婴幼儿功能残气量的预测模型构建与评价

重庆医科大学附属儿童医院儿科研究所，儿童发育疾病研究教育部重点实验室，儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地，儿科学重庆市实验室，重庆医科大学附属儿童医院呼吸中心（400014）

夏林莺 刘 莎 龚财惠 符 州△

婴幼儿功能残气量的预测模型构建与评价

重庆医科大学附属儿童医院儿科研究所，儿童发育疾病研究教育部重点实验室，儿童发育重大疾病国家国际科技合作基地，儿科学重庆市实验室，重庆医科大学附属儿童医院呼吸中心（400014）

夏林莺 刘 莎 龚财惠 符 州△

目的 应用婴幼儿体描仪测定功能残气量（plethysmographic functional residual capacity，FRCp），建立国内婴幼儿（≤2.5岁）的预计公式。方法 采用德国JAEGER婴幼儿体积描记（简称体描）仪对来自重庆医科大学附属儿童医院整形及泌尿外科的73名年龄范围在11.61-125.13周的婴幼儿，进行功能残气量的检测。分析婴幼儿肺功能相关影响因素，建立FRCp的多元线性回归模型。并将该模型与国外相关模型进行对比。结果 多元线性回归分析显示，影响婴幼儿FRCp的主要变量是年龄和性别（p＜0.05），其模型为：FRCp＝91.37+1.29×A+22.03×S；预计公式模型比较后显示，本研究的FRCp模型及Nguyen TT的模型对本研究群体有较好的适用性。结论 本次研究建立的婴幼儿体描仪测定的功能残气量的预计公式及Nguyen TT的预计公式适用于中国西南地区2.5岁以下儿童的FRCp预测，为呼吸系统发育评估和疾病诊治提供了参考。该公式在中国其他地区的适用性有待进一步证实。

婴幼儿体积描记仪 功能残气量 多元线性回归

婴幼儿时期是肺与呼吸道的发育高峰期，亦是呼吸道疾病的高发期，安全准确地检测其肺容量对于婴幼儿肺发育情况的评估、疾病的诊断、病情严重程度的判断，临床疗效的评价，疾病预后以及呼吸生理的研究均具有重要意义［1-2］。

我国常用的婴幼儿肺功能检测为潮气呼吸检测，但其不能直接评估肺容积大小。目前，婴幼儿时期唯一可测的肺容量指标是功能残气量（functional residual capacity，FRC）。体积描记（plethysmography，简称体描）法是检测FRC的金标准，婴幼儿体积描记仪（baby body plethysmography）能测定身长≤90 cm婴幼儿的FRC，因而弥补潮气呼吸检测的不足。

美国胸科协会（American Thoracic Society，ATS）和欧洲呼吸协会（European Respiratory Society，ERS）相继颁布了一系列关于婴幼儿体描测试仪器和操作方法的指南［3-7］，但目前仍缺乏适用于中国体描指标的相关正常参考值或预计值公式，由于种族和地区的差异，国外的体描指标的预计公式是否适合中国的婴幼儿，有待进一步确证。因此，本次研究通过分析婴幼儿肺功能的影响因素（年龄、性别、体重和身长）［4，8-10］，探索性地建立婴幼儿体描仪测定的功能残气量（plethysmographic functional residual capacity，FRCp）的预计值公式。

材料与方法

1.研究对象

2014年4月到2015年7月，在重庆医科大学附属儿童医院的整形外科和泌尿外科收治的89名2.5岁以下婴幼儿（男性51人，女性38人），均来自我国西南地区（包括重庆、四川、云南和贵州）。所有研究对象均无先天性肺疾患，所患疾病不影响肺功能，如手足畸形、隐睾。研究对象的父母均为中国人，平时无反复呼吸道感染且在肺功能检测前3周内无上呼吸道感染史，家族中无哮喘等过敏性疾病家族史，家庭中无吸烟者。本研究获得了重庆医科大学附属儿童医院伦理委员会审批，且检测前均征得患儿家属的知情同意。

