导语
振荡法检查可作为肺功能评估的有效辅助工具,以提高诊断可及性。
慢性阻塞性肺疾病(简称“慢阻肺病”)和哮喘是常见的慢性呼吸系统疾病,二者均存在气流受限,其诊断在很大程度上依赖于客观的肺功能评估。肺量计检查是目前临床常用的评估和诊断工具,但操作过程需患者用力呼吸,在配合能力差的人群中应用受限;而振荡法检查以其“平静呼吸”即可检测的优势,成为极具潜力的辅助诊断工具。然而,这两种检查方法在中国患者中的诊断一致性尚缺乏大规模研究证据。
近期,一项大规模前瞻性研究的正式发表填补了这一空白。该研究首次在中国疑似或确诊慢阻肺病或哮喘患者中,系统评估了振荡法检查与肺量计检查的诊断一致性[1],为优化临床诊断策略提供了新的循证依据。
关键结果速览
- 振荡法检查在慢阻肺病中诊断的阳性预测值达87.4%,且在肺功能越差(FEV1%预计值<60%)的人群中阳性预测值更高,达100%,临床诊断价值凸显。
- 振荡法检查操作更便捷,所需尝试次数显著少于肺量计检查(8.5次 vs. 11.0次,P<0.0001)。
基于上述发现,研究团队提出了一套适用于基层医疗机构的慢阻肺病诊断路径:在肺量计检查不可及或患者配合困难时,振荡法检查凭借其高阳性预测值,展现出作为潜在确诊工具的临床价值。
研究设计与主要发现
本研究是一项大规模、多中心、前瞻性研究,于2024年2月8日~8月30日期间,从全国46家二、三级医院共纳入801例患者,这些患者均疑似或确诊慢阻肺病或哮喘,其中慢阻肺病组398例,哮喘组403例[1]。
首先于基线访视(V0)时收集入组患者的人口统计学和临床信息,在现场研究访视(V1)时,患者首先使用便携式振荡法肺功能仪(ALDS)完成振荡法检查,随后进行肺量计检查,上述操作均在支气管舒张剂(BD)试验前后分别进行[1](研究流程见图1)。
图1 研究流程图[2]
该研究的主要终点为总人群中BD试验前振荡法检查与肺量计检查结果的一致性。次要终点为:①总体研究人群中,振荡法检查与肺量计检查支气管舒张试验阳性结果的一致性;②慢阻肺病组中BD试验后两种检查方法结果的一致性;③完成两种检查方法所需的尝试次数和时间。
研究终点使用全分析集(FAS)进行评估,包括所有完成两种检查的患者;同时采用Cohen's Kappa系数及95%置信区间(CI)对一致性进行评估[1];Cohen's Kappa系数判定标准如图2所示。
图2 一致性评估标准[2]
主要研究结果展示:
➢总人群中,BD试验前,肺量计检查与振荡法检查结果呈中等一致性
BD试验前,肺量计检查结果异常和正常者各394例(各占50.0%);振荡法检查结果异常者425例(53.9%),正常者363例(46.1%)。一致性评估显示Cohen's Kappa系数为0.4188(95% CI:0.3556~0.4820),提示一致性为中等;结果如表1所示[1]:
表1:总人群中BD试验前两种检查方法结果的一致性(FAS)
注:“异常”定义:肺量计检查以第一秒用力呼气容积/用力肺活量(FEV1/FVC)<0.7为异常;振荡法检查以R5、R20、R5-R20、AX、Fres 超出95% CI,或X5低于95% CI为异常。
➢总人群中,振荡法检查与肺量计检查支气管舒张试验阳性结果呈一般一致性
肺量计检查显示阳性者为145例,振荡法检查显示阳性者为104例。两种检查方法判定支气管舒张试验结果的总体符合率为80.3%,Cohen's Kappa系数为 0.2722(95% CI:0.1870~0.3575),提示一致性为一般水平;结果如表2所示[1]:
表2:总人群中两种检查方法检测支气管舒张试验阳性的一致性
注:支气管舒张试验阳性判定标准:肺量计检查以FEV1改善≥12%且绝对值增加≥200mL为阳性;振荡法检查以R5改善≥40%、X5改善≥50%或AX改善≥80%为阳性。
➢慢阻肺病组中,BD试验后,振荡法检查与肺量计检查结果的一致性为中等;然而,其阳性预测值达87.4%,且在肺功能更差的患者中阳性预测值达100%
BD试验后,肺量计检查显示异常和正常结果的患者分别为250例(65.3%)和133例(34.7%);振荡法检查显示异常和正常结果的患者分别为199例(52.0%)和184例(48.0%)。一致性评估显示Cohen's Kappa系数为0.4662(95% CI:0.3803~0.5521),提示达到中等一致性水平;结果如表3所示[1]。
值得注意的是,振荡法检查对气流受限具有高达87.4%的阳性预测值,意味着在振荡法检查结果异常的患者中,87.4%的患者可确诊为肺量计定义的慢阻肺病,提示临床可将其作为确诊慢阻肺病的潜在工具。
