β角与VBE、VBE/FVC在评估儿童呼气爆发力方面的一致性分析

张艳丽 师红可 代富力 苏爱芳 王秀芳 张艳 郑月红 蔡春玲

临床最常用为最大用力呼气流量-容积(maximum expiratory flow-volume，MEFV)曲线法检测肺功能[1]。用于判定MEFV曲线起始的质控参数包括外推容积(backward extrapolated volume, VBE)及外推容积/用力肺活量(forced vital capacity, FVC)。对于14岁以上儿童，当VBE<0.15L或VBE/FVC<5%则提示MEFV曲线符合起始标准[2]。VBE需在FVC完成后计算，如测试不合格，一定程度消耗了测试者的体力。β角是近年发现的一个新指标，可评估测试者呼气爆发力及MEFV曲线起始质量[3]。与VBE、VBE/FVC相比，β角在呼气早期即可判断MEFV曲线起始质量，检测不理想可及时停止，避免受试者消耗体力而导致检测准确性下降。目前关于β角的研究主要在成人，而其在儿童肺功能质控方面的价值尚不明确。此外，关于β角与VBE、VBE/FVC在评估儿童呼气爆发力方面的一致性研究尚未见报道。

资料与方法

一、一般资料

选取2018年1月至2020年8月在郑州大学第三附属医院、洛阳市妇幼保健院及漯河市第二人民医院行常规通气肺功能检测的140名学龄期(6～14岁)哮喘儿童和同年龄段行常规体检肺功能检测的108名正常儿童作为研究对象。本研究中的哮喘儿童既往未行规范化抗哮喘治疗，无哮喘以外可影响肺功能的其他疾病，其诊断标准参考2019年全球哮喘防治创议( globalinitiative for asthma，GINA)和2016年儿童支气管哮喘诊断与防治指南[4-5]。正常儿童入选标准：(1)近4周无相关呼吸系统症状，如咳嗽、喘息、呼吸急促和胸闷等；(2)无哮喘和家族性哮喘的病史；(3)无其他可导致肺功能异常的相关疾病。本研究获得郑州大学第三附属医院医学伦理委员会的批准(伦审编号：2020医伦审第18号)及研究对象父母的知情同意。

二、常规肺功能测定

根据美国胸科学会/欧洲呼吸学会(ATS/ERS)标准[6]，采用德国Jaeger公司生产的肺功能仪器(Type Master Screen IOS, Made in Germany)进行肺功能检测。受试者准备参照儿童肺功能系列指南[7]。在检测过程中，受试者应根据肺功能专业技师相应口令进行呼吸，至少重复测量3次(最高不超过8次)，取最佳值。记录参数VBE及VBE/FVC。此外，三家医院肺功能技师均参加全国肺功能协作组培训并获得相应证书，保证了肺功能检测及报告判读的一致性。本研究中儿童VBE<0.12L或VBE/FVC<4.97%提示该曲线为高质量曲线[8]。

三、β角的测量

β角的测量参照Lian等的研究[3]。具体操作：提取上述肺功能检测中选取的最佳报告中的MEFV曲线，由同一研究人员应用Adobe Illustrator CS5 2010软件进行操作。从原点作MEFV曲线上升支的切线，切线与X轴的夹角即为β角。β角≥80°提示该曲线为高质量曲线[3](见图1)。

图1 β角测量示意图注：Y轴为呼气流速，X轴为呼出气体容积；图中β角为82.9°

四、统计学分析

结 果

一、两组儿童一般情况及各参数比较

本研究共纳入248名学龄期儿童，其中正常组儿童108名(男68.5%，女31.5%)，哮喘组儿童140名(男70.7%，女29.3%)。两组儿童在性别、年龄、身高及体重方面均无统计学差异(P>0.05)。正常组儿童的β角、VBE及VBE/FVC均显著大于哮喘组，差异有显著统计学意义(P<0.01)(见表1)。

二、β角、VBE及VBE/FVC在MEFV曲线起始段质控的一致性评价

通过Kappa一致性检验，本研究分别对正常组和哮喘组的β角与VBE、VBE/FVC进行一致性评价。正常组的β角与VBE、VBE/FVC的Kappa值分别为0.122、0.103；而其在哮喘组分别为0.005、-0.010。此外，为增加一致性检验样本量，我们将248名儿童肺功能中的β角与VBE、VBE/FVC再次进行一致性评价，其Kappa值分别为0.025、0.009(见表2)。

表2 β角、VBE及VBE/FVC在MEFV曲线起始标准质控一致性评价

此外，本研究分别以VBE及VBE/FVC为金标准，对不同分组中β角诊断高质量曲线的敏感性、特异性及准确性进行分析(见表3)。

表3 不同分组中β角诊断高质量曲线的诊断效能评价

三、不同分组中β角与VBE、VBE/FVC的相关性分析

图2为不同分组中β角与VBE、VBE/FVC的分布情况。由图中散点分布可知，无论在正常组还是哮喘组，β角与VBE、VBE/FVC均呈负相关(P<0.01)。在正常组，β角与VBE呈高度相关，与VBE/FVC呈中度相关；而在哮喘组中，β角与VBE、VBE/FVC均呈低度相关(见图2)。

