儿童肺功能系列指南一概述完整版.docx
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儿童肺功能系列指南一概述完整版
儿童肺功能系列指南
(一):
概述(完整版)
呼吸系统的疾病占儿童所有疾病的首位,其病死率也是5岁以下儿童的第1位。
儿童经历自胎儿至青春期的年龄跨度以及身体迅速发育的过程[1],有着特有的生长发育规律。
肺功能测定对于判断呼吸系统疾病尤其是在喘息性疾病的诊断、鉴别诊断、治疗及预后评估方面均有重要意义[2]。
肺功能检查是指运用特定的手段和仪器对受检者的呼吸功能进行检测、评价[3],是描述呼吸功能的一种重要方法,牵涉呼吸力学、流体力学和热力学等,理论上复杂。
但经过一定的测试和计算机计算后,能用比较简单的方式回答临床问题[4]。
目前,国内儿童肺功能检查的普及率不高,尤其是欠发达地区和基层医院更低,检测质量参差不齐,亦无统一规范的儿童肺功能指南。
故中国儿童肺功能协作组经过多年努力,就目前较为成熟的检测方式推出如下系列指南。
本系列指南将从概述、肺容积和通气功能法、潮气呼吸法、脉冲振荡法、气道反应性测定(激发试验、舒张试验)及呼出气一氧化氮测定等领域进行阐述。
1 儿童肺功能检测技术的发展
肺功能技术最早是在古罗马时期,希腊医生ClaudiusGalen进行了最简单的肺容量测试。
19世纪中期,伦敦的JohnHutchinson发明了世界上第一台可定标的肺容量计。
20世纪初期,丹麦的ChristianBohr提出弥散学说,并采用静态法完成了使用一氧化碳作为测试气体的弥散测定。
一氧化碳弥散测定法现在仍然是大多数肺功能设备的首选方式。
21世纪,气道阻力(Raw)的测定理论和测试技术逐渐成熟。
在婴幼儿肺功能检测方面,1890年Eckerlein成功测定每分通气量(MV);1970年第一台婴幼儿体描仪问世;1980年Turner等发明强迫呼气(Squzee);20世纪80年代,由于计算机技术的迅速发展,儿童肺功能技术才开始广泛普及。
肺功能检测仪中,流速-容量传感器至关重要。
最早出现的是水封式容量传感器,然后在水封式传感器的基础上发展出了干式滚桶式,之后由于计算机技术的发展,又出现了涡轮式、热丝式及压差式、超声式流量传感器,并一直使用至今,目前使用最多的是压差式的流量传感器。
2 儿童肺功能工作的开展
1991年欧洲呼吸协会/美国胸科协会(ERS/ATS)婴幼儿肺功能协作组成立,1996年发表标志性的"INFANTRESPIRATORYFUNCTIONTESTING"一书[5]。
2009年5月中国儿童肺功能协作组在苏州成立,自2011年起每年举行1次全国儿童肺功能学术会议。
2013年中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组在广州召开了"全国肺功能学术会议",同时成立了中国肺功能联盟[6]。
2014年肺功能协作组纳入中华医学会儿科呼吸学组。
目前全国共有60个协作单位,遍布全国30个省市自治区(除西藏外),并聘有顾问和秘书。
2015年12月"中国儿童肺功能网站"正式启动。
3 相关的代表性文章和书籍
