呼吸振蕩檢查是指應用強迫振蕩技術（FOT）測量呼吸系統力學性質的一種肺功能檢查，適用于普通人群及年幼兒童等無法配合完成常規肺功能檢查的受檢者，也是目前臨床和科研領域評估小氣道功能的重要方法之一。2020年，歐洲呼吸協會發布了新一版的FOT技術指南，該版指南在2003版指南的基礎上對振蕩檢查的硬件設置、軟件設置、測量流程和質量控制等方面提出了新的技術建議和標準。本文對其進行解讀，一方面為臨床和科研領域使用呼吸振蕩檢查提供技術意見，另一方面也為國內呼吸振蕩檢查技術規范的建立提供參考。
引用本文： 梁曉林, 高怡, 鄭勁平. 2020年歐洲呼吸協會《呼吸振蕩檢查技術指南》解讀. 中國循證醫學雜志, 2022, 22(1): 19-25. doi: 10.7507/1672-2531.202106116 復制
呼吸振蕩檢查，也稱為強迫振蕩檢查，是指應用強迫振蕩技術（forced oscillation technique，FOT）測量呼吸系統力學性質的一種肺功能檢查。FOT的原理為對呼吸系統外加一定頻率的振蕩壓力信號，并實時記錄呼吸系統中壓力與流量的變化，從而計算出氣道阻力等呼吸力學參數。因呼吸振蕩檢查過程僅需平靜呼吸，故適用范圍較廣，既可用于普通人群的肺功能檢查，也可用于如年幼兒童等無法配合完成常規肺功能檢查的受檢者，且其所測量的頻率依賴性可反映外周氣道阻塞情況，因此呼吸振蕩檢查是目前臨床和科研領域評估小氣道功能的重要方法之一[1]。
呼吸振蕩檢查由Dubios等[2]于1956年首次提出，最初使用的振蕩信號為單頻率噪聲信號，隨后發展出多頻率噪聲，目前臨床和科研領域最常用的呼吸振蕩檢查儀器為使用脈沖信號的脈沖振蕩檢查儀。隨著技術發展，與呼吸振蕩檢查相關的研究及臨床實踐應用也逐漸增多。我國自1998年起開始使用FOT，發表的研究論文也有數百篇，但目前仍然欠缺統一技術規范指導，導致研究質量參差不齊，也影響了臨床應用[3,4]。2003年，歐洲呼吸協會（European Respiratory Society，ERS）首次發布了針對FOT在臨床實踐中的技術指南[5]。2020年，ERS發布了新一版的FOT技術指南，該版指南在2003版指南的基礎上對振蕩檢查的硬件設置、軟件設置、測量流程和質量控制等方面提出了新的技術建議和標準[6]。鑒于我國目前缺乏針對成人FOT的指南，在實際應用中對于檢查的操作步驟、質量控制和結果解讀等方面仍存在疑惑并欠缺統一規范，本文對ERS的新版指南進行解讀，一方面為臨床和科研領域使用呼吸振蕩檢查提供技術意見，另一方面也為國內呼吸振蕩檢查技術規范的建立提供基礎。
1 呼吸系統振蕩力學的重要概念
FOT測量將呼吸系統等效為包含電阻、電容和電感的電學模型，振蕩流量進出肺過程中壓力與流量變化的關系稱為呼吸阻抗（Zrs）。Zrs由黏性阻力（Rrs）和電抗（Xrs）兩個基礎部分構成。Xrs可進一步分為呼吸系統彈性阻力（Ers）和呼吸系統慣性阻力（Irs）。
1.1 Rrs
Rrs反映的是呼吸系統的黏性阻力，主要取決于氣管管徑大小，也可受阻抗在肺單位中的分布不均（即阻力和電抗在不同部位的差異性）的影響，分布不均一性的增加可導致有效阻力的增加。
1.2 Ers
Ers為順應性的倒數，測量的是整個呼吸系統（胸壁、肺和氣道壁）的“僵硬度”，在常用的振蕩頻率下，還包括氣道和肺泡內氣體的壓縮性。當肺容積發生變化時，彈性合力導致壓力變化滯后于流量變化（存在時間延遲或相位滯后），因此彈性阻力產生的電抗為負值。負值絕對值越大的電抗表示更大的彈性阻力或肺更“僵硬”。此外，Xrs也受氣管管徑和肺順應性，即時間常數（阻力×順應性）在肺內分布不均一性的影響，這種情況常見于氣道阻塞性疾病中。這種不均一性的增加可使有效電抗下降（Xrs負值絕對值更大），亦可同時導致實際Ers呈頻率依賴性。
