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背景通常迫使振量法分析措施呼吸道阻力(Rrs)和电抗(Xrs)平均几个潮汐呼吸(whole-breath分析)。最近within-breath分析分离Rrs和Xrs的意思是吸气,呼气组件(inspiratory-expiratory呼吸分析)但这些没有被用来比较患者哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)。大型inspiratory-expiratory Xrs的变化在5赫兹(ΔX5)在个体作为代理的标志呼气流量限制。
方法Whole-breath inspiratory-expiratory脉冲示波测量法是评估哮喘患者在34(49±3年;15男,用力呼气量在1 s (FEV1)69±4%预测),48 COPD患者(64±2年;32岁的男性,FEV159±3%预测)和18名正常受试者(37±2年;8男)。
结果Whole-breath分析未能区分患者哮喘和COPD患者对所有病人或FEV患者1< 60%的预测。Inspiratory-expiratory分析FEV患者1< 60%的预测表明,慢性阻塞性肺病组平均呼气X5 (−0.44±0.04 kPa / l / s)大于吸气X5 (−0.23±0.02 kPa / l / s, p < 0.001),而哮喘患者并没有显示这些变化(−0.36±0.07 kPa / l / s vs−0.26±0.03 kPa / l / s, p = 0.23)。在COPD患者尽管ΔX5较大(0.21±0.03 kPa / l / s)比在哮喘患者(0.10±0.07 kPa / l / s),这不是明显(p = 0.15)。
结论Whole-breath脉冲振荡系统分析未能区分哮喘和慢性阻塞性肺病患者。Inspiratory-expiratory X5分析分化与哮喘的患者COPD大概反映动态增强气道狭窄在慢性阻塞性肺病过期。还需要进一步的研究来证实这些差异,调查其原因。
- 哮喘的机制
- 慢性阻塞性肺病的机制
- 设备评估
- 呼气强迫振量法
- 吸气强迫振量法
- 肺生理
- 电抗
- 呼吸测量
- 电阻
来自Altmetric.com的统计
介绍
标准的评估阻塞性肺疾病使用用力呼气量在1 s (FEV呼出1)和FEV1/用力肺活量(FVC)比;这些测量评估气流阻塞的严重程度,而不是底层的病理生理学,不同哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)。
气流阻力在潮汐呼吸生理的评估提供了一种更为气流阻塞。第一个非侵入性的方法,介绍了使用人体体积描记仪,> 50年前1但需要昂贵和笨重的设备,限制了其实际应用。更多的用户——subject-friendly方法,分析压力/流量响应小强迫振荡强加在潮汐呼吸,已经逐步发展为临床使用多年。2的瞬时压力/流量响应振荡分析获得呼吸系统的阻抗呼吸(zr);这个信号的同相部分措施气流阻力(Rrs)。进一步发展的强迫振荡技术(FOT)允许Rrs衡量在一个广泛的频率。
额外的压力/流量响应振荡,呼吸电抗(Xrs),尚未引起足够的关注;与气流阻力不同,可能是因为没有Xrs的替代方法可以比较及其生理意义是不确定的。然而,近年来,在阻塞性疾病Xrs的解释很感兴趣也增加了。3 - 8特定的临床兴趣是吸气和呼气Xrs的比较,以5赫兹的频率,3作为一个代理呼气流量限制的标志(EFL)潮汐呼吸。这些发展FOT现在提供了一些潜在的见解不同阻塞性疾病的基本病理生理学。
在这项研究中,我们使用了脉冲振荡系统(IOS)检查示波的指标是否患有哮喘和COPD患者之间的差异。在这两种疾病广泛的气流阻塞的严重程度,为评估肺量测定法,进行了研究。
方法
病人
34哮喘患者(15男,年龄49±3年,FEV169±4%预测),哮喘的诊断成立根据美国胸科学会(ATS)标准。9所有与β2受体激动剂治疗,24β2受体激动剂和吸入糖皮质激素(表1)。
