文摘
可靠的肺功能结果的解释依赖于适当的参考数据的可用性来帮助区分健康和疾病和评估任何功能障碍的严重程度和性质。
出版的绝大多数参考方程,为至少15发表肺量测定法仅在过去3年,复杂的选择一个适当的参考。不恰当的使用参考方程和误解,即使可能使用合适的方程,可以导致严重的错误和在诊断下,及其相关的财政和人力成本负担。
进一步误诊发生在固定的否决,如80%预计在1 s (FEV用力呼气量1)或0.70 FEV1/用力肺活量、使用;尤其是在儿童和老年人。而每分钱预测历来是用于解释肺功能结果,z得分更合适,因为他们考虑到预测价值,以及主客体之间测量的可变性。
我们旨在突出一些主要问题的选择和使用参考方程,讨论最近的事态发展可能会改善肺功能结果的解释。
像大多数医学观察,肺功能结果的可靠的解释依赖于可用性和使用适当的引用数据来帮助区分健康和疾病和评估任何功能障碍的严重程度和性质。出版的绝大多数参考方程,为至少15发表肺量测定法仅在过去3年,复杂的选择一个适当的参考。不恰当的使用参考方程和误解,即使可能使用合适的方程,可以导致严重的错误和过度诊断问题,及其相关的财政和人力成本负担1,2。此外,过度依赖固定的否决定义异常,不管承认与年龄相关的变化,进一步放大了这些问题3- - - - - -7。
在本文中,我们旨在突出一些主要问题的选择和使用参考方程,讨论最近的事态发展可能会改善肺功能结果的解释。为了简便起见,本文仅限于肺活量的参考数据,但大多数讨论的原则适用于其他肺功能测试。没有尝试提供一个全面审查了所有可用的参考数据,重点不是放在什么是常用的,新发展在过去的3年,实际问题有关参考数据的使用和滥用。
正常是什么?
获得的值的范围从“健康人群”被认为是正常的。个人与中央的95%这个范围外的值(可能被定义为正常范围)通常被认为是有非典型结果和被称为进行进一步的测试。与其他医学观察,肺功能测量经常与体型和年龄有关,身高胸围的代理人,和年龄反映了成熟。在童年和青春期,与肺功能增加20倍增长尤其迅速在第十年的生活8。相比之下,一旦达到峰值肺功能在成年早期,这个峰值在男性比女性大约5岁后,有一个稳定的与年龄相关的大多数肺功能下降的结果9,10(图1)。而肺的精确年龄增长不再取决于横向或纵向数据进行检查12,13、身高、年龄、性别,理想情况下,民族/种族在定义时必须考虑肺功能的正常范围。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/36/1/12/F1.medium.gif)
之间的非线性关系的年龄和在1 s (FEV用力呼气量1)在雄性和雌性。数据来自高加索科目8。
“健康”受试者的选择包括参考人口是至关重要的14。然而“健康”本身是很难定义和适当的纳入和排除标准的选择往往取决于预期用途的参考范围。不可避免的会有预测的值之间的差异来源于研究从一般人群选择一个样本(即。最小的排除标准)相比,研究已明确排除那些有任何临床危险因素(例如,吸烟史,污染物暴露,呼吸道症状)的历史。理想情况下样本应该公正和generalisable,参考人口有据可查的特点,这样他们就可以被认为是由用户。
特定人群参考方程
参考方程之间观察到的差异可能是由于人口特征的差异,虽然设备,软件和使用的测量技术也可以解释的一些变化15,16。因此,应采取措施确保用户选择的参考方程适用和适当的人口正在测试。在实践中这是非常难以实现理想需要调查大量的健康受试者的男女在整个相关的年龄范围从当地社区,可能会发现一些细微但重要的不同之处17。在未来,一个财团的用户使用相同的设备、软件和方法在相似的人群可以更有效地解决这个问题。制造商应该帮助协调这样的努力,促进决策过程提供了一个简单的搜索指南选择参考人口一起使用测量设备和协议的细节。这些问题正在解决一个欧洲呼吸学会工作组(ERS)188bet官网地址17。
可用的引用也可能导致我们问题的必要性特定人群方程或大型generalisable更实用的解决方案(多中心)引用的数量14,18。特定人群方程可能更具代表性的人口正在测试但非常昂贵,在后勤方面的困难,基于小于可以包含在多中心研究。相比之下,方程基于大量代表人口可能不准确,但更精确。最近出版的测量和设备标准在年幼的儿童和成年人7,19,20.应有助于使参考数据更可比在不同人群和设备类型在未来。
这两种方法都没有充分处理人们的民族肺功能的差异16,21,22。定义种族本身是复杂和不断发展。的问题如何解决种族差异的影响解释肺功能测试时需要紧急国际社会的关注。理想情况下,多民族人口应该学习使用相同的设备和协议和一种更为复杂的方法来描述身体的形状和大小,与现代统计技术23应用于合成数据。这将使人口特征的影响区分开来的方法和可能表明适当的人体测量调整将允许一组方程应用在广泛的民族。
建议是什么?
