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1、支 气 管 激 发 试 验,首都医科大学附属北京朝阳医院北京呼吸疾病研究所,黄克武2013年8月 郑州,2,提纲,气道反应性概述气道激发试验的类型气道激发试验的注意事项临床常用激发试验方法的比较,3,气道反应性,自然界中存在不同刺激物，如生物性刺激（尘螨、动物皮毛、花粉等）、物理性刺激（冷空气等）及化学性刺激（甲苯、二氧化硫等），当这些刺激物被吸入气道时，气道可能出现不同程度的收缩反应，称为气道反应性（airway reactivity）。正常的生理反射，与匹配通气与血流或防止吸入的有毒物质进入肺实质有关。,吸入后引起气道收缩-气道反应性,4,气道高反应性,某些人群气管、支气管敏感性异常增高，
2、对这些刺激物过早出现或/和出现过强反应，称为气道高反应性（AHR），也有学者称其为支气管高反应性（BHR）病理状态，是支气管哮喘的一个重要特点过敏性鼻炎、慢性支气管炎、心力衰竭、部分正常人均可能存在存在哮喘症状的患者并非在任何时候都存在AHR,5,气道高反应性,病理特点：不同程度的气道炎症性改变 包括黏膜上皮损伤、纤毛脱落、腺体增生、支气管腔内分泌物增多、平滑肌增生和炎性细胞浸润等慢性期者可有气道重塑、基底膜增厚、新生血管形成、纤维组织增生、平滑肌肥厚等,6,气道高反应性,可能机制：气道平滑肌本身的反应性增高调节气道平滑肌的神经异常效应细胞对激发物的易感性增加等,7,气道高反应性,更容易反应
3、较小剂量的刺激即可引起气道管径的改变，刺激阈值前移，敏感性增加，即药物剂量-反应曲线左移 反应程度更高 在增加刺激剂量的情况下其气道反应的强度增大，反应性增高，即药物剂量-反应曲线平台增高或不出现平台,8,药物剂量-反应曲线,气道高反应性,9,气道高反应性,表现为气道的收缩 及舒张,气道管腔半径4,气道阻力情况,气体流量,反比,反比,第一秒用力呼气容积（FEV1）呼气峰流量（PEF）,10,气道反应性试验,气道激发实验（FEV170%）直接气道激发实验 间接气道激发实验气道扩张实验（FEV170%）,11,气道激发试验,通过吸入某些刺激物诱发气道收缩反应的方法 适用于协助临床诊断气道反应性增高
4、，尤其是对支气管哮喘的诊断 直接激发试验和间接激发试验,12,气道激发试验,平滑肌细胞内皮细胞产黏液细胞,炎症细胞神经细胞,13,气道激发试验,14,气道激发试验,直接激发试验 乙酰甲胆碱和组胺是目前临床上最为常用的直接激发剂 乙酰甲胆碱为胆碱能药物，吸入后直接与平滑肌细胞上的乙酰胆碱受体结合使平滑肌收缩组胺为具有生物活性的介质，吸入后直接刺激气道平滑肌收缩，同时也刺激胆碱能神经末稍，反射性地引起平滑肌细胞收缩,15,气道激发试验,直接激发试验敏感性高，对现患哮喘诊断的敏感性几乎达到100%特异性较差不能区分运动性哮喘及判断其严重性对激素治疗效果的评估不准,16,气道激发试验,间接激发试验,R
5、ESPIRATORY WATER LOSS,Mucosal Cooling,Vasoconstriction,Rapid Rewarming of Airways,Vascular Engorgement Oedema,Exercise-induced bronchoconstriction,Mucosal Dehydration,Increase Na+Cl-Ca+K+,Increased Osmolarity,Cells Shrink Mediators Released,Smooth muscle Contraction Oedema,HistamineProstaglandin D2L
6、eukotriene,17,气道激发试验,间接激发试验运动激发试验EVH（Room Temp.or Cold Air）高渗盐水激发试验甘露醇激发试验,18,气道激发试验,间接激发试验测试敏感性比直接激发试验略低，但诊断的特异性较高 运动激发试验对哮喘气道炎症的临床诊断价值更大对于运动性哮喘，敏感性和特异性均优于直接激发试验，在运动性哮喘尤其是在优秀运动员群体中EIA和/或EIB的诊断EVH为首选的检查手段 运动是小儿哮喘的重要触发因素之一，运动性哮喘在儿童中较成年人更为重要,19,气道激发试验,指征：患者在下列几种情况出现咳嗽、喘鸣、胸闷或呼吸困难时：遇到冷空气、运动后、在呼吸道感染期间、在车
