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背景:多个呼吸惰性气体冲刷(MBW)已经被建议作为一种工具来检测早期囊性纤维化肺病(CF)。一项研究进行比较的相对灵敏度MBW和肺量测定法检测肺功能异常与CF和学龄儿童的健康儿童比较MBW结果英国与最近报道来自瑞典。
方法:在1秒用力呼气量(FEV1)和最大呼气流量25%的用力肺活量还有待(MEF到期25)与肺间隙指数(LCI)源自六氟化硫MBW与CF 22个孩子年龄在6 - 16岁和33名健康对照组。
结果:LCI患儿CF高于健康对照组(5.1平均差差异(95%可信区间4.1到6.1),FEV1和MEF25z得分较低(平均差−2.3 (95% CI 2.9−−1.7)和−1.8 (95% CI 2.4−−1.3),分别;p < 0.001)。LCI和FEV之间有显著的负相关1(r2= 0.62)和MEF25(r2= 0.46)。然而,尽管正常(⩾−1.96 z分数)FEV1和MEF25结果在11(50%)和12例(53%)患儿CF,分别,但是其中一个孩子有一个异常LCI增加。LCI是可重复的两组(在主题简历三测量健康儿童CF为6%和5%)。在健康受试者LCI是独立于年龄和在英国和瑞典几乎相同的儿童(平均差0.1 (95% CI 0.1−0.4), p = 0.38)
结论:MBW实验室之间是可再生的,在童年产生正常的范围是常数,更经常与CF异常比儿童肺量测定法。
- FEV1,在1秒钟用力呼气量
- FRC、功能余气量
- FVC、用力肺活量
- LCI肺间隙指数
- MEF25最大呼气流量时,25%的FVC有待过期
- MBW、多呼吸惰性气体冲刷
- 科幻小说6、六氟化硫
- 孩子们
- 囊性纤维化
- 多个呼吸冲刷
- 肺量测定法
来自Altmetric.com的统计
常规肺功能测试是一个重要的组成部分,对儿童的临床护理囊性纤维化(CF)。特别是在1秒用力呼气量(FEV1)是常用的在个人监测疾病进展,预测预后与先进的肺病,主题1,2作为一个结果测量在临床试验中。3在过去二十年中已经转向更密切的监管,更加积极的治疗早期CF肺部疾病4 -6因此,两个主要的缺点FEV的使用1在儿童与CF变得明显。首先,许多学龄儿童与CF现在有FEV1在正常范围内,尽管他们可能有肺部疾病。7其次,很难获得可靠的用力呼气演习在5岁以下儿童,婴儿和学龄前儿童年龄段的测试主要局限于专业实验室。8日,9随着监测年轻患者的兴趣增加,那么需要选择肺功能指标更敏感,可以获得在所有年龄段的孩子。
最近的报告表明,指标来源于多个呼吸惰性气体冲刷(MBW)可能更敏感比肺量测定法检测肺疾病患儿CF。10在执行这些测量潮汐呼吸和早期数据从我们的实验室和其他建议他们可以成功地获得在婴儿和学龄前儿童,以及老年受试者。11 -13因此增加的兴趣可能MBW监测CF肺部疾病的价值。
本研究的目的(1)探讨之间的关系参数来源于MBW和强迫过期的英国人口健康学龄儿童和CF的孩子;(2)评估在测试的重复性MBW在控制呼吸健康的儿童和那些CF;(3)从英国健康学龄儿童比较MBW结果与最近报道瑞典儿童健康。
方法
研究对象
学龄儿童被定义为那些年龄在6到16年。主题与CF是从CF诊所招募大奥蒙德街儿童医院。对象被排除在外,如果他们有需要医疗或手术治疗的先天性心脏疾病;如果他们出生的早产儿(定义为在37周之前出生胎龄);如果他们有神经肌肉或胸廓障碍可能导致呼吸肌肉的弱点或限制的胸腔。受试者招募说明门诊或住院期间在2001年1月和9月之间。