我们招收了48 COPD患者(32男,64±2岁,FEV159±3%)预测了ATS慢性阻塞性肺病的诊断标准10(FEV1< 80%的预测,FEV1predictded / FVC率< 70%,肺活量(TLC) > 80%的预测)。阻塞性肺疾病患者上演后全球倡议(黄金)标准(6第1阶段30第二阶段,8第三阶段,慢性阻塞性肺病和4阶段)。27曾经抽过烟和21个吸烟者≥20 pack-year吸烟史。没有过去的过敏性疾病的病史或可逆性气流阻塞> 15%或> 200毫升400年后μg舒喘灵通过计量剂量吸入器。患者临床稳定,他们的肺量测定的值接近最佳值。
18名正常受试者(8男,年龄37±2年,FEV197±3%)预测是从医院招募员工。都是不吸烟者,没有上呼吸道感染史至少4周。这个研究伦理批准。
强迫振荡技术
过程
Jaeger IOS (Jaeger、维尔茨堡、德国)被用来报道。8气流速度计的校准每天使用3升注射器,每周检查和压力校准与参考电阻(0.2 kPa / l / s)。减少舌头位置不正,我们使用“畅通”的喉舌,企稳舌头的位置,用一个内置的压舌器减少口服阻力。受试者坚定支持他们的脸颊与脖子坐在一个舒适的中立的姿态。主题穿着noseclip和密封嘴唇周围的喉舌,以避免空气泄漏。应用于气道压力脉冲每秒5次呼吸在60年代的潮汐。意味着Rrs和Xrs计算5至35赫兹。报告结果是平均奖金的年代可接受3 - 4期的潮汐呼吸。
数据分析
主要数据(压力、体积和流量)是重播使用IOS软件(版本4.67)。文物,如咳嗽和吞咽已排除了限制分析的峰值期免费R5和X5之前报道的大小。3气流泄漏已排除了高增益的体积显示时间,分析脉冲瞬变的只有潮汐呼吸自由。后编辑列表指whole-breath的电阻和电抗值5赫兹(R5, X5),阻力位在15赫兹(R15),共振频率(耐火的)和低频电抗区域(AX,集成Xrs从5赫兹耐火的)平均在3 - 4满意的测试。为了避免混淆Xrs的描述越来越消极,我们描述Xrs的大小。当低频Xrs变得越来越消极,它的大小增加。在inspiratory-expiratory呼吸相同的编辑数据的分析,我们报告平均值吸气和呼气R5 X5提供单独的IOS软件。最后,我们计算每个个体差异吸气和呼气R5和X5获得ΔR5ΔX5。
肺功能测试
所有患者接受肺量测定法,使用Jaeger主实验室紧凑的转移(Erich Jaeger,英国市场哈)。肺量测定法的预测值计算按照欧盟的指导方针。11
统计数据
对比组是由双向方差分析(方差分析),和学生t测试是用于比较两组。的Wilcoxon配对测试被用来分析inspiratory-expiratory R5和X5的变化(ΔR5ΔX5)。正态分布数据都表示为均值±SEM和CIs的差异。意义被定义为一个p值< 0.05。R5和X5 FEV之间的相关系数1使用线性回归分析计算。因为这是一个探索性的调查和第一个比较inspiratory-expiratory FOT分析哮喘和慢性阻塞性肺病患者的研究是基于以前的出版物12曾经whole-breath分析比较在同一组患者。
结果
Whole-breath分析
所有的病人
电阻(R5, R15)
R5同样升高患者的哮喘(0.55±0.03 kPa / l / s)和慢性阻塞性肺病(0.52±0.03 kPa / l / s, p = 0.40) (图1一个);在两个病人R5均值显著高于正常人组(0.38±0.02 kPa / l / s, p < 0.001)。
比较whole-breath阻力位5赫兹(R5) (A)、R15 (B),共振频率(Fres) (C),电抗5赫兹(X5) (D)和电抗区域(Ax) (E)在哮喘患者(三角形),慢性阻塞性肺病(COPD)患者(圆圈)和在正常受试者(圆圈)。值表示的意思是总(吸气+呼气)值。
R15没有明显不同的哮喘患者(0.37±0.02 kPa / l / s)或慢性阻塞性肺病(0.34±0.01 kPa / l / s, p = 0.14,图1 b)。R15哮喘患者明显高于正常人(0.31±0.02 kPa / l / s, p = 0.01)。
与FEV R5显著相关1在慢性阻塞性肺病(r =−0.47, p < 0.05),但不是在哮喘患者(r =−0.3, p > 0.05)(数据没有显示)。
