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无创性评估哮喘严重程度使用脉搏血氧计体积描记器估计逆脉的生理

BMC肺药体积10文章编号:17(2010年)引用这篇文章

文摘

背景

逆脉估计面积动态变化的血氧计体积描记器波形(PEP)可能提供一定程度的急性哮喘严重程度。我们的主要目标是确定如何激励与秒用力呼气量(% FEV1)(效标效度)和% FEV的变化1(响应)在小儿急性哮喘急性加重患者的治疗。

方法

我们前瞻性研究课题5到17岁哮喘急性加重。PEP, % FEV1、气道阻力和辅助肌肉使用记录基线和2和4小时后启动的皮质类固醇和支气管扩张剂治疗。统计协会进行了皮尔森和斯皮尔曼等级相关,逻辑回归使用广义估计方程,或者Wilcoxon等级和测试。

结果

我们研究了219例(年龄中位数9年;男性62%;非裔美国人的56%)。与% FEV PEP的相关性1演示的效标效度(r = - 0.44, 95%可信区间(CI) - 0.56 - 0.30)和响应能力在2小时(r = - 0.31, 95% CI, 0.50 - 0.09)和4个小时(r = - 0.38, 95% CI, 0.62 - 0.07)。在基线PEP也与气道阻力(r = 0.28为年龄在5到10;10到17岁r = 0.45),但不随时间变化。PEP与配件有关肌肉使用(或1.16,95% CI, 1.11 - 1.21, P < 0.0001)。

结论

PEP演示效标效度和响应性与% FEV相关性1。在基线和PEP与气道阻力与辅助肌肉使用基线和2和4小时后开始治疗。将这一技术整合到现代脉搏血氧仪可以提供临床医师提高参数来进行临床评估哮喘严重程度和对治疗的反应,尤其是在病人无法进行肺量测定法,因为年轻的年龄或疾病的严重性。它还可能使其他疾病的早期识别和改进管理导致高架奇脉。

同行评审报告

背景

临床医生几乎没有目的措施评价急性哮喘严重程度和可能under-treat这些集1- - - - - -6]。严重性措施应该与一个公认准则(效标效度)和量化标准本标准临床重要的变化随着时间(响应)7]。

肺量测定法是评估的准则标准气道阻塞的严重程度(% FEV预测1,% FEV1),但努力的依赖,而不是可用在大多数急性护理设置(8,9]。气道阻力是肺功能的另一个措施。便携式设备的测量气道阻力的断续器技术(无线电侦察)是可用的,并且只需要潮汐呼吸。无线电侦察与% FEV已经证明1气道阻力和具体的身体盒子体积描记法(10- - - - - -13]。

辅助肌肉使用已被证明是与临床有意义的减少% FEV有关1(14,15]。然而,尽管辅助肌肉使用给出了关于工作的呼吸,它不提供一个精确的测量气流限制。

测量奇脉(PP)在急性哮喘加重目前推荐的国家和国际准则(16,17]。然而,人工测定PP是困难的,尤其是在tachypneic病人和嘈杂的临床环境中18- - - - - -21]。超过98%的供应商不使用此测量在床边22]。

脉搏血氧计体积描记器波形类似于桡动脉多普勒波形,和先前的调查提供了证据支持使用血氧计体积描记器波形数据来估计页(23- - - - - -28]。开发方法来客观地量化体积描记器波形数据是临床相关,因为它可能会提供一个非侵入性和持续评估气道阻塞的严重程度或其他生理干扰导致页。

客观的

我们的主要目标是了解体积描记器数学模型估计逆脉的生理(PEP)与% FEV1(效标效度)和改变这一标准标准(响应)在小儿急性哮喘急性加重患者的治疗。次要目标是确定的相关性与气道阻力和PEP附属肌肉使用。

方法

研究设计和研究人口

我们进入未来的便利样本对象5到17岁的医生诊断哮喘,哮喘恶化的迹象或症状,(咳嗽、呼吸困难、气短、气喘和/或胸痛),(29日),需要治疗系统性皮质类固醇(CCS)和吸入沙丁胺醇治疗由儿科急诊医学出席。环境是一个城市,学术、三级保健儿童医院急诊科(PED)。我们排除了肺炎患者的临床或影像学标准。入学时间是7点到10点工作日,大约每3理查德·道金斯周末的一天。范德比尔特大学的研究机构审查委员会批准协议和一个放弃直接的知情同意,基线变量可以之前获得知情同意的过程。

研究方案和测量

所有的研究数据收集的主要研究者(DHA)或研究助理(DJR)。首席研究员培训研究协议的研究助理,在便携式肺量测定法的性能和个人收到培训儿童肺功能技术人员。调查人员没有戴面具的研究数据在数据采集。

