文摘
之间的区别意味着吸气和呼气呼吸电抗(ΔX̄rs)与受迫振动测量技术(FOT) 5赫兹允许呼气流量的检测限制(英语)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者呼吸自然。此本研究的目的是评估这种方法是否可以应用于慢性阻塞性肺病患者在非侵入性压力的支持。
ΔX̄rs测量七COPD患者承受鼻持续气道正压(CPAP)在0、4、8和12而言不啻2啊,坐着仰卧的姿势。同时记录食管压力和米德和Whittenberger (M-W)方法提供了一个参考评分每个呼吸flow-limited (FL) non-flow-limited (NFL)或不确定的(我)。对于每个病人,连续6次为每一个姿势和CPAP水平进行分析。
根据M-W得分,47呼吸FL, 166年NFL和51我英语使用FOT恰逢M-W得分在94.8%的呼吸。的四个病人FL在至少一个条件,ΔX̄rs减少与增加CPAP。
这些数据表明,强迫振荡技术可能是有用的在慢性阻塞性肺疾病患者鼻腔压力通过识别持续正压通气水平支持呼吸不增加肺活量,从而增加呼吸,减少肌肉的工作效果和效率。
动态呼气流量限制造成的恶性通货膨胀(EFL)已被确定为呼吸困难的主要原因之一,慢性阻塞性肺病(COPD)患者1,2。主体的操作量的增加在给定通气率增加了被动压力负荷需要克服的吸气肌肉,因此工作的灵感。已经在生理和临床研究表明,鼻通气支持的应用程序,尤其是呼气末正压通气(偷看)降低了吸入负载在任何给定的体积,因此减少了工作量的增加,恢复正常的呼吸模式,提高血液气体,减少过程中3- - - - - -5。然而,持续气道正压(CPAP)可能有害对血液动力学的影响,尤其是胸内压增加在一个或多个阶段的呼吸周期,从而减少静脉返回6- - - - - -8。CPAP也可能损害吸气肌肉的功能如果它增加操作卷由英语水平以上;特别是,如果操作量增加呼吸系统的硬的水平(增加倒电容)或者吸气肌肉运作不利地短长度或少有利的机械优势。任何此类倒电容的增加提高了压力和工作负载的吸气肌肉,和更短的肌肉长度或少有利的机械利益可能会降低他们的效率和能量效率独立于任何增加的工作量。
呼气压力需要裁剪的优化应用压力值适用于每个病人。具体来说,最佳的呼气压力应该是一个之间的权衡是足够高,以避免英语和足够低,以限制不必要的病人不适,负面影响血液动力学和肺容积的增加。这样的调整应该考虑这样一个事实,英语是一个条件,可能随时间变化明显9,特别是从晚上调到白天,由于睡眠时身体姿势和呼吸模式的变化。因此,无创通气支持的工具,不断评估英语在应用程序通过一个鼻罩将非常有用。
一种新的非侵入性方法,不断检测英语最近提出和评估在法线和慢性阻塞性肺病患者在自主呼吸10。该方法是基于测量呼吸电抗的within-breath变化(Xrs)通过5赫兹的单频受迫振动。鉴于强制振荡可以很容易地应用在非侵入性鼻通气支持11,12,可以用描述的方法在常规非侵入式通风。的适用性的方法,特别是电抗变化的阈值用于检测英语,没有评估当病人受到不同程度的鼻压力和姿态的变化。
因此,本研究的目的是评估的有效性受迫振动技术(FOT)方法检测英语患者不同程度的鼻CPAP坐在和仰卧的姿势。当前作者分析数据从先前的研究,在强迫振荡申请一个在这项研究中不同的原因11。为了测试该方法的敏感性和特异性,这项研究是在胸壁或慢性阻塞性肺病患者进行限制性疾病。米德和Whittenberger (M-W)方法,检测英语基于流的分析和transpulmonary压力信号,作为参考13。
方法
病人
目前的研究是由前面分析收集的数据11,其中包括11名患者严重的慢性呼吸道疾病,7的慢性阻塞性肺病和四个的限制性通气缺陷由于胸壁疾病(表1⇓)。所有患者在病情稳定时的研究,避免了支气管扩张剂≥24小时前的测量。
研究机构伦理委员会批准和书面知情同意从患者获得。
测量