此外,研究显示振荡法检查对肺功能更差患者的阳性预测值更高,在FEV1预计值百分比<60%的患者中阳性预测值达100%[1],更凸显了振荡法检查在病情更重的患者中的诊断价值,并有望进一步指导临床治疗。
表3:慢阻肺病组中BD试验后两种检查方法结果的一致性
注:“异常”定义:肺量计检查以FEV1/FVC<0.7为异常;振荡法检查以R5、R20、R5-R20、AX、Fres 超出95% CI,或X5低于95% CI为异常。
➢完成两种检查方法所需时间相当,但振荡法检查的尝试次数更少
振荡法检查所需的尝试次数显著少于肺量计检查(均数±SD:8.5±2.53次 vs. 11.0±5.17次,P<0.0001),而所需的检测时间与肺量计检查相当(14.9±8.9分钟 vs. 14.0±11.7分钟,P=0.0568)。这意味着在以老年人为主的慢阻肺病群体中,振荡法检查对配合度要求更低,更具便捷性和操作可行性。结果如图3所示[1]。
图3.(A)尝试次数;(B) 完成检查所需时间(FAS)
讨论
肺量计检查是评估气流受限的“金标准”,然而,由于需要充分且强有力的呼吸配合,其在临床应用中面临挑战。对于老年、体弱、认知障碍或呼吸肌力量不足的患者,完成标准用力呼气动作存在困难,导致检测失败率增加。此外,对专业操作人员的需求也限制了肺量计检查在基层医疗机构,以及医疗资源匮乏地区的普及。
振荡法检查的独特优势在于其“平静呼吸”的检测方式,患者无需用力呼吸配合,大大降低了检测门槛。本研究中,完成振荡法检查所需的尝试次数明显少于肺量计检查,证实了其在操作便捷性方面的优势。既往研究也显示,在儿童、智力障碍患者及特发性肺纤维化患者中,振荡法检查均表现出更高的完成率和更好的耐受性。
值得注意的是,本研究发现振荡法检查在慢阻肺病组中具有高达87.4%的阳性预测值,且在FEV1%预计值<60%的患者中可达100%。这一结果提示,当根据患者症状及体征怀疑慢阻肺病可能,但无法进行肺量计检查时,应考虑采用振荡法检查。
基于以上证据,研究团队提出了一套适用于基层医疗机构的慢阻肺病诊断流程(如图4)[1],旨在为肺量计检查不可及或患者无法配合的场景提供切实可行的替代方案,助力提高慢阻肺病的早期诊断率和基层诊疗能力。
注:*若R5、R20、R5-R20、AX或Fres的数值超过(或X5的数值低于)95% CI(根据ALDS仪的参考模型,按参考值±1.646×残差标准差计算),则视为振荡检查结果异常; ‡若怀疑存在支气管扩张、结核病或间质性肺病,可采用X线或CT扫描进行排除。
*BD:支气管舒张剂
图4 无法进行肺量计检查时的慢阻肺病诊断流程
未来还需开展大规模研究以建立中国人群的参考值,进一步优化诊断指标,并探索振荡法检查在疾病监测与治疗反应评估中的应用。随着相关研究的不断深入,振荡法检查有望在更广泛的临床场景中发挥更重要的作用,成为慢性呼吸系统疾病诊断与管理体系中不可或缺的一环。
宋元林教授:以脉冲震荡技术(IOS)为代表的振荡法技术有哪些突破“从无到有”、为慢阻肺病诊断开辟新路径?
《呼吸界》记者采访了复旦大学附属中山医院呼吸与危重症医学科主任宋元林教授,宋教授从肺功能检查的临床困境出发,深入剖析了IOS“平静呼吸”即可完成检测的核心优势,他特别强调该研究“从无到有”的突破,同时,宋教授也全面分析了IOS当前面临的种种挑战,并展望了未来与肺功能仪协同推动慢病筛诊的前景。
1、脉冲振荡技术优势在于患者无需用力配合,平静呼吸即可完成检查,适合在基层推广
宋教授提到,目前,慢阻肺病诊断的“金标准”仍然是肺功能检查,即患者存在呼吸道症状,且支气管舒张试验后FEV₁/FVC < 0.7,这是GOLD指南及中华医学会呼吸病学分会慢阻肺学组共同采纳的标准。然而,在实际操作中,肺功能检查的操作流程远不像量血压那样简单。
一方面,它具有比较复杂的技术流程,对简易肺功能、标准肺功能的质控要求都非常严格。过去十多年来,全国各级医疗机构都在开展肺功能培训,但实际情况是,前几年我们进行培训时,曾先对在二级医院工作多年的肺功能技师进行了考核,结果发现,仍有约60%的人员对肺功能的基本知识掌握得不到位,基层的情况可能更不乐观。因此,肺功能操作的培训难度远高于许多其他临床技术,需要长期、标准化、规范的反复培训。
另一方面,还有10%~15%的患者(尤其是高龄老人或因为中风等疾病影响了神经支配的患者)即使由三级医院经验丰富的技师指导,也因客观、物理上的障碍无法配合。面对这部分患者,我们不能因为他们做不了肺功能就放弃诊断和治疗,必须寻找替代或联合筛诊方法。
基于这多重原因,国际专家曾提出,能否采用振荡技术作为补充方法?IOS与传统肺功能的原理不同,它是在患者平静呼吸的基础上叠加特定频率的脉冲波,通过连续测定气道阻力和电阻抗的变化,这在一定程度上能反映气道阻力,气道阻力升高是慢阻肺病重要的病理生理特征。