目前,美国胸科学会(ATS)建议使用第三次全国健康和营养调查(NHANES III)参考21解释肺量测定法的结果。这个数据集是为数不多的引用跨越童年和成年期,这也是全国代表性和generalisable。人不建议一个特定的参考,尽管在欧洲,欧洲共同体对钢铁和煤炭参考24是最广泛使用的。在英国,建议参考罗森塔尔方程et al。25用于儿童年龄< 18岁,而欧洲共同体对钢铁和煤炭方程通常采用的成年人。澳大利亚、新西兰和亚太地区不建议但留给个人实验室选择适当的参考公式。即使建议可用,可能出现问题,如果实验室不遵守相同的质量标准和设备(甚至软件)在测量病人在临床设置相比用于构造参考范围。
美国胸科协会和人都建议使用正常的下限(LLN),或在适当的地方上限(即。plethysmographic肺容积),健康和可疑疾病之间的描绘。,按照惯例,LLN设置为5%,即90%的健康人口属于正常范围,必须重视,使用这个截止结果假阳性率为5%。
常用的是什么?
尽管有深远的影响,参考方程的选择可能的解释结果1,2肺功能设备,许多用户,事实上临床医师请求这样的测试,没有意识到方程被用来解释结果,仅仅依靠制造商安装时设定的默认值。虽然现在认识到,参考数据的来源应该是不可或缺的组成部分,任何肺功能测试报告,这一做法还有待实现的许多制造商和用户。
确定现有参考方程的常用设备和如何使用这些方程并呈现给用户,我们调查了肺量测定法设备制造商。从16家公司回应的结果很明显,尽管越来越多的出版参考方程,相对很少有现成的设备软件。大多数系统设备安装新方程在请求和成人之间切换/儿科或白种人/非白种方程,但很少提供指导协助呼吸科学家根据年龄选择最合适的群体或民族主体的研究。
也明显的默认方程组由几个制造商仍基于参考方程,开发超过30 - 40年前。国际标准的发展在过去的二十年里7,20.,相应的设备的变化,软件和测量技术,结合人口特征的变化,意味着这些方程可能不再是合适的。
另一个主要的限制仍然缺乏一个引用所有年龄。NHANES III参考受限于缺乏年龄< 8年,> 80岁,这常常导致参考数据外推到年轻的和年长的年龄。苏巴拉奥et al。2了错误的解释结果使用NHANES III在年轻的年龄,和美国胸科协会人强烈反对外推的参考数据超出预期的年龄/身高范围16。选择,使用儿科参考方程转换NHANES III之前,目前推荐的CF基金会(m·罗森菲尔德CF基金会,贝塞斯达,妈,美国;个人通信),介绍了不连续方程之间的过渡点(图2)。这些任意跳跃意味着解释结果可能不能反映基线或主题的临床状态的变化,特别是在临床护理的关键路口,如小儿和成人之间的中心。
从王比较预测方程et al。26(- - -)和Hankinsonet al。21(········)在雄性的童年。阶段的囊性纤维化基金会建议王之间切换et al。26和Hankinsonet al。21(17岁和15岁在男性和女性中,分别),有一个预测的差异在1 s (FEV用力呼气量1)∼1%的男性和2%的女性(数据未显示);然而,个人的变化可以预测的8%。复制许可CF基金会注册委员会工作组参考方程(www.cff.org)。
什么是新的吗?