7、间、遇到过敏原和其他哮喘诱发物 慢性咳嗽（8周以上）患者胸部X线检查未见异常，并且一般抗炎及对症治疗未见明显好转，排除一些明显原因（如服用开搏通、慢性咽炎）后明确诊断的哮喘患者，评价治疗效果（进一步研究证实）,20,气道激发试验,绝对禁忌证：严重气流受限（FEV1200mmHg或舒张压100mmHg 已知的主动脉瘤,21,气道激发试验,相对禁忌证：中度气流受限（FEV160%预计值或1.5L）不能进行质量满意的肺量计测定妊娠或哺乳期目前应用胆碱抑制药物（重症肌无力）试验前2周内有上或下呼吸道感染前1周内接触过特异性抗原无法停用影响气道反应性的药物,22,气道激发试验,影响气道反应性的物质：2-
8、肾上腺素能受体激动剂（吸入或口服）抗胆碱能药物色甘酸钠氨茶碱H1-受体拮抗剂2-受体阻断剂含咖啡因、可可碱的物质（cola、咖啡等）,23,气道激发试验,降低支气管反应性的因素,24,直接气道激发试验,排除禁忌证避免服用干扰药物吸入药物：乙酰甲胆碱、组胺（副作用较多，重复性较差）效应细胞为平滑肌细胞，直接引起支气管收缩吸入方法：2分钟潮式呼吸法5次剂量计法Astograph法,25,直接气道激发试验,5次呼吸剂量方案：乙酰甲胆碱浓度梯度：0.0625、0.25、1、4、16mg/ml，任一浓度下鼓励病人持续缓慢地吸（约5秒钟完成吸气），再屏气（在肺总量TLC时）5秒，用2分钟完成5次吸气，第5
9、次吸气后约30-90秒测FEV1值 2分钟潮式呼吸剂量方案：乙酰甲胆碱浓度梯度：0.03、0.06、0.125、0.5、1、2、4、8、16mg/ml，在任一浓度下指导病人放松，平静呼吸（潮式呼吸）2分钟，雾化后30至90秒内测FEV1值,26,直接气道激发试验,A 5次呼吸剂量方案稀释计划标记量 取出量 加盐水量（0.9%）获得的浓度100mg 100mg 6.25ml A：16mg/ml 从A中取3ml 9ml B：4mg/ml 从B中取3ml 9ml C：1mg/ml 从C中取3ml 9ml D：0.25mg/ml 从D中取3ml 9ml E：0.0625mg/ml,27,直接气道激发试
10、验,B 2分钟潮式呼吸方案稀释计划标记量 取出量 加盐水量（0.9%）获得的浓度100mg 100mg 6.25ml A：16mg/ml 从A中取3ml 3ml B：8mg/ml 从B中取3ml 3ml C：4mg/ml 从C中取3ml 3ml D：2mg/ml 从D中取3ml 3ml E：1mg/ml 从E中取3ml 3ml F：0.5mg/ml 从F中取3ml 3ml G：0.25mg/ml 从G中取3ml 3ml H：0.125mg/ml 从H中取3ml 3ml I：0.0625mg/ml 从I中取3ml 3ml J：0.031mg/ml,28,直接气道激发试验,29,直接气道激发试验,
11、结果表达与判断FEV1敏感性差，重复性好；当FEV1降低基础值的20%时，不再给药，计算此时药物激发浓度PC20，报告PC20的数值；PC20=antilog C1+R2-R1 C1：邻近C2之前的乙酰甲胆碱浓度 C2：使FEV1下降20%的乙酰甲胆碱浓度 R1：C1之后FEV1下降的百分数 R2：C2之后FEV1下降的百分数,(C2-C1)(20-R1),30,直接气道激发试验,PC20（mg/ml）支气管反应类别 16 正常 4.0-16 临界 1.0-4.0 轻度（试验阳性）1.0 中到重度,31,直接气道激发试验,PC20 Cut-off point8-16mg/ml：敏感性很高，特异
12、性低，阴性预测接近100%8mg/ml：阳性预测50%1mg/ml:阳性预测约100%,32,直接气道激发试验,PD20是使FEV1下降20%的累积乙酰甲胆碱量正常PD20应7.8molATS推荐使用PC20,33,激发物的浓度必须精确颗粒的大小（m）高质量满意的肺量计的测定 A：至少3个满意的FEV1值，差异在0.01L之内B：至少2个满意的FEV1值，差异在0.15L之内C：至少2个满意的FEV1值，差异在0.02L之内D：仅有一个满意的FEV1操作F：没有一个满意的FEV1操作,质量控制,直接气道激发试验,34,直接气道激发试验,Astograph法强迫振荡法，直接测定呼吸阻力12个雾化
