脉冲震荡法测定肺癌患者呼吸阻抗的研究
作者：李琦 王志茹 张国红 东博涛 孙桂新
单位：李琦 王志茹 张国红 东博涛 孙桂新(101149 北京市结核病胸部肿瘤研究所)
关键词：
中国肺癌杂志000414 【中图分类号】 Q47
近年来，用脉冲震荡(IOS)的方法测定呼吸阻抗，引起国内外学者的兴趣和争议。我们采用IOS的方法，对100例肺功能正常的原发性肺癌患者进行测定，观察并分析其呼吸阻抗和构成成分的特点及病变的影响，为IOS在肺癌呼吸力学评价中的应用提供依据。
1 资料与方法
1.1 对象 100例原发性肺癌患者均为既往无心肺疾病病史、肺通气功能正常者，经胸部X线、CT或痰细胞学检查确诊者，其中男性69例，女性31例，年龄44～66岁，平均55岁。健康组为既往无心肺疾病病史、肺通气功能正常(小气道功能亦正常)的受试者10例。其中女性3例，男性7例，年龄34～66岁，平均50岁。
, http://www.100md.com
1.2 仪器 德国耶格公司Master PFT+IOS型肺功能测定系统。
1.3 方法 用脉冲震荡法测定受试者的呼吸总阻抗(Zrs)，共振频率(Fres)，中心阻力(Rc)，周围阻力(Rp)，频率为5、20、35Hz时的粘性阻力(R5、R20、R35)，频率为5Hz时的电抗(X5)(实测值与预测值的差值)，频率为5Hz时电抗和阻力的容积依赖性(dX/dV5和dR/dV5)。数据处理采用t检验。
2 结果
2.1 根据小气道功能测定结果，将100例原发性肺癌患者分为小气道功能正常、轻度、中度和重度减退组分析，并与健康组相比较。从表1和表2中可见，肺癌患者Zrs、Fres、R5、R20、R35、Rc、Rp增高，与健康组间有显著性差异(P<0.05或0.01)。此外，小气道功能严重减退组的R5、R20、R35与小气道功能正常组间也有显著性差异(P<0.01)。
, http://www.100md.com
表1 肺癌患者频谱参数测定结果(
±s)
Tab 1 The results of frequency parameters in the patients with lung cancer (±s) Items
No. of
cases
Zrs
(kPa.L-1.S-1)
Fres
, http://www.100md.com
(L/S)
R5
(%)
R20
(%)
R35
(%)
X5
(kPa.L-1.S-1)
Healthy group
10
80±10
, 百拇医药
9.3±1.3
75±11
72±17
99±25
-0.067±0.038
Normal group
13
99±29△
11.0±2.2△
92±29△
86±24
, http://www.100md.com 118±32△
-0.095±0.037
Slight impairment group
21
108±30△
11.0±2.4△
103±29△
99±26△
128±32*
-0.076±0.049
, http://www.100md.com
Medium impairment group
39
111±28△
11.2±2.6△
106±29*
104±31△
135±45**
-0.075±0.054
Severe impairment group
27
, http://www.100md.com
116±32*
12.3±3.2△
112±31**
107±29**
131±38**
-0.072±0.045
Compared with healthy group：△，P<0.05；*，P<0.01.Compared with normal group：**，P<0.01.表2 肺癌患者结构参数、容积和流速依赖性测定结果(±s)
, 百拇医药
Tab 2 The results of structure parameters and volume dependency in the patients with lung cancer (±s) Items
No. of
cases
Rc
(kPa.L-1.S-1)
Rp
(kPa.L-1.S-1)
, http://www.100md.com
dX/dV5
(%)
dR/dV5
(%)
Healthy group
10
0.11±0.05
0.14±0.06
-0.084±0.076
0.018±0.142
Normal group
13
, 百拇医药
0.17±0.08△
0.22±0.13△
-0.125±0.147
-0.040±0.122
Slight impairment group
21
0.17±0.08△
0.23±0.10△
-0.079±0.104
-0.032±0.174
, 百拇医药
Medium impairment group
39
0.19±0.10△
0.24±0.11△
-0.120±0.228
-0.029±0.429
Severe impairment group
27
0.20±0.11△
0.27±0.14△
, 百拇医药
-0.165±0.140
-0.001±0.275
Compared with healthy group：△，P<0.05.
