鼻压潮式呼吸曲线检测肺量计定义气流受限的诊断准确性：与肺量计检查比较的临床代表性转诊人群横断面研究

《International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease》：Diagnostic Accuracy of Tidal Breathing Patterns in Assessing Airflow Obstruction Compared with Spirometry

　　

目的：肺量计检查（spirometry）是评估慢性阻塞性肺疾病（COPD）气流受限的标准，但低负担筛查工具可能支持基层医疗识别需要转诊的患者，从而可能促进早期诊断和及时疾病管理。一种新型、易用设备（AMES BV，荷兰）通过潮式呼吸期间鼻压变异估算气流受限，可能支持转诊决策。本研究旨在与肺量计检查相比，评估鼻压分析识别气流受限的能力。患者与方法：在医院肺功能实验室开展的横断面研究。在因常规肺量计检查转诊的便利样本参与者中，通过鼻导管测量鼻压变异，并转换为阻塞指数，表示为估算的第一秒用力呼气容积/用力肺活量比值（FEV₁/FVC）。以肺量计检查为参考标准，通过敏感度、特异度和准确度评估识别肺量计检查定义的气流受限（FEV₁/FVC<0.70）的能力。使用Bland-Altman图评估估算的FEV₁/FVC比值（由鼻压变异得出）与肺量计检查定义的FEV₁/FVC比值之间的一致性。结果：192名参与者（中位年龄66（四分位距（IQR）56–74）岁；39%男性）均完成两种操作。鼻压分析检测气流受限表现中等（敏感度66%，特异度63%，准确度64%）。Bland-Altman图显示两种测量之间存在变异性，与中等分类性能一致，平均差为?0.016，95%一致性界限范围为?0.43至0.40。结论：鼻压分析在检测肺量计检查定义的气道受限方面表现中等，提示其作为无创工具的潜力有限。需要进一步研究以确定其可能的临床效用。

研究背景：肺功能评估对呼吸系统疾病的诊断、监测和管理至关重要。慢性阻塞性肺疾病（COPD，以持续性气流受限为特征的慢性气道疾病）是全球第三大死因，早期通过有效病例发现识别气流受限可促成及时干预并可能改善长期结局。肺量计检查（spirometry，测量用力呼气容积和流量的肺功能检查）是检测气流受限的临床标准，第一秒用力呼气容积（FEV₁）与用力肺活量（FVC）的比值是主要指标，COPD通常定义为支气管舒张后FEV₁/FVC<0.70。尽管具有诊断价值，肺量计检查在临床实践中仍使用不足，尤其在基层医疗，导致COPD误诊和漏诊；障碍包括时间限制、培训不足、竞争性优先事项，以及低资源环境中设备和训练人员有限。此外，肺量计检查需要患者在用力呼气动作中主动配合，衰弱老年人或认知障碍者可能难以完成，导致测量失败或不可靠。因此需要简单、低负担的病例发现方法，在肺量计检查未进行、不可行或结果不可靠时支持临床决策，识别可能需确认性肺量计检查者，而非替代肺量计检查。潮式呼吸（tidal breathing，安静状态下的自然呼吸）分析可在无需用力动作的平静呼吸中完成；潮式呼吸模式在阻塞性肺疾病中会发生改变；鼻压测量可推导缩放潮式流量-容积曲线。既往研究显示此类指标可区分COPD患者与健康对照，但其在异质性临床相关人群中检测肺量计检查定义气流受限的诊断性能仍不清楚，故开展本研究。

研究人员开展了什么研究、得出什么结论及意义：研究人员在医院肺功能实验室开展诊断准确性研究，以肺量计检查为参考标准，评估鼻压-潮式呼吸曲线（通过鼻导管压力信号重建的潮式流量-容积曲线）估算FEV₁/FVC并识别气流受限的能力。结果显示，在常规FEV₁/FVC<0.70阈值下，该方法敏感度66.0%、特异度63.3%、准确度64.6%，误分类呈双向，Bland-Altman图和组内相关系数（ICC）提示个体水平变异性较大。研究结论认为，鼻压分析检测肺量计检查定义的气道受限表现中等，作为无创工具的潜力有限，需进一步研究确定临床效用。其意义在于提示该方法目前不足以在常规阈值替代肺量计检查或作为广泛预筛，可能仅在肺量计检查使用不足或难以实施的特定情境中作为支持转诊的辅助工具。

关键技术方法（不超过250字）：研究为在医院肺功能实验室开展的前瞻性诊断准确性研究（摘要描述为横断面研究）。样本队列来源为2025年4月至7月在Maastricht UMC+（MUMC+）连续纳入的因肺功能检查转诊的≥18岁参与者，来自初级和二级医疗转诊，包括有或无呼吸症状及有或无既往呼吸诊断者；排除不能维持鼻呼吸、经鼻导管长期氧疗、不能知情同意者。参考标准为按ATS/ERS指南完成的常规肺量计检查，以支气管舒张后FEV₁/FVC<0.70定义气流受限。指数试验采用AMES BV原型设备，经鼻导管和压力传感器记录2分钟自然鼻呼吸，算法重建潮式流量-容积曲线并估算FEV₁/FVC。参与者随机分为模型组和对照组建立及验证spirometric relation，并以全队列进行二次分析。诊断性能采用敏感度、特异度、准确度、受试者工作特征（ROC）曲线及Youden指数、ICC和Bland-Altman图评价；参考标准评估者对指数试验结果盲，潮式数据对临床信息盲。