1.3 Irs
Irs是評估氣體在氣道（中心氣道為主）中加速時導致的壓力損耗的指標。Irs由氣管和肺-胸壁的慣性阻力構成。在正常情況下，Irs中肺-胸壁的部分相對于氣管部分較小。在高頻率下，大部分氣體和肺結構以較高的速度振動，因此高頻率下Irs較顯著。慣性阻力反映的是與加速力方向相反的力，與彈性阻力作用的方向相反。因此，慣性阻力導致壓力領先于流量振蕩，從而導致電抗呈正值。
1.4 共振頻率（fres）
Ers和Irs的方向相反，當兩者的大小相等時，兩者互相抵消，Xrs為0。此時的頻率稱為fres，在正常成人中一般約為8～12 Hz，年齡越小fres越大，在年幼兒童中，fres可>30 Hz。
1.5 頻率依賴性
Rrs和Xrs隨著頻率的變化而變化的現象稱為頻率依賴性。在常用頻率范圍（4～50 Hz）內，隨著頻率的增加，正常成人中的Rrs表現為非頻率依賴性，而在健康兒童中，Rrs呈現為負向頻率依賴性。正常人中，隨著頻率的增加，Ers持續降低并開始以Irs為主，即Xrs由負值轉為正值，也就是Xrs呈正向的頻率依賴性。
Rrs的負向頻率依賴性可通過高頻和低頻Rrs的差值來表示（如5 Hz的Rrs與20 Hz的Rrs的差值R5-20）。肺內時間常數的不均一性、組織的黏彈性、氣道壁的擺動和分流效應均可導致頻率依賴性的增加。由于時間常數不均一性的影響與呼吸頻率相關，因此頻率依賴性所反映的生理信息也需結合呼吸頻率來解讀。在正常的潮氣呼吸頻率或低于該頻率時，阻抗的頻率依賴性主要反映的是健康肺中呼吸系統組織的黏彈性。在疾病中，由于肺內氣道結構變異增加導致Rrs和Ers的分布不均一性增加，使得在正常潮氣呼吸頻率或高于該頻率時的頻率依賴性增加。此外，聲門及聲門下氣道阻抗的增加導致施加的振蕩信號分流進入上氣道（臉頰、咽部等），也可增加阻抗整體的頻率依賴性（即氣道分流效應的影響）。因此，盡管常說R5-20可反映小氣道管徑，但目前關于頻率依賴性的生理學解釋仍未完全明確。
2 振蕩檢查測量系統的設計和定標
本部分內容主要是針對儀器制造商的技術建議和標準。
2.1 輸入信號
用于阻抗測量的輸入信號頻率需與所研究的生理功能相適應。為盡量降低測量過程中受檢者自主呼吸產生的壓力與流量對振蕩壓力和振蕩流量測量的影響，所使用的振蕩信號的最低頻率應大于受檢者自主呼吸及其諧波的頻率。因此，在設置振蕩信號的最低頻率時應考慮到目標人群的自主呼吸頻率。測量成人自主呼吸時，4～5 Hz為較可行的振蕩信號頻率下限。但對于呼吸頻率較高的嬰幼兒和呼吸急促的成人，該頻率下限條件下的測量結果可能會受到自主呼吸波的影響。
在振蕩信號組成方面，可通過使用包含多個離散正弦分量的復合輸入信號，從而獲得最佳的信噪比。復合振蕩信號中正弦波的大小應保證在每個頻率都有足夠的信噪比。峰間幅值應≤0.3 kPa。儀器制造商應公開振蕩測量儀器包括信噪比在內的信號組成細節。
2.2 儀器定標
FOT測量基于線性系統理論，因此，對傳感器的靜態校準應按線性假設來確保傳感器的增益和零點偏移合適。應進行動態校準，以Zrs數字補償的方式來補償儀器測量時傳感器的頻率響應。流量計的壓差型傳感器的共模抑制比應足夠高，以減少潛在的誤差，或動態校準可以同時補償在振蕩測量時儀器產生的頻率響應和共模抑制比。由于動態響應主要取決于傳感器和儀器管道的物理尺寸，因此傳感型和儀器管道的頻率響應通常不隨時間變化，故與增益和零點偏移的靜態校準相比，動態校準并不需要定期進行。