2.2 将肺癌患者按胸片和CT报告结果分为中心型和周围型两组(3例弥漫型及2例对侧肺转移者未纳入计算)，分析、比较两组呼吸阻抗的差异。从表3和表4中可见，中心型肺癌患者Zrs、Fres、R5、R20、R35、Rc、Rp增高，dX/dV5负向增高，与周围型患者有显著性差异(P<0.05或0.01)。
表3 肿瘤部位对肺癌患者频谱参数测定结果的影响(±s)
Tab 3 The results of frequency parameters in the patients with different type of lung cancer(±s) Items
, 百拇医药
No. of
cases
Zrs
(kPa.L-1.S-1)
Fres
(L/S)
R5
(%)
R20
(%)
R35
(%)
, 百拇医药
X5
(kPa.L-1.S-1)
Central type
34
123±34
12.7±3.3
118±33
115±36
139±47
-0.087±0.052
Peripheral type
, 百拇医药
61
102±24
10.7±2.1
98±26
95±25
124±33
-0.071±0.0471
t value
3.485
4.017
3.241
3.065
, http://www.100md.com
1.875
1.538
*：P<0.01表4 肿瘤部位对肺癌患者结构参数和容积依赖性测定结果的影响(±s)
Tab 4 The results of structure parameters and volume dependency in the patients
with different type of lung cancer (±s) Items
No. of
, 百拇医药
cases
Rc
(kPa.L-1.S-1)
Rp
(kPa.L-1.S-1)
dX/dV5
dR/dV5
Central type
34
0.22±0.11
0.28±0.12
, 百拇医药
-0.173±0.210
0.038±0.453
Peripheral type
61
0.17±0.09
0.23±0.11
-0.111±0.120
-0.025±0.182
t value
2.310△
2.156△
, http://www.100md.com
1.768△
0.909
△：P<0.05
2.3 根据术后病理，将已行手术的68例肺癌患者分为无淋巴结转移和有淋巴结转移两组。从表5和表6中可见，有淋巴结转移的肺癌患者仅Zrs、Rc、Rp增高，dX/dV5负向增高，与无淋巴结转移患者有显著性差异(P<0.05)。
表5 伴或不伴淋巴结转移的肺癌患者频谱参数测定结果(±s)
Tab 5 The results of frequency parameters in the patients with lung cancer
, 百拇医药
accompanied by lymph metastasis or not(±s) Items
No. of
cases
Zrs
(kPa.L-1.S-1)
Fres
(L/S)
R5
(%)
R20
, http://www.100md.com
(%)
R35
(%)
X5
(kPa.L-1.S-1)
No-metastasis group
25
104±22
12±2
99±23
95±20
123±22
, 百拇医药
-0.070±0.068
Metastasis group
43
117±34
12±3
110±33
106±32
134±42
-0.086±0.047
t value
1.697△
0.341
, http://www.100md.com
1.455
1.596
1.228
1.173
△：P<0.05表6 伴或不伴淋巴结转移的肺癌患者结构参数和容积依赖性测定结果(±s)
Tab 6 The results of structure parameters and volume dependency in the patients
with lung cancer accompanied by lymph metastasis or not(±s) Items
, 百拇医药
No. of
cases
Rc
(kPa.L-1.S-1)
Rp