2002年,万莉雅等[7]发表的"3~14岁天津地区脉冲振荡正常值的测定"是中国最早涉及儿童脉冲振荡肺功能技术的大样本量正常预计值的文献;2006年,张皓等[8]的"1002例4岁以下儿童潮气呼吸肺功能正常预计值"是迄今为止全球最大样本量的关于潮气呼吸肺功能正常预计值的文献;2005年刘传合等[9]发表"脉冲振荡肺功能支气管舒张试验阳性标准的确定",探索了脉冲振荡肺功能检测在气道可逆性领域的应用;2006年王俊平等[10]发表的"支气管舒张试验在0~6岁儿童喘息性疾病诊断中的作用"是国内最早报道用潮气呼吸方法进行支气管舒张试验的文章,这2篇论文引领了在不同领域对气道可逆性的探索工作。
2013年,由Nguyen等[11]撰写的"Newreferenceequationstoimproveinterpretationofinfantlungfunction"是目前国际上2岁以下婴幼儿关于体积描述、潮气、阻断等的最新预计值文章,但不足之处是其样本量仅153例;2014年,由儿童肺功能协作组在临床儿科杂志上发表的"儿童肺功能检测及评估专家共识" [12]是中国第一篇儿童肺功能的相关专家共识,全面阐述了儿童肺功能的各项检测方法及原理、临床应用、适应证、禁忌证等,但由于篇幅所限,更多的只是架构,内容不够丰满。
2004年由朱蕾主编的《肺功能测试技术及临床应用》[4]中张皓撰写的"婴幼儿肺功能检测"章节是国内第一部肺功能权威著作中出现较为完整的儿童肺功能章节;2005年由沈晓明主编,桂永浩副主编的《临床儿科学》中张皓撰写的"儿童肺功能测定"章节是国内第一部儿内科著作中出现完整的儿童肺功能章节[13];2007年张善通、陈长根、贾兵主编的《小儿胸心外科学》中张皓撰写的"儿童肺功能测定及其在胸心外科手术中的作用"部分是国内第一部儿外科著作中出现完整的儿童肺功能章节[14]。
4 儿童肺功能检测技术简介
4.1 适于大年龄儿童的肺功能检测方式
主要包括肺通气功能(又称肺量计法)、脉冲振荡、体描仪、弥散功能、负压通气(NEP)、支气管激发试验、支气管舒张试验。
通气肺功能检测是通过患者自主呼吸,按照技术员的指挥进行用力吸气、呼气以检测呼出气流量的方法[15],是目前临床应用最为广泛的一项检测。
可以间接反映气道有无阻塞、限制[16]。
脉冲振荡是肺功能检测中唯一使用外加信号源的检测方式,小儿平静呼吸即可,可测定气道阻力及阻力具体的部位,并可间接获得呼吸系统顺应性。
检测最小可到2岁,一般用于3岁以上的儿童。
体描仪检测即受试者置身于密闭的体积描记箱,在潮式吸气末阻断气流,受试者做浅快呼吸(或平静呼吸),使口腔压力与肺泡压达到平衡,分别测定体积描记箱的箱内压、口腔压力、呼吸流量,并计算出功能残气量和Raw。
弥散功能检测是指检测某种气体通过肺泡膜从肺泡向毛细血管扩散到达血液内、并与红细胞中的血红蛋白结合的能力来判断肺部气体交换能力的一种方法。
目前较多使用的是以一氧化碳为弥散气体的一口气呼吸法。
负压通气技术是在机器上(接近咬口处)设置一开口,连接负压泵,在患者潮气呼气时施加一个负压(-3~-5cmH2O,1cmH2O=0.098kPa),帮助呼气时气体的全部呼出,用于检测有无呼气流量受限。
其模仿肺通气功能检测技术,应用于自身无法用力呼气的患者。
支气管激发试验是检查气道反应性是否增高的一种方式,有很多种方法,其中使用最多的就是乙酰甲胆碱或组胺的非特异性激发试验,是协助哮喘诊断和鉴别诊断以及评估疗效的一种重要方法。
