用于3岁及以上儿童各种喘息性疾病、慢性咳嗽、肺炎等呼吸道疾病及其他系统疾病累及呼吸道的诊断与鉴别诊断、严重度评估、病变部位的了解、药物治疗反应的监测及术前呼吸道状况的了解等。

并呼吸衰竭、心力衰竭等病情危重者；同时并胃肠道疾病有保留胃管者；呼吸道传染性疾病的传染期如结核、流行性感冒、认知障碍无法配合等。相对禁忌证：用β受体兴奋剂及激素等可能会影响检测结果，免疫缺陷病易受感染者，癫痫正在用药治疗的患者。

每天开机时都要进行一次流量传感器的校正，每次更换流量传感器后再进行一次校正，从而保证流量和容积测试的精确性。每日开机后预热20 min，然后机器定标。定标时先要进行环境参数的校准，肺功能测量的参数受环境影响很大，为使测量结果具有可比性，必须将测试环境校准为生理条件，即体温37 ℃，标准大气压(760 mmHg，1 mmHg＝0.133 kPa)及饱和水蒸气状态(100%相对湿度)，即BTPS状态，然后用专用的容积定标筒进行容积定标，一般选用3 L定标筒，误差≤±3%，容积2 980～3 020 mL。定标系数有：呼气校正系数(CorrEx)，越接近1.0越好；吸气校正系数(CorrIn)，越接近1.0越好；"呼气"质量(Qex)，合格<1.0%；"吸气"质量(Qin)，合格<1.0%。

患儿平静潮式呼吸，避免浅快及深大呼吸。注意避免口嘴阻塞/漏气、声门关闭、吞咽动作等。操作者用双手轻压受试者两侧面颊，以避免颊部振动影响测量的精确性。容积时间图上呼吸曲线平稳，测量次数3～5次，每次测量时间不少于30 s。

Co值(一致性，Cohe-rence)，数值介于0～1，是反映检测结果可重复性的重要指标。为保证检测的精确性，5 Hz时Co值应>0.8 cmH₂O(1 cmH₂O＝0.098 kPa)，20 Hz时Co值应在0.9～1.0^[4,5]。此为成人数值，目前尚无儿童Co值。操作方法不当、吞咽动作、声门关闭、舌阻塞气流、呼吸不平稳均可造成Co值下降。

IOS报告内容主要包括参数部分、频谱分析图、结构参数图、阻抗容积图及频谱微分均值图(Introbreath图)。结构参数图、阻抗容积图及频谱微分均值图国内外参考文献极少，且目前没有儿童正常参考值，故只简单介绍。

3.4.3　X5

X5表示5 Hz时的电抗值。与正常R曲线无频率依赖性不同，正常X曲线存在频率依赖性，即在低频时为负值，反映呼吸系统弹性阻力部分，随频率增加，弹性阻力逐渐减少，惯性阻力逐渐增加，直至高频时为正值，反映呼吸系统惯性阻力部分。由于低频时X主要表现为弹性阻力，惯性阻力很小，可忽略不计，且肺组织储存弹性能量主要在周边小呼吸道，所以定义X5为周边弹性阻力。X5能提供周边呼吸道的重要信息，小呼吸道的阻塞及肺顺应性减低的疾病如肺纤维化、肺气肿等可出现其负值明显增大^[5]。电抗面积(AX)又称"Goldman三角"，指5 Hz到共振频率(Fres)之间电抗X曲线下面积，反映电抗的综合指数^[4]，见图1。它与周边呼吸道的阻塞程度紧密相关，是反映呼吸系统顺应性的灵敏指标，随着年龄的增长，肺功能逐渐发育完善，AX值逐渐降低。

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图1

脉冲振荡主要参数示意图

Figure 1

Diagram of main impulse oscillometry parameters

注：1 cmH₂O＝0.098 kPa

图1

脉冲振荡主要参数示意图

Figure 1

Diagram of main impulse oscillometry parameters

3.4.5　IOS主要参数的正常值

目前多数医院采用的正常值为：R5<120%预计值；R20<120%预计值；X5>预计值－0.2 kPa/(L·s)；Fres<预计值＋10 Hz。AX尚无国内正常预计值。IOS主要参数示意图见图1，不同年龄儿童的阻力曲线^[8]，见图2。

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图2

不同年龄儿童的阻力曲线

Figure 2

Resistance curves in children of different ages

图2

不同年龄儿童的阻力曲线

Figure 2

Resistance curves in children of different ages

3.4.6　频谱分析图

频谱分析图是把外加脉冲振荡信号的呼吸波进行FFT转换的曲线图(图3)。横坐标为频率轴，左边的纵坐标是R，右边是X，正常预计值一般以虚线表示，实测值以实线表示。在频谱分析图中，中心呼吸道阻塞时曲线R从低频到高频全程抬高，没有频率依赖性，而外周呼吸道(小呼吸道)阻塞时低频R值明显增高，随着频率的增加R值逐渐降低，这种现象被称为黏性阻力的频率依赖性(frequency－dependence of resistance，fdR)。健康人无频率依赖性，即R5和R20很接近，提示周边呼吸道阻力很小，而健康低龄儿童可以表现出一定的fdR^[4]，应予注意。限制性病变时X5绝对值增大，Fres后移非常明显，而R5、R20基本正常。