(kPa.L-1.S-1)
dX/dV5
(%)
dR/dV5
(%)
No-metastasis group
, 百拇医药
25
0.16±0.08
0.22±0.08
-0.030±0.108
-0.008±0.179
Metastasis group
43
0.20±0.11
0.27±0.13
-0.139±0.193
-0.008±0.392
, 百拇医药 t value
1.673△
1.718△
2.117△
0
△：P<0.05
3 讨论
按物理性质，呼吸阻力被分为粘性、弹性和惯性阻力，三者之和称为呼吸总阻抗。其中粘性阻力反映流速改变引起的压力变化，主要存在于气道；弹性阻力反映容积改变引起的压力变化，主要存在与肺组织和胸廓。IOS技术是由振荡器发出不同频率的震荡信号，施加在受检者的自主呼吸上，激发其口腔流速改变，同时检测其流速和压力信号，经计算机数据处理提供呼吸总阻抗及其构成成分的频谱数据、阻力的分布及与流速和容积的关系等。
, 百拇医药
3.1 肺癌患者呼吸阻抗的特点 结构参数是将呼吸系统等价为七个元件组成的电子模型，根据其组成部分在不同激励信号下的流速改变求解方程后得到的。Rc指大气道、胸壁、膈肌和肺组织的阻力，Rp指周围气道阻力。本组检测结果显示肺癌患者Rc和Rp均增加，即使是小气道功能正常的肺癌患者也如此。
频谱参数是将外加脉冲振荡信号的压力和流速波通过傅利叶转换后进行频谱分析所得到的。其中，R5、R20、R35反映粘性阻力，X5 反映肺弹性阻力。结果显示肺癌患者的粘性阻力增高，但肺弹性阻力变化不著。
dX/dV5和dR/dV5不仅反映肺弹性和粘性阻力的容积依赖性，而且可观察二者增加的时相。其中，dX/dV5为负值表示吸气末肺弹性阻力增高，dR/dV5为负值表示呼气末粘性阻力增高。肺癌患者dX/dV5和dR/dV5均为负值，尽管无统计学意义，但显示肺癌患者存在吸气末弹性阻力和呼气末气道阻力增高的趋向。这与文献报道的阻塞型和限制型肺疾患患者IOS的特征不尽相同[1，2]，体现了原发性肺癌源于支气管但可对周围肺组织造成压迫或侵犯的特点。
, 百拇医药
3.2 影响因素 从表1可见，小气道功能重度减退的患者R5、R20、R35显著增高(P<0.05)，提示小气道功能减退主要影响肺癌患者的粘性阻力。从表3和表4可见中心型肺癌患者气道阻力和吸气末弹性阻力明显增加，这与中心型肺癌发生于段以上的支气管，不仅使较大气管的阻力增加，而且因其压迫周围肺组织而使肺扩张受限有关。从表5和表6可见，肺癌淋巴结转移影响中心阻力和吸气末肺弹性阻力，可能与增大的淋巴结限制肺扩张有关。
3.3 指标的选择 我们选择了与体描仪相关性较好的指标[3]进行观察和分析，发现Zrs、Fres、R5、R20、R35、Rc和Rp在健康人和肺癌患者间有显著性差异，不仅能反映肺癌病变对呼吸阻力的影响，而且能反映肺癌生长部位和淋巴结转移的影响。我们采用X5实测值与预计值的差值反映肺弹性阻力的大小，以免当X5的预计值接近于0时致实测值与预计值的百分比极大。但X5在各组间均无显著性差异，究竟是此指标不敏感还是评价方法的误差有待进一步探讨。就阻力和电抗的容积依赖性而言，仅dX/dV5在肺癌类型(周围型或中心型)和是否淋巴结转移组之间有显著性差异，提示肺癌患者这种特征在其呼吸力学的评价中具有一定意义。
, 百拇医药
综上所述，肺癌患者呼吸阻力增高，肺癌的大体类型和淋巴结转移影响其呼吸阻力，应选择Zrs、Fres、Rc、Rp、R5、R35、dX/dV5、dR/dV5作为肺癌患者呼吸力学的评价指标。
参 考 文 献
1，王美琴，朱砚萍，钮善福，等.慢性阻塞型肺疾病患者呼吸阻抗的测定.中华结核和呼吸杂志，1999，22(11)∶680-681.
2，Brochard L，Pelle G，de Palmas J，et al. Density and frequency of dependance of resistance in early airway obstruction. Am Rev Respir Dis，1987，135(3)∶579-584.
3，Vogel J，Smidt U. Impulse Oscillometry. Germany， Frankfurt am Main，Pmi Verlagsgruppe GmbH，1994.33-60，86-139.
