中国脉冲振荡肺功能正常参考值分析

梁知遇 简文华 谢燕清 郑劲平 高怡

广州医科大学附属第一医院 广州呼吸健康研究院 国家呼吸系统疾病临床医学研究中心/呼吸疾病国家重点实验室510120

通信作者：高怡,Email:misstall2@163.com

脉冲振荡肺功能 (impulse oscillometry,IOS)仅要求受检者潮气呼吸,通过电脉冲叠加在受检者静息呼吸上,从而计算出不同成分的呼吸阻抗(黏性阻力、弹性阻力和惯性阻力)[1-2],分析气道的生理功能。该方法补充了常规肺通气功能检查不足,为无法进行用力肺量计测试患者提供了一项可行性高的客观呼吸生理检查手段。

目前国内大部分医院诊断使用欧洲的Lechtenboerger预计值方程式,该方程式选取1991～1992 年当地埃尔福特成年人口作为样本(包含吸烟者),样本年龄和性别分布不均衡,预计值方程具有一定局限性。IOS报告的准确解读需要合适种族人群的正常参考值,但至今我国尚缺乏大样本量的正常参考值。本研究将汇总分析我国近20年有IOS的期刊数据,初步评估我国健康成人及儿童呼吸阻抗的范围。

1 资料与方法

数据采集检索中文数据库：万方数据库和中国期刊全文数据库,英文数据库：Pub Med。检索时间均由1997年1月1日至2017年12月31日。中文检索关键词包括：“脉冲振荡”“IOS”“肺功能”“正常值”;英文检索关键词包括： “impulse oscillometry”“IOS”“Chinese”“China”。通过关键词的不同组合形式全面检索我国所有IOS研究文献。中文数据库检索公式分别为：(1)脉冲振荡+肺功能;(2)IOS+肺功能;(3)脉冲振荡+正常值;(4)IOS+正常值。英文数据库检索公式分别为： (1)impulse oscillometry; (2)impulse oscillometry+Chines;(3)impulse oscillometry+China;(4)IOS+Chines; (5)IOS+China。同时,查阅收集纳入文献的参考文献。通过精读每一篇文献,去除有低质量问题的文献,纳入符合要求文献中我国健康成人及儿童各呼吸阻抗数值,汇总统计并初步估算正常IOS参考值范围。

筛选标准文献初步排除标准如下：非医学类文献;非论著性文献,如综述、会议论文以及学位论文;动物实验研究;研究对象非中国人。

2 结果

2.1 文献检索情况 通过上述关键词不同组合形式检索我国近20年以来相关的IOS研究,根据上述排除标准,初步筛查结果为：中文数据库文献共300篇,英文数据库文献共16篇。最终纳入59篇文献进行统计分析,其中健康儿童22篇,健康成人37篇,具体筛选纳入文献步骤见图1。

2.2 健康成人及健康儿童IOS值统计结果 纳入37篇包含4 507例18～82岁健康成人IOS正常值的研究,归纳统计健康成人的呼吸总阻抗 (Zrs)为(0.380±0.093)k Pa·L-1·s-1、总气道阻力(R5)为 (0.346±0.099)k Pa·L-1·s-1、中心气道阻力(R20)为(0.296±0.077)k Pa·L-1·s-1、周 边 气 道 阻 力 (R5-R20) 为 (0.059 ±0.049)k Pa·L-1·s-1、 弹 性 阻 力 (X5) 为(-0.108±0.045)k Pa·L-1·s-1、响应频率(Fres)为(12.721±2.987)Hz(表1)。

图1 健康人群文献筛选流程

纳入22 篇包含3 336例1.3～14 岁健康儿童IOS正常值的研究,归纳统计健康儿童的Zrs为(0.768±0.196)k Pa·L-1·s-1、R5 为 (0.729±0.175)k Pa· L-1·s-1、R 2 0 为(0.537±0.151)k Pa·L-1·s-1、R 5-R 2 0 为(0.177±0.264)k Pa· L-1·s-1、X 5 为(-0.231±0.095)k Pa·L-1·s-1、Fres 为 (17.045 ±3.633)Hz(表2)。