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图3

频谱分析图

Figure 3

Spectrum of the resistance and reactance

图3

频谱分析图

Figure 3

Spectrum of the resistance and reactance

3.4.7　阻抗容积图

阻抗容积图是表示阻抗与容积关系的曲线图(图4)，其横坐标为肺容积，纵坐标为呼吸阻抗，健康人在潮气呼吸时，呼气阻抗与吸气阻抗很接近，呼吸阻抗无容积和流量依赖性，形成一小团。当存在肺内气体陷闭时，如阻塞性肺病患者，吸气阻抗和呼气阻抗是分离的，且中间有空白，中间的空白区越大，就表示气体陷闭越严重。儿童可能由于肺气肿等慢性疾病的并发症较少，尤其是气体陷闭，故极少出现上述表现。

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图4

正常潮气呼吸阻抗容积图

Figure 4

Impedance and volume of normal tidal breathing

图4

正常潮气呼吸阻抗容积图

Figure 4

Impedance and volume of normal tidal breathing

3.4.8　频谱微分均值图

频谱微分均值图是了解阻力R(呼吸系统的黏性阻力)和电抗X(呼吸系统的弹性阻力和惯性阻力)的容积依赖性和流量依赖性关系的图形(图5)。健康人平静呼吸时呼吸道阻力变化很小，几乎没有容积依赖性和流量依赖性。

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图5

频谱微分均值图

Figure 5

Intrabreath diagram

图5

频谱微分均值图

Figure 5

Intrabreath diagram

3.4.9　结构参数图

结构参数图是用图解的方法直观显示各部分阻力的分布图(图6)。在结构参数图中，红三角表示中心阻力Rz(主要是中心呼吸道和胸廓的阻力)及周边阻力Rp(主要是周边呼吸道阻力)，阻力越大三角也越大；绿色的弧状物表示肺和胸廓的弹性阻力，越厚表示弹性阻力越大，弹性阻力与呼吸道顺应性成倒数关系，阻力越大、顺应性越低。右上角的黑色小方块表示惯性阻力(Lz)，Lz越大，黑方块也就越大。

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图6

结构参数图

Figure 6

Structural parameter

图6

结构参数图

Figure 6

Structural parameter

儿童处于生长发育阶段，肺功能也随其生长发育不断完善。随年龄、身高、体质量增加，肺容量增大，呼吸道管径增粗，呼吸道阻力也逐渐减低。其中身高与IOS各参数具有最大的相关性^[11]，而几乎无性别差异^[12]。随年龄增长身高增加，儿童所有频率的R值均降低^[13]，另一方面随年龄增长，支气管平滑肌发育逐渐完善，使得肺弹性回缩力增加，故肺顺应性逐渐增加，X5的负值减小，而X20(振荡频率为20 Hz时的电抗值)的变化不明显，Fres逐渐减低。成人Fres正常值约10 Hz，而儿童则有很大波动。3岁时可高达24 Hz，随年龄增长逐渐动态递减，至14岁时为12 Hz^[10]，接近成人数值，因此，儿童时期不同于成人，不能用均值表示。

在曲线R，健康人无频率依赖性，即R5和R20很接近，提示周边呼吸道阻力很小。当中心呼吸道阻塞时，R5、R20等全频段均匀抬高；周边呼吸道阻塞时，低频时R值明显增高，随频率增加R值逐渐下降，即R5明显增高，R20无明显变化，表现出频率依赖性(图7)。IOS用于哮喘患儿特别是学龄前儿童检测具有较好的敏感性^[14]，尤其在发现小呼吸道阻塞方面具有很大优势^[15,16]。以哮喘为例，R5可增高，R20基本正常，R5与R20差值加大，X5绝对值增大，Fres后移^[17]，提示周边小呼吸道阻力增高，肺顺应性减低^[18]。说明哮喘发作时不仅有呼吸道阻力的增加，而且还影响到肺的弹性阻力^[19]。临床工作中发现哮喘发作缓解后，呼吸道阻力下降，R5、X5和Fres各指标即可有不同程度改善，其中X5和Fres最先恢复正常。一些哮喘患儿仅有呼吸道不适主诉，就诊时无明显症状，客观检测指标如常规肺功能、呼出气一氧化氮(FeNO)检测等均无异常发现，而IOS出现周边呼吸道阻力增高，提示哮喘控制不佳，未来2～3个月哮喘急性发作的风险增加^[20]。R5、R20可作为周边呼吸道阻力增高的标志，从而预测哮喘的可能发作风险^[21]。轻度阻塞性疾病IOS测定可基本正常或仅表现黏性阻力轻度增加或/和Fres轻度后移。中度阻塞性疾病可表现典型的黏性阻力数值增高，低频时R5增高为主，且随频率增加呈现明显的非线性下降。R20可正常或轻度增高。频谱分析图中R线为下凹形曲线。重度阻塞性疾病可表现典型的低频时X5降低，由于电抗明显降低，可造成Fres显著后移。频谱分析图中X为上凸性曲线。在呼吸过程中可表现明显的流量依赖性与容积依赖性。呼气末较吸气末R增高，X下降。Introbreath图中形成阻力-容积与电抗-容积特征性的三角图形。