(收稿：1999-12-17 修回：2000-02-23), 百拇医药
单位：李琦 王志茹 张国红 东博涛 孙桂新(101149 北京市结核病胸部肿瘤研究所)
关键词：
中国肺癌杂志000414 【中图分类号】 Q47
近年来，用脉冲震荡(IOS)的方法测定呼吸阻抗，引起国内外学者的兴趣和争议。我们采用IOS的方法，对100例肺功能正常的原发性肺癌患者进行测定，观察并分析其呼吸阻抗和构成成分的特点及病变的影响，为IOS在肺癌呼吸力学评价中的应用提供依据。
1 资料与方法
1.1 对象 100例原发性肺癌患者均为既往无心肺疾病病史、肺通气功能正常者，经胸部X线、CT或痰细胞学检查确诊者，其中男性69例，女性31例，年龄44～66岁，平均55岁。健康组为既往无心肺疾病病史、肺通气功能正常(小气道功能亦正常)的受试者10例。其中女性3例，男性7例，年龄34～66岁，平均50岁。
, http://www.100md.com
1.2 仪器 德国耶格公司Master PFT+IOS型肺功能测定系统。
1.3 方法 用脉冲震荡法测定受试者的呼吸总阻抗(Zrs)，共振频率(Fres)，中心阻力(Rc)，周围阻力(Rp)，频率为5、20、35Hz时的粘性阻力(R5、R20、R35)，频率为5Hz时的电抗(X5)(实测值与预测值的差值)，频率为5Hz时电抗和阻力的容积依赖性(dX/dV5和dR/dV5)。数据处理采用t检验。
2 结果
2.1 根据小气道功能测定结果，将100例原发性肺癌患者分为小气道功能正常、轻度、中度和重度减退组分析，并与健康组相比较。从表1和表2中可见，肺癌患者Zrs、Fres、R5、R20、R35、Rc、Rp增高，与健康组间有显著性差异(P<0.05或0.01)。此外，小气道功能严重减退组的R5、R20、R35与小气道功能正常组间也有显著性差异(P<0.01)。
, http://www.100md.com
表1 肺癌患者频谱参数测定结果(
±s)Tab 1 The results of frequency parameters in the patients with lung cancer (
±s) ItemsNo. of
cases
Zrs
(kPa.L-1.S-1)
Fres
, http://www.100md.com
(L/S)
R5
(%)
R20
(%)
R35
(%)
X5
(kPa.L-1.S-1)
Healthy group
10
80±10
, 百拇医药
9.3±1.3
75±11
72±17
99±25
-0.067±0.038
Normal group
13
99±29△
11.0±2.2△
92±29△
86±24
, http://www.100md.com 118±32△
-0.095±0.037
Slight impairment group
21
108±30△
11.0±2.4△
103±29△
99±26△
128±32*
-0.076±0.049
, http://www.100md.com
Medium impairment group
39
111±28△
11.2±2.6△
106±29*
104±31△
135±45**
-0.075±0.054
Severe impairment group
27
, http://www.100md.com
116±32*
12.3±3.2△
112±31**
107±29**
131±38**
-0.072±0.045
Compared with healthy group：△，P<0.05；*，P<0.01.Compared with normal group：**，P<0.01.表2 肺癌患者结构参数、容积和流速依赖性测定结果(
±s), 百拇医药
Tab 2 The results of structure parameters and volume dependency in the patients with lung cancer (
±s) ItemsNo. of
cases
Rc
(kPa.L-1.S-1)
Rp
(kPa.L-1.S-1)
, http://www.100md.com
dX/dV5
(%)
dR/dV5
(%)
Healthy group
10
0.11±0.05
0.14±0.06
-0.084±0.076
0.018±0.142
Normal group
13
, 百拇医药
0.17±0.08△
0.22±0.13△
-0.125±0.147
-0.040±0.122
Slight impairment group
21
0.17±0.08△
0.23±0.10△
-0.079±0.104
-0.032±0.174
, 百拇医药
Medium impairment group
39
0.19±0.10△
0.24±0.11△
-0.120±0.228
-0.029±0.429
Severe impairment group
27
0.20±0.11△
0.27±0.14△
, 百拇医药
-0.165±0.140
-0.001±0.275
Compared with healthy group：△，P<0.05.
