体积描记法检测婴幼儿肺功能质量改进研究

万成宙 蒋高立 黄剑峰 王立波

婴幼儿时期是肺和气道发育高峰期，亦是呼吸系统疾病的高发期，婴幼儿体积描记法(简称体描)可全面检测潮气呼吸参数、功能残气量和气道阻力，是检测功能残气量和气道阻力的金标准[1]，因此，体描对于婴幼儿肺的发育评估和疾病诊断具有重要意义[1,2]。复旦大学附属儿科医院(我院)应用体描仪首次建立了中国健康婴幼儿体描肺功能检查(PFT)指标的正常参考值[3,4]，并在过去的10年里积累了大量的检测技能经验。婴幼儿体描由于技术操作较难，汇总国内外相关报道[5-12]发现，婴幼儿体描PFT成功率约85%[4,8]，在我国临床应用报道较少[5-7]，改进婴幼儿体描PFT的流程并提高成功率仍然非常重要。

1 方法

1.1 研究设计 质量改进研究。基于同一医院、相同设备、相同检测指标和相同检测人员，对行体描PFT的新生儿肺炎和婴幼儿急性下呼吸道感染(ALRI)连续病例，分析改进体描PFT流程前后潮气呼吸成功率、体描成功率和镇静失败率的变化。

1.2 婴幼儿体描流程和方法

1.2.1 仪器 采用德国耶格公司生产的婴幼儿体积描记仪进行PFT，测试对象是身长≤92 cm的婴幼儿，测试原理及方法依据文献[2～4]。

1.2.3 镇静知情同意 体描检查前口服水合氯醛镇静需签署家长知情同意书。

1.2.4 改进前婴幼儿体描流程和方法 2017年1月1日至2018年1月1日。①按照美国胸科协会 (ATS) 和欧洲呼吸协会(ERS) 颁布的婴幼儿体描测试仪器和操作方法指南[13,14]进行PFT;②测试前仪器进行环境、容量校准；③婴幼儿进食后0.5～2 h为体描PFT操作时间，无腹胀，测试前6 h内未使用过肾上腺皮质激素、支气管舒张剂等药物，处于药物(口服水合氯醛30～50 mg·kg-1)睡眠中[15]，仰卧于体描箱中，清除鼻咽部分泌物，颈部稍向后伸展，使呼吸道通畅，衣物宽松，面罩扣于口鼻上，不漏气；④记录出生年月、性别、身高和体重后，依次进行潮气呼吸和体描参数的测量；⑤每次采集5组数据，每两组值差异在0～15%，剔除变异系数>15%组值，由电脑自动取剩余组数据均值；⑥PFT的质量控制标准：安静睡眠中无面罩气漏时，VT的变异度≤10%[16]、FRCP的变异度≤15%[8]。

1.2.5 改进后婴幼儿体描流程和方法 2018年1月2日至2019年1月1日。在改进前婴幼儿体描流程和方法的基础上改进和调整如下：①婴幼儿体描箱放至安静且灯光柔和的独立房间，减少嘈杂环境对镇静睡眠的干扰；②检测前(受试者未进入体描箱内)予睡眠中的婴幼儿面罩适应2 min，减少面罩温度差和异物感以防受试者早醒不能完成PFT；③镇静药物(口服水合氯醛)剂量调整至50～75 mg·kg-1；④操作前肢体抚触或足底按摩5 min促进受试者进入深睡眠[17]；⑤15度仰卧位斜坡枕头放置以开放气道、适应面罩高度和嵌合度[18]；⑥加强健康宣教，在PFT的预约单上醒目地标注镇静前准备提示及注意事项，加强医患沟通。

1.3 研究对象纳入和排除标准 纳入2017年1月至2019年1月在我院体描室行体描PFT的婴幼儿连续病例，排除ALRI所致的重症肺炎患儿。

1.4 分组考虑 ①新生儿肺炎组：为新生儿住院病例，诊断标准参考第5版《实用新生儿学》[19]；②ALRI组：诊断参考第8版《诸福棠实用儿科学》[20]和“儿童社区获得性肺炎管理指南”[21]，就诊于我院呼吸专科门诊的支气管炎、轻症肺炎婴幼儿，根据是否伴有喘息分为喘息亚组和非喘息亚组。

