聲門孔徑變動對于強迫振蕩技術測量呼吸系統(tǒng)阻力的影響.pdf

1、強迫振蕩技術(forced oscillation technique，F(xiàn)OT)是通過施加一個小振幅的壓力振蕩到呼吸氣流之上，通過計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合作就可獲取肺部力學特性的方法，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)阻力的結果。在平靜呼吸狀態(tài)，當吸入氣體時聲門孔徑變大，呼出氣體時聲門孔徑變小。而當吞咽或者說話時等，聲門孔徑也會突然發(fā)生變化。一般而言，普遍接受的說法是整個上呼吸道會對呼吸系統(tǒng)阻力貢獻45％，其中聲門孔徑的影響最大。但是，每個人的貢獻值不同，甚至同一個人在不同情況下的貢獻值也不同。Ferris在他的文章中也提到聲

3、門可能會對呼吸系統(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驗來量化聲門孔徑對呼吸系統(tǒng)阻力的影響，尤其是采用FOT技術來量化這種影響。這里我們采用的FOT儀器是一種叫做OS(Oscillation Spirometer)的新型醫(yī)學儀器，由Geoffrey Maksym博士的實驗室開發(fā)，不但可以用于標準的肺功能測試(同肺活量計)，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記錄，研究目的在于了解聲門的變化特點以及這種變化對于Rrs的影響。
　　 這里采用鼻咽內窺鏡和FOT同時采集，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行比較。在Rrs采集的過程中，聲門的變化通

5、過鼻咽內窺鏡同時采集并保存為視頻。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。為了實現(xiàn)聲門面積從像素到真實大小的轉換，我們還對鼻咽內窺鏡攝像頭進行了標定。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，因此搭建了一個聲門機械模型，從而估算不同聲門孔徑面積下的阻力大小。
　　 我們發(fā)現(xiàn)這個建立在高斯平滑濾波、閾值分割和微分法基礎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)聲門孔徑的變動和

6、呼吸過程密切相關。為此對Rrs和聲門的變化曲線做了相關性分析，證實每個受試者的相關系數(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相關，也就是說當聲門面積變小時呼吸系統(tǒng)阻力變大。這個結論也可以在聲門機械模型中得到了證實，聲門面積減小時，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，通過對一組哮喘人和正常人的研究發(fā)現(xiàn)聲門可能會對呼吸系統(tǒng)阻力貢獻25.5％左右，這個結論非常重要，因為以前都認為呼吸系統(tǒng)阻力只和肺的內部結構有