评估气道高反应性中气道可变性的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过以下步骤评估气道反应中或哮喘中气道可变性的方法：在患者的多个呼吸循环期间，通过利用单一或多个输入频率的强迫振荡技术测量阻力（Ｒｒｓ）的变化；计算所述患者的Ｒｒｓ的统计学可变性；并使所述患者的Ｒｒｓ统计学可变性与标准曲线相关以量化所述患者的哮喘程度。本发明专利技术也可用于测量支气管活性剂的效力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种通过以下步骤评估气道反应中或哮喘中气道可变性的方法在患者的多个呼吸循环期间，通过利用单一或多个输入频率的强迫振荡技术测量阻力(Rrs)的变化；计算所述患者的Rrs的统计学可变性；并使所述患者的Rrs统计学可变性与标准曲线相关以量化所述患者的哮喘程度。本专利技术也使得可测量支气管活性剂的效力。
技术介绍
哮喘是一种影响到全世界一亿至一亿五千万人的疾病，而且每年死于哮喘的人数达到180000。哮喘影响所有年龄群，但通常起始于孩童时期，而且是影响全世界六百三十万儿童的最常见慢性儿童疾病。哮喘在发展中国家也更为流行，而在美国，儿童发病率每十年增加大概75％。然而，目前尚无易于接受的用于测量6岁以下儿童肺功能的非侵袭性方法。用于年长儿童和成人肺功能的标准测量方法是肺活量测定法，即一种依赖于受检者积极配合的熟练操作，因此所述方法无法在年幼儿童(小于6岁)中产生可靠且可再现的结果。用于婴幼儿的技术不适于一岁以上的儿童，且通常需要镇静作用。强迫振荡技术提供一种评估肺力学的非侵袭性方法，其仅需要患者被动合作。强迫振荡技术(FOT)也可应用于成人，而且当肺活量测定法难以操作、不实用或不可行时，也可使用强迫振荡技术。例如，强迫振荡技术可用于评估老年患者、瘫痪患者和无意识患者，以及睡眠研究和经机械通气的患者等。强迫振荡技术最初是作为一种表征呼吸力学的方法而由Dubois及其同事于1956年引入。在此技术中，在自发呼吸期间，于患者气道打开时施加低振幅压力振荡，患者呼吸系统的机械特性是源自在气道打开时记录的压力信号和流量信号。呼吸系统阻抗(Zrs)是压力与流量的傅立叶(Fourier)变换比率，其中Zrs的实部和虚部分别为呼吸系统的阻抗(Rrs)和电抗(Xrs)。呼吸。系统的这些机械特性是对气道阻塞的指示。在固定频率下，已显示FOT提供作为儿童性别、年龄和身高的函数提供可再现的Rrs值。已发现平均Rrs对于健康儿童、哮喘儿童和患有囊肿性纤维化(cystic fibrosis)的儿童都提供可再现且可靠的结果。这些结果与在可进行1秒钟强迫呼吸道容积(FEV1)的儿童中测量的FEV1值一致。对于成人进行的FOT研究显示，平均Rrs和平均呼吸系统电抗(Xrs)提供对于气道管径的指示，且可使哮喘、慢性支气管炎和肺气肿相区别。气道高反应性是对多种药理学促效剂和非特异性刺激物(诸如冷空气、热空气和氧化剂气体)的气道挑战响应而发生的气道过度变窄。一种测量气道高反应性的标准方法是通过传递醋甲胆碱或组胺来抑制深吸气并使在增加剂量及每一剂量后测量FEV1时的气道高反应性增加来进行。通过引起所测量的FEV1减小(指示气道的较高反应性)的较低浓度来指示哮喘。最近，通过FOT所测量的成人气道阻力变化，即Rrs标准偏差的增加已显示是一种对于气道平滑肌反应性且因此对支气管高反应性的有用测量。支气管高反应性的气流限制在很大程度上是通过气道平滑肌收缩来测定。已显示，气道直径在呼吸循环中恒定变化且历经一段较短的时间。此导致呼吸系统阻力在整个呼吸循环期间也变化，此阻力可通过深吸气而降低。由于深吸气所引起的支气管扩张或支气管保护的显著缺乏可有助于表征哮喘的气道管径的变化。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种评估气道反应中或哮喘中气道可变性的方法，所述方法包含以下步骤在患者的多个呼吸循环期间，通过利用单一或多个输入频率的强迫振荡技术测量阻力(Rrs)的变化；计算患者的Rrs的统计学可变性；并使患者的Rrs统计学可变性与标准曲线相关以量化患者的气道反应性或哮喘的程度。