支气管舒张试验主要用于测定气道可逆性,是哮喘及不典型哮喘重要的协助诊断和鉴别诊断的方法,也是评估疗效的重要手段,儿童一般以[第1秒用力呼气容积(FEV1)(后)-FEV1(前)]/FEV1(前)≥12%为阳性,目前也有用脉冲振荡[17]和潮气呼吸方法检测,但国际上尚无金标准。
4.2 适合于婴幼儿的肺功能检测
主要包括潮气呼吸、阻断、胸腹腔挤压、婴儿体描仪、六氟化硫测功能残气等。
潮气呼吸是在孩子平静呼吸状态下以面罩罩住口鼻,通过流量传感器获取呼吸信号的一种方法,主要参数是潮气容积、吸呼比、达峰时间比、达峰容积比、潮气呼吸流量-容积环。
阻断是通过在面罩末端放置一个可扩张球阀,在吸气末被充气,继而堵住气道与外界的连接。
由于阻断时间很短,不致引起患儿的觉醒反射,此时患儿继续平静呼吸,气道开放,此时的气道开口压可以近似等于肺泡内压,同时测得阻断前瞬间气体的流量,通过公式即可推算出患儿的Raw和顺应性。
根据阻断次数、原理的不同,阻断分为单阻断和多阻断。
因为阻断技术耗材成本高,技术要求高,所以临床推广较为困难。
胸腹腔挤压是在婴幼儿中模仿成人的通气肺功能检测。
特制的马甲包住患儿的胸腹,在吸气末给马甲充气,挤压胸腔气体快速呼出气道,从而达到成人用力呼气的效果,因为只有流量-容积曲线的呼气部分,所以称之为部分胸腹腔挤压技术。
后再次发展此项技术,在吸气时给患儿肺部充气,以达到用力吸气的效果,呼气时再挤压胸腹腔,达到用力呼气的效果,此称之为完全的胸腹腔挤压。
因其检测过程具有一定的风险,所以在临床应用时应严格掌握适应证。
婴幼儿体描是患儿在密闭的体描箱内仰卧、平静呼吸。
此时胸腔内压力和容量的变化与箱内的压力和体积变化是一致的。
通过波尔定律P1V1=P2V2(P:
压力;V:
体积)可计算出平静呼气末胸腔肺容积(Vtg),即功能残气量(FRCp)。
同时通过流量传感器,在气道开口处直接测定流量,可间接测得肺泡压,计算出Raw。
其是测定婴幼儿肺容积及Raw的金标准。
因为儿童肺功能是一项新兴技术,所以本系列指南仅对肺容积和通气功能、脉冲振荡、潮气呼吸、气道可逆性和反应性等较为成熟的检测技术进行系列阐述。
5 肺功能检测的选择
儿童处于快速生长发育期,肺功能主要用于研究儿童肺部生长发育的规律以及疾病对其的影响[1]。
因为不同年龄儿童的肺容积、气道管径、阻力、呼吸系统顺应性、弥散功能等均不同,所以掌握其规律尤其重要。
但儿童年龄越小、越不能很好配合,且肺容积小、气体流量低,对仪器的要求很高。
故对不同年龄段的儿童一定要区别对待,需要有不同的检测方式,7~8岁以上的基本可以和成人一样检测,5~6岁的儿童,要求不是太高的检测方式也均能胜任。
但5岁以下的儿童,因为无法配合、呼气力量小(流量低)、肺容积低,所以需要配合程度低(或不需配合)的检测方式、敏感度高、精确度高的流速-容量传感器以及死腔量小的检测系统(以Jaeger婴幼儿肺功能检测仪为例,新生儿、小婴儿专用流量传感器,流速0~800mL/s,流速分辨率0.5mL/s,系统死腔1.3mL;婴幼儿专用流量传感器,流速0~1500mL/s,流速分辨率1.0mL/s,系统死腔1.7mL)。
除年龄外,还要关注原发疾病。
如支气管哮喘(哮喘),更多关注的是阻力、气道反应性和可逆性的情况,可以选择肺通气功能、脉冲振荡、体描、支气管舒张试验、支气管激发试验等;在婴幼儿,可以选择潮气呼吸、阻断、胸腹腔挤压、婴幼儿体描等。
如间质性疾病,应选择与肺容量和弥散功能相关的检测,如肺通气功能、体描、弥散;在婴幼儿,选择潮气呼吸、婴幼儿体描等等。
