摘要
评估用力呼气动作质量的黄金标准是由专家目测。美国胸科学会/欧洲呼吸学会数值质量标准(NQC)包括188bet官网地址反向外推容积(BEV)、可重复性和用力呼气时间(FET)。目前可用的设备提供反馈,诱使研究者使用NQC作为通过-失败的标准。
为了调查使用NQC代替视觉可接受性是否是一个有效的选择,我们分析了来自德国4-18岁儿童的多中心国家参考研究的数据。在野外条件下进行肺活量测定。受试者工作特征分析用于评估BEV、重复性、FET及其与视觉可接受性的组合的性能。
我们在分析中纳入了3133名健康白种人的数据;72%的人提供了至少两种视觉上可接受的操作。其中,基于联合NQC, 59%将被拒绝,主要是因为FET标准不可行。NQC的特异性普遍较低(BEV 10%,重复性30%,FET 50%)。受试者工作特征分析表明,三种检测方法的联合检测灵敏度最高可达90%,特异性最高可达56%。
我们的结论是,视觉控制是强制性的,NQC可能有助于获得最好的结果,但FET的固定截止值应放弃。
摘要
肺活量测量的目视控制是强制性的:质量标准可能有助于获得最佳结果,但我们应该放弃FEThttp://ow.ly/uje5B
简介
肺活量测定是临床常规和研究中最常用的评估肺功能的方法。由于结果取决于工作的努力,因此已定义了基于数值准则的国际标准,以指导技术人员努力获得尽可能最佳的曲线,并确保所获得的数据的质量[1,2].然而,这些质量控制标准并不是基于证据的。尽管这些建议的有用性和有效性一再受到质疑,特别是在儿童和青少年中[3.- - - - - -12],它们被广泛应用于商用设备中。然而,要使质量控制与临床相关,标准必须是可行的、敏感的和具体的。它们应该帮助技术人员获得尽可能最好的结果,并支持专家的判断。
美国胸科学会(ATS)/欧洲呼吸学会(ERS) [188bet官网地址1,2,13]肺活量测量质量控制的建议包括目视检查,以确定满意的开始1)快速开始呼气;2)具有单一明显峰值的明确确定的峰值流量;3)呼气时无动作动作,如咳嗽或声门关闭;4)没有泄漏或提前终止的证据表明突然结束或终止,规定在体积-时间曲线上的平台。为了实现客观的质量控制,列出了三个定量的数值质量标准(NQC),如下所示。1)后推体积(backextrapolated volume, BEV)测量;2)用力呼气时间(FET)和重复性,来源于1 s用力呼气量(FEV)的动作间差异1);3)强迫肺活量(FVC)。为不同年龄组定义了不同的界限[1,2].ATS/ERS指南指出,根据这些NQC,一些曲线可能是不可接受的,但仍可能部分可用。这些标准是计算机化的,通常可在肺活量计中使用,与其他几种建议的数值标准形成对比,包括流量停止、体积-时间曲线的平台或曲线性[4,10,14,15].
BEV是测试开始质量的衡量标准,它可以表示为植被覆盖度的百分比或绝对值。它是由反向外推法确定的,其中从体积-时间曲线最陡峭的部分定义一个新的时间零点。建议学龄前儿童(6岁以下)的饮酒量为12.5%或80毫升,年龄较大的儿童和成人的饮酒量为5%或150毫升,以较大者为准。
对于幼儿(<6岁),不推荐最小FET,但对于6至10岁的儿童,强制呼气的最小持续时间定义为3秒,≥10岁的儿童定义为6秒,除非受试者不能或不应该继续呼气。
可重复性定义为最大FEV和第二大FEV之间的差异1和FVC [1].重复性的分割点取决于FVC或年龄,如果FVC >1.0 L为150 mL,如果FVC <1.0 L或学龄前儿童为100 mL。
目前可用的设备的大多数软件都会向用户反馈这些NQC标准是否满足,并且可能会主导关于可接受性的个人决定,而不管潜在的视觉检测结果如何。我们假设NQC参数不能取代目测。
本研究的目的是调查1)肺活量测定的推荐NQC (BEV、重复性和FET)从学龄前到青春期是否可行;这些标准中的任何一个或它们的组合,当在计算机系统中实施时,是否可以取代视觉质量控制。
材料与方法
有关这些方法的详细描述见在线补充资料,并已在以前发表过[16,17].
