摘要
用断续器技术测量气道阻力(Rint)几乎不需要耐心的合作,并且已经成功地用于幼儿,但很少在婴儿身上进行研究。作者的目的是评估测量Rint在婴儿中,使用商用设备(MicroRint),将其与已建立的测量呼吸阻力的技术进行比较:单次呼吸阻塞技术(SBT);以及强制呼气期间气流阻塞的测量。
18岁以下的婴儿 有喘息史的月大婴儿,用三氯磷镇静用于肺功能测试,进行测量并与对照组进行比较Rint(使用micrororint),呼吸系统阻力(Rrs),并在功能剩余容量(V”maxFRC).
从37名研究婴儿中的25名获得配对数据。两组之间存在显著差异Rint(平均值2.94±0.68)和Rrs(4.02±0.87),但两指标存在较强相关性(r=0.7)。Rint与V”maxFRC(r)=−0.63). 较小的婴儿未能触发微打印。
婴儿的中断器阻力值明显低于被动力学获得的呼吸系统阻力值。然而,这两个测量值之间以及使用中断器技术测量的阻力与功能性剩余容量下的最大流量之间存在很强的相关性,这表明使用中断技术测量的at电阻可能是婴儿气道阻塞的有用标志物。仍有许多理论和技术问题需要进一步探讨。
呼吸系统疾病是婴儿发病率的主要部分。监测病情进展、对治疗的反应或改变治疗的要求通常基于主观观察或间接测量。测量肺功能可以为临床决策提供进一步的客观依据。婴儿肺功能的常规测量仍然是复杂的程序。镇静剂的要求和试验的持续时间限制了most的使用仅用于研究目的。
中断技术并不新鲜:它是由冯·尼尔加德和维兹于1927年首次描述的1米德和惠滕伯格在1954年进行了进一步评估2.原理很简单:吸气或呼气时气流短暂闭塞,在口部测量压力(Pao)与肺泡压力(P一个).这种最初的快速变化Pao(ΔP初始化),用阻塞前(或阻塞后)的气流除以通过气道的驱动压力的估计值,给出一个测量气流阻力的方法,称为阻断阻力(Rint).不幸的是,气道阻塞后的压力振荡使我们无法测量ΔP初始化由于这些理论和技术问题,该方法从20世纪50年代一直被忽视,直到20世纪80年代,贝茨及其同事在一系列论文中阐述了这些问题3.- - - - - -7;随后进行了探索临床潜力的研究8- - - - - -12.
该技术不需要受试者的积极合作,因为测量是在安静的潮汐呼吸期间进行的:因此,它特别适合幼儿,最近发表的临床研究反映了这一兴趣。也许令人惊讶的是,之前很少有关于婴儿的研究。
micrororint (Micro Medical, Rochester, Kent, UK)是一种商业可用的测量设备Rint,基于Chowencezyk报告的原型et al。8,13.该产品适用于从新生儿到成人的所有年龄层。它在学龄前儿童中的使用已被充分证明12,14研究人员调查了这种装置是否也可以用于幼儿,并产生有意义的结果。他们旨在通过比较测量结果来实现这一点Rint测量呼吸系统阻力(Rrs)通过广泛使用的单呼吸闭塞技术(SBT)获得15.
方法
有反复发作或持续喘息病史的婴儿(n=34)进行了肺功能测试,作为支气管扩张剂反应更大研究的一部分。据父母报告,所有婴儿都有持续性喘息≥6. 三周,或至少三次喘息超过3周 他们都有过敏症家族史或个人史。表1总结了它们的特点 1.⇓.当患儿无症状或仅有轻微症状时进行肺功能检查。
婴儿用100-120%的麻醉剂镇静 mg·kg−1三氯磷钠糖浆。一旦睡着了,他们就仰卧在摇篮上,摇着脖子。将一个半刚性、透明的硅面罩(尺寸2;德国斯塔恩堡帕里)用治疗性油灰(英国威尔特郡卡特斯)覆盖在他们的嘴和鼻子上,用于形成密封。在婴儿安静睡眠时进行测量,根据正常的呼吸频率、稳定的呼气末容积和无明显的眼动来判断。通过脉搏血氧饱和度仪持续监测氧合。
测试顺序为:SBT;快速胸腹加压技术;断续器阻力(IR)。对于SBT和RTC测量,使用气速记录仪(3500系列;Hans Rudolph公司,堪萨斯城,密苏里,美国)附在面具上。气流和口压由Validyne传感器测量(Validyne MP45, Validyne Corp., Miltipas, CA, USA),然后由RASP (PhysioLogic Ltd, Newbury, Berks, UK)数字化并记录数据。红外测量是在其他程序之后进行的,以避免对婴儿造成不必要的干扰,因为需要在气恼仪和MicroRint仪器之间进行改变。
Rrs呼吸系统顺应性(Crs)使用SBT进行测量。这种技术和数据分析在别处有很好的描述15简言之,在吸气结束时进行气道阻塞以诱发赫林-布吕尔反射,然后释放:结果Pao对平台期和放松期进行了分析推导Crs,呼吸系统时间常数,因此Rrs.的意思是Rrs从5个技术上最令人满意的闭塞被使用,最小相关系数≥0.995超过至少40%的呼气流量/容量轨迹。为了获得技术上满意的适合分析的数据,我们进行了多达20例人工咬合。
部分用力呼气流量测量由RTC进行,功能性剩余容量下的平均最大流量(V”maxFRC)取自上述三种技术上可接受的操纵16.