病人研究而收到CPAP通过鼻罩。鼻腔压力(Pn)使用压力传感器测量(MP-45;±20而言不啻2O;美国Validyne北岭,CA)连接到面具,鼻流(V′n)由Fleisch-type pneumotachograph(0.35而言不啻的阻力2O·s·L−1)和一个压力传感器(MP-45;±2而言不啻2O;Validyne)。食管压力(P海洋能)测量用传感器(MP-45;±50而言不啻2O;Validyne)连接到一个标准气囊导管系统放置在较低的食管。其使用阻塞方法测试的地位14。Transpulmonary压力(Pl)被定义为Pl=Pn- - - - - -P海洋能。所有的信号都是低通滤波在16赫兹反锯齿过滤器(巴特沃斯,8-poles)和抽样由数据采集板在100赫兹(尾声;DATAQ仪器公司,阿克伦,哦,美国)。
研究的患者应用FOT正弦压力面具(5赫兹,不啻1.5∼2O振幅),由一个扬声器(jbl电子- 800 GTI;JBL电子、维多利亚、西班牙)与常规并联CPAP设备(CP90;Taema、安东尼、法国)(图。1⇓)。2 l室关闭扬声器的后部承受持续压力产生的正压通气装置15。
![图1 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/27/5/983/F1.medium.gif)
试验装置振荡阻抗测量期间持续气道正压(CPAP)。P海洋能:食管压力;V′n:鼻流;Pn:鼻腔压力。
协议
每一个主题是研究坐在和仰卧位在接收CPAP 0, 4、8和12而言不啻2o .姿势和CPAP水平改变以随机的顺序和维护∼10分钟让病人适应。数据记录测试的持续时间(∼80分钟)。进一步的细节在协议之前出版11。三个COPD患者无法维持最低的CPAP仰卧位或适应的CPAP在一个或多个水平仰卧位。因此,数据只能介绍这些主题在坐的位置。semi-recumbent位置没有研究。
数据分析
对于每个病人和测量条件,选择最新的连续6次呼吸模式是稳定的,没有吞咽,食管痉挛或其他瞬态反应,根据流,P海洋能和阻抗的录音。所有六个使用FOT和M-W呼吸进行分析。
FOT
Within-breathXrs是计算每个呼吸,来自哪里Pn和V′n如前所述,10。的平均值Xrs在灵感(X̄高级警官)和过期(X̄经验值)计算。他们的区别(ΔX̄rs= X̄高级警官- x̄经验值)是用于检测英语。呼吸被认为是flow-limited (FL)如果ΔX̄rs2.8而言不啻是大于一个阈值2O·s·L−1一个值,在当前作者之前的研究10是能够识别FL呼吸M-W相比有100%的敏感性和特异性。
M-W
研究的参考检测英语breath-by-breath在潮汐通风是基于M-W方法13测量肺阻力。简单地说,flow-resistive压降(Pfr)被减去估计的肺的弹性反冲压力Pl。当Pfr- - - - - -V′n图显示一个循环期间到期,流在过期而有所下降Pfr增加,呼吸分为FL;如果呼气相的特征是一个准线性之间的依赖Pfr与很少或没有循环和流动,气息是归类为non-FL10。当吸气压力曲线循环(弹性反冲压力估计可能的错误)或者当呼气压力曲线显示一个循环流下降但特点是一个阶段Pfr同时不增加,呼吸被归类为不确定的(我)。FL的例子,non-FL如图2和我呼吸⇓。
呼吸的例子使用米德和Whittenberger图形分类。一)Non-flow-limited和b) flow-limited呼吸。c和d)呼吸分为不定因为过期的例子显示一个循环的特点是一个阶段的流下降但flow-resistive压降(Pfr)不同时增加(c)或因为图表显示开放的吸气循环表明肺的弹性反冲压力的估计是不正确的(d)。
结果