登记我们记录人口信息,医学历史、家族哮喘史、哮喘药物的使用、历史、哮喘症状和哮喘(吉娜)慢性哮喘控制全球倡议[16]。所有其他变量之前获得CCS(基线)和支气管扩张剂治疗和再次在CCS政府2和4小时后如果PED的主题依然。

PEP决心在基线,2和4小时时间点如下(图1)[30.]。首先,Novametrix oxypleth脉搏血氧计(Respironics Novametrix,瓦林福德,CT)被配置为输出的原始高分辨率波形来自传感器的940纳米红外(IR)信号。我们用这个原料,过滤,不光滑信号为了捕捉整个呼吸周期中变化波形形态。它数字化红外信号输入到笔记本电脑通过一个串行电缆和实时处理,专用的波形分析算法建立了为此目的而使用图形化测量和分析软件(7.1虚拟仪器,国家仪器、奥斯汀、TX)。第二,体积描记器波形,由红外信号,在100 Hz审问。然后软件算法计算曲线下面积(AUC)为每个心动周期波形下的面积有限的角度偏转从基线到回到基线。在每个连续3秒钟时间间隔最小的和最大的AUC是识别和AUC差异百分比计算(ΔAUC)。个人波形的AUC超出2 SD 180第二次移动平均被视为工件和排除在进一步的计算。我们选择了3秒钟审讯间隔,以包含一个完整的呼吸周期,因为我们期待,我们的话题将呼吸率≥20 /分钟。最后,最近的移动平均60ΔAUC(180 -交会期间)提供PEP的输出。

图1
图1

体积描记器逆脉的估计计算。1)AUC为每个心动周期计算体积描记器波形。2)ΔAUC计算连续每3秒间隔。3)PEP是ΔAUC 180秒移动平均线。

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我们应用PEP的手指血氧计传感器数据采集。受试者被要求保持手不动,不说话。这是必要的,因为未经加工的红外信号运动工件。我们收购了PEP数据至少5分钟允许PEP的图形输出稳定。PEP值在最后的这段时间被记录下来,价值表示为百分之一。

结果测量

我们使用% FEV1标准为准绳来评估PEP的诊断准确性和气道阻力和附属肌肉使用中等严重程度的措施。辅助肌肉使用被定义为任何可见的使用不等边三角形,胸锁乳突肌,胸骨上的肋间肌肉或肋下。

我们测量气道阻力使用MicroDirect MRT6000模块(微型医疗、肯特、英国)。这个测量是由肺量测定法之前,因为肺量测定法的用力肺活量演习可以暂时改变气道语气和气道阻力的措施(31日]。我们应用鼻夹和指示在支援脸颊呼吸舒适和颏下的组织和扩展颈部略(32]。5测量呼气和中值记录。设备计算%值预测受试者年龄在5到10年(%无线电侦察)使用对象的麦肯齐绝对标准和输出值11岁及以上(aRint) [33]。

我们使用MicroDirect微型接种环为% FEV肺活量计1的决心。应用鼻夹后,我们要求每个主体执行用力肺活量演习按照美国胸科学会(美国胸科协会)1994肺量测定法标准。9% FEV1计算基于努森标准(34,35]。

一些科目不能为每个审判执行3用力肺活量演习按照at标准因为急性哮喘的严重性或年轻的年龄。然而,其中的一些试验包括一个或两个动作可接受的煤层瓦斯和volume-time曲线。

肺功能测试监督委员会审查这些non-ATS试验,以确定是否有任何的数据应该包括在分析中。这个委员会包括肺生理学家和儿童肺功能实验室技术员(RRT)。每个成员记录他们的决心non-ATS试验是否应该保留基于瓦斯涌出和volume-time曲线进行分析。委员会成员对其他学科也不清楚数据和其他成员的决心。non-ATS试验如果两个独立成员保留数据分析确定应该保留它。

样本大小

我们认为0.30或更高版本的相关系数是临床相关研究的基础上,赖特和他的同事测量的PP计算高度变化的手指动脉压力监测波形与% PEF相关(r = - 0.31) (36]。样本量82例将使我们能够检测的相关系数PEP和% FEV之间0.35或更高版本1值和台端面应(β= 90%)力量和一个双边显著性水平为0.05(α= 0.05)。我们设定样本容量至少两次的计算值为了占不完整的数据。我们预期将实现必要的样本容量在12个月的时间内,选择这个登记期减少频谱偏见在季节性哮喘的病因和严重程度。