2.2 将肺癌患者按胸片和CT报告结果分为中心型和周围型两组(3例弥漫型及2例对侧肺转移者未纳入计算)，分析、比较两组呼吸阻抗的差异。从表3和表4中可见，中心型肺癌患者Zrs、Fres、R5、R20、R35、Rc、Rp增高，dX/dV5负向增高，与周围型患者有显著性差异(P<0.05或0.01)。
表3 肿瘤部位对肺癌患者频谱参数测定结果的影响(
±s)Tab 3 The results of frequency parameters in the patients with different type of lung cancer(
±s) Items, 百拇医药
No. of
cases
Zrs
(kPa.L-1.S-1)
Fres
(L/S)
R5
(%)
R20
(%)
R35
(%)
, 百拇医药
X5
(kPa.L-1.S-1)
Central type
34
123±34
12.7±3.3
118±33
115±36
139±47
-0.087±0.052
Peripheral type
, 百拇医药
61
102±24
10.7±2.1
98±26
95±25
124±33
-0.071±0.0471
t value
3.485
4.017
3.241
3.065
, http://www.100md.com
1.875
1.538
*：P<0.01表4 肿瘤部位对肺癌患者结构参数和容积依赖性测定结果的影响(
±s)Tab 4 The results of structure parameters and volume dependency in the patients
with different type of lung cancer (
±s) ItemsNo. of
, 百拇医药
cases
Rc
(kPa.L-1.S-1)
Rp
(kPa.L-1.S-1)
dX/dV5
dR/dV5
Central type
34
0.22±0.11
0.28±0.12
, 百拇医药
-0.173±0.210
0.038±0.453
Peripheral type
61
0.17±0.09
0.23±0.11
-0.111±0.120
-0.025±0.182
t value
2.310△
2.156△
, http://www.100md.com
1.768△
0.909
△：P<0.05
2.3 根据术后病理，将已行手术的68例肺癌患者分为无淋巴结转移和有淋巴结转移两组。从表5和表6中可见，有淋巴结转移的肺癌患者仅Zrs、Rc、Rp增高，dX/dV5负向增高，与无淋巴结转移患者有显著性差异(P<0.05)。
表5 伴或不伴淋巴结转移的肺癌患者频谱参数测定结果(
±s)Tab 5 The results of frequency parameters in the patients with lung cancer
, 百拇医药
accompanied by lymph metastasis or not(
±s) ItemsNo. of
cases
Zrs
(kPa.L-1.S-1)
Fres
(L/S)
R5
(%)
R20
, http://www.100md.com
(%)
R35
(%)
X5
(kPa.L-1.S-1)
No-metastasis group
25
104±22
12±2
99±23
95±20
123±22
, 百拇医药
-0.070±0.068
Metastasis group
43
117±34
12±3
110±33
106±32
134±42
-0.086±0.047
t value
1.697△
0.341
, http://www.100md.com
1.455
1.596
1.228
1.173
△：P<0.05表6 伴或不伴淋巴结转移的肺癌患者结构参数和容积依赖性测定结果(
±s)Tab 6 The results of structure parameters and volume dependency in the patients
with lung cancer accompanied by lymph metastasis or not(
±s) Items, 百拇医药
No. of
cases
Rc
(kPa.L-1.S-1)
Rp
(kPa.L-1.S-1)
dX/dV5
(%)
dR/dV5
(%)