德国多中心项目招募了4-18岁的白种人受试者,从随机选择的幼儿园和学校中生成新的肺功能测量参考数据(LUNOKID研究:lungenfunktion - normalwerte bei Kindern in Deutschland[德国儿童肺功能正常值])。这项研究已经得到了当地伦理委员会的批准。
在最初的培训期后,当地技术人员每月接受同一质量控制团队的培训和监督,以确保标准化测试。
在实际测量日之前,家庭被要求完成一份问卷调查。只有在测试当天没有急性感染、最近6周内没有下气道感染、哮喘或支气管炎、并获得书面同意的健康受试者被纳入分析。
在野外条件下,使用EasyOne手持设备(nnd - medizintechnik AG,苏黎世,瑞士)在坐姿下进行肺活量测量,并将其连接到个人计算机,并在线显示操作。在耐受的情况下使用鼻夹。在解释和演示了操作之后,最大呼气被强烈鼓励以达到最好的结果,目标是在最多9次试验中达到3个技术上可接受的曲线。在非常年幼的儿童中,一旦他们熟悉了情况和程序,就开始记录试验。
前100个数据集由两名观察员(M. Gappa和C. Müller-Brandes)审查,他们对儿童的身份不知情。之后,一位有经验的观察员(C. Müller-Brandes)根据标准协议审查了数据,如下所示。首先,对每个受试者的所有螺旋图和流量-体积曲线以及所有数值结果进行检查,然后将这些操作分级为“视觉上可接受”(测试开始时流量-体积曲线斜率较陡,明显可识别的峰值流量,无人工制品,完全呼气(呼气期间没有平台或突然停止),“部分可接受”(测试开始良好,过期不完全)或“不可接受”(测试开始不接受和/或缺乏峰值和/或人工制品和/或过期不完全)。在整个研究过程中,至少每月监测一次质量控制过程(M. Gappa)。边缘可接受的动作,但视觉可接受度有问题(如.C. Müller-Brandes和M. Gappa审查了相对缓慢的测试开始或没有明显的平台,特别是在年幼的儿童中)。“视觉上可接受”、“部分可接受”、“不可接受”和“边缘”曲线的例子可以在在线补充图E1-E4中找到。
最佳曲线的选择遵循国际建议[2].为了直接调查视觉可接受性与ATS/ERS NCQ标准之间的关联,FEV1FVC和FEV均选自FEV总和最高的同一曲线1和植被覆盖度,而不是根据ATS建议的不同曲线。为了评估重复性,FEV总和第二高的曲线1FVC鉴定。我们的选择方法与推荐的选择程序没有差异。它导致几乎相同的FVC或FEV的平均曲线1当应用于视觉可接受的动作时,超过年龄,如男性和女性所示(在线补充图E5-E8)。
统计分析
对所有参数进行描述性统计。给出了中位数和四分位范围来表征分布。
以视觉可接受度为金标准,计算每种数值质量测量及其组合的敏感性和特异性。使用逻辑回归分析描述了视觉可接受性和客观数值质量测量之间的关联。在纳入模型之前,FET对年龄进行了标准化。通过受试者工作特征(ROC)曲线(AUC)下的面积来量化患者的表现。分析的细节可以在在线补充材料中找到。
结果
从2007年10月到2009年7月,研究人员联系了9410个家庭,其中5427个家庭提交了完整的调查问卷。图1总结招聘。
5415名儿童被招募进行肺功能测试,所有这些动作都进行了视觉评估。在5415名儿童中,77%的人能够绘制出至少一条可接受的曲线。年龄较大的儿童和青少年的这一比例更高(表1).