统计分析和数据管理

给出了描述性统计的意思(SD)或中值(差),是适当的。我们比较我们的研究样本病人人口年龄在5到17年的PED在研究期间的最后诊断代码493 (ICD)哮喘恶化。这个人口数据从一个数据库中提取设计主要以进行计费。虽然不是直接与我们的研究样本,这些数据将提供一个如何代表样本的总体人口会议研究入选标准。

差异、比例和相关报告为点估计,以95%可信区间(CI)为界。分析涉及气道阻力分别完成受试者年龄5 - 10(%无线电侦察)和11到17岁(aRint)年。PEP和% FEV的内部效度1PEP和气道阻力在基线评估使用皮尔逊积差相关系数。比例之间的关系变化的强度在% FEV PEP和比例的变化1或适当的气道阻力的变化评估使用的斯皮尔曼等级相关系数。PEP和附属肌肉使用之间的关系(存在/不存在)是研究在两个方面。首先,逻辑回归模型使用广义估计方程占重复措施被用来评估主题PEP和附属肌肉使用之间的关系,调整时间和任何相互作用可能与活力的变化。第二,Wilcoxon等级和测试在每个时间点,以确定是否使用PEP的分布值之间的不同与辅助肌肉使用和那些没有。

所有分析R, 2.8.1发布版本(37]。研究数据管理使用搬运工电子数据捕获(研究)电子数据库38]。我们有报道所有25个清单项诊断标准报告的准确性(标准)倡议,包括流程图(图2)明确招聘和研究主题的实现。此外,我们包括所有数据,包括可能的异常值,统计分析。我们验证的数据符合所有假设所使用的统计方法。

图2
图2

确定研究对象。

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结果

描述性统计

在招生期间(2008年6月8日到6月7日,2009),我们招募了249名受试者在这项研究中,219名调查对象包括进行分析(表1和图2)。没有主题经历了不良事件的参与学习。受试者的年龄、性别和种族类似于所有患者年龄在5到17岁的呈现给我们的PED的哮喘恶化在研究期间(表1)。平均呼吸率(差)是24个/分钟(21)基线,24个/分钟(20-27)2小时和24 /分钟(4)第21到26小时。学科研究的数量下降的时间点(表2和4小时2)作为受试者出院或住院。PEP改善之间的基线和2小时(平均38%和35%),% FEV与改善1(平均61%和69%),但这些改进组中没有明显的剩余4小时(PEP平均38%;% FEV1中值63%)。类似的模式指出气道阻力。肺功能这些措施表明,剩下的科目的子集在之后的时间点PED的改进更慢或不。

表1主题和研究人口人口和临床特点
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表2预测和结果变量的测量
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对结果的措施

PEP和% FEV之间的相关性1和气道阻力包括在表中3并以图形方式显示在图3。相关的置信区间与% FEV PEP1在基线和比例的变化随着时间不跨越0。这些相关性表明PEP的内部效度值和标准的首要标准。统计上显著的PEP和气道阻力之间的相关性被发现在基线但不是这些变量随时间的变化。

表3体积描记器估计的相关性与% FEV逆脉的生理机能1和气道阻力
全尺寸表
图3
图3

体积描记器的相关性的估计与% FEV奇脉1在基线和气道阻力。在每个面板水平轴的体积描记器估计逆脉(PEP)表示为%。垂直轴FEV预测百分比值1和气道阻力(5到10岁)和绝对值(kPa / L / s)气道阻力(11到17岁)。

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使用逻辑回归模型广义估计方程被用来评估辅助肌肉使用和激励之间的关系,调整时间。有统计上显著的增加PEP协会和辅助肌肉使用(或1.16,95% CI, 1.11 - 1.21, P < 0.0001)。此外,该模型表明,这种关联在不同时间所看到的显著的交互作用(P < 0.0001)。然而,这个结果应该被谨慎地考虑到少数受试者留在PED, 4小时测量PEP和附属肌肉都使用(n = 9)。Wilcoxon等级和测试也用于评估PEP附属肌肉使用之间的关系在每一个时间点。测试结果为每个时间点在基线组显著(P < 0.0001)和2小时(P = 0.006),但不是在4小时(P = 0.28)。这个协会是没有统计上显著的4个小时可能是由于小样本大小在那个时间点(n = 57)。

讨论

我们发现使用量化脉搏血氧计体积描记器波形数据(PEP)、连续、实时和effort-independent测量,与% FEV1(效标效度,r = -0.44) % FEV以及适当的变化1第一个2和4小时以上(响应性,r = - 0.31和- 0.38)PED急性哮喘治疗。这优于赖特和同事估计的结果页基于波形高度的变化与% PEF,发现相关(r = - 0.31)36]。在我们的调查,我们利用% FEV1被广泛接受的标准,标准的急性哮喘严重程度,除了中等严重程度的措施。我们注意到PEP和气道阻力位在基线之间统计上显著的相关性但不是随着时间的推移,和PEP和附属肌肉之间使用基线和随着时间的推移。