2.测量方法

检测方法：用德国 JEAGER公司生产 Master-Screen Babybody Plethysmograph（CareFusion Germany 234 GmbH，Höchberg，Deutschland）进行测定。①检查前，常规记录性别、出生年月，依照卫生部门对于三岁以下婴幼儿常规测量的操作规范，对小儿的身长及体重进行测量；另外，镇静药物选用10%水合氯醛，口服0.5ml／kg，清除鼻咽部分泌物，使小儿仰卧于体描箱操作平台上、颈部稍向后伸展，使呼吸道通畅，通过潮气呼吸检测辅助判断睡眠情况，待其安静睡眠后，开始功能残气量的测定；②测定时，每次气流阻断前至少记录5次完整的呼吸；测量过程中，气道阻断前后呼气末水平的变化百分比（d-EEL%）作为判断面罩周围是否漏气的参数。③质控：当d-EEL% ＞10%时，提示存在漏气，则该次FRC的测量值不可用于后续的分析；箱压-口压图平行于对角线，若出现严重扭曲提示声门关闭，则该图形对应的测量结果不进入后续分析；每位婴幼儿需至少有两次FRCp的有效测量结果，三次有效测量结果之间的差异应控制在0～10%之间，仅有两次测量结果的差异应控制在0～5%之间。

3.测量参数

①身长（L）；②体重（W）；③体描仪测量的功能残气量（FRCp）。

4.统计学处理

以功能残气量的实测值作为方程的因变量，以性别（S）、年龄（A）、身长（L）、体重（W）为自变量，作多元逐步回归，建立线性多元回归方程。变量选择阈值设定为入选变量p＜0.05，剔除变量P＞0.10，方程中自变量个数相同时以拟合方程的决定系数R2值最大为最佳预计方程。同时依据本研究的原始数据采用文献报道的方程模型形式，重新构建了相应的新预计方程。将本研究构建的方程与国外文献中相应年龄范围的正常婴幼儿体描方法检测的功能残气量的方程以及以本研究数据构建的新模型进行比较，并采用相对预测误差（%）＝|预计值-实测值|／预计值×100%的平均值，以评价各预计公式的优劣。所有数据均采用SPSS18.0分析。

结 果

1.测量指标

2014年4月到2015年7月于我院整形外科及泌尿外科收治的2.5岁以下婴幼儿89名，其中5人镇静失败，4人仅有两次测量结果且测量结果之间的差异大于5%，2人箱压-口压图明显扭曲，5人仅有一次有效结果。最终有效测量73名（男45人，女28人），其中小于6月龄的患儿7人，6月龄～12月龄患儿21人，12月龄～24月龄患儿40人，＞24月龄患儿5人。基础信息及各项测量信息见表1。

表1 73名婴幼儿年龄分布与测量指标的分布

2.模型构建

年龄、身长、体重与FRCp的Q-Q图见图1，图形散点基本上分布在对角线上，满足回归分析建模条件。

图1 Q-Q图

分别以性别、年龄、身长和体重为自变量，以FRCp为因变量，进行直线回归分析，建立4个直线回归模型，结果显示性别、年龄、身长和体重与FRCp有明显关联关系。进一步采用逐步回归分析方法筛选变量，入选变量标准为p＜0.05，剔除变量标准为P＞0.10。最终年龄和性别进入模型，分析结果见表2。

3.FRCp实测值与文献报道的模型的比较

以本研究的原始数据依据国外的方程模型形式构建相应的新的预计方程后，将本研究构建的方程与国外文献中的方程以及以本研究数据构建的新模型进行比较。

表2 73例婴幼儿功能残气量回归分析结果

表4 文献报道的FRCp预计公式比较分析

讨 论

本次研究中，通过体描仪对平静自主呼吸状态下婴幼儿的肺功能进行测定，并结合影响肺功能发育的相关因素建立了多元回归模型。可为我国婴幼儿肺部疾病的临床评估提供参考标准。

