陈旋，张炜

1 上海中医药大学附属曙光医院，上海市，201203

2 上海市中医临床重点实验室，上海市，201203

0 引言

脉冲振荡（Impulse Oscillometery，IOS）肺功能仪是常用气道阻力检测手段，其特点是受试者可以自主呼吸，无需配合，无创伤性，病人无痛苦，无禁忌症。故其适用范围广泛，特别是可用于老年人、儿童及肺功能较差的重症患者[1]。肺功能检测专用的一次性呼吸过滤器是连接受检者与肺功能仪之间的常用过滤装置。受试者呼出气体经过一次性呼吸过滤器后，细菌、病毒等病原体被吸附在过滤器内，既可防止病人呼出的病原微生物污染检测仪器，又可防止受试者从污染的仪器中吸入病原微生物[2]。使用一次性呼吸过滤器可有效地避免受试者在检测过程中发生交叉感染，同时能降低检测仪器的污染及损耗，是目前肺功能检测中不可缺少的检测耗材。但在脉冲振荡肺功能检测中，一次性呼吸过滤器中的过滤介质在测试系统外置脉冲震荡源与患者的呼吸气流之间产生了外加机械阻隔，可对检测结果产生影响。现将一次性呼吸过滤器对脉冲振荡肺功能检测影响情况分析报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

采用随机、对照研究方法。在2018年9月—11月期间医院肺功能室体检人群中，随机选取90例（男性35例，女性55例），年龄25～76岁（48.87±14.14岁），肺通气功能结果正常范围者（FEV1%：95.01±14.37%，FEV1/FVC:84.77±7.78%，FVC%:91.51±14.67%）为受试对象，进行脉冲振荡肺功能测试分析。

1.2 入组标准

肺通气功能参考值与正常范围：参考2014年由中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组制定的《肺功能检查指南》—肺量计检查[3]FVC、FEV1、PEF等指标直接以参考值的80%为最低临界值（LIN）[4]。结合肺功能指标、检查图形FEV1/FVC≥70%预计值[5]，且FEV1%、FVC≥80%为正常肺通气功能。

入组标准：①肺通气功能正常者；②年龄18～70岁，性别不限；③依从性好，能配合相关检查。

1.3 排除标准

①肺通气功能障碍者；②伴有心血管、呼吸系统及神经骨骼肌肉疾病的肺计量检测绝对禁忌证者；③近4周呼吸道感染患者；④认知障碍，或其他不能按照医师或技术员的指导完成正确呼吸动作者。

1.4 实验仪器及材料

德国JAEGER-ML3500肺功能仪及配套肺功能报告软件。HX-95型一次性呼吸过滤器。对照装置：将HX-95型一次性呼吸过滤器，使用一次性无菌手术刀，通过呼吸过滤器咬口将滤膜沿边缘切除后取出。

1.5 实验方法

随机选取体检人群，先予以常规肺通气功能检查，以肺通气功能正常者为检测对象。分别通过加用一次性呼吸过滤器及对照装置，进行脉冲震荡肺功能重复检测，并记录各项检测数据。

1.6 观察指标及操作方法

脉冲振荡肺功能检测：为了使测量规范化，每次检测由同一位合格的肺功能技师指导病人做好如下几点：①坐位测量，要求检查椅无靠背，以便受试者坐直、坐正；②头保持自然，水平或稍微上仰，保持气道打开；③夹上鼻夹，避免外加压力信号被旁路；④用双手掌压住腮帮，避免腮部的振动而增加口腔的顺应性，从而影响测量的精确性；⑤用牙齿咬紧塑料口器，舌头应在塑料口器的下面，避免堵住呼吸通道而增加阻力，用嘴唇紧紧包住塑料口器，不能有漏气，病人通过塑料口器用嘴呼吸；⑥避免过紧的腰带、胸带和衣服，排除人为的限制性因数；⑦呼吸波平稳以后，记录30～45 s平稳呼吸后停止记录，并由脉冲振荡肺功能仪配套报告软件自动分析计算结果；⑧记录呼吸总阻抗（Zrs），粘性阻力（R），周边弹性阻力（X）及响应频率（Fres）结果。

1.7 统计分析

数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析，计量资料以（x±SD）表示，重复检测数据进行Paired-Sample T 测试，P＜0.05表示有统计学意义。采用线性回归分析统计两次检测结果的系统误差。

2 结果

2.1 脉冲振荡肺功能检测结果

使用一次性呼吸过滤器后（A检测），脉冲振荡肺功能检测结果中呼吸总阻抗（Zrs）；黏性阻力R在5 Hz频率（R5Hz）、10 Hz频率（R10Hz）、15 Hz频率（R15Hz）、20 Hz频率（R20Hz）、25 Hz频率（R25Hz）及35 Hz频率（R35Hz）检测结果均较使用对照装置（B检测）显著增加（P＜0.01）。使用一次性呼吸过滤器（A检测）后各频率周边弹性阻力（X5、X10、X15）与响应频率（Fres），与使用对照装置（B检测）相比无统计学意义差异（P＞0.05）。具体数值见表1。