1.5 结局指标 潮气呼吸成功：VT变异度≤10%；体描成功：FRCP变异度≤15%；镇静失败：口服水合氯醛镇静后未能入睡或早醒未能完成体描PFT。

1.6 统计学分析 数据采用SPSS 25.0软件进行统计分析。计数资料采用频数n(%)表示，两组比较采用χ2检验或Fisher精确概率法；正态分布的计量资料采用xˉ±s表示，两组比较采用独立样本的t检验，多组比较采用方差分析；非正态分布的计量资料采用M(P25, P75) 表示，两组比较采用Mann-whitneyU检验，多组比较采用Kruskal-WallisH检验。α采用Bonfeeroni校正为0.05/3=0.016。分别对不同年龄组、疾病状态和肺功能操作技能改进前后的肺功能成功率进行比较分析。

2 结果

2.1 一般情况 图1显示，符合本文纳入和排除标准的婴幼儿609例。新生儿肺炎组120例，改进前和后分别为57例和63例。ALRI组489例，12例拒绝镇静，纳入分析的477例中改进前和后分别为235例和242例；其中喘息亚组209例，改进前和后分别为103例和106例，非喘息亚组268例，改进前和后分别为132例和136例。表1显示，进行PFT的新生儿肺炎组117例，其中男78例 (66.7%)，平均检测月龄(0.63±0.19)龄，体重 (3.5±0.45) kg，身长(53.5±2.2) cm；进入PFT的ALRI组477例，其中男341 (71.5%)，平均检测月龄(10.3±6.7)，体重(8.7±2.3) kg，身长(72.4±8.5) cm；喘息亚组(195例)和非喘息亚组(249例)性别、月龄、身长、体重、支气管炎和普通型肺炎比例改进前后差异均无统计学意义。

表1 各疾病组PFT质量改进前后一般情况比较(xˉ±s)

2.2 镇静失败

2.2.1 镇静助眠未能入睡 共31例，新生儿肺炎组3例，改进前2例，改进后1例；ALRI组28例，改进前19例，改进后9例；喘息亚组14例，改进前10例，改进后4例；非喘息亚组14例，改进前9例，改进后5例(图1)。

2.2.2 早醒未完成体描PFT 共23例，新生儿肺炎组6例，均发生在体描参数检测中，改进前4例，改进后2例；ALRI组17例，改进前12例，改进后5例；喘息亚组5例，改进前4例，改进后1例，均发生在体描参数检测中；非喘息亚组12例，改进前8例，改进后4例，发生在潮气呼吸检测后、进入体描检测前有5例，体描参数检测中7例(图1)。

图1 婴幼儿体描PFT的镇静失败、潮气呼吸和体描成功流程图

2.3 潮气呼吸成功 新生儿肺炎组和ALRI组潮气呼吸均检测成功(图1)。

2.4 体描成功 新生儿肺炎组改进前2例未成功，改进后均成功；ALRI组5例未成功，喘息亚组改进前2例未成功，改进后均成功，非喘息亚组改进前和后分别有2例和1例未成功；共有535例患儿体描成功(图1)。

2.5 完成体描PFT的婴幼儿一般情况 新生儿肺炎组109例，改进前51例，改进后58例；ALRI组426例，改进前199例，改进后227例；喘息亚组188例，改进前87例，改进后101例；非喘息亚组238例，改进前112例，改进后126例。

2.6 体描呼吸环的典型表现 图2显示，喘息亚组与非喘息亚组患儿的FRCP环宽度增大，围绕标准斜率直线的曲线弯曲幅度明显，即功能残气量增加；而sReff环的长轴与纵坐标的夹角明显增大，呼气相曲线走向平缓，使sReff环呈“琵琶形”或“倒立鸡腿形”，气道阻力越大，sReff环长轴与纵坐标的夹角越大，吸气与呼气相曲线越不对称。新生儿肺炎组、ALRI组TBFV环、FRCP环和sReff环均存在不同程度的形态异常，其中以喘息亚组TBFV环呼吸气相压低最为明显，FRCP环宽度增幅最大，sReff环的长轴与纵坐标的夹角最大，提示其功能残气量增高，气道阻力增大，阻塞性病变最为明显，而新生儿肺炎组呼吸环异常改变幅度最小。