5104名儿童和青少年为白种人,至少有两条曲线提供所有必要的肺功能指标。其中,根据研究方案,1971名儿童必须被排除在外:1224名(24%)被排除在外,因为他们在检查当天患有医生诊断的哮喘或支气管炎或服用了哮喘药物。此外,747人(15%)被排除在外,因为他们在过去6周内发生过下气道感染或在调查当天发生过上呼吸道感染。3133名健康儿童构成了进一步分析的基础。其中72%(3133人中的2262人)进行了至少两次视觉上可接受的用力呼气动作。
表2显示种群特征的分布,为整个群体和群体定义的视觉可接受性。性别不影响视觉接受度,但年龄较小的孩子不太可能产生视觉上可接受的曲线。两组之间观察到的身高和体重的差异可以用年龄的差异来解释。
当前客观的数值准则
提出了在当代健康儿童和青少年群体中实现当前质量控制标准的可行性表3.虽然大多数儿童和青少年都达到了BEV和重复性标准,但只有18%的10-18岁受试者达到了所要求的FET,且曲线在视觉上可接受。
在整个儿童组中,83%的儿童同时满足BEV和重复性标准。然而,至少有一条视觉上可接受的曲线同时符合ATS/ERS数值标准的受试者中只有42%。这意味着,如果只考虑计算机化的标准,58%的视觉上被接受的曲线将被拒绝。
BEV的敏感性和重复性较视觉可接受性为金标准。但特异性较低。在视觉上不可接受的操作中,只有10%基于BEV也是不可接受的,30%基于重复性,36%基于两种标准。将所有三个质量控制参数加在一起,特异性增加到67%(只有33%被错误接受),但敏感性降低到42%。这是因为FET标准很难满足,在>10岁年龄组中通常是不可行的。
NQC在特定年龄的突变也显示出对可行性、敏感性和特异性的影响,如在表3.
ATS/ERS质量定量测量的年龄依赖性
BEV、FET在男性中的年龄依赖性,以及NQC和视觉可接受度定义的两组最高fvc之间的差异图2.女性的图表可以在在线补充图E9中找到。两种最高FEV的年龄依赖性图表1测量结果与植被覆盖度图相似(未说明)。
FET很大程度上取决于年龄。中位数±sd4 ~ <6岁儿童FET为2.4±1.5 s, 6 ~ <10岁为4.3±1.5 s, 10 ~ 18岁为4.2±1.6 s。在~ 8岁之前,场效应et随年龄线性增加,之后达到一个平台期。BEV占植被覆盖度的百分比(%植被覆盖度)随着年龄的增长而略有下降,而重复性测量(最高植被覆盖度和第二高植被覆盖度之间的绝对差异)则随着年龄的增长而增加。因此,青少年的重复性比儿童低。
ATS/ERS定量质量测量与视觉可接受性的比较:ROC分析
视觉可接受性与客观质量测量显著相关(表4).具有视觉上可接受的用力呼气动作的儿童BEV明显较低,两种最高fvc和最高FEV之间的差异较小1, FET高于没有视觉上可接受的动作的儿童。
完整模型的ROC曲线,包括BEV, FET和预测视觉可接受性的可重复性,如图所示图3以及单项质量测量的ROC曲线。预测方程的系数可以在网上的补充资料中找到。完整模型的AUC为0.81,表明整体一致性良好。
仅使用FET,最多可达到75%的视觉可接受度的正确分类,敏感性为95%,特异性为24%。FET的最佳临界值为1.68 s。仅使用BEV,最多可达到79%的正确分类,敏感性为95%,特异性为36%。BEV值为4.6%。使用重复性(FEV之间的差异1或植被覆盖度)仅略微增加了正确分类的百分比(73.8%,而简单地判断每条曲线在视觉上可接受时为72.2%)。结合BEV、FET和重复性,正确的分类率为80.6%,敏感性为90%,特异性为56%。
讨论
我们从一组4-18岁的健康受试者中获得的数据表明,在评估用力呼气动作质量时,基于BEV% FVC、FET和重复性的质量标准不能取代视觉可接受性。对于目前的国际质量标准,我们的研究中的大多数受试者都不符合FET标准,以及这些参数的新组合,尽管灵敏度很好,特异性很差。
根据植被覆盖度的BEV%、FET和可重复性,满足国际数值ATS/ERS建议的质量标准的可行性一直是许多研究的主题[2- - - - - -10].然而,尽管进行了这些讨论,这些指导方针仍然有效。
在我们的研究中,拒绝现行国际标准的主要原因是FET比推荐的要短。目前的建议包括根据年龄对FET的不同切断。对于学龄以下的儿童,没有定义最小场效应et,建议10岁以下儿童的最小场效应et为3 s,年龄较大的受试者为6 s。我们观察到不同年龄的不同模式:虽然FET在~ 8岁时呈线性增加,但在年龄较大的儿童中FET中位数为4.2 s,呈平稳期。如果按照目前的建议,大多数操作(60%)将被拒绝,即使在视觉上被评为可接受。这些结果与以前的报道一致,尽管这些研究中的受试者通常在进行肺功能测试方面有更多的经验[3.,4,18,19].一个受潮湿腐烂等.[3.]发现90%的人群(经历过肺功能测试,大多数目前有肺部问题)能够在12-15岁儿童中产生≥1.8 s的FET,在8-11岁儿童中产生2.1 s的FET。Gochicoa -R天使等.[20.]发现87.2%的年轻人群(中位年龄6.7岁)可以达到FET≥3 s。FET较长与哮喘和喘息的年龄、经历和病史相关[3.,21].这种年龄依赖性可以解释为生长过程中肺体积的增加,以及气道口径与肺大小之间的关系变化,从而导致肺排空率的变化[22,23].在我们的人群中,男性受试者的FET值高于女性。这种性别差异的解释是,男性的肺容量比女性大,因此,相对于肺容量,气道更小[3.,21,22,24- - - - - -27].众所周知,肺的生长突增与身体的生长突增不一致,这在男性中比在女性中更为明显[28,29].
