婴儿和儿童的肺功能检查

公司动态 2024-01-29
婴儿和儿童的肺功能检查

肺功能检查是儿童检查的一种重要方式,因为它能提供肺部疾病/健康的客观证据。儿童肺功能检查的方法有很多,包括肺活量测定法、强迫震荡技术 (FOT)/脉冲振荡测定法 (IOS)、婴儿肺功能测试 (PFT)、体积描记法、肺一氧化碳弥散功能 (DLCO)、多次呼吸冲洗技术、运动测试等。



肺活量测定


肺活量测定是最常用、最有效的肺功能测试。肺活量参数受体重、身高、年龄、性别、种族、环境因素、患者合作和努力程度以及技术因素的影响。根据美国胸科学会/欧洲呼吸学会 (ATS/ERS) 关于肺活量测定的建议,肺活量计应符合国际标准化组织 (ISO) 26782 标准,最大允许精度误差为±2.5%。


六岁以上的儿童很容易进行肺活量测定。也有少数研究表明,学龄前儿童也能获得技术上令人满意的结果。由于肺活量测定的结果在很大程度上取决于患者的合作和努力,因此进行测试的技术人员/医生必须训练有素,对患者友好。听不懂指令或不合作的儿童将无法完成操作。


表 1. 儿童肺活量测定的适应症和禁忌症


肺活量测定结果可描述为正常、阻塞性、限制性或混合模式。最大呼气中段流量 (FEF25-75%) 值低于预测值的 60% 也提示阻塞模式,可能对气道阻塞更敏感。直到最近,FEV1、FVC 和 FEV1/FVC 值超过 80% 都被视为正常。现在,正常范围被定义在第 5 百分位数 [正常值下限 (LLN)] 和第 95 百分位数 [正常值上限 (ULN)] 之间。阻塞和限制的严重程度按预测百分比定义。根据ATS/ERS声明,阻塞性和限制性的严重程度是根据预测百分比来定义的。目前,根据 z 分数来定义严重程度:轻度为 -1.65 至 -2.5,中度为 -2.51 至 -4.0,重度为小于 -4.1 的 z 分数,包括肺活量和弥散功能。


图 2. 解释肺活量的方法。FEV1 第一秒用力呼气量;FVC 用力肺活量


支气管扩张剂反应 (BDR)


使用带垫片的定量吸入器或雾化吸入器吸入 100 μg 沙丁胺醇 4 ~ 5 剂,15 min 后评估 BDR。FEV1 改善 >12% 或 FEF25-75% 改善 15-25% 提示气道阻塞可逆。最近的 ATS/ERS 标准将 BDR 定义为 FEV1 或 FVC 预测值增加 >10%。


在进行支气管扩张剂测试前,必须确保患者在过去 4-6 小时内未使用短效 β2-激动剂,或在过去 12 小时内未使用短效毒蕈碱拮抗剂 (异丙托溴铵),或在过去 24 小时内未使用长效 β2-激动剂,或在过去 36-48 小时内未使用长效毒蕈碱拮抗剂。无需暂停吸入皮质类固醇和白三烯调节剂。


强迫振荡技术 (FOT)/脉冲振荡测量法 (IOS)


FOT/IOS 用于评估潮式呼吸时被动呼吸系统 (气道、肺实质和胸壁) 的机械特性,主要优点是不费力,只需极少的患者配合,快速简便,适用于从 2-3 岁的儿童到老年人。它还可用于肺活量测定禁忌的情况,如近期手术、复发性气胸、肺活量测定引起的支气管痉挛以及不鼓励用力吹气的大流行期间。


FOT/IOS 通常报告的参数有阻抗 [所有力 (阻力和反应力) 的 Z 总和]、阻力 (R5、R20、R5-20)、反应力 (肺阻抗的 Xrs 失相分量,反映气道的弹性和惯性特性)、共振频率 (Fres-总反应力为零的频率) 和反应力面积 [5 Hz 至 Fres 之间所有频率的总反应力 (曲线下面积) ]。R5 代表总气道阻力,R20 代表大气道阻力,R5-R20 代表小气道阻力。


潮气流量的准确时间可视化对于识别吞咽、不规则呼吸、吹嘴阻塞、声门关闭和漏气等伪影至关重要。如果 R5 和 R20 值低于预测值的 150%,则视为正常。如果 X5 值高于预测值 - 0.15 kps/l/,则视为正常。成人和儿童支气管扩张剂明显反应的推荐临界值 R5 为 -40%、X5 为 +50%、AX 为 -80%。


表 2. 某些常见病理情况下 IOS 的解释


婴儿肺功能检查


婴儿肺功能检查是早期诊断、监测和干预小儿肺部疾病发展的一种方法。可对这一年龄组的婴儿进行的各种测试,包括潮气呼吸流量-容积曲线 (TBFVL) 操作、快速胸腹挤压 (RTC)、增加肺容量快速胸腹挤压技术 (RVRTC) 操作以及使用体积描记法测量肺容积。