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图7

脉冲振荡常见典型特征及其与常规肺功能流速容量环比较^[22]

Figure 7

Impulse oscillometry common typical features and comparison with the flow－volume loop of spirometry^[22]

图7

脉冲振荡常见典型特征及其与常规肺功能流速容量环比较^[22]

Figure 7

Impulse oscillometry common typical features and comparison with the flow－volume loop of spirometry^[22]

X5绝对值增大，Fres后移非常明显，而R5、R20基本正常，提示病变以肺顺应性减低为主，是限制性通气功能障碍的主要特征(图7)。轻度限制性疾病黏性阻力基本正常，可无X5降低，仅有轻度Fres后移或均正常。重度限制性疾病可见X5降低，Fres后移，频谱图中X曲线呈上凸图形，黏性阻力增加或仍可正常。在Introbreath图中的典型特征为：吸气末R值增高，X值降低；而呼气末变化不明显，形成特有的吸气末、呼气末R与X表示点的反向，阻力容积曲线成倒置的三角形。

肿物位于呼吸道外，对呼吸道无压迫或压迫较轻，呼吸道管径未发生改变，所以代表周边呼吸道阻力的参数R5、R20无增高，周边弹性阻力X5也无明显降低，由于肿物对胸廓与上呼吸道惯性阻力的影响，故以R20、R35增高为主。

IOS已被应用于哮喘、慢性阻塞性肺疾病、囊性纤维化、支气管发育不良、阻塞性睡眠呼吸障碍、间质性肺疾病或环境刺激物暴露等疾病或病理状态。IOS与传统的肺功能测量法有很好的一致性，可以用于呼吸道阻塞性病变的辅助诊断，敏感性更强。IOS不仅可以用于反映呼吸道阻力，而且可以反映呼吸道阻塞的部位，另外，也可用于间质性肺疾病的诊断。

IOS也可应用于支气管激发试验和支气管舒张试验(图8)，而且较肺量测定法更为敏感，使用IOS指标时，激发试验时诱导产生显著的支气管收缩所需的激发剂往往较低。X5是检测呼吸道高反应的敏感指标。舒张试验时，吸入支气管舒张剂后，阻抗和电抗各指标即可有不同程度改善，其中X5和Fres最先好转。但无论IOS用于支气管激发试验还是舒张试验，目前均尚未形成国际上金标准。

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图8

支气管舒张和激发试验示意图

Figure 8

Diagram of bronchial dilation and challenge test

图8

支气管舒张和激发试验示意图

Figure 8

Diagram of bronchial dilation and challenge test

测定前稳定患儿情绪，不能紧张。教好要领，机器准备完毕后含口嘴，夹鼻，注意不要漏气，年龄较大儿童双手轻压两侧面颊，头稍上倾，保持呼吸道通畅。检测过程中避免咳嗽、发声、吞咽等动作；患儿舌应放在咬口之下，避免堵住呼吸道而增加阻力；避免穿过紧的衣服。

对年幼儿童，操作者用双手轻压受试者两侧面颊，以防面颊随振荡信号振动，产生误差。注意观察患者呼吸是否处于真正的功能残气位，呼吸曲线是否平稳。呼吸频率正常，潮气量正常，呼吸均匀，待基线平稳后进入数据采集，每次采样时间30～60 s。如果同时检测IOS及用力通气肺功能，需先进行IOS检测，因用力呼吸会对IOS的参数造成影响。

IOS参数的准确意义需要仔细解读，特别是应用于一些少见情况时，如儿童间质性肺疾病、ICU中的患者，使用参考值时也应注意人种的影响。相对而言，IOS更适用于阻塞性通气功能障碍，对限制性通气功能障碍可能不能提供准确信息。虽然IOS测量时不需要患者用力呼吸，但测量时需要避免口、咽和喉部的伪动作，头部和颈部要保持合适位置，潮式呼吸是要求平稳，这些要求对于低龄儿童较难控制，因此，IOS要求更加严格的质量控制。