2.3 健康儿童与健康成人IOS值的差异 将2.2健康成人与健康儿童的IOS值行两独立样本T 检验,发现健康儿童各项指标均有统计学意义 (P值均＜0.05),见表3。

2.4 健康成人IOS值在不同地理区域的异常 按照中国地理区划统计,我国分为华东地区、华南地区、华北地区、华中地区、东北地区、西北地区、西南地区。由于无华中地区文献纳入,将健康成人IOS分为除华中地区外的六大区域统计分析,分析各地域健康成人IOS正常值范围及其差异,见表4。

3 讨论

本研究通过关键词及相关检索公式初步检索,共检索出中文数据库期刊文献300篇、英文数据库期刊文献16篇。研究者精读每一篇初筛文献,排除无正常人IOS 值以及质量较低的参考文献,最后纳用59篇 (其中健康儿童22篇,健康成人37篇)文献进行分析。存在一搞多投、无单位或者单位不一致、数据偏倚过大(如电抗数值为正值、少部分文献呼吸阻抗与其他文献相差10倍以上等)、年龄分布不详文章均认为质量较低文章,为了减少研究偏倚均予以排除。

纳入文献中除张晓战等[38]研究给出各年龄段IOS正常值外,其余文献年龄分段不明确,无法将青年人、中年人、老年人群IOS正常值分别进行统计分析。成人正常值中IOS 各指标与身高关系最密切,各指标(除X5外)随年龄的增长变化不大,周边弹性阻力可大致反映肺的顺应性[17,34-35,38]。由于成人生长发育成熟,身高变化不大,所以成人的IOS数值较儿童稳定[62-64]。

国内外不少研究提出欧洲Lechtenboerger预计值方程式具有一定局限性,适用性有限[62-68]。本研究中健康成人R5、R20数值高于澳大利亚健康成人[69],X5 正常值稍低于澳大利亚健康成人;Aarli等[70]研究中挪威健康成人R5、R20、X5 及Fres正常值均高于本研究,不同种族之间IOS正常值有一定差异。由于未纳入华中地区文献,按照地域分区成人IOS 正常值分为华东地区、华南地区、华北地区、东北地区、西北地区、西南地区六大区域统计分析,除了华东地区与华北地区,华东地区、华北地区、东北地区与西南地区,华南地区与东北地区,华南地区、东北地区与西北地区部分IOS值差异无统计学意义外,余各地域IOS 的各指标正常值比较差异均有统计学意义 (P 值均＜0.05),可能与空气质量、海拔高度等不同有关。

不同于成人,研究发现儿童的呼吸阻力和阻抗随身高和年龄生长发育而下降,呼吸电抗则随生长发育而负值降低,提示气道阻力具有频率依赖性[41,52,65-66]。郑劲平等[41]和艾涛等[52]分别对受检儿童按身高的不同分组,每组由于身高受试者的人数不多,部分身高分组存在差异,统计结果可能出现代表性不高和偏倚大等问题,所以并未对身高分组IOS正常值进行统计分析。曹玲等[43]、冯占伟等[47]、易阳等[48]以及吴允萍等[54]分别对不同年龄段儿童IOS正常值做出分析,由于各研究年龄分组不一致,无法进行统计分析。对比Amra等[65]研究,我国健康儿童R5和X5正常值高于伊朗健康儿童,Klug 等[66]研究中Zrs、R5、X5 和Fres值都较本研究高;差异的存在可能与种族有关或者是不同地区儿童生长发育不同,也可能与入选受试者的年龄范围不同有关,该研究正常值的儿童年龄范围为2～14岁,而Amra等[65]和Klug等[66]选取的研究对象年龄范围分别为5～19 岁和2～7 岁。由于无法将儿童IOS正常值通过年龄或身高进行分组统计分析,本研究仅将儿童IOS 初步进行汇总分析,与实际不同年龄段或身高水平儿童参考值可能存在一定差异,亦是本研究存在的局限性。