13、器，第一个雾化器盛放生理盐水，第2-11个雾化器盛放不同浓度的激发剂，第12个盛放支气管扩张剂。乙酰甲胆碱浓度梯度为0.049、0.098、0.195、0.39、0.78、1.563、3.125、6.25、12.5、25 mg/ml每一浓度吸入1分钟，自动更换雾化罐，并描计剂量反应曲线,35,直接气道激发试验,Astograph法,气道阻力为起始阻力的2倍,停激发剂,继续吸入激发剂至最高浓度,是,否,给予支气管扩张剂,以反应阈值（Dmin）为结果判断指标,36,直接气道激发试验,37,直接气道激发试验,反应阈值（Dmin）：10：弱阳性；气道高反应 此标准为日本东京医科大学提供,38,直接气道
14、激发试验,39,40,Astograph法采用潮式呼吸，受试者不必做特殊的呼吸动作减少了标准激发试验中病人反复用力呼吸的痛苦避免了因呼吸肌疲劳造成的假阳性通过连续监测气道阻力，可在诱发患者支气管收缩的早期就给予支气管扩张剂，解除气道痉挛，试验较安全，尤其更适合儿童及老年人,直接气道激发试验,41,我院门诊就诊哮喘患者56例，非哮喘患者90例于Astograph激发试验前后均进行脉冲振荡及肺通气功能测定结果：哮喘患者中激发试验阳性率为92.9%，非哮喘患者阳性率为46.7%哮喘组与非哮喘组R5、R35、PEF、FEV1、FVC的激发前后变化率及最小诱发累积剂量（Dmin）均有显著性差异（P 0.
15、05）Dmin 6 Unit作为阳性标准时，诊断哮喘的敏感性为71.2%，特异性为74.4%，诊断准确性最高，为53.0%若同时以FEV1下降20%作为阳性标准，则可以显著提高其诊断哮喘的特异性结论：Astograph法气道激发试验有助于支气管哮喘的诊断，其中Dmin 6Unit作为阳性标准有较好的特异性及敏感性，若加做FEV1检查更能提高其特异性,直接气道激发试验,张恩花,等.首都医科大学学报,2010,31(5):531-5,42,间接气道激发试验,过度通气，气道表面水分蒸发，渗透压变化活化细胞释放炎性介质或因子引起继发性气道收缩更加符合支气管哮喘的病理生理过程，特异性较高运动激发试验；常
16、温（或冷空气）等二氧化碳自主高通气激发试验（eucapnic voluntary hyperpnea，EVH）；高渗盐水激发试验和甘露醇激发试验,43,运动激发试验,诊断运动性哮喘（EIA）或运动性气道痉挛（EIB）确定预防EIA/EIB药物治疗的效果和最佳剂量 评价抗炎治疗的即刻效应（色甘酸钠）和慢性效应（激素和白三烯拮抗剂）,44,运动激发试验,排除激发实验禁忌证排除不稳定心绞痛以及恶性心律失常避免服用干扰药物60岁以上的患者应进行12导心电图的监测 测试前4小时应避免做剧烈运动重复进行运动测试间隔至少应在4小时以上经口吸入低于25的干燥空气（室温20-25，湿度50%）运动方式：平板运动
17、、功率自行车,45,运动激发试验平板运动,总运动时间6-8分钟，次极量运动时间4-6分钟低速度和坡度开始，2-3分钟内逐步增加速度和坡度，至到达最大预计心率的80-90%（220-年龄）通气量衡量运动强度，应达到量大预计分钟通气量的40-60%（MVV=FEV135）达到预计通气量（或心率）后应保持当时平板的运动速度和坡度继续运动4分钟 在年轻的健康人平板速度超过3mph（大约4.5Km/h），坡度大于15%或氧耗量超过35ml/min/kg通常能达到预计通气量或心率,46,运动激发试验功率自行车,预计运动负荷（瓦）=（53.76FEV1）11.07运动时第1分钟负荷设在预计负荷的60%，第2
18、分钟的负荷为预计负荷的75%，第3分钟90%，第4分钟100%运动强度应达到量大预计分钟通气量的40-60%在4分钟内达到预计心率或通气量 达到预计运动量后应继续运动4-6分钟终止运动,47,运动激发试验,基础FEV1,运动（平板或功率自行车）,运动停止后3，5，10，15，20，30分钟进行肺功能测定,FEV1下降10%,是,否,阳性,阴性,FEV1应高于预计值65%或高于受试者本人最佳值的80%,48,运动激发与乙酰甲胆碱激发的比较,黄克武,等.中华内科杂志,1999,38(6):383-6,49,运动激发与乙酰甲胆碱激发的比较,黄克武,等.中华内科杂志,1999,38(6):383-6,