根据一替代性实施例，本专利技术也提供一种测定药理学促效剂或拮抗剂效力的方法，其包含以下步骤在患者的多个呼吸循环期间，通过利用单一或多个输入频率的强迫振荡技术测量阻力(Rrs)的变化；在已给药药理学促效剂或拮抗剂的患者的多个呼吸循环期间，通过利用多个输入频率的强迫振荡技术测量阻力(Rrs)的变化；计算前两个步骤中每一步骤的患者的Rrs统计学可变性；及比较Rrs的统计学可变性以确定所述药理学促效剂或拮抗剂的效力。根据另一实施例，本专利技术提供一种测定药理学促效剂或拮抗剂对改变气道直径可变性的效力的方法，其包含以下步骤在给药药理学促效剂或拮抗剂之前和之后的患者的多个呼吸循环期间，通过利用多个输入频率的强迫振荡技术测量电抗(Xrs)的变化；计算给药之前与给药之后每一步骤中患者的Xrs；及比较Xrs以确定药理学促效剂或拮抗剂的效力。一种用于测定阻力(Rrs)变化、电抗(Xrs)变化和阻力标准偏差(SDRrs)的基线值，和这些值对支气管活性剂反应的变化的方法，其包含以下步骤测量并储存闭环阻抗(Zc)；测量并储存开路阻抗(Zo)；测量并补偿若干循环内的基线受检者阻抗Zm(t)以测定Zrs(t)；测量并比较Rrs、Xrs和Rrs与Xrs的变化；向患者给药支气管活性剂；测量药物后的阻抗Zmp并补偿以测定Zrsp；测量药物后和药物前的Rrs、Xrs和Rrs与Xrs的变化； 将药物后与药物前的Rrs、Xrs值和Rrs与Xrs的变化值与标准值相比较以确定Rrs、Xrs和Xrs与Rrs的变化属于正常或不正常。附图说明参考下列图示描述本专利技术，其中图1是测试方案的示意图，其中FO为强迫振荡测量，BD为药理学促效剂或拮抗剂的给药；图2包括两个部分，其中上面部分显示哮喘儿童在4和34Hz下每秒钟计算一次的随时间变化的FOT Rrs，下面部分显示自180秒开始计算的哮喘儿童随频率变化的FOT中值Rrs和中值Xrs；图3是显示在给药支气管扩张剂之前(菱形)和之后(正方形)，在低频、中频和高频下来自哮喘儿童的预计FEV1百分数对中值Rrs和FEV1对Rrs标准偏差的图表，其中对每一受检者取一个菱形和一个正方形；图4为在给药支气管扩张剂之前(菱形)和之后(正方形)，在低频、中频和高频下来自每一哮喘儿童的Rrs标准偏差对中值Rrs的三张图表；图5是所有哮喘受检者的Rrs变化系数对频率的图表，其中每一条线都来自不同的受检者；图6是噪音对Rrs值的模拟影响图表；图7是哮喘儿童和对照组儿童的中值Rrs图表；图8是哮喘儿童和对照组儿童的Rrs基线标准偏差图表；图9是在给药支气管扩张剂或仿制生理盐水剂量之前和之后对照组儿童的中值Rrs图表；图10是在给药支气管扩张剂或仿制生理食盐水剂量之前和之后对照组儿童的Rrs标准偏差对频率的图表；图11是在振荡频率下，经计算来自两个不同代表性受检者的压力信号(圆形)与流量信号(十字形)之间的相干性图表；图12是经快速傅立叶变换的压力信号与流量信号的量值对频率的代表性实例，此频率显示所用振荡频率(4、10、14、22、26、34Hz)和低频下的呼吸噪音；图13是由图12的数据计算的信噪比对每一振荡频率下的压力信号(圆形)和流量信号(正方形)的频率的代表图；图14是在给药支气管扩张剂之前(菱形)和之后(正方形)，在低频、中频和高频下来自患有哮喘的儿童的预计FEV1百分数对中值Xrs的图表；图15是给药支气管扩张剂之前和之后哮喘儿童的中值Xrs对频率的图表；图16是显示对响应于BD的FEV1％、中值Rrs、SDRrs和中值Xrs的比较的图，其中误差柱显示标准误差；图17是在给药支气管扩张剂之前(菱形)和给药支气管扩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估气道反应中或哮喘中气道可变性的方法，其包含以下步骤：在患者的多个呼吸循环期间，通过利用单一或多个输入频率的强迫振荡技术测量阻力（Ｒｒｓ）的变化；计算所述患者的所述Ｒｒｓ的统计学可变性；及使所述患者的所述Ｒｒｓ统计学可变性与标准曲线相关以量化所述患者的哮喘程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：GN马克西姆，CA拉尔，
申请(专利权)人：达尔豪斯大学，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]