实验轮廓代表COPD病人在仰卧位如图3所示⇓。在这个问题上,Xrs显示一个类似的吸气平均值为所有CPAP的水平。相反,在到期时,Xrs达到负值CPAP 0而言不啻得多2阿比所有其他CPAP的水平,表明英语只出现在这种情况下。0不啻为所有在CPAP呼吸2啊,的值ΔX̄rs上面是英语的门槛,同时其他CPAP水平低于阈值在除了一口气CPAP 4而言不啻2o . M-W图证实,这个病人只在CPAP 0而言不啻是FL2O。
![图3 -](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/27/5/983/F3.medium.gif)
从代表实验跟踪病人,显示流鼻罩(V′n;积极当吸气),鼻压力(Pn),食管压力(P海洋能),总呼吸输入电抗(Xrs)在5赫兹和之间的区别意味着吸气和呼气电抗ΔX̄rs每一次呼吸的四个CPAP) 0的值,b) 4 c) 8和12而言不啻d)2o············:阈值呼气流量限制。
X̄的平均值高级警官,X̄经验值和ΔX̄rs在不同的CPAP水平和姿势被发表在表2⇓。在COPD患者中,X̄高级警官-总是小于X̄经验值显示更少的变化,只有通过增加CPAP略受影响。相反,X̄经验值更负,因此,ΔX̄吗rs在CPAP 0而言不啻是更大的吗2阿比CPAP 12而言不啻2o .他们也提出了高可变性在低CPAP(表示的高sd表2中⇓),这表明一些病人呼气流量被限制在低CPAP,英语水平降低或消除增加CPAP。限制患者在X̄还显示高可变性高级警官,主要在CPAP水平低,其平均价值甚至大于X̄经验值。的平均值ΔX̄rs是非常小的CPAP水平受限的患者,建议没有英语。
意思是吸气(X̄高级警官)和呼气(X̄意思经验值)电抗和他们的区别(ΔX̄rs)认为持续气道正压(CPAP)值在慢性阻塞性肺疾病(COPD)和限制病人坐在和仰卧位
M-W的呼吸分类技术在所有的病人,据报道在表3中所有条件⇓。213年,264年的研究,从COPD患者呼吸分为FL或non-FL。其余51呼吸(总数的19%)被归类为不确定的根据标准方法部分中讨论。在慢性阻塞性肺病患者,ΔX̄rs从FOT索引计算信号能够正确分类94.8%的呼吸FL或non-FL,如表3所示⇓,提供的敏感性和特异性为95%和98%,分别。限制病人从未提出英语当使用M-W技术。在这些病人中,161 192次被分类(表3所示⇓);三次被ΔX并被错误地归类为假阳性̄rs(分析呼吸的1.9%)。
在所有患者(慢性阻塞性肺病和限制),除了一个,错误分类最多出现在六个选择呼吸为每个条件之一。因此,大多数分析呼吸被两种技术分类以同样的方式除了一个案例(三号病人CPAP 4而言不啻2O)。
评估是否2.8而言不啻的阈值2O·s·L−1定义在当前作者之前的研究是适合本研究的实验条件,敏感性和特异性的ΔX̄rs作为阈值的函数绘制(图4所示⇓),这个情节是叠加在了之前的研究。这两个情节非常相似和识别(2.8而言不啻非常类似的最佳阈值2O·s·L−1在先前的研究中,2.61而言不啻2O·s·L−1在本研究中)。
灵敏度(flow-limited发现的数量(FL)呼吸除以总数量的FL呼吸;————————————)和特异性(non-flow-limited发现的数量(non-FL)呼吸除以总数量的non-FL呼吸;- - - - - - - - - - - - - - - - - -)表示为一个百分比的所有机密呼吸绘制与口阻抗的数据阈值(- - - - - - - - - - - - - - - - - - - -;数据从10从鼻阻抗)和数据分析了在目前的研究中(- - - - - - - - - - - - - - - - -)。···········:阈值呼气流量限制。
图5⇓显示之间的关系ΔX̄rs和CPAP水平四个COPD患者能够执行实验坐在和仰卧的姿势。一般来说,ΔX̄rs在仰卧位高于坐姿,反映这一事实降低弹性反冲仰卧的姿势有利于英语的发展在慢性阻塞性肺病患者16,17。当患者在CPAP 0而言不啻FL2O, CPAP的增加导致进步降低ΔX̄rs。当患者non-FL,增加CPAP没有修改ΔX̄rs。
