脉冲振荡技术检测慢性呼吸道症状、PRISm及COPD患者小气道功能障碍的诊断价值研究

《BMC Pulmonary Medicine》：Impulse oscillometry for the detection of small airway dysfunction in patients with chronic respiratory symptoms, preserved ratio impaired spirometry and COPD

　　本研究针对慢性阻塞性肺疾病（COPD）早期识别难题，探讨了脉冲振荡技术（IOS）在检测小气道功能障碍（SAD）及诊断保留比值受损肺功能（PRISm）和COPD中的应用价值。研究发现PRISm患者SAD发生率高达71.8%，其严重程度与GOLD 2级患者相当，并确定了IOS参数（R5-R20、Fres等）的诊断界值。该研究为早期干预高风险人群提供了重要工具，对降低COPD疾病负担具有重要意义。

　　

在全球范围内，慢性阻塞性肺疾病（COPD）犹如一道挥之不去的阴影，高居致死原因第三位，其发病率和死亡率仍在不断攀升。中国更是COPD的重灾区，2019年的患病率较20年前激增超过60%，成为全球疾病负担的主要贡献者。目前，COPD的诊断主要依赖于肺功能检查（spirometry），但临床实践中发现，大量高风险人群并未表现出明确的肺功能量化证据，却随着时间的推移逐渐出现典型症状和肺部影像学改变。为了更好地识别这类人群，学者们提出了"前COPD（pre-COPD）"的概念，但由于缺乏特异性诊断标准，临床识别困难重重。

在此背景下，保留比值受损肺功能（PRISm）作为一种特殊的肺功能模式引起了广泛关注。PRISm表现为第一秒用力呼气容积（FEV₁）降低，但FEV₁/用力肺活量（FVC）比值正常。多项队列研究显示，PRISm人群是进展为COPD的高风险群体，其中约25-33%会在数年内直接发展为COPD。更值得关注的是，在COPD的早期阶段，小气道被认为是气流受限的主要部位，小气道功能障碍（SAD）在驱动COPD持续病理进展中起着关键作用。中国一项超过5万人的调查显示，SAD患病率高达43.5%，凸显了早期识别和治疗的重要性。

然而，传统的肺功能检查存在明显局限性：部分患者因认知障碍、运动协调性差或病情严重无法完成检查，或者检查结果准确性受到影响。相比之下，脉冲振荡技术（IOS）作为一种更简便、精确的替代方案，仅需患者在平静潮式呼吸状态下即可完成检测，适用人群更广。IOS参数中，5Hz时的阻力（R5）代表总气道阻力，20Hz时的阻力（R20）反映大气道阻力，两者差值（R5-R20）可推断外周气道阻力；5Hz时的电抗（X5）反映组织弹性和惯性，共振频率（Fres）和电抗面积（AX）则能指示外周气道阻塞的存在。

为了探索IOS在SAD检测和COPD诊断中的价值，龚霞等研究人员在《BMC Pulmonary Medicine》上发表了一项重要研究，比较了COPD、PRISm和慢性呼吸道症状患者的IOS参数差异，并评估了IOS参数对SAD和COPD的诊断效能。

研究方法概述

本研究为单中心回顾性研究，纳入了2021年9月至2023年7月期间552名在绍兴市人民医院门诊同时完成肺功能检查和IOS的 symptomatic 患者。通过分析肺功能与IOS参数的相关性，以及IOS参数对SAD患者和COPD患者的ROC曲线，评估IOS的诊断价值。SAD定义为FEF_25%-75%、FEF_50%和FEF_75%三个小气道指标中任意两个低于预计值的65%。

研究结果

患者特征分析

研究人群包括96例COPD患者、39例PRISm患者和417例慢性咳嗽患者。在456例保留比值肺功能的慢性咳嗽患者中，PRISm发生率为8.55%。基于肺功能定义的SAD，PRISm人群的SAD发生率达71.8%，显著高于非PRISm人群的9.35%。

肺功能与IOS参数比较

随着COPD GOLD分期的增加，IOS参数R5-R20、R5、Fres和AX呈上升趋势，而传统肺功能参数和X5则下降。值得注意的是，GOLD 1期患者的R5-R20、X5、Fres和AX与PRISm患者无显著差异，提示PRISm患者的小气道功能损害程度已接近早期COPD患者。

参数相关性分析

在PRISm患者中，R5-R20、R5和Fres与FEF_25%-75%呈强相关；在COPD患者中，R5-R20、R5、X5、Fres和AX与FEV₁、FEV₁/FVC、FEV₁%预计值、FEF_50%、FEF_75%和FEF_25%-75%显著相关。其中R5-R20与FEV₁的相关性最强（r=-0.835），表明其是反映气流受限的敏感指标。

SAD患者特征

在慢性呼吸道症状患者中，SAD组的肺功能指标显著低于非SAD组，IOS参数R5-R20、R5和Fres显著升高。PRISm人群中，SAD组的FEV₁/FVC和小气道三联参数显著降低，R5-R20、R5和Fres显著升高，进一步证实了SAD的存在和严重性。

诊断价值评估

通过ROC曲线分析，确定了IOS参数诊断SAD和COPD的最佳界值。对于慢性呼吸道症状患者，诊断SAD的界值为：R5-R20＞0.075 kPa/L/s、R5＞0.365 kPa/L/s、Fres＞16.31 Hz；对于PRISm患者，诊断SAD的界值为：R5-R20＞0.105 kPa/L/s、R5＞0.375 kPa/L/s、Fres＞17.11 Hz；诊断COPD的界值为：R5＞0.485 kPa/L/s、R5-R20＞0.125 kPa/L/s、X5＜-0.155 kPa/L/s、Fres＞17.98 Hz。

Fres在SAD和COPD检测中均表现出最高的AUC值，在所有患者中检测COPD的患病率为24.1%，而R5在慢性呼吸道症状患者中检测SAD的效能最高，患病率为47.5%。值得注意的是，在PRISm人群中，肺功能检测SAD的效能最高，达71.8%。

研究结论与意义

本研究证实PRISm人群与慢性呼吸道症状患者相比，几乎所有与小气道相关的IOS参数都存在显著差异。PRISm患者的SAD严重程度与GOLD 2级COPD患者相似，进一步支持了PRISm作为前COPD状态的重要地位。IOS不仅能够评估COPD的疾病严重程度，更重要的是为早期识别高风险人群提供了有效工具。

该研究的创新之处在于系统评估了IOS在不同人群中的诊断价值，并确定了具体的诊断界值，为临床实践提供了重要参考。特别是在肺功能检查不可行的情况下，IOS可作为有效的补充工具，助力早期发现和干预COPD高风险人群。然而，本研究作为横断面研究，缺乏纵向数据来追踪SAD和PRISm的发展轨迹，未来需要更大样本量和更长时间的随访研究来验证这些发现。

这项研究为呼吸系统疾病的早期诊断和干预开辟了新途径，对降低COPD的疾病负担具有重要的临床意义和公共卫生价值。随着对SAD和PRISm认识的深入，以及IOS技术的进一步推广应用，有望在COPD防治领域取得新的突破。