表1 成人脉冲振荡肺功能正常参考值纳入文章基本情况

目前广泛使用的欧洲Lechtenboerger预计值方程式并不适用于我国健康人群的评估,特别是儿童。健康儿童与健康成人IOS正常值对比,健康儿童所有IOS 正常值均明显高于健康成人,原因在于成人的呼吸道直径比儿童大,并且成人的肺容量和肺功能发育完善。特别是学龄前儿童,由于其理解和配合能力欠佳,往往无法完成常规肺功能检查,该时期同时也是呼吸系统疾病的高发年龄如支气管哮喘[71],这些疾病无法通过影像学确诊,所以IOS检查在学龄前儿童疾病的判别中起了重要的地位[62]。

不少研究表明IOS检查较常规肺功能对早期诊断气道疾病 (尤其小气道病变)有较高的敏感度,对临床早期干预治疗疾病有重要意义[72-73]。我国相关研究的IOS正常值预计值公式并无大范围推广,原因在于不同地区IOS正常值有一定差异性。本研究仅通过检索提取我国IOS 研究中正常人IOS值统计分析,由于无原始数据,可能存在一定误差。另一方面,本研究通过严格的筛查,纳入数据偏倚度小,纳入样本量及人群地域及年龄分布较广,对中国健康人群IOS 正常值的界定有一定参考意义。

表2 儿童脉冲振荡肺功能正常参考值纳入文章基本情况

表3 健康成人与健康儿童脉冲振荡肺功能正常值的比较

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突

表4 各地域健康成人脉冲振荡肺功能正常值

注：与华东地区比较,aP ＜0.05;与华南地区比较,bP ＜0.05;与华北地区比较,cP ＜0.05;与东北地区比较,dP ＜0.05;与西北地区比较,eP ＜0.05;与西南地区比较,fP ＜0.05

地域 呼吸总阻抗例数 数值(kPa·L-1·s-1,x-±s)总气道阻力例数 数值(kPa·L-1·s-1,x-±s)中心气道阻力例数 数值(kPa·L-1·s-1,x-±s)华东地区 186 0.306±0.090bdef 560 0.292±0.110bde 560 0.246±0.091bde华南地区 211 0.415±0.142acdf 1 636 0.375±0.095acdef 1 636 0.323±0.082acdef华北地区 62 0.328±0.082bde 112 0.304±0.069bde 112 0.258±0.069bde东北地区 120 0.366±0.912abcef 120 0.334±0.087abcf 120 0.282±0.076abcef西北地区 1 232 0.411±0.08acdf 1 232 0.349±0.107abcf 1 232 0.295±0.063abcdf西南地区 550 0.333±0.097abde 357 0.292±0.078bde 357 0.250±0.069bde F 值 228.80 87.38 120.60 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001地域 周边气道阻力例数 数值（kPa·L-1·s-1，x-±s）弹性阻力例数 数值（kPa·L-1·s-1，x-±s）响应频率例数 数值（Hz，x-±s）华东地区 384 0.047±0.034bdcef 450 -0.085±0.045bdef 418 10.321±3.838bdef华南地区 1 636 0.057±0.047acdef 1 636 -0.109±0.042acef 1 636 11.901±2.884acdef华北地区 32 0.031±0.032abde 92 -0.085±0.039bde 30 10.100±1.800bdef东北地区 100 0.060±0.030abcef 120 -0.099±0.036ace 100 12.850±3.110abce西北地区 1 199 0.072±0.059abcdf 1 232 -0.124±0.041abcdf 1 125 14.858±2.805abcdf西南地区 297 0.038±0.023abde 417 -0.093±0.065abe 245 12.300±3.061abce F 值 36.03 71.78 197.70 P 值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

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