均值±sd意味着不同的吸气和呼气电抗(ΔX̄rs)确定的连续6次考虑验证研究在每个持续气道正压(CPAP)水平,在坐(○)或仰卧位(•)位置的四个慢性阻塞性肺疾病患者(患者2号(a),病人没有。3 (b))能够保持仰卧位的CPAP的水平。呼气流量- - - - - -:阈值限制。
图6⇓说明当前作者的方法可以用来持续监测的发展英语在临床实践中。计算ΔX̄rs对于所有跟踪记录在一个代表病人的呼吸在整个协议进行自动没有手动消除燕子或其他异常。过滤过程实施排除异常阻抗测量。首先,异常呼吸ΔX̄rs> 9或<−1而言不啻2O·s·L−1被拒绝,排除所有ΔX̄吗rs测量值的范围不包括发现在之前的研究在最佳条件下进行10。其次,移动平均滤波器的窗口12呼吸应用ΔX̄rs时间序列。图6中的示例⇓显示过滤ΔX̄rs信号提供了一个实时索引的英语,说明英语是如何修改的应用程序不同的CPAP值和/或通过改变姿势。
监测呼气流量限制的一个例子(英语)在整个协议在一个代表主题(主题。3)。鼻腔压力轮廓(Pn),意味着吸气和呼气电抗的差异(ΔX̄rs)所示)仰卧位和b)坐的位置。ΔX̄rs数据过滤的移动平均滤波器使用窗口12次。···········:阈值为英语。#:持续气道正压(CPAP) 4而言不啻2O;¶:CPAP 12而言不啻2O;+:CPAP 8而言不啻2O;§:CPAP 0而言不啻2O。
讨论
本研究的主要目的是评估当前作者是否基于FOT检测英语方法适用于慢性阻塞性肺病患者在非侵入性压力支持交付通过鼻面罩。在这样的条件下,很难获得准确的测量病人的阻抗,因为可能泄漏的鼻罩(构成并行路径和影响测量的电阻和电抗)提供的,因为病人高阻抗鼻腔通路(增加分流途径的影响,降低了测量的信号/噪声比)。出于这个原因,敏感性和特异性的技术评价慢性阻塞性肺病和限制在CPAP在典型的临床病人。这是还发现,在这样的条件下,ΔX̄rs提供了一个健壮的方法检测英语入侵M-W相比,敏感性和特异性都非常高(> 95%)不管苛刻的实验条件。
图4⇑表明,敏感性和特异性的价值观ΔX̄rs从以前的研究中获得10非常类似于目前的研究结果。这证实了ΔX̄rs非常敏感的发展英语但是很大程度上独立于病人的特点(人体测量和肺活量的值),实验条件(安静的呼吸或在CPAP,口腔或鼻阻抗),姿势(坐或仰卧位)和设备,允许一个独特的定义,常数阈值。也是显著的,该方法提供了类似的结果在两项研究病人的阻抗显著不同(阻抗在目前COPD患者平均14而言不啻2O·s·L−1,大约三倍的先前的研究10)。
这项技术是基于within-breath变化的分析Xrs,反映了弹性和惯性测量呼吸系统的力学性能,同时也评估是否减少静态胸壁合规,比如在限制性胸壁疾病,可能导致假阳性测量。四个限制性胸壁疾病患者因此分析和发现的比例是不是呼吸没有不同于慢性阻塞性肺病患者(表3所示⇑)。特别是,病人显示X̄10号高级警官<−12而言不啻的价值2O·s·L−1为所有CPAP的水平,这是比X̄更消极高级警官慢性阻塞性肺病患者的价值。然而,X̄经验值值相同的数量级,允许很小ΔX̄rs价值观和暗示缺乏英语的情况下,由M-W确认分析。
略低特异性和灵敏度发现在目前的研究中(95年98%)相比,在前面的研究(为100%)可能归因于存在更高层次的噪音和可变性Xrs时间的课程。前面的研究是在实验室条件下进行,使病人放松,如果需要重复测量。相比之下,本研究的数据是来自未经训练的病人的身体位置和用CPAP值在某些情况下感到非常不自在。这导致在X̄峰值的出现rs跟踪计算的影响意味着吸气或呼气值,导致ΔX̄rs值,可以分类呼吸,发生在第五在CPAP呼吸4而言不啻2O在图3⇑。有趣的是,大部分的误分类是假阳性(13 14;表2⇑),在一个案例中,ΔX̄rs超出阈值的增加,因为X̄高级警官变得不那么负面相比和呼吸。这支持的假设中噪声的结果假阳性错误分类记录信号。然而,大多数的呼吸被FOT以同样的方式分类,M-W除了一个案例(病人3号,仰卧位,CPAP 4而言不啻2O),它可以自动排除异常值通过考虑平均连续≥5 - 10次提高敏感性和特异性。如图6所示⇑,使用一个非常简单的移动平均滤波器ΔX̄rs数据为实时监控提供了一个非常有效的工具的英语在一个给定的无创机械通气患者提交。