2.3 信號處理
除硬件（傳感器）外，儀器的軟件設置（信號和數據處理）也對振蕩測量的整體精確度有重要影響。信號處理主要包括以下6個方面：① 根據原始流量和壓力數據估算Zrs；② 過濾部分波以降低信號中始終存在的噪聲；③ 對傳感器及其他部件的頻率響應進行特異性補償；④ 計算和處理儀器死腔；⑤ 阻抗指標的計算；⑥ 檢查質量控制指標的計算。目前尚無一個統一、理想的數據處理流程（如過濾、均化、頻率分析、數據排除標準等）。考慮到所用算法的多樣性和復雜性，儀器制造商應該向用戶提供以下信息：阻抗的計算方法、窗口長度、重疊、濾波（低通和帶通）規格、數值平均的細節、呼吸辨識技術、數據的質量控制和排除標準等。同時，儀器制造商還應負責在各種條件下對振蕩測量儀器進行廣泛的驗證，包括模擬健康和疾病條件，并公開驗證的細節和與測量準確性相關的文件。
2.4 系統阻力和死腔
為保證測量的準確性，需要對細菌過濾器的阻力以及過濾器和連接器產生的綜合死腔進行補償，并建議保持整個測量系統呈較低的阻力和死腔，以最小化其對受檢者呼吸的潛在影響。未連接細菌過濾器的振蕩測量系統的阻力應在≤5 Hz時<1 hPa·s·L?1。建議使用在≤5 Hz時≤1 hPa·s·L?1的低阻力過濾器。因此，振蕩測量系統總的儀器阻力應在≤5 Hz時≤2 hPa·s·L?1。建議儀器廠商定期測量過濾器阻力，并補償振蕩測量系統加上過濾器產生的綜合阻力。
用于成人測量的振蕩測量儀的推薦死腔與用于肺容量檢查的標準相同：<100 mL（含細菌過濾器）。由于振蕩氣流引起的混合效應，有效死腔可能小于其實際體積。對于學齡前兒童，死腔應<70 mL（含細菌過濾器）。
2.5 阻抗驗證系統
使用已知阻抗大小的阻抗元件（測試負載）去驗證振蕩儀器測量阻抗準確性的過程稱為阻抗驗證。目前，大多數測試負載僅由一個機械電阻元件組成，因此僅能評估Rrs測量的誤差。理想的測試負載還應包含彈性和慣性元件，以評估Ers和Irs的測量誤差。測試負載的阻抗大小應高于實際應用時預期的Zrs絕對值，且該絕對值應符合所有使用該振蕩儀器檢查的受檢者情況，包括在支氣管激發試驗時兒童和成人可能出現的阻抗大小。因此，建議成人檢查的測試負載約為15 hPa·s·L?1，兒童檢查的測試負載約為40 hPa·s·L?1。阻抗不足的測試負載可能會導致測量誤差。
若要測試和比較不同的振蕩測量儀在實際測量中的表現，不能僅要求儀器滿足一般的技術要求和了解儀器測試靜態負載的情況。理想情況下，為達到穩定和準確的Zrs測量，還應具備一個機械性能、呼吸模式和偽跡均可良好控制（且可變）的患者模擬器。
3 檢查方法和質量控制
3.1 阻抗驗證
用戶在日常使用時應對儀器進行阻抗驗證，而非校準。每日使用儀器前均應進行阻抗驗證，當測試的環境條件發生顯著變化時，應增加驗證的頻次。推薦的誤差范圍為≤±10%或±0.1 hPa·s·L?1，達到兩個標準其中之一即可。若儀器同時要測量患者的容積變化（如測量呼吸過程中的潮氣量），則應按照美國胸科學會制訂的標準，使用定標筒驗證容積測量的準確性。
建議每周對日常使用的振蕩檢查儀器進行生物人驗證。生物人應為健康非吸煙者，應在相對較短的時間（如幾周）內獲取足夠多的Zrs數據（如進行10次單獨的測量），從而獲得Zrs的均值和置信區間。當后續測量值在置信區間之外時，應仔細檢查振蕩測量系統。
3.2 測試方案