电抗(X5、耐火的AX)
耐火的哮喘患者同样升高(20.34±0.97赫兹)和慢性阻塞性肺病(20.72±0.68 Hz) (p = 0.7)与正常人相比(p < 0.001, 13.08±0.89赫兹,图1 c)。
X5是更多的负面(级)患者的哮喘和慢性阻塞性肺病(−0.26±0.03−0.25±0.02 kPa / l / s,分别p = 0.54)比正常受试者(−0.11±0.01 kPa / l / s, p < 0.001,图1 d)。与FEV X5显著相关1(未显示)在慢性阻塞性肺病(r = 0.58, p < 0.05)和哮喘(r = 0.45, p < 0.05)。
AX在哮喘和慢性阻塞性肺病患者升高(1.92±0.25,1.88±0.21 kPa / l, p = 0.39)与正常人相比(0.44±0.08 kPa / l, p < 0.001,图1 e)。
FEV患者1< 60%的预测
哮喘和慢性阻塞性肺病患者两值较高的R5, R15,耐火的,X5和AX有更多的异常的肺量测定法;然而,这些差异没有统计学意义(p值> 0.05),再一次whole-breath分析没有区分患者哮喘和慢性阻塞性肺病患者表2)。
Inspiratory-expiratory呼吸分析
正常的课程
只有最小的R5和X5的变化之间的吸气和呼气,用相应的小值ΔR5(吸气R5-expiratory R5)和ΔX5(吸气X5-expiratory X5)个人(表2)。
FEV患者1> 60%的预测
患者哮喘和COPD患者显示明显更大的R5, X5,ΔR5ΔX5比正常人(所有p值< 0.01),与哮喘和慢性阻塞性肺病之间没有明显的统计学差异(p值> 0.05)(表2)。
FEV患者1< 60%的预测
X5
在哮喘患者,集团意味着吸气X5 (−0.26±0.03 kPa / l / s)没有明显不同于意味着呼气X5 (−0.36±0.07 kPa / l / s, p = 0.23) (图2一个,表2)。然而,在COPD患者中,吸气意味着X5级(−0.23±0.02 kPa / l / s) (表2)明显低于平均呼气X5 (−0.44±0.04 kPa / l / s, p < 0.001) (图2 b)。
吸气和呼气电抗5赫兹(X5) (A和B)和电阻5赫兹(R5) (D和E)患者的哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者严重的气流阻塞(1 s,用力呼气量1)< 60%的预测值)。C、F显示∆X5和∆R5 (inspiratory-expiratory值)在每一个个体。开放的象征,∆R5的科目∆X5 > 0.25 kPa / l / s;符号,∆R5的科目∆X5 < 0.25 kPa / l / s。高∆X5始终没有特别大∆R5的负面价值。
ΔX5
ΔX5在COPD患者更大(0.21±0.03 kPa / l / s)比在哮喘患者(0.10±0.07 kPa / l / s),但这不是统计学意义(p = 0.15) (表2)。八个COPD患者哮喘患者和两个有X5 > 0.25 kPa / l / s (图2 c)。
R5
哮喘患者,意思是吸气R5 0.54±0.03 kPa / l / s,呼气R5和平均为0.59±0.04 kPa / l / s, p = 0.02 (表2,图2 d)。在COPD患者有更实质性的inspiratory-expiratory区别:吸气R5 0.54±0.04 kPa / l / s,呼气R5 0.63±0.04 kPa / l / s,分别p < 0.001 (表2,图2 e)。
ΔR5
在COPD患者ΔR5相似(−0.09±0.02 kPa / l / s)和那些哮喘(−0.05±0.02 kPa / l / s, p = 0.52) (表2)。重要的是,大ΔX5改变患者(> 0.25 kPa / l / s,开放符号)没有显示相应的大负的ΔR5 (图2 f)。
讨论