总之,须结合临床表现、诊疗过程的变化,提出合理选用肺功能检查项目的临床思路和建议。
在临床中要注意每种肺功能检测都有其自己的优点,也有其限制,如肺量计检测可以反映一部分直接容量,但像残气、功能残气等就需体描、弥散来测,而且通气检测对阻力大小的判断是间接的。
脉冲振荡可直接测Raw,间接推断出顺应性,而不能得到容积。
体描仪只能测定容积和阻力,但无法测定肺的弥散等等。
所以如果有条件,鼓励同时做几种不同的肺功能检测,以达到互相弥补。
6 肺功能检测的基本要求
6.1 检测前准备
6.1.1 校正
(1)容积的校正,大年龄儿童用1~3L的定标筒,婴幼儿用100mL的定标筒,容积误差应在±2.0%~±3.0% [12]。
(2)温度、湿度、大气压和海拔高度的定标,达到BTPS(bodytemperatureandpressuresaturated)状态即正常体温(37℃)、标准大气压760mmHg(1mmHg=0.133kPa)、饱和水蒸汽的状态。
(3)标准气浓度的测定:
①更换标准气后应进行一次测定;②每日检测前测定1次,与标准气浓度差<5%[18]。
6.1.2 一般情况
记录性别、出生年月日、临床病史。
6.1.3 身高、体质量的测量
(1)身高测量:
脱鞋、正位,平视,头略后仰,精确至0.5cm。
对于脊柱畸形的患儿,如脊柱侧弯,可两手臂尽量伸平,测量指尖到指尖的臂距来代替身高。
(2)体质量:
脱鞋、脱去厚的包被,精确至0.1kg。
6.1.4 检测时的体位
不同的检测方式需不同的体位。
如通气肺功能检测时鼓励站立位,这样可以发挥孩子最大的潜能。
对不能站立、病重虚弱、立位检查会影响原发疾病的坐位也可。
又如脉冲振荡须坐位、放松[19]。
潮气呼吸时仰卧位、侧卧位检测等。
但需强调的是,每个患儿随访时前后几次必须是同一体位。
6.1.5 用药情况
检测前需关注患儿有无用药。
支气管舒张剂、支气管收缩剂、激素类药物、抗过敏类、抗白三烯类药都会影响检测结果。
尤其是做支气管激发试验和支气管舒张试验。
在检测前应告知家属应停哪些药,停多少时间(参考半衰期)。
6.2 检测时要求
6.2.1 年长儿检测
技术员需详细讲解检测方法和要求,缓解患儿的恐惧心理,并亲自示范,告知患儿具体的配合要领。
6.2.2 婴幼儿检测[8]
(1)一般在进食30min后进行,以防止胃食管反流。
(2)患儿可自然睡眠(尤其是新生儿[20]),也可镇静后睡眠。
对于不配合的年幼儿童可用水合氯醛(30~50mg/kg,最大剂量不超过100mg/kg)口服或灌肠镇静催眠,目前国际上对各种镇静剂争议较大,但国内仍使用水合氯醛。
(3)鼻塞的儿童可鼻腔滴入血管收缩剂(5g/L麻黄素)缓解鼻塞,减少鼻腔阻力。
6.2.3 随访时间
因肺功能在每天的不同时段会有不同,随访的患者要求在每天同一时段(±2h)进行检测。
6.2.4 相关禁忌证
要注意某些肺功能检查的禁忌证,如肺通气功能、弥散功能、残气功能的检测等,因需患儿用力吸气、用力呼气,如有气胸、肺大泡、鼓膜穿孔、心律失常等的患儿则暂时先观察,等病情好转再行检查。
7 肺功能室的要求
(1)场地:
要求单独、隔离,宽敞,使多个患者检测时避免相互干扰,听不清技术员的指挥而"误操作"。
(2)空调的风口不能直接对体描仪,以免影响敏感的体描仪的检测结果。