一旦收集到这些数据,气速记录仪就被断开,MicroRint连接到面罩上。脸颊被支撑,气道被人工支撑,通过提下巴技术优化气道通畅。micrororint装置包括一个屏幕式气速记录仪、一个压阻传感器和一个围绕其短轴旋转的椭圆形快门,该快门位于气速记录仪和传感器端口的远端。快门围绕其短轴主动旋转以关闭气道持续100毫秒,然后主动旋转以重新打开气道。快门关闭(和打开)的时间是5-6毫秒17,符合贝茨制定的标准et al。7.该装置还包含一个微型计算机,它控制快门,采样流量和压力数据在100赫兹,并执行分析。ΔP初始化通过两点线性回归从10 ms间隔内的平均压力读数估算,中心为30 ms和70 ms进入闭塞。此回归线反向外推至完全闭塞点。完全闭塞定义为达到第一次振荡压力上升行程峰值25%的时间。
该设备可以设置为在吸气或呼气时,在预设流量或峰值流量时进行闭塞。作者选择在呼气时在100流量时进行闭塞 毫升·秒−1.这是MicroRint软件可用于触发的最小固定流量,选择这个选项而不是在峰值流量时触发,以避免由于阻力对流量的依赖而产生的变动性。选择呼气阻断与SBT更具有可比性,SBT测量呼气时的阻力。中位数Rint由设备软件自动计算5个连续的满意闭塞。
分析
Rint与Rrs和V”maxFRC的相关性。配对t检验和Bland-Altman分析18也进行了比较Rint与Rrs.婴儿的特征Rint通过未配对t检验和置信区间分析将测量成功组与测量失败组进行比较,除V”maxFRC,为非正态分布,并通过Mann-Whitney u检验进行比较。
后果
对这些婴儿(n=37)进行了为期1年的研究。作者获得了25组配对数据Rint和Rrs.在11例患者中,MicroRint未能闭塞,在1例患者中Rrs由于流动/体积轨迹的线性,无法计算。成对的数据Rint和V”maxFRC在21名婴儿中获得。
未能获得婴儿健康价值的婴儿Rint与获得成功值的患者相比,他们更年轻,更矮,潮气呼气流量峰值更低(表1⇑).他们的气道阻塞程度未超过Rrs或V”maxFRC。虽然它们的潮汐洪峰流量明显较低,但大多数的潮汐洪峰流量仍超过目标值100 毫升·秒−1但未能触发微打印。
有配对数据的25名婴儿的平均值为±sdRint为2.94±0.68 千帕·升·秒−1,大大低于Rrs为4.02±0.87 kPa·L·s−1. 然而,这两个测量值之间有很强的相关性(图。 1.⇓),相关系数为0.7 (p<0.01)。Bland-Altman图(图2)⇓)显示出偏见,与所有的Rint值低于相应值Rrs.两者之间也有很强的(负)相关性Rint和V”maxFRC(图3⇓),其系数为0.63 (p<0.01)。
![图1. -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/18/2/330/F1.medium.gif)
单次呼吸阻断技术与中断技术测定气道阻力的相关性(Rint).Rrs:呼吸系统阻力。r = 0.70。
![图2. -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/18/2/330/F2.medium.gif)
Bland-Altman阴谋。Rint:断续器技术;Rrs:呼吸系统阻力。-----:均值差−1.08 kPa·L−1·s;短:协议的限度即。平均值±标准差,−2.31±0.16.
![图3. -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/18/2/330/F3.medium.gif)
中断技术(Rint)与功能剩余容量下最大流量的相关性(V”maxFRC).R=0.63。
讨论
有研究表明,在有复发性喘息病史的镇静婴儿中,呼吸阻力由Rint使用商用设备与其他两种广泛使用的气道狭窄测量方法有很强的相关性:Rrs和V”maxFRC. 这表明该技术可能能够对婴儿的气流阻力提供有意义的指示。但是,对于Rint明显低于Rrs.这并不完全令人惊讶,因为我们首先了解了这两种技术的生理学,其次了解了它们各自的假设和错误来源。
Rrs,给出了呼气时整个呼吸系统气流阻力的测量值:即。气道、肺组织和胸壁。它是通过计算顺应性和呼吸系统的时间常数间接获得的,并带有呼吸肌活动缺失的假设和单室模型,在呼气范围内使用单个阻力值15.
