近年来,小气道(allairways)功能评价在哮喘等小气道阻塞性疾病中的应用引起了重视。哮喘患者小气道阻力可达总气道阻力的50%~90%,是哮喘气道阻塞的主要部分,与哮喘控制不佳、急性发作及预后密切相关[1-3]。小气道功能检测缺乏金标准,且部分方法较为复杂或有创,儿童难以配合[4]。而肺功能作为小气道功能检测的重要手段之一,尤为适用于儿童。故本文将就肺功能在儿童小气道功能检测中的应用及研究进展进行综述。
1 小气道结构及功能特点
小气道的概念为直径小气道阻塞综合征的概念,即一种肺功能改变模式,VC和FEV1降低、FEV1/VC和TLC正常、RV和RV/TLC增高,提示小气道阻塞。2005年ATS/ERS肺功能指南也对该肺功能模式作了解读,认为多数是由呼气不足所致,除此之外可能是与呼气早期局部小气道陷闭有关[23]。根据肺功能障碍类型判读标准,FEV1/VC和TLC均正常,则既不属于阻塞性,也不属于限制性,但是FEV1确有降低,因此有学者将其描述为非特异性通气功能障碍。2009年,Hyatt等[24]回顾性研究了80929例成人的肺功能检查,其中7702例(9.5%)存在FEV1和FVC降低、FEV1/VC正常、TLC正常,并将该肺功能改变定义为非特异性模式(nonspecific pattern,NSP)。该研究对存在NSP的患者的随机抽样研究结果表明,FEV1呈轻-中度降低,RV及RV/TLC均增高,且半数以上存在气道高反应,系无症状哮喘患者,23%患者的肺功能可随着治疗好转。分析其原因,并非弥漫性气道狭窄,可能是由于段或亚段气道在用力呼气早期快速陷闭,尤其是周边小气道,导致这部分气道仅增高了RV,而不影响FEV1/FVC,正常区域的气道可产生正常的FEV1/FVC,最终FEV1和FVC同比下降。因此小气道阻塞综合征或非特异性模式均提示了呼气早期的小气道陷闭,是小气道功能异常的一种重要表现形式。
另外,与常规肺通气功能相比,RV/TLC 对小气道陷闭和气体潴留更为敏感。Mahut等[25]研究表明,7%~11%哮喘患儿存在RV/TLC增高的气体潴留,而且这部分患儿的FEF50%均正常。而Bruno等[26]对无症状且常规肺功能表现正常的哮喘患儿研究表明,出现RV/TLCGoldman Triangle。自AX被提出以来,越来越多研究表明,AX能够反应小气道阻塞程度,并与R5-R20具有良好的相关性,是反映小气道功能的一个敏感指标。Yamaguchi等[27]研究了二丙酸倍氯米松的HFA和CFC两种MDI治疗对哮喘患者IOS肺功能的影响,结果表明与大颗粒的CFC治疗组相比,小颗粒的HFA治疗组R5-R20和AX改善更显著,而且AX的改善与气道高反应性的减低具有良好的相关性,均提示R5-R20和AX是反应小气道功能的良好指标,尤其是AX。Van 等[28]研究表明,R5-R20和FEF25%-75%与气道高反应性程度密切相关,而大气道指标FEV1和R20则无关;另外,与X5相比,AX反应小气道功能相对更为敏感,AX及R5-R20均与喘息评分密切相关,而X5则无相关性。
2.3.3 数据图在小气道功能评价中的应用
数据图亦是IOS的重要组成部分,对小气道功能判断也具有一定价值,包括频谱图、结构参数图、频谱微分均值图、阻抗容积图等。其中结构参数图是根据IOS的实测数据结合频谱图及电学模型,求解微积分方程得到的,包括中心阻力(Rz)、外周阻力(Rp)、中心惯性阻力(Lz)及外周弹性阻力(Cp)等参数。目前结构参数图使用的模型主要有6种,包括DuBoi、Mead1969、Mead、RIC、eRIC 和aRIC 模型,虽然不同模型的参数有所差异,但其Rp和Cp是反应小气道功能的良好指标,尤其是Cp[23]。而且研究表明,Cp与AX具有良好的相关性[24]。不同模型在儿童小气道功能检测中的价值仍有争议,eRIC和aRIC是目前应用较多的两种模型,其应用价值仍需进一步研究。频谱微分均值图和阻抗容积图等数据图也能够在一定程度上反映小气道功能,如阻抗容积图的开环现象就是气体陷闭的表现。
2.3.4 临床应用中的问题
虽然IOS在区分大小气道上具有一定优势,但是IOS临床应用时间相对短于传统肺功能,其生理基础、技术应用及临床解读尚不成熟、存在一定争议。IOS和传统肺功能分别从阻抗和通气两个角度进行肺功能评价,因此IOS并不是传统肺功能的替代品,而是其很好的互补,需将二者结合应用。因IOS与传统肺功能原理不同,限制性和阻塞性通气功能障碍本是传统肺功能概念,故IOS并不能很好的将其区分。另外,儿童气道直径相对于成人要小很多,气道阻力则显著增加,随着身高、年龄的增长,肺容积逐渐增大,气道直径增宽,气道阻力将逐渐下降。虽然国内认为不同频率下的R及X均以<120%预计值为正常,但目前尚缺乏儿童IOS的确切正常值[25-26],尤其是AX尚无正常值报道。因此应该有地区的儿童IOS正常值,方能有助于其临床应用。IOS具有广泛的应用前景,仍需深入研究。
3 总结与展望
目前,肺功能是儿童小气道功能检测最为常用的方法,不同的肺功能检查方法从不同角度评价了小气道功能。常规肺通气功能中的FEF25-75%、FEF50%和FEF75%可反映小气道阻塞和气流受限,肺容量检查中的SVC-FVC、RV和RV/TLC可反映小气道陷闭和气体潴留,IOS 检查中的R5-R20、X5和AX可反映小气道阻力,而NSP则是小气道阻塞的一种特殊肺功能表现。除此之外,尚有应用于婴幼儿的潮气呼吸肺功能、体积描记法、阻断法等[27],以及目前临床上已经较少开展的闭合气容积、闭合气量等方法,可用于儿童小气道功能评价,但因其临床应用较少,故本文未予介绍。值得注意的是,目前尚缺乏小气道功能检测的金标准,研究中对大小气道功能障碍的划分缺乏可靠的依据,多数为互相对比,因此无从获知各种检查方法的确切敏感性和特异性。另外,儿童是一个特殊的群体,因其对复杂操作难以配合,加之小气道功能指标均较敏感,故检查完成的质量也是影响结果判读的一个重要因素,因此儿童小气道功能的判定要紧密结合临床。