对照组大多从社区招募,其余健康家庭的兄弟姐妹CF科目。排除标准为控制对象是:以前的任何住院呼吸道条件;医生诊断哮喘或反应性呼吸道疾病在任何时间在过去;任何历史慢性排痰性咳嗽,反复喘息,在之前的12个月或气短;低出生体重(定义为体重低于2.3千克(5磅));先天性心脏疾病史、早产或神经肌肉或骨骼疾病定义与CF为孩子们。
这项研究是研究伦理委员会批准的大奥蒙德街医院和儿童健康研究所。通知书面同意从父母和获得书面同意从参与者时适用。
肺功能测试
肺功能测试都是儿童健康研究所的执行。CF的孩子没有测试肺恶化时,定义为前面描述的。14
肺量测定法:可接受性和分析
用力呼气演习测量使用Jaeger Masterscope肺活量计(Erich Jaeger AG,维尔茨堡,德国)。至少五个最大用力呼气进行演习。最好的用力肺活量(FVC)和FEV1结果指出。最高的记录FEV的总和1和FVC用于获得最大呼气流量时25%的FVC有待(MEF到期25)。参与者被鼓励呼气至少3秒钟,被要求生产两个重复FEV1结果在5%的高(低)。15
多个呼吸冲刷(MBW):设备和测试过程
参与者被调查在坐姿潮汐呼吸。在MBW测试受试者观看视频的同时研究者关注潮汐卷跟踪在计算机屏幕上。如果主题的潮气量低于8毫升/公斤或超过15毫升/公斤体重,他/她被要求分别增加或减少潮汐卷。除此之外,受试者鼓励正常呼吸和舒适。
MBW装置和技术的细节描述。10简而言之,所有参与者穿鼻夹和呼吸Fleisch第一气流速度计(PNT)通过一个喉舌。PNT是连接到一个压差传感器(Validyne,模型议员45-14-871,Validyne集团、钙、美国)和流信号解调、放大(Validyne MC1-10, Validyne Corp .)。的喉舌是通过一个简短的连接器连接到PNT采样管从呼吸的质谱仪(2000年ami, Innovision / S,欧登塞,丹麦)。系统的外部死腔测量15毫升。
每个测试包括两个阶段。在用阶段主题灵感干燥气体混合物含有4%六氟化硫(科幻小说6),4%氦、21%的氧气和氮平衡。气体提供了使用偏差流应用于外部的PNT使用丁字片和一组大孔管导致气体和丁字片。偏差流被设定为一个级别大于最大吸气流量产生的主题,这样换气不发生。用一直持续到吸气和呼气科幻6浓度稳定,等于+ 15秒。这时偏差流被切断丁字片和冲刷停止期间过期就开始了。冲刷阶段直到最终潮汐科幻6浓度低于0.1%(即1/40th起始浓度)。录音只有排除是否有泄漏的证据。这可能是被突然落在示踪气体浓度或失败的示踪气体浓度在用相平衡。
计算肺间隙指数
功能余气量(FRC)是第一个确定的累计呼出气体(科幻标志6)除以结束潮汐科幻小说的差异6集中在冲刷的开始和结束潮汐科幻6集中在完成惨败。肺容量失误的数量在每一次呼吸冲刷计算的累计过期体积除以FRC的呼吸。外部的累积成交量到期纠正每个呼吸死腔。
肺间隙指数(LCI)计算的失误结束需要低潮汐示踪气体浓度1/40th起始浓度。16日,17
临床信息
儿童与CF、CF基因型和慢性细菌性呼吸道感染的信息是来自孩子的医生。这些信息并不是向调查人员透露,直到所有肺功能数据分析。慢性细菌感染定义为三个积极的文化相同的有机体在6个月时间内。
数据评估和统计分析
为每个冲刷FRC和LCI计算。对于每个参数均值,标准差(SD)和变异系数(CV,计算100×SD /意味着)计算为每个主题的三个录音。