继续发布新的参考方程反映了广泛的识别现有方程的局限性,特别是对特定族群。在过去的3年参考方程发表:巴西的成年人27,波兰的成年人28,中国成年人29日的青少年30.意大利的成年人31日,年轻的孩子32,33。然而,大量的不相关的研究可以引进新的复杂性,特别是因为大多数不generalisable其他人口比他们收集。两个例外是英格兰的健康调查32研究了庞大的人口(6053人),包括从16 - 90岁31日和工业最近发表的研究et al。35也基于一个非常大的样本(8684名年龄在18 - 80岁)和使用复杂的统计技术来定义一个更准确,年龄相关性,LLN。在这两个群体代表的英语和欧洲中部的起源在广泛的年龄,他们受限于缺乏数据在中非白种人和幼儿年龄< 16岁。此外,工业et al。35使用自我报告的高度,可能引入错误的预测值以及偏见,尤其是老年受试者倾向于高估他们当前的高度。这些研究都局限于旧的主题,从而排除青春期和增长的复杂性。意大利Pistelli方程et al。31日做尝试开发顺利改变方程在整个年龄但仅限于< 500例(8岁- 74岁)从一个人口,因此,可能并不代表。
学前方程
虽然一些儿科参考方程已经出版,很少包括儿童年龄< 5岁,测量只是最近发表的指南20.。学前的方程可用,缺乏细节关于人口特征或测量技术,加上链接失败结果学龄方程,可能会限制其效用超出他们生成的中心36。此外,许多都是基于在1 s (FEV用力呼气量1),它可能不是一个合适的测量对于非常小的孩子。这些因素,以及在多大程度上方程外推已经超出预期的身高和年龄范围,意味着儿科呼吸量测定法的结果经常受到误解。
2007年,两个特定年龄< 6岁儿童的研究被发表32,33。既包括参考方程FEV在0.75 s (FEV0.75)。这可能是一个更适合这个年龄段的结果,因为孩子有大型航空公司相对于他们的肺容积,在迫使过期,排空可能几乎完全在1 s,如果不是之前8。
统计建模
复杂的自然身体大小和肺功能之间的关系,尤其是在快速增长的时期37- - - - - -39意味着传统和常用的多元回归分析是不够的。最近的计算能力的进步和统计软件允许更复杂的统计方法应用相对容易40。这增加了灵活性允许量化关系的复杂性,以反映生物的肺功能随着年龄和身高的关系顺利通过改变模型。
所有年龄方程
考虑到人们的使用和滥用问题参考方程,两个最近的国际合作行动试图解决一些描述的局限性。“全龄肺量测定法”研究41调查的方法来开发更合适的参考范围可以描述肺功能之间的关系,身高和年龄更准确地在儿童时期,同时也适用于成人和两者之间的关键过渡(图3)。这些方程提供顺利改变参考曲线快速增长和过渡时期产生一个引用跨广泛的年龄范围在白种人(5 - 80岁)。此外,该方程描述一个乘法和异速生长的关系,FEV的地方1、用力肺活量(FVC)和用力呼气流量的25 - 75% FVC (FEF25 - 75)与身高2.5次幂成正比。例如,高度增加1%对应肺量测定法增加了2.5%。
![图3 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/36/1/12/F3.medium.gif)
预计在1 s用力呼气量中值L(- - - - - - - - - -),用力肺活量(FVC)在L(——),用力呼气流量的25 - 75% FVC L·s−1(·········)。
自2008年出版以来,这些数据已经补充了学前教育的最大集合数据(3 - 7岁)延长连续全龄模型从3 - 80岁不改变> 10年8岁儿童的方程。除了延长结果已经公布,参考方程为FEV开发0.75。
全龄参考表明肺功能的主客体之间的可变性是高年龄相关性,这对于定义LLN有重要意义。最大程度的变化观察儿童年龄< 11岁,但主客体之间的变化也随着年龄的增长而稳步增长后30年(图4)。这些研究结果的实际含义是,FVC或FEV的“正常范围”1比经常被引用80 - 120%相当广泛的pred为儿童和受试者年龄> 30年。表1演示了几个例子的预测值在年龄范围,随着LLN (-1.645 z分数)和正常范围使用百分之预测。这项研究还强调FEF的更广泛的正常范围25 - 75相比之下,FEV1和FVC。
