摘要
示波器是一种古老的基于生理学的技术,最近被证明对患者监测和个性化治疗有潜在的帮助。https://bit.ly/3e4j8aA
借鉴了罗马和中世纪作家的古老观念[1,艾萨克·牛顿在给罗伯特·胡克的信中写道:“如果说我看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。”2].这种推理在呼吸生理学领域显得尤其正确。1956年,Arthur DuBois帮助描述了一种新的方法,通过测量口腔和容器内的压力变化来测量一个人在密封的房间里的肺容量[3.].人体容积描记术诞生,目前在世界各地用于许多呼吸疾病的诊断和管理。同年,DuBois和他的同事分析了在高频率下施加振荡压力时,潮汐呼吸期间呼吸系统的机械特性[4, 1968年,Grimby及其同事提出阻塞性肺病患者的气道阻力取决于振荡频率[5].我们在之前的一篇社论中回顾了这种呼吸力学方法[6,现在被称为振荡计量学,尽管许多人将其更了解为强迫振荡技术。它远不如体积描记术为人所知,在临床实践中也一直进展缓慢。这是为什么呢?
几个因素结合在一起使得这一方法相对被忽视。一个重要的因素可以称为“智力上的不可及性”。体积描记术的基本原理对任何在学校学过物理的人来说都是熟悉的。相比之下,振荡法使用快速傅里叶变换将信号从时间域转换到频率域,并为电抗值生成负数,这通常被称为虚数[7].虽然这种想法对生物工程师来说并不可怕,但对算术能力较差的医生来说却令人不快。第二个问题主要是技术性的。由于先锋队的研究人员建立了他们自己的振荡系统,数据分析是手工进行的(图1),原始研究耗时。现代计算技术的出现,以及精确跟踪高频压力变化的压力传感器,使得商业系统得以开发,尽管如前所述[6],设备之间缺乏标准化,可能导致同一个人的答案不同[8].对示波数据的解释需要医生从许多其他肺力学测试的不同角度来看待,这些测试报告了肺改变体积或产生流量的最大能力。在静呼吸时进行示波测量,其结果可能受收集数据时的呼气末肺容积的影响。结果的信息是补充,从更熟悉的测试使用强迫呼气演习。振荡测量法与1秒内的用力呼气量有近似但不精确的关系,这使那些想用它来代替这些常规测试的人感到沮丧。然而,振荡测量法确实为我们提供了患者面对机械异常时的呼吸方式的信息,并提供了负荷在肺内如何分布的见解。
自我们上一篇社论以来,在减少这些吸收障碍方面已经取得了实质性进展。事实上,欧洲呼吸学会(ER188bet官网地址S)最近发布了振荡测量技术标准欧洲呼吸杂志(ERJ) [9].像这样的文件从来都不是一篇引人入胜的文章,即使是对于一个爱好者来说,但如果要在不同的实验室使用不同的设备收集类似的信息,它们是至关重要的。关于校准振荡系统的方法和进行测试的方法,现在有明确的指导方针。一个重要的要求是在报告研究成果时提供有关系统特征的数据,这将帮助我们解释中心之间的明显差异,并促进常规实验室的良好临床实践。
示波器的临床应用非常广泛。从患者的角度来看,其测量的独立性和简单性已导致其在儿科实践中的早期采用,在无法或难以复制更复杂测试的环境中,它提供客观的肺功能信息。Simil早期,这项技术可能在新生儿/儿科中发挥作用[10]和成人重症监护病房,例如监测COPD通气患者[11],以评估呼气末压力的影响[12]或评估脱离机械通气的情况[13].此外,在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者应用持续气道正压(CPAP)治疗后,在监测气道阻力如何正常化方面,振荡测量已经被证明是非常有用的[14].事实上,这项技术已经被应用到商业的CPAP设备中,用于滴定规定的鼻压[15],并在夜间持续为每个OSA患者调整鼻压[16].在清醒的成年人中,振荡法的主要应用在于呼吸道疾病领域。成年人的重要变量是相对较低频率下的电阻和电抗,如。5赫兹(现在分为吸气和呼气值),以及更高频率的阻力数据,如。20hz,再加上阻力的频率依赖性(如5hz - 20hz之间的阻力降低),反映了肺外周和胸壁的阻力特性,以及肺内部的机械异质性程度。这个变量已经被证明可以定义哮喘患者的离散表型[17].尽管稳定期COPD的初始数据相当令人失望[18],认识到通过观察吸气和呼气阻力值的差异可以确定呼气潮流量限制(EFL),从而更好地解释支气管扩张剂在COPD中的作用[19].有潮汐能EFL的慢性阻塞性肺疾病患者比没有潮汐能EFL的患者更容易呼吸困难,病情加重[20.,21].随着COPD患者从恶化中恢复,呼吸系统电抗和吸气阻力发生变化[22,这使得悉尼(澳大利亚)的工作人员试图确定当病情恶化时,潮汐呼吸肺力学发生了什么。
