基于表面呼吸肌电评估儿童支气管舒张剂反应：一项无创鉴别未控制哮喘的新方法

本综述推荐一项创新研究，探讨利用表面呼吸肌电图（EMG）无创评估儿童支气管舒张剂反应（BDR）的可行性。研究显示，膈肌电活动（EMGdi）和胸骨旁肋间肌电活动（EMGpara）的变化可有效区分未控制哮喘患儿与健康儿童（曲线下面积AUC达0.995），尤其适用于无法完成肺功能检测（如FEV1）的幼儿群体，为儿童哮喘的客观诊断提供了新思路。

　　

背景

哮喘是一种以发作性、可逆性下气道阻塞为特征的疾病。支气管舒张剂后气道可逆性（BDR）的评估为哮喘诊断和治疗反应提供了关键客观依据。目前，第一秒用力呼气容积（FEV₁）增加≥12%被作为BDR的阳性标准，但儿童尤其是学龄前儿童常因无法配合完成用力呼吸动作而导致肺功能检测失败率较高（本研究42名儿童中18名无法完成），且基线肺功能易受下呼吸道感染、既往喘息史等因素干扰。此外，依赖临床症状的主观诊断易导致误诊、治疗不足或过度。因此，开发一种无需主动配合、客观反映气道阻力变化的无创技术具有重要意义。

呼吸肌肌电图（EMG）通过记录呼吸肌电活动间接反映呼吸负荷与肺顺应性变化。既往研究表明，成人通过胸壁表面电极记录的呼吸肌电活动可有效评估组胺激发试验或运动诱发的气道阻力变化，但该技术在儿童急性哮喘及BDR评估中的应用尚未见报道。本研究旨在探索表面呼吸肌EMG在儿童BDR评估中的可行性及其在区分未控制哮喘与健康儿童中的价值。

方法

研究采用病例对照设计，纳入14名未控制哮喘儿童[年龄6.1（3~13）岁]和28名健康儿童[年龄7.6（3~13）岁]。未控制哮喘定义为症状控制不佳且FEV₁改善≥12%，或吸入支气管舒张剂后喘息症状缓解。所有受试者平卧位，通过右胸壁电极记录膈肌电活动（EMG_di），第二肋间胸骨旁电极记录胸骨旁肋间肌电活动（EMG_para），同时经面罩连接流量传感器记录潮气量（V_T）。为提升信号质量，增加了一段7cm长的管路以适度增加吸气负荷。肺功能检测遵循ATS/ERS标准，对无法完成标准检测的幼儿（尤以6岁以下为主）记录失败原因及操作时间。

所有信号经呼吸信号处理器转换为均方根（RMS）值，选取无心电图干扰的峰值，计算15个呼吸周期的平均值，并进一步标准化为EMG_di/V_T与EMG_para/V_T。统计分析采用Wilcoxon符号秩检验、Mann-Whitney U检验及ROC曲线评估各指标诊断效能。

结果

所有受试者均成功获取高质量EMG_di与EMG_para信号，但42名儿童中18名（健康组15名、哮喘组3名）无法完成肺功能检测，且健康组失败率显著高于哮喘组（p<0.05），可能与哮喘患儿既往接触肺功能检测较多有关。成功完成两项检测的受试者中，表面EMG记录时间显著短于肺功能检测（8±1min vs 15±4min, p<0.01）。

吸入沙丁胺醇后，哮喘组EMG_di[-24.6%（-43.5~-12.4%）]、EMG_para[-11.2%（-31.5~32.4%）]及EMG_di/V_T均显著下降（p<0.05），而健康组无显著变化。哮喘组ΔEMG_di%、ΔEMG_para%及ΔEMG_di/V_T%的变化幅度均显著大于健康组（p<0.001）。ROC分析显示，ΔEMG_di%的曲线下面积（AUC）为0.995（95%CI 0.906~1.000），最佳截断值-12.4%对应的敏感性与特异性分别为100%与96%；ΔEMG_para%的AUC为0.755（95%CI 0.598~0.874），诊断效能显著低于EMG_di（p<0.05）。

亚组分析显示，无论能否完成肺功能检测（Healthy-A/Healthy-U、Asthma-A/Asthma-U），健康儿童BDR前后EMG参数均无显著变化，而哮喘患儿均出现显著改善，且无法完成肺功能检测的哮喘患儿（Asthma-U）EMG改善幅度更大。肺功能成功检测者中，哮喘组ΔFEV₁%显著高于健康组（17.6±5.4% vs 5.5±3.7%, p<0.001），且ΔFEV₁%与ΔEMG_di%（r=0.762, p<0.001）、ΔEMG_di/V_T%（r=0.603, p<0.01）显著相关，但与肋间肌参数无关。

讨论

本研究首次证实表面呼吸肌EMG在儿童BDR评估中具有可行性及显著诊断价值。EMG_di较EMG_para更具 discriminative能力，可能因右膈肌信号受心电干扰更小。与成人研究不同，儿童中EMG_di单独变化（非标准化为V_T）的诊断效能更高，可能与儿童潮气量小、面罩漏气等因素导致V_T测量误差有关。研究还发现，基于临床症状改善（如喘息缓解）的哮喘患儿EMG变化更显著，提示该方法对无法配合肺功能检测的幼儿群体具有独特优势。

局限性包括样本量较小、未全面对比体描法气道阻力数据。未来需扩大样本并优化儿童信号采集技术（如自动去除心电干扰算法）。

结论

表面呼吸肌EMG是一种无创、无需主动配合的客观评估手段，可有效鉴别未控制哮喘患儿与健康儿童，尤其适用于无法完成常规肺功能检测的幼儿群体。EMG_di参数（ΔEMG_di%）较EMG_para及标准化指标（EMG_di/V_T）更具临床推广价值。