為避免容積史效應（測量前進行的深呼吸動作）對阻抗測量結果尤其是支氣管激發試驗結果的影響，建議在需要進行深呼吸的檢查（呼出氣一氧化氮、肺量計、彌散功能）前進行呼吸振蕩檢查。檢查順序和呼吸振蕩檢查前暫停深吸氣的時間應該在當地進行統一標準化，并記錄在報告中。
呼吸振蕩檢查最常用的測試方案為在靜息潮氣呼吸過程中進行，但也可根據所感興趣的力學特性，采用不同的方法和在不同的呼吸方式下進行。一般情況下，檢查應采用坐姿（幼兒也可采用站姿），頭部位置正確，雙手緊壓臉頰，口唇包緊咬嘴，舌位置擺放正確，以放松和穩定的狀態呼吸（表1）。
表1
振蕩測量啟動前需向受檢者提供的說明信息
在測試開始之前，操作者應給予受檢者如表1所列的指導信息，以便受檢者在數據采集期間用與穩定、放松條件時相同的潮氣量和呼吸頻率進行呼吸。此外，數據采集前還應觀察受檢者嘴周和鼻夾處是否存在漏氣、是否達到平穩的潮氣呼吸。
3.3 采集時間
每次采集數據的時間長短取決于應用場景（如臨床檢查與科學研究）、研究人群（如嬰兒、幼兒與成人）和疾病嚴重程度。對于一般的測量情況，建議較大的兒童和成人的測量采集時間為不少于30秒[7]，而12歲以下兒童為不少于16秒[8]。這個采集時間應可允許記錄至少3次無偽跡的呼吸周期，但在實踐層面又需盡量短，以免受檢者產生疲憊或體位移動。
3.4 技術性可接受重復測試的次數
建議使用至少3次技術性可接受的重復測試用于計算結果指標的平均值，且用于指標計算的數據不應包含偽跡。可接受測試主要通過視覺審查（見下文的質量控制部分）和測試間的變異系數（CoV）來評估，在部分儀器中還包含自動的信號處理過程。對于用于計算的3次重復測試結果，建議成人最低振蕩頻率下Rrs的CoV應≤10%，兒童應≤15%。
3.5 可接受性測試的標準
振蕩檢查的質量控制主要通過對測量過程的潮氣呼吸容積曲線、壓力和流量曲線及阻抗曲線的觀察完成。主觀的質量控制標準包括：采集時間段內呼吸的潮氣量和呼吸頻率平穩，無明顯偽跡。容積曲線發生停頓且流量為0、|Zrs|呈現突然增高或出現尖峰的偽跡可提示存在吞咽、屏氣或聲門閉合等短暫氣道阻塞的情況。漏氣表現為|Zrs|突然呈較大幅度地下降，但流量-時間和容積-時間曲線的變化可能較小。呼吸頻率和潮氣量不同的可接受性標準對阻抗值的影響仍需進一步研究。
在2003版的FOT指南中，曾推薦使用每個頻率下流量和壓力之間的相關系數（γ2）作為質量控制的指標之一[5]。雖然低γ2通常暗示存在噪音或偽跡，但由于不同設備和疾病之間的差異，新版指南不再推薦γ2作為質量控制的標準。
4 結果報告
4.1 報告內容
目前關于基本的結果報告中應包含哪些振蕩檢查指標的研究信息較少，故報告哪些阻抗指標由用戶自行決定。為了能夠比較和重復不同實驗室之間的結果，ERS指南建議結果報告的內容中還應包括儀器硬件和軟件、驗證和測試流程、質量控制標準等方面的細節信息（表2）。如果CoV高于規定上限，則應對該結果進行標示，以便在解讀報告時考慮結果變異較大從而謹慎地解讀。對于科學研究的發表，考慮到期刊對于文章篇幅的限制，儀器硬件和測試細節等信息可在附件材料中提供。
表2
振蕩檢查應報告的儀器、測試和質量控制細節
4.2 測量指標的正常參考值
ERS指南總結了目前已發表的兒童和成人呼吸振蕩檢查指標參考值（兒童共14項[9-21]，成人共7項[22-28]）。建議采用與實驗室儀器和檢查人群最接近的研究所產生的參考值。建議在輸出結果中包含每個指標的標準化Z值，此舉可避免在結果解讀時，當指標數值接近0時，占預計值的百分比變得較大的問題。
5 支氣管擴張試驗和支氣管激發試驗
5.1 支氣管擴張試驗