在目前的研究传统whole-breath高频指示未能区分哮喘和慢性阻塞性肺病患者。然而,inspiratory-expiratory分析显示呼吸变化电抗的规模差异和FEV患者哮喘和慢性阻塞性肺病患者1< 60%的预测价值。
whole-breath阻抗的测量表明,正如所料,Rrs和Xrs明显升高患者哮喘和慢性阻塞性肺病患者,但没有区分这两个疾病患者即使在更严重影响肺功能比较。符合我们的结果,范Noord等发现,在一个大和1991年FOT的详细研究,任何分离哮喘和慢性阻塞性肺病whole-breath阻抗分析的基础上是软弱和不用于诊断。12这些作者还发现,FOT参数与FEV只有弱相关1。
因为这个经典研究的主要发展一直是单独的Rrs和Xrs吸气和呼气分析。本研究初步探索inspiratory-expiratory电阻和电抗的差异与COPD患者相比,哮喘患者。我们观察到更大的相对于吸气呼气X5震级X5在COPD患者而不是与同等程度的严重哮喘患者肺量测定的阻塞。这可能是一个表达式的增加航空公司在COPD患者的呼气缩小。还需要进一步的研究来证实这些差异,调查他们的事业和建立FOT监测肺部疾病的有效性。
呼吸期X5的差异可用于识别英语,3 - 6这可以被定义为没有增加呼气气流尽管驱动压力增加。英语在一些COPD患者可能出现潮汐呼吸静止。Dellaca等3 - 6显示与COPD受试者,大型ΔX5值显示英语,食管测压法证明,具有高敏感性和特异性,建立了检测阈值。因此,一些大型的价值观ΔX5我们观察到在COPD患者,频率较低,在哮喘患者可能是由于英语。然而,我们的结果与IOS而Dellaca的团队使用不同的方法;因此,阈值被Dellaca可能并不适用于我们的COPD患者(或哮喘)和必须通过进一步的研究建立了IOS。
ΔX5相比,呼吸Rrs变化没有在COPD患者与英语有关。3 - 6在目前的研究中只允许电抗区分患者COPD和哮喘。这是符合克莱门特的开创性研究等13表明电抗更好的识别不同程度的慢性阻塞性肺病患者严重程度,而阻力可能不太敏感。电抗可能更敏感标记的慢性阻塞性肺病力学在发作比R5最近也被约翰逊所示等14显示一个更大的改变的吸气电抗与吸气阻力在慢性阻塞性肺病急性加重,确认他们之前发现电抗提供了一个更好的估计比Rrs transpulmonary电阻吗8在严重阻塞的病人。
大多数inspiratory-expiratory FOT COPD患者的研究表明,利用正弦压力迫使;然而,早期的调查使用伪随机噪声,15而最近日本久保田公司等用IOS16与目前的研究,发现类似的结果。
与静态维度在给定的肺容量相比,透壁的压力胸廓内的航空公司将在潮汐大灵感和航空会膨胀,而在潮汐过期透壁的压力将越来越倾向于缩小这些航空公司。当气道阻力低,嘴和肺泡之间的梯度intra-airway压力很小,这种动态效应很小,和inspiratory-expiratory不同阻力也小,见本研究的正常人。当气道阻力增加,inspiratory-expiratory isovolume的透壁的压力正在增加的差异和动态效应更明显,这反映在呼气R5的趋势大于吸气R5本研究哮喘和慢性阻塞性肺病。这一趋势并不依赖于英语的存在,但将被放大,如果英语在潮汐呼吸。事实上,小所显示增加总(whole-breath) R5 FEV患者1< 60%预测而FEV患者1> 60%的预测,inspiratory-expiratory R5的差异只是略大于FEV患者低1。这可能反映了进步的低估R5阻塞加剧。R5的比较与其他方法的测量电阻R5显示趋势最阻塞患者低估真正的阻力。81417
总之,尽管类似whole-breath平均R5和X5在哮喘和慢性阻塞性肺病,inspiratory-expiratory电抗的大小差异在COPD患者更大。这可能导致增强的动态在COPD气道狭窄。还需要进一步的研究来证实这些差异,调查其原因。
引用
脚注
资金国家心肺研究所的支持下,英国伦敦。
相互竞争的利益一个也没有。
伦理批准本研究对皇家主管布朗普顿医院地铁站伦理委员会的批准。
出处和同行评议不是委托;外部同行评议。
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