2.2 脉冲振荡肺功能常用指标线性回归分析

采用线性回归分析提示，呼吸总阻抗（Zrs）回归方程为ZrsB检测=0.34ZrsA检测+0.569，B检测与A检测的相关系数R=0.726，F=89.158，P=0.00，两次检测具有显著线性相关性。黏性阻力R5Hz回归方程为R5B检测=0.414R5A检测+0.138，B检测与A检测的相关系数R=0.696，F=75.243，P=0.00，两次检测具有显著线性相关性。黏性阻力R20Hz回归方程为 R20B检测=0.264 R20A检测+0.162，B检测与A检测的相关系数R=0.583，F=22.525，P=0.00，两次检测具有显著线性相关性。

表1 脉冲振荡肺功能检测结果Tab.1 Impulse oscillometery results

3 讨论

脉冲震荡肺功能是通过扬声器转换成包含各种频率的机械波，然后施加在受检者的静息呼吸上，可由频率变化的正弦函数的叠加来表示[6]。从呼吸生理学上气道的黏性阻力影响因素与气道半径、流速及容积有关。平稳呼吸检测中，气道半径、容积相对固定，故检测中气道的黏性阻力具有流速依赖性。而使用一次性呼吸过滤器后，其中的滤棉将产生机械阻隔，对流速产生影响，故在研究中可见使用含有滤棉的一次性呼吸过滤器后，黏性阻力R在5 Hz频率（R5Hz）、10 Hz频率（R10Hz）、15 Hz频率（R15Hz）、20 Hz频率（R20Hz）、25 Hz频率（R25Hz）及35 Hz频率（R35Hz）下检测结果均较使用对照装置显著增加（P＜0.01）。呼吸总阻抗的复函数表达式为：Zrs=R+jX=R+j(－1/ωc+ωL)，ω=2πf，f为频率。实部R表示黏性阻力，虚部X代表弹性和惯性向量之和，三个矢量之和为呼吸总阻抗[7]。由于使用一次性呼吸过滤器后黏性阻力R将显著增加（P＜0.01），故不难推测出呼吸总阻抗（Zrs）在使用含有滤棉的一次性呼吸过滤器后也将显著增加，此推测与我们研究中的统计结果相符（P＜0.01）。通过线性回归分析，研究发现呼吸总阻抗（Zrs）、各频率黏性阻力经使用一次性呼吸过滤器及对照装置重复检测，两次检测之间有显著线性相关性（P＜0.01），临床常用Zrs来判断呼吸阻力，R5Hz及R20Hz来判定气道阻塞情况。各检测指标无呼吸过滤装置检测结果的转换回归方程为，呼吸总阻抗ZrsB检测=0.34ZrsA检测+0.569；R5B检测=0.414R5A检测+0.138及R20B检测=0.264R20A检测+0.162。

脉冲震荡肺功能中，周边弹性阻力（X）物理性质跟电容相似，它是能量的储存部件，它本身不消耗能量，只不过将压力的变化转化为容积上的改变，主要分布于胸廓。周边弹性阻力代表不同相位的成分的虚部X＜0（如果以压力信号的开始为时间的零点，那么负数就表示时间上的超前）。周边弹性阻力（X）检测值具有频率依赖性。在此次研究中我们通过数据分析可见周边弹性阻力（X）随着频率的增加（5 Hz～15 Hz），负值逐渐减小。从呼吸动力学角度来看，周边弹性阻力X=跨肺压变化/肺容量变化（X=ΔP/ΔV），跨肺压变化及肺容量变化计算过程中，抵消了由于使用含有滤棉的呼吸过滤器所产生外加干扰。本研究显示使用含有滤棉的一次性呼吸过滤器后X5Hz、X10Hz及X15Hz未产生统计学差异（P＞0.05）。Fres为响应频率（共振点），研究中使用含有滤棉的一次性呼吸过滤器未对检测值产生统计学差异（P＞0.05）。

此研究结果对于临床肺功能检测中使用一次性呼吸过滤器具有很好的指导作用。由于R5Hz主要反映总气道阻力，R20Hz主要反映中心气道阻力，R5到R20之间主要反映周边气道阻力，故在以判断气道阻塞程度及气道阻塞部位为目的检测，如：慢性阻塞性肺病、哮喘、气道痉挛性疾病及气道高分泌疾病检测中，可通过大样本测试设立回归方程，将使用一次性呼吸过滤器的检测结果进行转换后供临床判断使用，以反映气道真实阻力情况。而X5、X10、X15主要反映肺部的周边弹性阻力，故在以检测肺部顺应性、胸廓疾病及气道外阻塞时，可考虑使用一次性呼吸过滤器，以充分保护受检者避免交叉感染，且不影响检测质量。