因Zrs的大小取決于身高和年齡，為便于統一比較，若條件允許，建議基線數據以Z值而非絕對值表示。支氣管擴張的結果應以相對變化還是絕對變化來表示目前仍存在爭議。在兒童和成人中，Rrs和Xrs的絕對變化與其基線值相關，但與使用相對變化值相比，使用絕對變化值時疾病組和對照組之間的差距更大。使用Z值來表示使用支氣管擴張劑后的改變或可解決以上問題。
根據已有研究的結果[13,19,20,23,29-33]，建議成人和兒童的支氣管擴張劑陽性反應的閾值為Rrs降低40%，Xrs增加50%以及低頻電抗面積降低80%。但仍需更多的研究用于人群之間和儀器之間的比較和驗證，并提供基于Z值的閾值。
Rrs和Xrs都呈容積依賴性。由于支氣管擴張可減輕肺過度充氣，從而可能會導致Rrs的增加和Xrs的降低，但該效應與支氣管擴張本身對氣道管徑和氣道閉合的直接作用相反。因此，Rrs和Xrs的支氣管擴張反應不能簡單解讀，且可能與用肺量計測量的結果存在一些差異。
5.2 支氣管激發試驗
振蕩檢查法測量Zrs是替代肺量計指標在成人和兒童中進行支氣管激發試驗的一種方法。然而，由于上氣道偽跡和氣道壁分流效應的影響，振蕩法對激發試驗中Rrs變化的測量可能存在低估，尤其是對于兒童而言。使用導納（阻抗的倒數，1/Zrs）而不用Rrs可以減少這種影響。
該指南對兒童和成人采用振蕩測量進行支氣管激發試驗的相關研究進行了總結[34-43]。目前這些研究均是通過參照肺量計進行支氣管激發試驗時的閾值標準來確定對應振蕩指標的陽性閾值，但更合理的閾值應通過對一般人群的研究而產生。由于不同研究之間存在較大的差異，因此目前暫無可推薦的統一陽性閾值，建議制定和使用符合當地人群及特定儀器的激發試驗閾值。
6 討論
ERS振蕩檢查新版指南對2003版指南的內容進行了更新，尤其是在測試負載、數據采集時間、測量重復性標準和支氣管擴張試驗陽性閾值標準等方面首次提出了具體的建議和標準，相信對呼吸振蕩檢查在臨床和科研中的標準化、驗證和比較具有重要幫助。但由于相關研究證據的缺乏，對于測量過程的潮氣量和呼吸頻率等質量控制標準仍未提供相關建議，此部分內容也是呼吸振蕩檢查質量控制相關研究的未來研究方向之一。
考慮到目前呼吸振蕩檢查所使用的儀器及應用場景和方法等方面的多樣性，該指南提及的多為普適性建議；同時，為了不同實驗室之間的結果可以進行比較和重復，指南強調要在實驗室報告及公開發表物中匯報儀器硬件和軟件、驗證和測試流程、質量控制標準等方面的細節信息。目前國內臨床實驗室和科研項目中使用的呼吸振蕩檢查儀器主要為脈沖振蕩測量儀，因此針對脈沖振蕩測量儀的技術規范和指南或更適合國內，同時，對基于脈沖振蕩測量儀的中國人群正常參考值的研究也是迫切之需。
呼吸振蕩檢查，也稱為強迫振蕩檢查，是指應用強迫振蕩技術（forced oscillation technique，FOT）測量呼吸系統力學性質的一種肺功能檢查。FOT的原理為對呼吸系統外加一定頻率的振蕩壓力信號，并實時記錄呼吸系統中壓力與流量的變化，從而計算出氣道阻力等呼吸力學參數。因呼吸振蕩檢查過程僅需平靜呼吸，故適用范圍較廣，既可用于普通人群的肺功能檢查，也可用于如年幼兒童等無法配合完成常規肺功能檢查的受檢者，且其所測量的頻率依賴性可反映外周氣道阻塞情況，因此呼吸振蕩檢查是目前臨床和科研領域評估小氣道功能的重要方法之一[1]。