研究结果：
基线特征：192名参与者完成肺量计检查和鼻压-潮式呼吸曲线测量；中位年龄66（56.0–74.0）岁，61.5%为女性，中位BMI 26.9（24.4–30.8）kg/m²，中位FEV₁%predicted 84.0（60.0–101.8）%。94例（49.0%）有肺量计定义气流受限，98例（51.0%）无。阻塞组年龄较大（中位68.0（61.0–76.0）岁），FEV₁%predicted较低（64.93（44.75–82.25）%），肺量计FEV₁/FVC较低（0.55（0.40–0.64））；鼻压估算FEV₁/FVC在阻塞组最低（0.52（0.39–0.80））。吸烟史与气流受限显著相关（χ²=10.69，p=0.001）：（既往）吸烟者59%（66/112）有阻塞性肺量计结果，非吸烟者35%（28/80）。总人群估算与肺量计FEV₁/FVC相当（0.69 vs 0.70，p=0.571），但估算值变异性更高；阻塞组（0.52 vs 0.55）和非阻塞组（0.77 vs 0.78）中位值接近，各组差异无统计学意义（p=0.571）。

预设FEV₁/FVC截断值下诊断准确性：散点图显示双向误分类；36.7%非阻塞者被分类为阻塞，32例阻塞者未被识别；少数估算值≥1.0。2×2分类结果为真阳性62例、假阴性32例、真阴性62例、假阳性36例；准确度64.6%、敏感度66.0%、特异度63.3%。Youden优化鼻压截断值为0.56（Youden指数0.35），准确度67.7%、特异度79.6%、敏感度55.3%。

替代截断值敏感性分析：在肺量计FEV₁/FVC阈值0.6至0.3间评估相同和Youden优化鼻压截断值。相同截断值时准确度从<0.60的70.8%（95%CI 63.9–77.2）升至<0.30的96.4%（95%CI 92.6–98.5）。Youden优化在较高阈值（<0.70–0.50）改善准确度，低阈值（<0.40–0.30）与相同截断相当或更低；最高准确度在0.30阈值两种方法均为96.4%。优化截断时敏感度随阈值降低而升高并在低阈值超过相同截断，相同截断敏感度较稳定；特异度在较高阈值为优化截断更高，较低阈值为相同截断更好；较低阈值阻塞病例少（n=9）使敏感度95%CI较宽。

参考标准与指数试验一致性：总体ICC为0.51（95%CI 0.40–0.61），提示差至中等可靠性；阻塞组ICC 0.45（0.27–0.60），非阻塞组ICC 0.18（?0.02–0.36）。Bland-Altman平均差?0.016，95%一致性界限?0.43至0.40，显示较大变异和有限一致性。

讨论总结：讨论指出，在标准阈值下鼻压-潮式呼吸曲线法仅具中等诊断性能，双向误分类反映阻塞与非阻塞者潮式呼吸模式存在生理重叠。ROC分析显示优化截断值在标准阈值仅带来有限改善，体现敏感度与特异度权衡；较低肺量计阈值下准确度提高，主要因更严重气流受限的检测改善，而轻度气流受限较难通过静息潮式呼吸识别。由于基层筛查旨在发现早期疾病，FEV₁/FVC<0.70阈值下的性能最具临床相关性；该方法在常规阈值判别能力不足，在更严重气流受限时表现较好。Hebbink et al的既往工作显示鼻压推导潮式曲线在体外可高精度重建，但个体间潮式呼吸模式变异较大；本研究在临床环境中确认了这些观察，Bland-Altman和ICC提示个体水平变异而非系统性测量偏倚。纳入哮喘患者可能增加重叠，因哮喘控制良好或非急性期时潮式呼吸模式可相对正常；潮式呼吸分析并非疾病特异性，更适合识别潜在异常呼吸模式而非区分特定阻塞性气道疾病。约三分之一肺量计定义气流受限者未被识别，非阻塞者中亦出现假阳性；测量原理不同（肺量计捕捉用力呼气时最大气流，鼻压反映潮式呼吸）使有限一致性并不意外，支持其作为辅助筛查而非诊断替代。COPD仍是全球重大健康问题且许多病例未诊断；低阈值、非用力依赖工具在肺量计检查使用不足或难以实施（衰弱、认知障碍或资源有限）的特定场景可能有价值，阳性筛查可支持及时转诊确认性肺量计检查，而不替代肺量计检查。研究优势包括纳入未选择的临床代表性初/二级转诊人群、以肺量计检查为参考标准并综合评估诊断准确性和一致性；局限包括少数估算FEV₁/FVC超过生理范围（≥1.0）反映算法限制、测试顺序虽标准化但肺量计检查是否影响后续潮式记录尚不清楚、采用固定比值而非正常下限（LLN），且未纳入症状状态。未来需研究纵向变化及家庭监测中的潜在应用。结论翻译：总之，鼻压分析在识别肺量计检查定义的气道受限方面表现出中等诊断性能。由于该方法捕捉一般呼吸模式而非疾病特异性病理生理，与肺量计检查定义的气流受限一致性有限并不意外。这些发现提示鼻压衍生的潮式呼吸测量作为检测气道受限的无创工具可能潜力有限，但需要进一步研究以确定其临床效用，尤其是在基层医疗环境中。