虽然ATS/ERS对FET的实际建议在儿科人群中不可行,但呼气时间长度与视觉可接受性呈正相关。然而,最佳分界点的特异性较低。总之,FET的年龄依赖性和与视觉可接受性金标准相比,FET任何临界值的低特异性都不支持当前国际上使用FET作为质量标准的建议。
我们的大多数受试者(97%)能够满足BEV的ATS/ERS标准来评估用力呼气动作的测试开始部分。年龄依赖性几乎不明显。BEV与视觉可接受性相关。较低的BEV增加了操作在视觉上可接受的机会。ROC分析给出了我们人群中BEV的“最佳”值,接近推荐的5%。
其他研究报告了类似的BEV可行性,强调年轻和神经肌肉问题可能会产生较低的可行性[3.- - - - - -5,30.].
与BEV相比,ATS/ERS的重复性标准略难满足(84%)。特别是在青少年男性中,即使他们的曲线在视觉上是可以接受的,ATS/ERS的重复性标准也很困难。这也可以通过设定一个固定的分界点150ml来解释,如果FVC > 1l,与测量的实际肺容量无关。然而,我们的数据表明,测量之间的方差随着年龄的增加而增加,并且肺容量的增加主张使用百分比而不是绝对值来进行重复性。这与肺容量较大的男性青少年尤其相关,根据目前的NQC,视觉上可接受的高FVCs曲线可能无法重复。健康人群的ROC曲线显示,重复性与视觉可接受度之间的相关性低于FET或BEV与视觉可接受度之间的相关性。重复性是一种质量标准,在很大程度上独立于视觉可接受性。受试者可能会一遍又一遍地糟糕地进行测试,只产生一条可视的可接受曲线,因此不符合可重复性的标准。关于重复性的报告从55%到98%不等,这取决于受试者的年龄和经验[3.- - - - - -5,31].
为了为识别可接受操作的标准找到更好的临界值,进行了ROC分析,包括单独的所有定量测量,以及它们的组合。所有三个数值质量控制参数(FVC的BEV%, FET和重复性)的组合达到了良好的总体一致性,具有良好的敏感性,但特异性仍然较差。应用这个公式会导致几乎一半的曲线被误解为可接受的,尽管它们在视觉上是不可接受的。
正如预期的那样,与评估视觉可接受性的复杂方法相比,单独采用的数值参数的特异性较低。然而,即使这三种NQC的优化组合也不能取代视觉检测。一个尚未确定的参数,不同于BEV%的FVC, FET或重复性,或它们的组合,将是必要的,以取代视觉控制使用计算机软件。目前,由经验丰富的肺功能专家进行的视觉质量控制仍然是优越的。然而,在日常实践中,经验丰富的观察者并不总是可用的,对呼吸量曲线的不准确解释可能导致错误的治疗决定[31].对负责在个人身上实现最佳结果的技术人员的培训应侧重于NQC,记住不可接受的曲线仍然可能可用,这一决定既不能完全委托给计算机,也不能完全委托给技术人员。然而,必须确定能够支持而不是取代临床专家判断的更好的额外措施,包括检测人为因素,如咳嗽、声门闭合或犹豫,最好避免任意分界点。例如,这些措施可以集中在呼气流量的模式上,例如与前一次流量相比,任何一点都没有超过峰值流量,从而排除“双峰流量”或咳嗽,后者会产生突然更高的流量。更难发现的是在测试开始和结束方面处于“边缘”的情况。特别是当包括儿童和青少年时,必须考虑到生长和发育,以便今后的质量控制措施应选择百分比而避免绝对值。除选择适合个别病人的定时用力呼气量外,应完全停用FET (即。FEV0.75或FEV0.5在幼儿中,肺的大小和与气道的关系解释了呼气时间短,并使用FEV1不恰当的)。FET有可能被定义一个平台期所取代,但在年轻的肺排空迅速的受试者中,对用力呼气流量-容积曲线的最后部分进行更复杂的计算机化描述可能是必要的。