图2 不同疾病状态下体描肺功能改变的典型图例

2.7 体描PFT成功率的比较 表2显示，总体潮气呼吸成功率、体描成功率和镇静失败率在新生儿肺炎组、非喘息亚组和喘息亚组的组间差异均无统计学意义。新生儿肺炎组潮气呼吸成功率、体描成功率和镇静失败率改进后虽较改进前有改善，但差异无统计学意义。非喘息亚组和喘息亚组潮气呼吸成功率、体描成功率改进后较改进前提高，差异均有统计学意义。非喘息亚组和喘息亚组镇静失败率改进后较改进前有改善，差异均无统计学意义。总体人群改进后较改进前潮气成功率、体描成功率提升，镇静失败率下降，差异有统计学意义。

表2 PFT质量改进前后成功率及镇静情况的比较[n/N(%)]

3 讨论

新生儿肺炎是造成新生儿死亡的主要病因，本研究团队前期研究表明婴幼儿体描能敏感地反映新生儿肺炎导致的肺功能改变[7]，为本研究提供了实践依据。ALRI是婴幼儿常见疾病，易反复发作，国外研究发现ALRI诱发的喘息可导致严重的肺功能损害，婴幼儿体描检测结果与临床表现和影像学结果相符，能有效指导临床诊断和预后判断[22]。国外用体描法和单阻断法检测3～6岁有喘息发作史患儿与对照组的Raw及对支气管舒张剂的反应性，发现前者Raw明显增高、对支气管舒张剂的反应更敏感[23]，与本文图2所示的结果相符，喘息患儿的Raw明显升高，sReff环的长轴与纵坐标的夹角明显增大，使得sReff环形态异常，呈“琵琶形”或“倒立鸡腿形”。有研究发现，体描法潮气呼吸测定结合哮喘评分能更好地评估急诊哮喘患儿的严重程度[24]，经过技能改良本研究将体描法潮气参数的检测成功率提高到了95%以上，极大地提升了医患双方对该项临床技术的信任感和认可度。因此，婴幼儿体描PFT的开展具有较高的疾病诊断和预后评估价值[9-12]，提高检测成功率有利于婴幼儿体描PFT的临床推广。

国外研究显示ALRI患儿肺功能损害后，需要较长时间恢复，文献报告[25]显示，对RSV感染引起的ALRI患儿进行随访，发现他们成年后肺功能异常率更高，更容易发生哮喘。因此呼吸专科医生应当随访ALRI患儿肺功能的变化，为临床寻求有效的早期干预和治疗呼吸系统疾病的策略提供客观的信息。

为了克服体描PFT成功率不高的不足，本研究改进了体描PFT的方案，改善体描箱放置环境，加大镇静药物(口服水合氯醛)剂量，同时在细节上进行改善，即检测前(受试者未进入体描箱内)予睡眠中的婴幼儿面罩适应2 min，操作前肢体抚触或足底按摩5 min，15度仰卧位斜坡枕头放置等。总体人群改进后较改进前潮气成功率和体描PFT成功率提升，镇静失败率下降，将喘息性ALRI的体描检测成功率从84.5%提升至95.3%。需要说明的是，镇静睡眠直接关系到体描PFT能否进行，通过实践摸索和文献复习[8,13]，本研究调整了镇静药物水合氯醛的剂量，提高了镇静成功率，亦并无明显的不良反应发生。

本研究的局限性，ALRI患儿的回访率低，受新冠疫情影响，绝大部分外地ALRI患儿不能来我院进行体描PFT随访，故仅收集到少量喘息性ALRI患儿的肺功能随访数据，对比喘息性ALRI患儿急性期与恢复期(随访前后)的数据发现，体描PFT指标改善情况较单纯潮气呼吸指标明显，提示与单纯潮气呼吸相比，体描能更全面、敏感地反映肺功能改变。因回访率低，体描PFT检测的成功率比潮气呼吸成功率低，无法进一步按肺功能损害的轻重程度作分层分析，从而探讨不同程度的肺功能损害的预后差异。