主客体之间的变化在男性的变异系数(CV)。简历被定义为100×(sd/中值)。当CV 10%(一样在1 s (FEV用力呼气量1)、用力肺活量(FVC)在年轻的成年人)100%的正常范围内两侧pred预测为80 - 120%。相比之下,年轻的和年长的学科,FEV的正常的下限1将简历时预测的70%下降到15%,而对于用力呼气流量的25 - 75% FVC (FEF吗25 - 75)可能是40%(30%)的简历或更低。- - - - -:FVC男性;——————:FEV1男性;FEF······25 - 75男性。
实现全龄方程
由于平滑地改变模型的复杂性,不能表示为简单的多项式方程方程,相反,他们要求查找表。大多数现代肺功能测试软件可以安装所需的方程和补充表。方程也可以作为一个Excel插件(图5),可以从下载www.growinglungs.org.uk42。
![图5 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/36/1/12/F5.medium.gif)
从斯皮罗的截图。xls (www.growinglungs.org。uk42)LMSgrowth演示一个人的性别、年龄、身高和肺量测定法的结果可以得到z分数输入(标准差分数;SDS)或%预测。同样的方法可以适用于整个数据集通过测量SDS回顾性分析数据功能。
翻译结果
临床医生在呼吸医学已成为熟悉的概念表达肺功能按分预测,(观察/预测)×100,预测价值来源于参考方程。预测中值值是100%,任何偏离100%表明一个偏移量的预测价值。一般来说,健康受试者之间的变化是一个sd的10%。在此基础上,正常的预测范围将从80%降至120%。
这可能是有效的,只要主客体之间sd所有年龄段的真正是10%,肺功能结果。在实践中这不是(图4)。在开发使用的灵活建模技术全龄方程量化了sd并证明了高度依赖年龄和结果8,41。在儿童和老年人,例如,sd对于FEV1接近15%,正常范围从70%到130%,并且是67 - 133% 3 yr-olds (表1)。忽略这个年龄相关性变化意味着很多病人将标记错误的“不正常”。此外,流动(FEF的变异性明显更大25 - 75比卷),46 - 154%之间的“正常范围”在一个3岁。
一个更好的方法来报告肺功能措施和z分数(或表达的结果sd分数)。每分的z分数是一个数学组合预测和主客体之间的变化给一个数字时代,占height-related肺功能变化预期在类似的健康人。的LLN z分数值为-1.64。百分之与预测,每个结果都有不同的截止,截止-1.64 z得分相同适用于所有年龄、性别、民族和肺活量的肺功能指标。例如,在160厘米高,FEF 50-yr-old男性25 - 7560%的pred FEV180%的pred等同于z分数为-1.5。对于一些肺功能结果(如。plethysmographic肺容积),损伤是由一个高值表示,在这种情况下正常的上限或95%百分位(z分数1.64)将被使用。仍有许多问题有待回答之前可以达成共识关于需求的肺部疾病的严重程度指数应该履行。我们可能需要采取一种完全不同的方法在未来确定,例如,什么是最低FEV1需要维持生命是什么水平(是否在“病态”范围内),不限制我们的日常活动。此外,肺功能测试必须永远不会孤立地用于定义疾病严重程度;许多因素包括生活质量的贡献,和理想的方法仍有待确定。每分预测和z分数用于隔离都无法回答这些基本问题。
无论z分数或百分数预测是用来表达的结果,各年龄段正常范围应该包括在肺功能报告。当解释结果,重要的是要记住,总是会有一定程度的within-person可变性,以便测量可能只是偶然在“正常范围”有一次,但就在未来。还必须考虑到其他的临床信息,并衡量一个错误的决定的后果的正确诊断。解释结果的时候需要特别小心这谎言接近健康和可疑疾病之间的有些武断的否决,尤其是当结果仅限于单个测试场合。表示实际的z分数而不是谎言是否高于或低于一些截止将帮助解释。
FEV1/ FVC比率