婴儿肺功能检查的各种用途包括评估婴儿期肺部发育情况以及诊断和监测婴儿期开始的各种呼吸道疾病。研究还表明,婴儿期急性呼吸道感染与肺功能指数受损有关,如三岁时阻力增加。


肺一氧化碳弥散功能 (DLCO) / 一氧化碳转移因子 (TLCO)


肺将吸入空气中的气体/氧气转移到肺毛细血管中红细胞的能力由 DLCO 测定。常用的气体是一氧化碳,因为一氧化碳与血红蛋白有很高的亲和力,其在肺毛细血管中的吸收受扩散限制,而且可以用红外探测器或气相色谱法轻松测量。肺的弥散能力由肺泡-毛细血管膜 (肺泡上皮、基底膜、肺间质和毛细血管内皮) 的厚度、血红蛋白浓度和心输出量决定。


DLCO 的主要用途是诊断限制性肺部疾病,如间质性肺疾病 (ILD) 、过敏性肺炎、肉样瘤病和药物引起的 ILD。它还有助于区分限制性肺病、哮喘和肺气肿的肺内外原因,诊断肺血管疾病和肺动脉高压。一氧化碳中毒和严重低氧血症 (无需补充氧气) 是绝对禁忌症。


肺容积测量 (体积描记法)


体积描记法可评估各种肺容量,包括功能残余容量 (FRC) 和气道阻力。在体积描记法中,患者被封闭在一个能测量流量、体积和压力的封闭室中。冲洗技术无法测量非交流或交流不良的空气空间,而体积描记法可测量所有情况下的肺容积。


体积描记法的常见适应症包括诊断限制性肺病、通过测量肺容积区分限制性肺病和阻塞性肺病、诊断阻塞性支气管炎、通过支气管扩张和支气管激发试验评估气道阻力、评估疾病进展或观察治疗反应。体体积描记法的相对禁忌症包括幽闭恐惧症、感觉改变、接受持续氧气补充的儿童、带有可能干扰压力变化的装置 (如胸导管或鼓膜破裂) 的儿童等。技术不当可能会导致儿童缺氧、高碳酸血症和胸内压升高。应持续对患者进行监测,并定期对箱体进行排气。可使用 GLI 参考公式计算肺容量。


多次呼吸冲洗试验 (肺通气指数)


多次呼吸冲洗 (MBW) 测试测量肺内惰性气体的混合效率。通常使用的惰性气体是氮气。它通常用于患有囊性纤维化的儿童,但现在越来越多地用于阻塞性疾病、支气管扩张和移植后阻塞性支气管炎。


结果以肺清除指数 (LCI) 报告。LCI 表示将气体从肺部排出所需的肺翻转次数。LCI 的计算方法是测试冲洗期间从肺部呼出的总气量,并根据患者的功能残余量 (FRC) 进行校正,功能残余量也在测试期间进行测量。LCI 可以检测早期肺功能损伤和外周气道病变。ATS 于 2017 年发布了一份关于学龄前儿童 MBW 的技术文件。MBW测试是在潮式呼吸时进行的,因此可用于学龄前儿童 (甚至婴儿) 到老年人。在解释结果时,我们应确保测量过程中无泄漏。


运动测试


运动测试或心肺运动测试 (CPET) 是评估儿童和青少年体能的一种有用的无创检查方法,在儿科人群多种疾病的诊断、管理和预后方面具有潜在作用。通过对呼吸系统施加压力,CPET 可发现常规静态肺功能测试可能无法识别的细微生理异常。


CPET 可帮助患有支气管肺发育不良、哮喘、运动诱发支气管痉挛和囊性纤维化的儿童评估疾病的严重程度,并观察各种治疗措施的反应。CPET 可在运动测试实验室使用跑步机或自行车测力计进行自由跑现场测试或标准化方案测试。CPET 中测量的一些基本参数包括心率、血氧饱和度、血压、潮气量、分钟通气量、氧气消耗率、最大/峰值摄氧量、二氧化碳排出率、有氧阈值等。


总之,PFT 是儿科医生和肺科医生的重要工具。除了每种方法都有特定的局限性外,为儿童提供标准化设备和参考值仍是一项挑战。任何检测结果都应结合临床情况进行解释。随访检查有助于监测疾病的进展和对治疗的反应。


参考文献:

Jat KR, Agarwal S. Lung Function Tests in Infants and Children. Indian J Pediatr. 2023 Aug;90(8):790-797. doi: 10.1007/s12098-023-04588-8. Epub 2023 Jun 1. PMID: 37261706; PMCID: PMC10233185.

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