本研究的潜在局限性
为了选择健康人群作为制定参考值的依据,所有在过去6周内有下气道感染,以及在测试当天有感染、哮喘或支气管炎的受试者,根据方案被排除在外。由于四分之三的研究是在冬季进行的,这导致了相当高的排除率。
我们研究的可行性比以前的一些研究要低。我们认为不太可能用我们的选择方法来解释,因为我们发现平均FVC或FEV没有差异1超过年龄时,应用于视觉上可接受的动作(在线补充图E5-E8)。然而,为了将单个操作的视觉质量控制与我们执行的三个nqc进行比较,我们没有包括“部分”可接受的曲线(即。曲线只有一个良好的开始测试);这降低了可用FEV的比率1,而非FVC和FET值。几个研究小组先前已经证明,儿科肺活量测定可以在肺功能实验室之外可靠地进行[12].我们所有的研究团队都接受了适当的(中央)培训,并在整个研究过程中接受了定期监督。然而,本研究是在现场条件下对spirometry-naïve受试者进行的。即使是幼儿园里最小的孩子也在没有父母陪同的情况下参加了这项研究。分心可能会导致注意力持续时间缩短。此外,质量控制是严格的,以获得可靠的参考数据,这将支持国际集团的严格审查。
据我们所知,这是对儿童和青少年肺活量测量质量控制的国际建议提出质疑的最大研究。我们认为目前的数据是相关的,因为测量是在现场条件下进行的,受试者之前没有肺功能测试的经验。因此,我们分析中包含的曲线很可能反映了整个质量范围。
结论
根据现有数据,我们得出结论,在评估用力呼气动作质量时,基于FVC BEV%、FET和可重复性的NQC标准不能取代视觉检查。我们的研究加强了现有的知识,与BEV和可重复性相比,实现ATS/ERS推荐的FET既不可行也不合理,应该放弃使用FET。三种基于计算机的质量控制测量的任何组合的低特异性表明,目前推荐的标准不能取代专家的目视检查;如果仅依靠计算机质量控制,则多达50%的视觉上不可接受的弯道是可以接受的,因此强调这些标准只是作为驾驶员帮助技术人员获得尽可能好的结果,而不是作为合格-不合格的标准。对于呼吸学界来说,开发更好的参数和算法来提高儿科肺活量测量计算机化质量控制的有效性仍然是一个挑战。
致谢
作者感谢孩子们和他们的家人参加这项研究。作者还感谢以下人员的技术援助:C. Beckmann, J. Bienen, C. Bisdorf, I. Groß, C. Müller, S. Werth(德国韦塞尔马里恩医院儿童医院和研究部门);H. Beermann和M. Kliemt(德国汉诺威医学院儿科肺病学、过敏症学和新生儿学);和O。Altin, Gisela Bartkowiak, U. Pfeiffer和M. Strempel(海因里希-海涅大学大学医院,Düsseldorf,德国)。
我们特别感谢Philip Quanjer在这个项目期间的宝贵讨论和建议。
脚注
这篇文章有补充资料可从www.www.qdcxjkg.com
支持声明:本研究由葛兰素史克公司支持,德国慕尼黑;瑞典索尔纳Aeorcrine AB;MSD Sharp & Dohme GmbH,哈尔,德国;阿斯利康有限公司,魏德尔,德国;Novartis Pharma GmbH, Nürnberg,德国;Astellas Pharma GmbH,慕尼黑,德国;和德意志Atemwegsliga。
利益冲突:可以在本文的在线版本中找到信息披露www.www.qdcxjkg.com
- 收到了2013年4月2日。
- 接受2013年10月30日
- ©2014人队