这个方法也有生理基础。FOT的阻抗测量在缺乏英语反映了整个呼吸系统的机械性能。相反,在英语中,FOT只是测量阻抗测量的航空公司下游的机械性能瓶颈。这是因为上游压力的变化不能传播通过瓶颈,因此只有下游航空振荡18。发现阈值独立于主体的大小和疾病的严重程度。这表明不同的航空公司下游的机械性能瓶颈(以呼吸系统总输入迫切(Z在如果病人FL)过期)与整个呼吸系统的机械性能(衡量Z在在灵感)必须大于任何可能inter-subject可变性气道壁力学和瓶颈的位置。Δ的逐步减少Xrs观察到在FL COPD患者增加CPAP值(图5所示⇑)表明,ΔX̄rs不仅检测英语也间接地量化主题的non-FL多远。支持这个假说的高值ΔX̄rs英语所示患者仰卧位与坐位。
这也可以解释唯一案例3号(COPD病人在仰卧位CPAP 4而言不啻2O),大多数的呼吸(5 6)被误诊。作者发现这个病人而言不啻是FL CPAP 02啊,但不是在CPAP 8而言不啻2O, M-W和ΔX̄rs技术。这表明,CPAP 4而言不啻2O定位病人在FL和non-FL之间过渡的一个条件;在这种情况下可能的数量瓶颈发展期间过期足以降低ΔX̄rs低于阈值,但很少nonchoked途径能够稍稍增加呼气流量增加肺泡压力,保持大幅M-W循环封闭在呼吸。如果是这样,当从non-EFL和英语反之亦然可能会有短暂的过渡阶段,这两种方法给不同的结果。然而,目前作者的数据显示,这是不太可能经常发生,此外,ΔX̄rs迹象显示在这个过渡阶段和英语之间non-EFL可能更好地反映的总体条件比M-W肺。
一个典型的问题时遇到无创机械通气期间测量阻抗的存在不可避免的泄漏在鼻罩。这些泄漏引入一个分流途径与主题,从而影响测量的阻抗。泄漏的阻力与呼吸系统减少测量电阻和电抗的大小。呼吸系统电阻和电抗越高,更大的减少。电抗的within-breath变化(即。ΔX̄rs)也因此降低。在这项研究中,鼻罩是小心地安装在病人在实验开始前和泄漏监测。然而,在记录期间,发现平均泄漏流35,66和105毫升·s−1出席CPAP值4、8和12而言不啻吗2分别啊。这些数字对应于平均117而言不啻的泄漏电阻2O·s·L−1,与单个值45 - 281而言不啻不等2O·s·L−1、价值观通常在临床遇到鼻CPAP治疗19。在目前的研究中,只有一个假阴性错误分类的372分析了呼吸被发现,这表明泄漏可能对检测的影响可以忽略不计FOT的英语。此外,随着pneumotachograph可以很容易地测量泄漏20.,异常大的泄漏的存在可以自动识别,指出可靠性检测英语的可能损失。
当前的可能应用作者的方法是识别所需的最低CPAP或偷看值最小化的发展英语在机械通风慢性阻塞性肺病患者。这些信息可能指导临床医生对CPAP的选择,消除不必要的对血液动力学的影响和障碍的吸气肌肉功能通过增加操作卷。此外,正如FOT已经被证明是非常容忍当结合无创机械通气患者21,22,它可能是有用的将这个测量纳入机械通风能够不断优化偷看水平变化在病人的姿势,条件,肺容积和呼吸模式。
识别呼气流量限制的强迫振荡技术可能指导临床医生选择的持续气道正压,消除不必要的对血液动力学的影响和障碍的吸气肌肉功能通过增加操作卷。
- 收到了2005年7月8日。
- 接受2005年12月24日。
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