图2 不同分组中β角与VBE、VBE/FVC的相关性分析注:(|r| ≥ 0.8时，可认为两变量间高度相关；0.5 ≤ |r| <0.8时，可认为两变量间中度相关；0.3 ≤ |r| <0.5时，可认为两变量间低度相关；0 ≤ |r|<0.3时，可认为两变量相关程度弱。)

讨 论

常规肺功能检查是评估呼吸系统疾病的必要手段，常用于检测呼吸道通畅程度，早期识别肺部及气道病变，评估病情严重程度及预后。此外，肺功能检查还可用于术前评估及常规体检[9]。而完成上述内容的前提是肺功能检测需准确反映肺部情况，检测报告准确可靠，这就要求常规肺功能测定程序标准化及质控严格化[10]。本研究就新近提出的MEFV曲线起始段质量评价指标——β角与既往评估呼气爆发力的指标VBE、VBE/FVC进行一致性评价，探究β角能否用于评估学龄期儿童肺功能的呼气爆发力。

本研究发现哮喘组儿童β角显著小于正常组，这可能是由于β角作为MEFV曲线上升支的切线角，在呼气早期部分切线与MEFV曲线重合，使其在一定程度上反映呼气流速的变化。哮喘儿童存在的气道阻塞可造成呼气流速的变化。因此，哮喘组的β角较正常儿童偏小，表明β角可能在学龄期儿童哮喘诊断方面存在一定的价值。在VBE及VBE/FVC的比较中，哮喘组儿童VBE和VBE/FVC显著小于正常组，这与既往的研究一致[11]，原因可能是当哮喘患儿进行肺功能检测时，肺功能技师对于质控的把控更严格。

β角作为评估MEFV曲线起始质量的新指标，不但直观且易于测量，同时可避免受试者因多次测量而导致的疲劳，从而保证测试的准确性。儿童因年龄小，容易与技师主观配合度欠佳而需多次进行测量导致肺功能结果不准确。因而，β角可能是儿童较为理想的反映呼气爆发力的肺功能质控指标。目前β角在儿童肺功能质控中的价值尚不明确，且未见其与VBE、VBE/FVC的一致性研究。本研究采用Kappa进行一致性检验，发现在正常组和哮喘组中，β角与VBE、VBE/FVC的一致性均微弱，推测其可能受三方面因素的影响：一方面是由于成人与儿童的生理性差异。既往的研究表明儿童较难达到适用于成人的质控标准[12-14]，因此β角≥80°作为成人标准，将其应用于儿童可能不合适，需要进一步探究适用于儿童β角的质控标准。另一方面可能与患儿疾病状态相关。尽管正常组和哮喘组中一致性评价均微弱，但对比两组Kappa值发现正常组中的Kappa值较高，结合哮喘组和正常组β角、VBE及VBE/FVC的差异则表明疾病状态在一定程度上影响了一致性检验的结果。此外，目前儿童VBE及VBE/FVC尚无统一标准，标准的选取也可能影响一致性分析结果。王群[15]等人的研究发现VBE可随年龄的增加而增加，其中12～17岁儿童VBE均值为0.085L；而陆燕红[8]等人研究认为苏州市区儿童(5～14岁)推荐曲线起始标准为VBE<0.12 L或VBE/FVC<4.97%。因此，本研究中以VBE<0.12 L或VBE/FVC<4.97%为高质量曲线的标准可能过低。

本研究中，以VBE及VBE/FVC为金标准，对β角判断高质量曲线的敏感性和特异性进行分析。结果显示，正常组中β角敏感性、特异性及准确性均较哮喘组增高，且其特异性可高达100%，表明β角可用于评估正常儿童的呼气爆发力。而在哮喘组中，由于β角受到疾病状态的影响，在应用β角评估疾病状态下患儿肺功能呼气爆发力质控时，应结合VBE及VBE/FVC。此外，与Lian[3]等的研究结果一致，无论在正常组还是哮喘组，β角与VBE、VBE/FVC均呈负相关，表明β角越大，VBE和VBE/FVC均越小，MEFV曲线质量越高，提示β角与儿童的呼气爆发力存在一定的相关性，可作为肺功能起始质控参考指标。本研究中，通过对比两组相关分析中的相关系数r，发现正常组中β角与VBE呈高度相关，与VBE/FVC呈中度相关；而哮喘组β角与VBE及VBE/FVC均呈低度相关，再次提示β角与儿童疾病状态相关，尤其是气道阻塞性疾病。

综上所述，β角与VBE、VBE/FVC在评估学龄期儿童呼气爆发力方面的一致性微弱，尚不推荐直接应用于临床，但可作为辅助参考指标用于儿童常规肺功能体检中。此外，正常儿童与哮喘儿童β角的显著性差异，提示β角可能在哮喘诊断方面存在一定的价值。本研究未对儿童β角参考标准及其在儿童哮喘不同的严重程度及规范化治疗过程中的变化进行研究，均有待临床研究进一步探究并予以验证。