身高、体重、FEV1和MEF25结果转化为标准差分数(z分数)使用出版的参考数据18日,19的z分数小于−1.96被归类为不正常。LCI策划反对年龄,FEV1z分数,MEF25z分数。LCI FEV1z分数,MEF25z分数CF和对照组比较。限制正常的,定义为平均1.96±标准差,LCI的计算控制数据和对象LCI高于正常的上限被归类为有异常的结果。
从本研究的结果与瑞典学生以前收集的数据。10这些数据被收集在儿科中心医院,舍夫德、瑞典使用一个相同的MBW装置和分析系统,儿童健康研究所的工作。瑞典实验室得到的数据直接从瑞典研究小组的首席研究员,博士P Gustafsson。瑞典集团测试CF 3-18岁健康儿童和儿童使用面罩装置6岁儿童和年轻。当前分析,只有数据从孩子16岁或更年轻的表现MBW使用喉舌装置都包括在内。
组结果意味着(SD)。集团由未配对比较t测试或χ2适当的测试。95%可信区间的差异意味着提出t测试结果。一个p值低于0.05被认为是具有统计学意义。
22个受试者的样本大小计算每组足以检测的差异1 SD LCI FEV1z分数,MEF25z分数CF和对照组之间,或者孩子之间测量儿童健康研究所的和那些以舍夫德,在5%的显著性水平为90%。
结果
共有57个孩子进行了研究,完成了三个成功的褪色。两个孩子的肺量测定的结果与CF未能满足质量控制标准,因此排除在进一步分析。
关于剩下的55个孩子是列于表1。有22个科目与CF 6.4 - -16.5岁和33对照组5.9 - -16.8岁。CF和对照组为年龄和性别匹配。CF的孩子明显比对照组短、更轻。
CF的22个孩子,15为ΔF508突变纯合子,另7有一个ΔF508突变和另一个突变。十个孩子患有慢性感染铜绿假单胞菌剩下的12个孩子,七是慢性感染金黄色葡萄球菌。孩子们感染了假单胞菌明显比其他的孩子(平均(SD)的年龄吗假单胞菌积极组织13.3(2.9)年,假单胞菌负的群9.9(2.8)岁,平均差3.3年(95%可信区间0.8到5.9),p = 0.01)。
平均LCI (SD)变异系数(CVLCI儿童)为6.2 (2.9)% CF(范围2.5 - -15.4%)。控制孩子的平均(SD)的简历LCI5.2(2.8)%(范围0.3 - -11.8%)。没有简历和年龄之间的关系LCI健康的儿童或儿童CF。
表2给出了结果LCI FEV1z分数,MEF25z分数分析诊断。所有参数的两个学科组之间的差异是非常重要的。LCI上限的常态被计算为7.41和5.49正常的下限。儿童CF感染假单胞菌FEV更低1与CF z分数比未受感染的儿童(平均差−0.70 (95% CI 2.00−0.59), p = 0.3)和更高LCI(平均差2.34 (95% CI 0.04−4.71), p = 0.05)。
图1显示了LCI和年龄之间的关系为对照组和CF。LCI是独立于年龄的儿童健康的孩子,但随着年龄的增长与CF (r2= 0.30,p = 0.008)。
在岁策划对肺间隙指数控制儿童(圆圈)和儿童CF(封闭的圆圈)。虚线代表限制LCI的常态。LCI注意正常的值是独立的年龄范围的研究。
LCI和FEV之间的关系1为主题组织图2所示。在健康儿童没有LCI和FEV之间的关系1但在孩子和CF LCI FEV1是负相关(r2= 0.63,p < 0.0005)。这个数字还显示,而11的22名儿童(50%)与CF FEV1在正常范围内,其中一些孩子FEV1z分数大于零,只有一个22(5%)有一个正常的LCI。