相反,Rint给出了(在本研究中)呼气过程中某一点气流阻力的测量值,从而确定了阻塞发生时的特定体积和流量。它没有假定肌肉松弛,也没有独立于流量和容量的单一阻力值。呼吸系统的精确组成部分Rint仍然存在争议,已被贝茨和米利克·埃米利广泛审查19,并将取决于用于计算的压力变化的确切方式Rint估计。
气流中断后的压力变化可分为三个阶段:快速上升(ΔP初始化),一系列阻尼振荡掩盖了过渡,上升较慢(ΔPdif). ΔP初始化是平衡造成的吗Pao和P一个,如果可以直接测量(由于振荡不可能),Rint由此计算出的结果与纯气道阻力非常接近3.,可能有来自胸壁阻力的一小部分4.因此,即使没有错误的来源;Rint预计会低于Rrs包括气道、组织和胸壁阻力。ΔPdif,另一方面,是肺组织粘弹性行为的结果,在疾病中,是由不同肺室之间的平衡引起的“pendelluft”20.Δ的分量越大Pdif被纳入Rint测量,Rint可能会被期望接近Rrs.当Rint与气道阻力(R亚历山大-伍尔兹在成年人和年龄较大的儿童中,这一比例再次强烈相关,但高于正常水平R亚历山大-伍尔兹8,10。这可能是因为Δ中增加了胸壁元件P初始化和/或因为合并了Δ的一个元素Pdif,以及ΔP初始化,在计算中Rint.
不准确的两个主要来源Rint测量结果包括:气道阻塞速度不够快,Δ的估计不准确P初始化.第一个问题是,气流是在阀门关闭前测量的,而压力是在关闭后测量的。如果在阀门完全关闭的时间内,发生了相对于肺容量的显著的气流,那么压力变化将不能准确地反映在测量流量时存在的驱动压力。micrororint快门符合贝茨提出的标准et al。7在这方面,因此,在这些测量中,预计不会是一个严重的误差来源。Δ的准确估计P初始化这仍然是一个重大问题。如果ΔPdif遵循线性轨迹:它变得越曲线或不规则,估计就越不准确。误差的方向和大小将取决于曲线的性质和所选择的反外推点。MicroRint(与之前的原型不同)不提供在接受结果之前目视检查压力波形的选项。其他建议的方法包括:曲线后推法6,或在闭塞后的设定时间测量压力,并接受其中包括Δ的一部分Pdif以及ΔP初始化17.后一种方法是目前商业上可用的另一种方法Rint系统(Masterscreen Rocc, Jaeger, Hoechberg,德国)计算Rint在咬合解除前的压力(即。100 流量中断后的毫秒)。
讨论结果的另一个重要问题是上气道顺应性。婴儿的上呼吸道相对较大且顺应性较好,在目前的实验设置下,“上呼吸道”包括口罩。气道顺应性的作用是降低ΔP初始化(从而减少计算Rint)和模糊Δ之间的区别P初始化和ΔPdif(因此,对Δ的估计也更加不准确P初始化)19.这些影响在高气道阻力和低肺容量的情况下更为明显,特别是在患有气道疾病的婴儿中21.
总之,Rint通过MicroRint装置测量的婴儿气道阻塞与其他常用的婴儿气道阻塞测量方法密切相关,但始终显著低于Rrs.造成这种差异的可能原因是:呼吸系统的不同组成部分,上呼吸道顺应性的影响,Δ估计的错误P初始化,以及测量SBT中的错误和不合理假设Rrs. 这两种技术中的错误来源可能解释了Rint和Rrs比之前报道的差一些Rint和R亚历山大-伍尔兹成人和较大的儿童8,10.结果还表明,使用预置的流量值触发小婴儿的困难,其最大流量可能仅仅超过这个值。的Rint看起来很有希望,但需要对婴儿进行进一步的评估,然后才能被推荐作为临床或研究工具广泛使用。
研究的设备目前的形式不适合研究非常小的婴儿或那些由于肺部疾病而潮流量峰值很低的婴儿。除了前面讨论的问题,这项研究并没有解决可重复性的问题,尽管这已经在学龄前儿童中进行了研究12.也不清楚测量是在吸气还是呼气时最好14,是否应在预设流量、峰值流量或其他标准下触发闭塞,以及哪种类型(如果有的话)的口腔压力反向外推是最佳的17.最后,也许是最关键的,这些测量是在镇静婴儿的最佳条件下进行的,然而中断技术最有可能的利基似乎是在临床和流行病学工作中作为一种“快速和简单”的气道阻塞测量。对未服用镇静剂的婴儿使用可能会带来一系列新的问题,需要进一步研究。
- 收到二○○○年二月二十八日。
- 接受2001年4月25日。
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