本研究的局限性。首先,三个结果的措施可能不会完全反映肺功能,尤其是在患者显著的呼吸窘迫。肺量测定法是高度依赖。尽管我们确定每个测试的有效性ATS标准和审查的煤层瓦斯循环,一些科目可能没有表现良好由于呼吸窘迫或年轻的年龄。此外,%预测值的无线电侦察年龄在5到10岁的儿童来自小样本(n = 236)的四个种族的健康儿童和结果可能不是一个有效的措施33]。第二,原始的,未经过滤的,不光滑必须使用红外线光信号进行波形分析,为了充分捕捉AUC可变性估计页。运动工件是可能的,和信号稳定方法可被用于最小化工件。第三,离群值(图3),可能从运动工件或个体差异在生理活动影响PEP。这些异常值的影响是降低PEP的相关性结果的措施。第四,我们编程软件来计算ΔAUC通过识别最小的和最大的AUC连续3秒钟时间间隔。如果这个时间间隔短于呼吸周期,计算PEP会低估页;逆将如果间隔比呼吸周期长。前者似乎运用整体因为中位数呼吸在基准利率25个/分钟和24在2和4小时/分钟。我们认识到需要纳入这种进化技术呼吸速率检测的方法,将允许控制的审讯时间间隔更精确地呼吸循环。最后,PEP很少变化,% FEV1和无线电侦察从0到2到4小时。这也可能因为这些学科的剩余的PED 2和4小时最低限度提高的原因没有被释放,因此,PEP作为一个整体几乎没有变化。

结论

这项研究的结果表明,PEP在儿科患者效标效度和响应性急性哮喘发作。将这一技术整合到现代脉搏血氧仪可以提供临床医师提高参数来进行临床评估哮喘严重程度和对治疗的反应,尤其是在病人无法进行肺量测定法,因为年轻的年龄或疾病的严重性。它还可能使其他疾病的早期识别和改进管理导致高架奇脉。

作者的信息

阿诺德博士副教授儿科急诊医学,梦露卡雷尔Jr .)在范德比尔特大学的儿童医院。詹金斯女士是生物统计学家三世,生物统计学。Hartert博士是副教授,医学部门,分工过敏,肺和危重病医学。所有的作者都在范德比尔特大学医学院,纳什维尔,TN,美国。

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出版前的历史

下载参考

确认

这项研究是由美国国立卫生研究院(格兰特K23 HL80005-01A2](阿诺德博士),[NCRR UL1 RR024975](范德比尔特CTSA目前/搬运工数据库),和NIAID [K24 AI77930] (Hartert博士)。

作者信息

从属关系

  1. 儿科、急诊医学、范德比尔特大学医学院的纳什维尔,TN,美国

    唐纳德·H·阿诺德

  2. 生物统计学、范德比尔特大学医学院的纳什维尔,TN,美国

    凯西的詹金斯

  3. 医学系的,过敏,肺和危重病医学,范德比尔特大学医学院的纳什维尔,TN,美国

    蒂娜V Hartert

  4. 哮喘研究中心,范德比尔特大学医学院的纳什维尔,TN,美国

    唐纳德·H V Hartert Arnold &蒂娜

作者
  1. 唐纳德·H·阿诺德
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  2. 凯西的詹金斯
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  3. 蒂娜V Hartert
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相应的作者

对应到唐纳德·H·阿诺德。

额外的信息

相互竞争的利益

DHA持有专利相关的方法评估本研究中描述的奇脉。

CAJ没有利益冲突的披露。经没有利益冲突的披露。

作者的贡献

DHA的设计研究,招收对象是主要的作者的手稿。CAJ进行了统计分析,协助撰写统计分析和数据管理结果和讨论部分。经阴道辅助研究设计和辅助写作手稿。阅读和批准所有的作者都最后的手稿。

作者提交的原始图像文件

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权利和权限

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再版和权限

关于这篇文章

引用这篇文章

阿诺德、D.H.,Jenkins, C.A. & Hartert, T.V. Noninvasive assessment of asthma severity using pulse oximeter plethysmograph estimate of pulsus paradoxus physiology.BMC Pulm地中海10日,17 (2010)。https://doi.org/10.1186/1471 - 2466 - 10 - 17所示

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  • DOI:https://doi.org/10.1186/1471 - 2466 - 10 - 17所示

关键字

  • 气道阻力
  • 哮喘恶化
  • 急性哮喘
  • 急性哮喘严重程度
  • 辅助肌肉

BMC肺药

ISSN: 1471 - 2466

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