(一)肺间隙指数对FEV绘制1z分数控制儿童(圆圈)和儿童CF(封闭的圆圈)。垂直的虚线代表FEV正常的下限1z分数和横向虚线代表LCI常态的上限。注意,50%的孩子与CF FEV1z分数在正常范围内,LCI高于正常范围内。(B)肺间隙指数对MEF绘制25z分数控制儿童(圆圈)和儿童CF(封闭的圆圈)。垂直的虚线代表MEF正常的下限25和横向虚线代表LCI常态的上限。注意,许多孩子与CF MEF25z分数在正常范围内,LCI高于正常范围内。
图2 b显示了LCI和MEF之间的关系25两个学科组。在健康儿童没有LCI和MEF之间的关系25但在儿童CF, LCI MEF25是负相关(r2= 0.46,p = 0.001)。这图也显示12的22个孩子CF MEF25结果在正常范围内,虽然有一个MEF25z分数大于零。LCI的敏感性和特异性区分儿童CF和健康对照组分别为95%和97%,分别。FEV的等效的结果1和MEF25分别为50%和100%,45%和100%,分别。
表3和图3比较在当前的研究中获得的结果与先前获得的每日邮报,瑞典。LCI FEV1,MEF25数据从24个健康7.6 - -15.7岁儿童可以从瑞典实验室。年龄、身高和体重非常相似的两组。值的均值和范围LCI FEV1,MEF25获得健康的孩子在这两个中心几乎是相同的。正常的上限计算从瑞典数据仅为7.23。两个种群合并时,意味着(SD) LCI是6.40(0.48),正常上限的7.34。
肺间隙指数(LCI)策划与健康儿童年龄测量儿童健康研究所的(封闭的圆圈)和瑞典(开放的三角形)。虚线代表限制LCI的常态,从儿童健康研究所的数据计算。
讨论
在这个横断面研究中我们比较肺量测定的测量和通风分布,测量了LCI与CF群学龄儿童和年龄匹配的学校控制孩子。所有健康的控制FEV正常1和MEF25结果。正常LCI值计算从我们控制人口是独立于年龄范围研究,和都几乎相同的最近报道从另一个实验室。大约一半的孩子CF正常肺量测定的结果,但几乎所有这些孩子有通风异常分布。尽管这项研究没有动力来识别子群差异,高趋势LCI在年长的孩子指出,在那些FEV较低1和MEF25,在那些慢性感染P绿脓杆菌。在所有的孩子LCI的变异系数低,表明这种方法在测试重复性很好。
在这项研究中受试者可以自发地在看视频,呼吸和录音只是排除是否有泄漏的证据。受试者被要求保持他们的潮汐卷8至15毫升/公斤但MBW录音不排除如果他们未能做到这一点。尽管有这些不受控制的条件下,在测试重复性好了简历LCI低于7%的CF和控制组织,主体之间的关系,但并没有年龄和可重复性。
使用质谱仪进行MBW允许同时记录多个气体浓度(例如氦和二氧化碳)。进一步的分析记录,包括这些气体可以在未来当合适的软件和算法,提供更详细的信息关于肺功能的可能性。特别是,第三阶段的比较斜坡获得气体的扩散系数不同,如科幻小说6和氦,可能给周边的气道病理信息。20.然而,我们注意到第三阶段的斜率是受年龄、体型、潮汐卷。进一步在我们数据可以解释方法论的工作是必要的。