19、50,等二氧化碳自主高通气激发试验（EVH）,排除激发实验禁忌证避免服用干扰药物干燥的压缩空气，室温，气体组成5%CO2、21%O2和平衡N2受试者休息15分钟后测定基础肺通气功能目标分钟通气量：基础FEV130（L/min）过度通气时间：6分钟,51,等二氧化碳自主高通气激发试验（EVH）,基础FEV1,过度通气6分钟,运动停止后3，5，10，15，20，30分钟进行肺功能测定,FEV1下降10%,是,否,阳性,阴性,52,冷空气激发试验,甲醇可使制冷圈温度降到-35 吸入空气的温度可达-12至-15 过度通气时间缩短为4分钟，余过程同等二氧化碳自主高通气激发试验为获得最佳的测试结果，分钟通
20、气量应大于60%MVV（FEV121）,53,等二氧化碳自主高通气激发试验（EVH）,190,170,150,130,110,90,70,50,30,SUBJECT,5%CO2,21%O2,74%N2,KG,10,9,11,11,7,5,6,8,11,3,2,4,1,Anderson SD et al Br J Sports Med 2003;35:344-347,54,等二氧化碳自主高通气激发试验（EVH）,55,EVH/冷空气激发试验,Compressed gas mixture,about 5%CO2,21%O2,74%N2.100bar.40L，Local supply Gas pre
21、ssure regulator,output 1.8bar,Drager High pressure tubing Demand valve,Positive pressure inside,Negative pressure to trigger,0-200LPM,Drager,P/N Flush button,press to flush refrigerator with mixture gas when it first time to using Low temperature refrigerator,165L,Ganshorn,modified from Libohair Pow
22、erCube controler,Ganshorn,in EVH mode,as gas meter accurate 1L,P/N 970151 Patient tube for pressure from flow sensor,Ganshorn,P/N 960898 Flow sensor Blendenspirozeptor,P/N 962109 Hoses minimum diameter 1/4 inches Low resistance,low dead space no-rebreathing valves,e.g.Hans Rduolph P/N1400 Children o
23、r P/N 2700/PN 7200 Adult,56,甘露醇激发试验,AridolTM Provocation test protocol,Type of Test:Indirect bronchial provocation test for airway hyper responsivenessInhaled agent:Dry powder mannitol Progressive Protocol:0,5,10,20,40,80,160,160,160 mgMeasurements:FEV1 1 minute post dosePositive Response:Fall in FE
24、V1 15%or 10%between doses Expression of result:PD15Time taken:17 minutes(Mean positive test)26 minutes(Mean negative test)Recovery:Spontaneous recovery to baseline FEV1 in 30 minutes(or Bronchodilator),57,总结,气道反应性是人体正常的生理现象气道高反应性是哮喘常见的病理生理现象，但并不是哮喘所特有支气管激发试验的种类较多，可以有选择开展不同类型激发试验方法有不同特点，正确掌握，合理解释,58,谢谢！,