在这一期的ERJZimmermannet al。[23[报告了15例有中度症状的COPD患者的研究,随访时间超过8-9个月,每日在家记录振荡。作者观察了5hz阻抗和阻抗的日常变化,重点关注吸气值,吸气阻抗的标准差(SDX)高级警官)和吸气阻力(SDR高级警官).数据记录为7天的运行平均值,尽管也考虑了其他时间段。他们发现每日阻力变化与COPD评估测试(CAT)得分之间存在明显的关系,CAT是一种衡量个人健康状况的指标。CAT评分随着病情加重而加重,SDX评分也加重高级警官,它可以可靠地在CAT评分改变前检测到即将发生的恶化,特别是当运行平均时间窗口从7天减少到5天时。
这份报告提出了几个重要的要点。首先,如W“et al。[24在使用相同设备进行的一项更大的泛欧洲研究中。第二,日常的抗抗拒变化识别出更多有症状的人,并有可能在他们的自然史早期识别需要药物治疗的恶化。在这里,重要的信号是吸气阻力的变化而不是阻力。这一发现可能有多种解释,包括肺内机械异质性的程度增加和/或气道力学的日常波动。需要进一步的研究来确定哪些机制与哪些患者相关。也许最重要的是SDX的观察结果高级警官变异对某些患者的病情恶化具有高度预测性,但对其他患者则没有用处。这强调了COPD病情恶化的异质性,以及并非所有导致症状的发作都可能伴随着肺力学的显著变化这一事实。需要更大数据集中的进一步数据来进一步探讨这一问题。
就像在睡眠中,CPAP压力可以通过振荡测量自动调节以保持上气道通畅[25,因此,我们有兴趣推测,如果调整外部施加呼气末正压(PEEP)来克服稳定的清醒COPD患者的潮起潮伏,会发生什么。这个概念已经被S呃et al。[26一项优雅的生理学研究也发表在了本期的《科学》杂志上ERJ.潮汐能EFL在仰卧时更常见,这有助于解释为什么10名严重的COPD患者中只有8人在勃起时进行了测试。已经在使用家庭无创通气的患者记录了他们的膈压波动,并通过放置在胸骨旁肌肉上的电极评估他们的神经呼吸驱动。作者使用了一种新型的呼吸机系统,调节外部呼气末正压,直到由吸气和呼气之间的阻力变化决定的潮汐EFL恢复正常,这种方法是早期在类似的仪器化COPD患者中提出的[27].通过将施加的外部压力调整为高于或低于消除潮气性EFL的“最佳”值,他们发现,当流量限制解除时,患者的内在PEEP减少,呼吸肌上的负荷得到认可,跨膈压力波动更小,呼吸的神经驱动力更低。如果没有振荡测量,就不可能确定这种生理最佳条件。即使在神经驱动力较低的情况下,报告的呼吸困难水平也没有一致的变化,这对这些使用了大量仪器的患者来说并不奇怪,需要更多的数据来确保这一生理益处转化为呼吸机依从性的改善。尽管如此,这是COPD患者更个性化呼吸机策略的一种有前途的新方法。
这些新研究[23,26,尽管很小,但它提供了一种可能性,即振荡测量不仅有望作为一种诊断方式,而且还有望用于独立于努力的患者监测,甚至治疗。在我们7年前的社论中,我们的结论是希望振荡测量法能够提高临床诊断和我们对疾病的理解[6].这些希望已经充分实现了。随着临床医生对这些应用越来越熟悉,对术语的畏惧越来越少,似乎振荡测量法将成为我们日常医疗实践的一部分。希望在患者身上的更多应用将引发工业生产更简单、更实惠的设备的兴趣,形成一个良性循环,从而扩大振荡测量在临床领域的应用。
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脚注
利益冲突:P.M.A.Calverley无需披露任何信息。
利益冲突:R.Farre无需披露任何信息。
- 收到2020年5月15日。
- 接受2020年5月15日。
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