聲門孔徑變動(dòng)對(duì)于強(qiáng)迫振蕩技術(shù)測量呼吸系統(tǒng)阻力的影響.pdf

1、強(qiáng)迫振蕩技術(shù)(forced oscillation technique，F(xiàn)OT)是通過施加一個(gè)小振幅的壓力振蕩到呼吸氣流之上，通過計(jì)算振蕩壓力和流量的商得到呼吸道阻力(respiratorysystem resistance，Rrs)的肺功能檢測方法。和傳統(tǒng)的呼吸量測定法(spirometry)相比，F(xiàn)OT提供了一種僅需被測試者被動(dòng)合作就可獲取肺部力學(xué)特性的方法，不僅可以用于成人，尤其適用測量兒童、老年人以及采用機(jī)械通氣的病人等人群。<

2、br>　　 每次肺功能測量過程中，受試者的呼吸會(huì)周期性的變化，其聲門孔徑也隨著呼吸過程發(fā)生變化，從而影響到測量所得的呼吸系統(tǒng)阻力的結(jié)果。在平靜呼吸狀態(tài)，當(dāng)吸入氣體時(shí)聲門孔徑變大，呼出氣體時(shí)聲門孔徑變小。而當(dāng)吞咽或者說話時(shí)等，聲門孔徑也會(huì)突然發(fā)生變化。一般而言，普遍接受的說法是整個(gè)上呼吸道會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)阻力貢獻(xiàn)45％，其中聲門孔徑的影響最大。但是，每個(gè)人的貢獻(xiàn)值不同，甚至同一個(gè)人在不同情況下的貢獻(xiàn)值也不同。Ferris在他的文章中也提到聲

3、門可能會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)阻力有20％的影響。但是這些都只是猜想，據(jù)我們所知還沒有具體的實(shí)驗(yàn)來量化聲門孔徑對(duì)呼吸系統(tǒng)阻力的影響，尤其是采用FOT技術(shù)來量化這種影響。這里我們采用的FOT儀器是一種叫做OS(Oscillation Spirometer)的新型醫(yī)學(xué)儀器，由Geoffrey Maksym博士的實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，不但可以用于標(biāo)準(zhǔn)的肺功能測試(同肺活量計(jì))，也可以用于檢測Rrs和呼吸系統(tǒng)阻力的可變性(variationof airway res

4、istance，VAR)。在本研究中，呼吸道阻力和聲門孔徑將被同時(shí)記錄，研究目的在于了解聲門的變化特點(diǎn)以及這種變化對(duì)于Rrs的影響。
　　 這里采用鼻咽內(nèi)窺鏡和FOT同時(shí)采集，前者用于記錄聲門的變化，后者用于記錄Rrs的變化，從而分析聲門孔徑的變化對(duì)Rrs的影響。使用OS來分別檢測10名哮喘病患者和9名健康人的Rrs，每次信號(hào)采集過程為1分鐘。這里OS采集的Rrs將和后來模擬的聲門阻力進(jìn)行比較。在Rrs采集的過程中，聲門的變化通

5、過鼻咽內(nèi)窺鏡同時(shí)采集并保存為視頻。而且我們研究了一種視頻圖像處理算法來分析聲門孔徑面積的變化。為了實(shí)現(xiàn)聲門面積從像素到真實(shí)大小的轉(zhuǎn)換，我們還對(duì)鼻咽內(nèi)窺鏡攝像頭進(jìn)行了標(biāo)定。得知了聲門的具體面積大小以后，我們還需要估算聲門的阻力，因此搭建了一個(gè)聲門機(jī)械模型，從而估算不同聲門孔徑面積下的阻力大小。
　　 我們發(fā)現(xiàn)這個(gè)建立在高斯平滑濾波、閾值分割和微分法基礎(chǔ)上的圖像處理算法能有效地檢測出聲門的孔徑變化，經(jīng)過初步研究還發(fā)現(xiàn)聲門孔徑的變動(dòng)和

6、呼吸過程密切相關(guān)。為此對(duì)Rrs和聲門的變化曲線做了相關(guān)性分析，證實(shí)每個(gè)受試者的相關(guān)系數(shù)都不同(-0.20到-0.65之間)。聲門孔徑隨著呼吸基本都呈現(xiàn)出明顯的變化，只有在2名哮喘病患者中不明顯。但是，Rrs都隨呼吸展現(xiàn)出明顯的變化。Rrs的變化和聲門的變化呈負(fù)相關(guān)，也就是說當(dāng)聲門面積變小時(shí)呼吸系統(tǒng)阻力變大。這個(gè)結(jié)論也可以在聲門機(jī)械模型中得到了證實(shí)，聲門面積減小時(shí)，聲門的阻力變大。
　　 總的來說，哮喘組和健康組的平均聲門最大張開

7、(正常呼吸情況下)的面積值分別為0.97±0.26 cm2和0.74±0.23 cm2。經(jīng)過t檢驗(yàn)得到P>0.05，兩組受試者的聲門最大張開面積沒有明顯差異。估算的聲門阻力和呼吸系統(tǒng)阻力進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)比值在10％到50％之間，平均比值為25.5％(健康組：23.1％；哮喘組：27.7％)。也就是說，通過對(duì)一組哮喘人和正常人的研究發(fā)現(xiàn)聲門可能會(huì)對(duì)呼吸系統(tǒng)阻力貢獻(xiàn)25.5％左右，這個(gè)結(jié)論非常重要，因?yàn)橐郧岸颊J(rèn)為呼吸系統(tǒng)阻力只和肺的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有