(3)相对恒温恒湿,很多肺功能仪要求稳定的温度、湿度,若温度湿度改变,检测结果就不一致,需要不停地校标,这个在日常工作中并不现实。
同时舒适的环境,患者可以发挥最大的潜能配合好检查,也可使患者不会因为衣服过多影响呼吸运动。
(4)肺功能室必须备有氧气、加压面罩等抢救设备,如婴幼儿检测时面罩可能压迫三叉神经导致呼吸骤停。
(5)进行支气管激发试验时必须要有经验的医师在场。
以防检测过程中出现紧急情况,支气管激发试验可诱发严重哮喘等。
(6)环境过小或房间人数过多,易导致低氧及CO2浓度增高,影响弥散功能检测的结果。
(7)房间必须保持良好的通风和具备消毒设备。
患者咳嗽、呼吸的飞沫会充斥在肺功能室的空气中,良好的通风及消毒可以减少交叉感染。
8 预计值的选取
预计值是指同年龄、体质量、身高、性别的健康儿童的相关参数值,肺功能检测结果的评估与预计值的正确选取密切有关[21,22]。
儿童由于年龄不同、检测方式各不相同,故需要与不同类型预计值进行比较判断。
如何选取一般遵循以下原则:
(1)年龄段一致或相近;
(2)大样本量;(3)同一人种[23];(4)邻近的区域和国家。
9 质量控制
肺功能检查,质量是其生命线。
目前无论成人还是儿童,肺功能质控都是很薄弱的一个环节,2012年国内的肺功能专家在《中华结核和呼吸杂志》[24,25]和《中国实用内科杂志》[26]都发表了一系列的肺功能专题知识讲座,强调质量控制。
2014年的儿童肺功能检测和评估专家共识[12]及2015年的《中华结核和呼吸杂志》上的成人肺功能系列指南和朱蕾等[18]的"关于常规肺功能测定程序标准化和质量控制的建议"以及高怡[27]的"重视肺功能培训,规范肺功能检查技术"也一再强调这个问题。
10 肺功能报告的解读
(1)由专门负责肺功能工作的医师进行解读,需结合病人的病史、年龄、基础疾病及肺功能各参数、图谱进行综合评估。
(2)肺功能报告的结论是对肺功能检测结果的描述,而不能对疾病进行诊断。
(3)肺功能检测提供给医师的不仅是结论,还有原始资料、具体数据,这样才能使医师可以从具体的数据中得到更多的信息,更准确地对疾病进行诊断和鉴别诊断[12]。
11 交叉感染的防治
(1)肺功能检查的患儿往往是呼吸道疾病[1]或其他系统疾病累及呼吸道,故咳嗽是其最常见的症状。
重视飞沫传播,加强肺功能室的通气和消毒相当重要。
(2)患儿在检测时采集的是呼吸波,所以患儿反复(用力)呼吸,检测过程中可能出现的剧烈咳嗽都会污染整个检测的管道,故必须在检测时加用一次性呼吸过滤器,可有效减少交叉感染的发生。
12 影响肺功能检测的主要原因
12.1 检测方式的选择
不同的年龄适用于不同的检测方式,如婴幼儿可以选择潮气呼吸、婴幼儿体描、阻断、胸腹腔挤压等方法(表1),而肺通气功能、脉冲振荡、弥散等则不适合。
不同的疾病也应选择不同的检测方式,如间质性肺炎,则容量与弥散功能的相关检测方式一定要选择。
表1
不同年龄儿童肺功能检测方法[12]
Table1
Pulmonaryfunctiontestindifferentagesofchildren
12.2 肺功能仪器的敏感度、死腔量
检测仪器的敏感度、精确度、死腔量的大小直接关系到检测方式的可行性和结果的准确性。
因为婴幼儿肺容积小、潮气量低,所以对检测仪器要求非常高,以前的技术发展达不到此要求,直到最近十几年可以用于检测婴幼儿的仪器刚刚出现。
12.3 检测人员的正确指导和儿童的积极配合