No-metastasis group
, 百拇医药
25
0.16±0.08
0.22±0.08
-0.030±0.108
-0.008±0.179
Metastasis group
43
0.20±0.11
0.27±0.13
-0.139±0.193
-0.008±0.392
, 百拇医药 t value
1.673△
1.718△
2.117△
0
△：P<0.05
3 讨论
按物理性质，呼吸阻力被分为粘性、弹性和惯性阻力，三者之和称为呼吸总阻抗。其中粘性阻力反映流速改变引起的压力变化，主要存在于气道；弹性阻力反映容积改变引起的压力变化，主要存在与肺组织和胸廓。IOS技术是由振荡器发出不同频率的震荡信号，施加在受检者的自主呼吸上，激发其口腔流速改变，同时检测其流速和压力信号，经计算机数据处理提供呼吸总阻抗及其构成成分的频谱数据、阻力的分布及与流速和容积的关系等。
, 百拇医药
3.1 肺癌患者呼吸阻抗的特点 结构参数是将呼吸系统等价为七个元件组成的电子模型，根据其组成部分在不同激励信号下的流速改变求解方程后得到的。Rc指大气道、胸壁、膈肌和肺组织的阻力，Rp指周围气道阻力。本组检测结果显示肺癌患者Rc和Rp均增加，即使是小气道功能正常的肺癌患者也如此。
频谱参数是将外加脉冲振荡信号的压力和流速波通过傅利叶转换后进行频谱分析所得到的。其中，R5、R20、R35反映粘性阻力，X5 反映肺弹性阻力。结果显示肺癌患者的粘性阻力增高，但肺弹性阻力变化不著。
dX/dV5和dR/dV5不仅反映肺弹性和粘性阻力的容积依赖性，而且可观察二者增加的时相。其中，dX/dV5为负值表示吸气末肺弹性阻力增高，dR/dV5为负值表示呼气末粘性阻力增高。肺癌患者dX/dV5和dR/dV5均为负值，尽管无统计学意义，但显示肺癌患者存在吸气末弹性阻力和呼气末气道阻力增高的趋向。这与文献报道的阻塞型和限制型肺疾患患者IOS的特征不尽相同[1，2]，体现了原发性肺癌源于支气管但可对周围肺组织造成压迫或侵犯的特点。
, 百拇医药
3.2 影响因素 从表1可见，小气道功能重度减退的患者R5、R20、R35显著增高(P<0.05)，提示小气道功能减退主要影响肺癌患者的粘性阻力。从表3和表4可见中心型肺癌患者气道阻力和吸气末弹性阻力明显增加，这与中心型肺癌发生于段以上的支气管，不仅使较大气管的阻力增加，而且因其压迫周围肺组织而使肺扩张受限有关。从表5和表6可见，肺癌淋巴结转移影响中心阻力和吸气末肺弹性阻力，可能与增大的淋巴结限制肺扩张有关。
3.3 指标的选择 我们选择了与体描仪相关性较好的指标[3]进行观察和分析，发现Zrs、Fres、R5、R20、R35、Rc和Rp在健康人和肺癌患者间有显著性差异，不仅能反映肺癌病变对呼吸阻力的影响，而且能反映肺癌生长部位和淋巴结转移的影响。我们采用X5实测值与预计值的差值反映肺弹性阻力的大小，以免当X5的预计值接近于0时致实测值与预计值的百分比极大。但X5在各组间均无显著性差异，究竟是此指标不敏感还是评价方法的误差有待进一步探讨。就阻力和电抗的容积依赖性而言，仅dX/dV5在肺癌类型(周围型或中心型)和是否淋巴结转移组之间有显著性差异，提示肺癌患者这种特征在其呼吸力学的评价中具有一定意义。
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综上所述，肺癌患者呼吸阻力增高，肺癌的大体类型和淋巴结转移影响其呼吸阻力，应选择Zrs、Fres、Rc、Rp、R5、R35、dX/dV5、dR/dV5作为肺癌患者呼吸力学的评价指标。
参 考 文 献
1，王美琴，朱砚萍，钮善福，等.慢性阻塞型肺疾病患者呼吸阻抗的测定.中华结核和呼吸杂志，1999，22(11)∶680-681.
2，Brochard L，Pelle G，de Palmas J，et al. Density and frequency of dependance of resistance in early airway obstruction. Am Rev Respir Dis，1987，135(3)∶579-584.
3，Vogel J，Smidt U. Impulse Oscillometry. Germany， Frankfurt am Main，Pmi Verlagsgruppe GmbH，1994.33-60，86-139.
(收稿：1999-12-17 修回：2000-02-23), 百拇医药