IOS的优势在于患者无需用力配合,只需平静呼吸即可完成检查,操作难度和质控要求都显著低于传统肺功能检查,非常适合在基层推广。但同时,IOS在国际上仍缺乏公认的健康人群正常值和诊断慢阻肺病的Cut-off值。虽然已有研究尝试用IOS诊断慢阻肺病和哮喘,但标准的缺失限制了其广泛应用。
2、本研究“从无到有”,提供了一种潜在有价值的、可行的慢阻肺病检查方法
宋元林教授讲到,为了解决上述问题,由王辰院士等国内专家牵头了一项多中心临床研究。研究的基本思路是:选择两批患者,一批为疑似或者确诊慢阻肺病患者,一批为疑似或者确诊哮喘患者。这些患者同时接受传统肺功能检查和振荡法检查,计算振荡法正常异常对标肺量计检查正常异常的真阳性、假阳性、真阴性、假阴性。
研究得出的主要结论是,在基层进行慢阻肺筛查时,如果患者能够配合,应优先使用传统肺功能检查(金标准);如果患者无法完成肺功能,则可行振荡法检查。需要注意的是,振荡法结果正常并不能完全排除慢阻肺病,如果临床高度怀疑慢阻肺病患者,建议进一步做胸部CT等检查协助诊断。
宋教授进一步分析了本研究的亮点:它首次系统性地探索了用振荡法对无法完成常规肺功能的慢阻肺患者进行诊断的可行性。过去这些患者几乎被遗忘,没有合适的呼吸生理检测的工具。本研究“从无到有”,为这一特殊人群提供了一种潜在有价值的、可行的检查方法。而且还将研究结果中的特异性、敏感性整合到了临床实践流程中,明确了IOS在哪个环节、哪种场景下可以使用。这比仅凭临床表现进行诊断要更为科学。可以说,本研究在呼吸慢病筛查与诊断领域实现了进步。
3、未来如何把IOS和金标准的肺功能仪结合起来,共同推动慢病的早诊早治?
宋元林教授讲到,由于IOS的操作相对简单,质控要求较低,比标准肺功能仪更容易掌握,可以通过它来提高社区中慢阻肺病的检出率。相信随着数据不断积累,我们能够逐步建立起中国人群的IOS检测正常值。脉冲振荡技术将提供一种新的可能性,给那些无法完成常规肺功能检查的、潜在的、“被遗忘在角落”的患者一个被筛查出来的机会。
宋元林教授再次总结了振荡法检查的核心价值,其一,操作简单、质控容易,因其采用平静呼吸方式,结果很快可出,容易被基层医务人员掌握;其二,为那些无法完成用力肺功能检查的患者(如中风后遗症、高龄、体弱者)提供了获得诊断的机会。否则没有肺功能报告就无法诊断慢阻肺病,患者也无法使用相应的治疗药物,而这些患者实际上用药后效果往往很好。
小结
本研究作为国内首项评估振荡法检查与肺量计检查诊断一致性的大规模前瞻性研究,揭示了振荡法检查在慢阻肺病人群中具有较高的阳性预测值,显示出良好的诊断潜力。同时,这一检查方式对老年人及配合能力不足的患者更友好、更适用于基层医疗机构以及资源匮乏地区,为解决肺功能检查在临床实践中的“可及性困境”提供了有力证据。未来,振荡法检查有望成为慢性呼吸系统疾病诊断与管理中的重要组成部分,为更多患者带来简便、有效的肺功能评估方式。
参考文献
[1]Niu H, Rong X, Zhang M, et al. Consistency Between Oscillometry and Spirometry in Patients with Suspected or Confirmed COPD or Asthma: Results from a Multi-Center Study in China. COPD. 2026 Dec; 23(1): 2617284.
[2]Niu H, Rong X, Zhang M, et al. Consistency between oscillometry- and spirometry-based diagnosis in patients with asthma or COPD. ERS 2025. PA2520.
文末调研
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关于振荡法检查对慢阻肺病的诊断价值,以下说法正确的有: 多选
A.振荡法检查对慢阻肺病气流受限的阳性预测值达87%,是理想的辅助诊断工具
B. 对于肺功能更严重(FEV₁%预计值<60%)的患者,振荡法检查的阳性预测值达87.4%
C. 振荡法检查仅适用于无法配合肺量计检查的患者,对能配合者无额外价值
D. 振荡法检查尤其适用于老年或配合困难的患者,以及肺量计检查不可及的医疗机构
答案
正确答案:ABD
解析:振荡法检查的价值不仅体现在无法配合的患者中。其在总人群中与肺量计检查结果呈中等一致性,且在肺功能较差的患者中阳性预测值高达100%,对能配合者同样具有重要的辅助诊断价值。
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