(−5.5%,95%置信区间−2.34–13.34,p=0.35)超过12 三个月的临床观察。
一项使用四名IPF受试者的三段重复录音的受试者内部可靠性分析确定了一组19个可重复的声学特征(为表明可接受的可靠性,任意选择ICC >0.5的临界值)。综合19个声学特征,可以区分IPF受试者和健康志愿者(F=11.837, p<0.001)。19个特征中的6个在基线和研究结束之间发生了显著变化,因此被用于相关性分析。在多元线性回归分析下,声学特征集与总ILD范围的视觉评分(调整后的R2.=0.106, p<0.005)和CALIPER-measured ILD total and peripheral volume (adjusted R2.=0.116和0.136,p<0.001)2.=0.031,p<0.001)或6分钟步行距离(调整R2.=0.065 p<0.001)。至于肺音特征与个体放射学异常之间的关系,发现与网状结构和蜂窝状结构的相关性最强,无论是视觉评估(R2.= 0.043,P = 0.04和R2.=0.093, p=0.001)或量化通过卡尺(R2.=0.108,p<0.001和R2.分别为= 0.094,p = 0.001)。在HRCT上,肺音和纤维化类型之间的关联进一步通过综合生理指数(CPI)进行评估,CPI是IPF中疾病形态严重程度和死亡率的一个强有力的预测指标[13].结合声学特征和CPI建立的模型在HRCT上识别广泛纤维化的表现较好,判定蜂窝和网状的总和≥50%,与单独CPI相比(曲线下面积(AUC)=0.79 (95% CI 0.69 - 0.89)和AUC=0.69 (95% CI 0.58-0.79)) (图1).
在这项试验研究,我们确定了一套从IPF患者肺部记录声音的声学特征,并显示它们是可再生的,随时间变化和与疾病的严重程度和临床恶化的既定措施有关。
胸部听诊是一种简单、即时、无创和廉价的评估方法,通常用于监测呼吸系统疾病的过程和治疗反应。肺音的自动分析在30多年前就开始了研究;然而,大多数的研究都集中在不同的肺不定音的特征和自动分类上,而不是它们的纵向行为。在我们的研究中,一个关键的初步发现是,使用简单的电子听诊器对肺音进行连续数字测量,为IPF提供了可重复性和临床意义重大的声学测量。本研究中对纵向声学数据的分析首次表明,在12个月的观察期间,一组可重复的特征发生了显著变化,使它们成为IPF疾病进展的有希望的替代指标。在多变量回归分析中,所选声学特征与HRCT上的ILD程度的关系最强,无论是视觉评分还是CALIPER定量估计。网状和蜂窝状与声学特征联系最为紧密,推测它们对“维可牢”型裂纹的特征做出了主要贡献。在HRCT上,声学特征和疾病形态之间的联系被以下发现所证实:将CPI与声学特征相结合的模型,在识别HRCT上的广泛纤维化方面比仅使用CPI更准确。
我们的研究有几个优点。它在设计上是前瞻性的,并使用了一种标准化、可复制的肺录音方法。我们收集了大量声学特征,并评估了个体特征与半定量(视觉)和定量(卡尺)之间的关系疾病程度的测量。最后,我们使用了商用电子听诊器,这种听诊器价格低廉,在世界大部分地区都可以买到。这项研究的一个局限性是,它只涉及一个中心的一小部分人群,这限制了它探索肺音变化是否真的可以预测疾病的能力然而,这些试验数据为一项更大的多中心试验提供了基础,该试验旨在评估肺音作为IPF患者疾病行为生物标志物的效用。
总之,在这项研究中,我们首次表明,肺音的声学特征是IPF患者疾病严重程度的一个可重复和有效的度量。原则上,定量肺音分析是IPF中一种可行的、值得注意的、廉价且无创的新临床生物标记物。肺音的进一步探索在更大的纵向队列(如临床试验队列)中的UND可以阐明其在监测这些患者疾病进展方面的潜在作用。这方面的任何努力都应该得到为临床医生提供易于解释的读数的新工具的开发的支持。
脚注
利益冲突:G. Sgalla由勃林格殷格翰,在外面工作,提交报告的个人费用。
利益冲突:A.R.落叶松有没有透露。
利益冲突:N. Sverzellati报告由罗氏公司和勃林格殷格翰,外面提交作品的个人费用。
B. Bartholmai报告了NIH/NHLBI的资助(他是NHLBI肺组织研究联盟的首席研究员;梅奥诊所从该项目和B. Bartholmai的努力中获得资金),以及Promedior, LLC(作为科学顾问)和Imbio, LLC(梅奥诊所和B. Bartholmai从Imbio, LLC获得CALIPER分析软件许可的费用/版税)的个人费用,以及提交作品之外的费用。此外,B. Bartholmai还拥有一项专利“利用医学成像分析体内组织体积的系统和方法”(这与CALIPER功能和定量结果的可视化相关)。
利益冲突:S.L.F. Walsh报告了勃林格殷格翰(Boehringer Ingelheim)、罗氏(Roche)、Intermune (Intermune)、Bracco (Bracco)和赛诺菲-健zyme (Sanofi-Genzyme)在提交作品之外的个人费用。
利益冲突:D.尼科利奇没有什么可透露的。
利益冲突:A.巴尼没有什么要披露的。
利益冲突:S.Fletcher报告了罗氏和勃林格英格尔海姆为出席会议提供的资金、演讲者费用和咨询委员会费用。
利益冲突:琼斯先生没有什么要透露的。
利益冲突:D.D. Davies报道说她是Synairgen的创始人和股东,并从Synairgen(顾问)那里获得了个人费用,在提交的作品之外。
利益冲突:L. Richeldi报告个人费用和勃林格殷格翰(试行首席研究员)等,赠款和InterMune公司的个人费用,由西普拉和Vertex个人的费用,以及其他来自阿斯利康,葛兰素史克,赛诺菲 - 安万特公司,Celgene公司,ProMetic公司,罗氏和武田(科学顾问委员会),在研究进行期间。
支持声明:这项研究的开展得到了英国国家卫生研究院南安普顿呼吸生物医学研究单位的资助。3M公司通过教育拨款提供了Littmann 3200电子听诊器。本文的资金信息已存入CrossRef Resder注册表.
- 收到了2018年9月3日。
- 认可的2018年11月14日。
- 版权©2019人队