肺功能正常的婴幼儿FRCp环由多条斜率直线围绕标准斜率直线走行，图形为密闭的。在今后的研究中可对典型的阻塞性肺功能障碍的患者的功能残气图进行采集，从图像特点上分析阻塞情况。

在构建预计公式时，为了便于对最终结果的解释，未对自变量作变量变换或对变量作乘积，以保证公式中不会出现同一变量的不同形式，或出现任意两个高度相关的变量。从本研究的预计公式可知，婴幼儿功能残气量与年龄呈正相关；FRC是由胸廓向外和肺向内的弹性回缩力的平衡位置决定的，是评估婴幼儿肺发育的重要指标［7］。成人仰卧位时FRC占成人总肺容积的30%～35%，新生儿由于胸壁顺应性高，FRC较小，仅占总肺容积的10%～15%［11］。因此随着年龄的增长，FRC逐渐增大。关于性别对功能残气量的影响，其原因可能是由于男性的功能残气量高于女性［12］，也可能是由于研究样本中男性的年龄大于女性17.06（95%CI 6.00～28.12），导致最终的公式中存在性别差异。所以FRCp是否存在性别差异，仍需进一步扩大样本量，对数据进行收集、分析和验证。

通过与国外报道的体描法测定的肺功能预计公式进行比较后，发现Nguyen TT［8］于2013年所报道高加索人种的预计公式对本次研究的肺功能指标有较好的适用性，且其研究中收集了98例年龄跨度在2.6～104.7周的婴幼儿，与本次研究的年龄范围相近，进一步以本研究的原始数据依据文献中的模型形式构建方程，发现其预计结果与实测值差异最小，且校正R2最大。ATS／ERS建议［4］各个肺功能室根据自己的实际情况，测定适合自己种族或地区的正常参考值，或设立正常对照组来做疾病研究，因此本报道中的预计公式及以Nguyen TT［8］为模型构建的新模型更适用于中国尤其是西南地区婴幼儿FRCp的临床判断。

本次研究建立的婴幼儿体描仪测定的功能残气量的预计公式适用于中国西南地区2.5岁以下婴幼儿的FRCp预测，为呼吸系统发育评估和疾病诊治提供了参考。本文仍存在一些问题，如性别差异，男性多于女性，且年龄大于女性，年龄组别的人数不均等等，需进一步纳入样本，均衡组间及年龄组别间的差异。由于本研究为单中心研究，收入的样本主要来自中国西南地区，其在中国其他地区的适用性有待进一步证实。

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Predictive Modeling and Evaluation for Plethysmographic Measurements of Functional Residual Capacity in Infants and Young Children

Xia Linying，Liu Sha，Gong Caihui，et al.
（Department of Pediatric Research Institute，Children′s Hospital of Chongqing Medical University，Ministry of Education Key Laboratory of Child Development and Disorders，China International Science and Technology Cooperation Base of Child Development and Critical Disorders，Chongqing Key Laboratory of Pediatrics，Center of Respiratory Medicine，Children′s Hospital of Chongqing Medical University（400014），Chongqing）

Objective To develop reference equations for plethysmographic function residual capacity（FRCp）in Chinese infants and young children during the first 2.5 years of life.Methods FRCp were measured using the Jaeger Baby body system with standardized protocols.73 Chinese infants（age：11.61-125.13w）were recruited from plastic surgical department and urology surgical department of pediatrics at Children′s Hospital of Chongqing Medical University.Reference equation of FRCp was built using multiple regression model.Comparison of application among various foreign equations in our data was assessed.Results Reference equations adjusted for age and sex were built，shown as FRCp＝91.37+1.29×A+22.03×S；the comparison results suggested that our predictive equation are more applicable to children from Southwest China.Conclusion The current equations are applicable in Southwest China to children up to 2.5 years old，using the same commercially available equipment，which facilitating the clinical interpretation of lung function in infants and young children.The extent to which these equations are applicable to infants and young children for other parts of China needs further investigation.

Baby body plethysmogrpahy；Functional residual capacity；Multiple regression

△通信作者：符州，Email：fu_zhou7979＠sina.com

郭海强）