使用一个固定的比率作为截止的局限性来定义气道阻塞最近也被高亮显示。汉森et al。43发现使用全球倡议(< 0.7 FEV阻塞性肺疾病的标准1/ FVC和FEV1低于正常范围)导致了不合理的高患病率的阻塞成年人年龄> 70岁。全龄肺量测定法分析表明比率有强烈的负面的年龄依赖性,FEV的经常使用固定阈值为0.71/ FVC∼才被达到50岁的年龄在晚些时候在男性和女性,这样气道阻塞在年轻受试者将会错过。相比之下,使用0.7截止错误地识别大量的老年健康受试者有肺部疾病。类似的观察是当数据从40646年17岁- 90岁了4。
悬而未决的问题
老年人
有一个相对缺乏对老年人的参考数据35基于相对较小,与现有数据不具代表性的样本。大多数目前建议参考方程是在1990年代和1980年代,年长的参与者将出生在20世纪初,与潜在的群体效应变化的健康、营养和测量标准44。老年人倾向于高估了,自我报告的高度可能会进一步增加偏见。最近的研究,比如Falaschettiet al。34和工业et al。35,尤其重要,因为他们可以提供更合适的参考方程目前的一代。肺功能是高度依赖成人的年龄,未来的研究应该包括更多的年长者改善的准确性我们可以解释在这个人口呼吸量测定法。
种族
尽管最近的进展,但仍然是一个缺乏适当的方程为其他民族比白色的欧洲血统,特别是那些年轻的孩子。在过去,即使试图纠正这种种族差异,这些往往应用相同的固定调整因素在所有年龄、所有民族,两性和肺活量的措施,结果现在一种方法证明是简单化22,41。
种族特定方程不一定令人满意的解决方案,因为这种方法需要大的、有代表性的样本,这并不容易。目前,大多数种族特定方程是基于小数字,它不太可能代表或generalisable。最重要的是,种族本身是很难定义的,特别是考虑到多民族人口增长,可能与一些国家政治敏感现在禁止记录这样的细节。因此,迫切需要在这一领域未来的研究找出一个合适的代理指标,占肺功能由于种族的可变性。坐在高度被建议作为一个适当的措施,它可能不是实际测量在临床的设置。此外,坐高不存在解释观察到的变化在亚洲主题22和可能不是适合所有种族。
跟踪纵向变化
准确的识别和解释肺功能的变化由于疾病或治疗需要正常变化随着时间的推移在健康受试者的知识45- - - - - -47,但大多数的参考范围是基于横断面样本数据的缺乏关于短期或长期重复性的肺量测定法44。肺量测定法是一种effort-dependent技术的准确性和可重复性,取决于许多因素,包括设备使用、协调和激励的主题,技术员的技能和整体质量控制。因此,研究包括重复措施健康在指定的时间间隔(从在的一天,一个多星期,月或年)迫切需要,这是特别相关的快速增长和发展的时期。
未来的步骤
近年来许多重要进展发生,包括:1)标准化测量协议在所有年龄段的发展,包括学龄前儿童7,19,20.;2)更适当的统计技术的应用为开发参考方程31日,35,41;3)建立合作网络和访问肺量测定法在健康个体和其他肺功能测试数据17。这些行动提供一个机会来开发国际合作组织,可以采取下一个步骤开发更多更新和generalisable参考方程适用不同人群和设备模型。大型跨国合作研究也有可能解决缺乏种族特定方程或开发更合适的调整因素。这样的一个项目有可能扩展到其他肺功能测试。建立协作计划最终可能被延伸到包括婴儿、老年人和不同民族为了追踪纵向发展整个生命历程。这种引用当然需要维护和更新(每5 - 10年),因此,需要长期资金的分配。
最后,这些进步几乎没有影响,除非传播和实现设备软件。制造商和用户需要确保最合适的参考应用。作为最初的一步,制造商应该清楚地显示的来源参考方程和协助技术人员选择方程最合适的人口群的基础上,根据年龄和种族背景。方便的解释结果,制造商也应该确保z得分和正常的上下极限也清楚地显示,理想情况下,一个酒吧描述实际数据的位置相对于预测均值和正常范围内。
确认
我们感激地承认的帮助t·科尔和p . Quanjer对支撑这份报告的工作。我们也感谢h .锅发展lmsGrowth宏观和肺功能插件。
脚注
支持声明
美国Stanojevic收到资金来自英国哮喘(英国伦敦)。
感兴趣的语句
没有宣布。
- 收到了2009年9月10日。
- 接受2009年11月24日。
- ©2010人队