有先前的研究通风分布CF使用类似的方法。10日,21 -25最近研究了瑞典的孩子现在使用相同的方法和设备用于我们的实验室。10当前研究动力检测不同LCI 1 SD健康儿童之间的测量在伦敦和测量在瑞典。从表3可以看出,观察无显著差异,两组之间的平均差在LCI 0.1。正常的上限计算的两个种群相似(7.49 7.23英国人口和瑞典人口)。这些差异健康人群与健康之间的差异相比非常小和CF人口(LCI的平均差5.1目前的研究)。结果的相似性在健康儿童这两个中心表明MBW技术可以在实验室之间转移,并提供未来分析整理数据的可能性。
瑞典的研究也报道了LCI 43岁的70名儿童参加CF诊所的Goteborg,其中大多数FEV1和MEF25结果在正常范围内。大多数的这些孩子被发现异常LCI虽然与研究结果在最近的研究中,只有一个弱通风指数和肺活量的指标之间的相关性。在当前的研究中只有一小群(22/199)的儿童参加CF诊所大奥蒙德街儿童医院招募。当我们没有试图招募儿童参加诊所,我们也没有代表性,很可能一些选择性偏差在招聘这项研究以来更严重疾病的孩子参加诊所更频繁,因此更容易接近。平均FEV1z分数的CF研究人口−2.01,我们只有一半的儿童FEV1在正常范围内。这或许可以解释为什么我们的CF人口意味着LCI瑞典CF 11.53与8.33的人口。有意义的比较CF的数量由两个中心需要招聘的代表性样本和详细信息处理历史和疾病严重程度。未达到这些标准,对当前分析,但是LCI的一致性结果在健康人群将允许未来的前瞻性研究使用LCI作为测量结果。
联芯国际企业和FEV之间没有相关性1或MEF25在健康儿童,这一发现并不出人意料。肺量测定的参数取决于许多因素,包括气道阻力和机械性能,肺活量、肺的弹性反冲压力,和肌肉力量,其中一些可能是受营养状况的影响。相反,增加LCI平行肺之间具体的差异也会造成通风单位,可能是由于气道阻力的变化或肺合规。肺量测定法相比,LCI也反映出这些病理不规则分布。
囊性纤维化最初是一种呼吸道的疾病,最终发展到实质破坏。这种破坏过程的程度不同地区之间的肺,而不是均匀分布。因此可以预期会有一些相关性肺量测定的参数和LCI与CF的孩子,但是,这种关系不会是完美的。我们显示的是所有的孩子和CF FEV异常1或MEF25有明显异常LCI(图2),和大多数孩子与CF LCI的正常肺量测定的结果有一些错乱。这些结果与瑞典集团的报道是一致的。10
这项研究不能证实这是否不均匀性是一个早期CF肺部疾病的表现,是否它是一个与CF附带现象存在于大多数孩子,但与未来的预测。这个问题只能回答纵向研究跟踪LCI和用力呼气的变化参数,和干预研究治疗通风分布的影响。
在这种背景下,注意MBW在婴儿和学龄前儿童都可以执行。12日,24日,25从我们自己的实验室所获得的数据表明,在测试的早期可重复性的测量是同样好这些年轻人群,和正常值LCI非常类似于在这里报道的大孩子。11日,13这一观点增加了潜在价值的MBW方法,用力呼气的解释参数可以驳倒生长和发育的影响。如果LCI非凡的一致性在学龄人口也适用于年轻人群,那么这个措施的跟踪疾病的影响有相当大的潜力不断增长的人口。
这个研究表明MBW方法可以准确的实验室之间转移,MBW参数在学龄儿童在测试重复性好,而且,在儿童CF, MBW参数与肺量测定的结果,但往往异常儿童与正常肺量测定法。这些结果表明,MBW可能是一个有用的CF早期肺部疾病的标志。
确认
作者感谢孩子们和他们的家人参加本研究,并呼吸功能实验室的盖尔·斯莱德女士,大奥蒙德街儿童医院的辅助测量。斯莱德女士不幸去世之前的手稿。
引用
脚注
英国肺脏基金会,资助:登喜路医疗信任瑞典心肺基础。研究儿童健康研究所的和大奥蒙德街儿童医院受益于研发资金提供的国民健康保险制度执行。