大年龄儿童的肺功能检测需技术人员耐心而准确的指导、循循善诱,同时患儿积极配合方能取得好的效果。
12.4 质控标准的掌握
肺功能质控是肺功能检测的生命线,优良的质控可以给临床医师准确的信息,帮助诊断和治疗。
反之则会误导临床。
12.5 预计值的选取
每个患者的肺功能检测的结果须与预计值比较,方能进行判断,因此预计值的选取至关重要。
13 儿童肺功能检测的临床应用
13.1 呼吸功能的评价
呼吸功能的正常与否直接牵涉到患儿的生存状态、生活质量。
除呼吸系统本身的疾病以外,其他系统如心脏、血液、神经等系统的疾病也会影响呼吸功能,因此需要经常监测。
13.2 呼吸困难原因的鉴别
呼吸困难原因众多,大多是呼吸系统导致,其他心脏、神经系统等引起也有。
从呼吸系统来讲,又分成上呼吸道和下呼吸道。
肺功能检测可以了解病变的严重程度,部分也可以鉴别呼吸困难的部位:
如脉冲振荡、潮气呼吸等。
13.3 生长发育的评估[28]
孩子呼吸功能的发育与身高、体质量、年龄、性别密切相关,尤其是身高。
故若孩子生长发育差、营养不良、肥胖等都可导致肺功能的异常。
13.4 疾病的诊断和鉴别诊断
肺功能在呼吸系统疾病中有诊断和鉴别诊断的价值,如慢性咳嗽[29]、不典型哮喘[30,31]等病人,肺功能检测能有效协助临床,结合其他证据明确其病因。
13.5 病情评估、治疗反应和预后的判断
肺功能是无创性检查,易为家长所接受。
临床常用来进行呼吸系统疾病的严重程度评估、治疗疗效的随访以及预后的判断等,尤其是哮喘[22]。
13.6 在不同疾病中的应用
儿童肺功能检查目前应用逐渐广泛,如哮喘[32]、慢性咳嗽、间质性肺病、支气管肺发育不良等,对临床疾病的诊治起了很大的协助作用。
13.7 外科手术前后的评估
呼吸功能很差的患者不能耐受麻醉、耐受手术。
但很多手术又必须要做,如恶性肿瘤的切除等。
如何准确评估患者的呼吸功能状态,将是牵涉到手术能否顺利进行的关键问题。
另外如胸部手术,尤其是肺的手术还涉及到手术后患儿肺容量的情况、通气血流比的情况,牵涉到今后的生活质量。
所以手术前后,尤其是术前肺功能的评估非常关键。
13.8 运动能力的评价
良好的运动能力取决于良好的肺功能状态,"运动心肺"功能的检查就是专门设计针对这一情况的。
哮喘患者明显的阻塞性病变大大限制了患儿的运动能力,哮喘患儿往往因不能和同龄孩子一同活动、一同游戏还易导致心理方面的问题。
13.9 呼吸肌功能
肺功能的好坏,呼吸肌的功能至关重要。
若因为疾病导致呼吸肌疲劳,则会引起肺功能的下降。
呼吸肌包括吸气肌和呼气肌。
呼吸肌疲劳,主要表现为吸气肌疲劳。
反映呼吸肌疲劳的指标最重要的是最大吸气压(maximalinspiratorypressure,MIP)和最大呼气压(maximalexpiratorypressure,MEP)。
MIP、MEP基本可反映全部吸气肌、呼气肌的功能[12]。
13.10 危重病人的监护
Raw和呼吸系统顺应性是危重病人呼吸功能监测的2个非常重要的指标,是调整呼吸机模式和参数的重要依据。
呼吸机一般都自带这2个功能以适应呼吸功能监测的需求。
随着检测的逐渐普及以及评估水平的不断提高,儿童肺功能已成为儿童呼吸系统及其他系统疾病累及呼吸道的不可或缺的实验室检查项目。
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