呼吸振蕩檢查由Dubios等[2]于1956年首次提出，最初使用的振蕩信號為單頻率噪聲信號，隨后發展出多頻率噪聲，目前臨床和科研領域最常用的呼吸振蕩檢查儀器為使用脈沖信號的脈沖振蕩檢查儀。隨著技術發展，與呼吸振蕩檢查相關的研究及臨床實踐應用也逐漸增多。我國自1998年起開始使用FOT，發表的研究論文也有數百篇，但目前仍然欠缺統一技術規范指導，導致研究質量參差不齊，也影響了臨床應用[3,4]。2003年，歐洲呼吸協會（European Respiratory Society，ERS）首次發布了針對FOT在臨床實踐中的技術指南[5]。2020年，ERS發布了新一版的FOT技術指南，該版指南在2003版指南的基礎上對振蕩檢查的硬件設置、軟件設置、測量流程和質量控制等方面提出了新的技術建議和標準[6]。鑒于我國目前缺乏針對成人FOT的指南，在實際應用中對于檢查的操作步驟、質量控制和結果解讀等方面仍存在疑惑并欠缺統一規范，本文對ERS的新版指南進行解讀，一方面為臨床和科研領域使用呼吸振蕩檢查提供技術意見，另一方面也為國內呼吸振蕩檢查技術規范的建立提供基礎。
1 呼吸系統振蕩力學的重要概念
FOT測量將呼吸系統等效為包含電阻、電容和電感的電學模型，振蕩流量進出肺過程中壓力與流量變化的關系稱為呼吸阻抗（Zrs）。Zrs由黏性阻力（Rrs）和電抗（Xrs）兩個基礎部分構成。Xrs可進一步分為呼吸系統彈性阻力（Ers）和呼吸系統慣性阻力（Irs）。
1.1 Rrs
Rrs反映的是呼吸系統的黏性阻力，主要取決于氣管管徑大小，也可受阻抗在肺單位中的分布不均（即阻力和電抗在不同部位的差異性）的影響，分布不均一性的增加可導致有效阻力的增加。
1.2 Ers
Ers為順應性的倒數，測量的是整個呼吸系統（胸壁、肺和氣道壁）的“僵硬度”，在常用的振蕩頻率下，還包括氣道和肺泡內氣體的壓縮性。當肺容積發生變化時，彈性合力導致壓力變化滯后于流量變化（存在時間延遲或相位滯后），因此彈性阻力產生的電抗為負值。負值絕對值越大的電抗表示更大的彈性阻力或肺更“僵硬”。此外，Xrs也受氣管管徑和肺順應性，即時間常數（阻力×順應性）在肺內分布不均一性的影響，這種情況常見于氣道阻塞性疾病中。這種不均一性的增加可使有效電抗下降（Xrs負值絕對值更大），亦可同時導致實際Ers呈頻率依賴性。
1.3 Irs
Irs是評估氣體在氣道（中心氣道為主）中加速時導致的壓力損耗的指標。Irs由氣管和肺-胸壁的慣性阻力構成。在正常情況下，Irs中肺-胸壁的部分相對于氣管部分較小。在高頻率下，大部分氣體和肺結構以較高的速度振動，因此高頻率下Irs較顯著。慣性阻力反映的是與加速力方向相反的力，與彈性阻力作用的方向相反。因此，慣性阻力導致壓力領先于流量振蕩，從而導致電抗呈正值。
1.4 共振頻率（fres）
Ers和Irs的方向相反，當兩者的大小相等時，兩者互相抵消，Xrs為0。此時的頻率稱為fres，在正常成人中一般約為8～12 Hz，年齡越小fres越大，在年幼兒童中，fres可>30 Hz。
1.5 頻率依賴性
Rrs和Xrs隨著頻率的變化而變化的現象稱為頻率依賴性。在常用頻率范圍（4～50 Hz）內，隨著頻率的增加，正常成人中的Rrs表現為非頻率依賴性，而在健康兒童中，Rrs呈現為負向頻率依賴性。正常人中，隨著頻率的增加，Ers持續降低并開始以Irs為主，即Xrs由負值轉為正值，也就是Xrs呈正向的頻率依賴性。
Rrs的負向頻率依賴性可通過高頻和低頻Rrs的差值來表示（如5 Hz的Rrs與20 Hz的Rrs的差值R5-20）。肺內時間常數的不均一性、組織的黏彈性、氣道壁的擺動和分流效應均可導致頻率依賴性的增加。由于時間常數不均一性的影響與呼吸頻率相關，因此頻率依賴性所反映的生理信息也需結合呼吸頻率來解讀。在正常的潮氣呼吸頻率或低于該頻率時，阻抗的頻率依賴性主要反映的是健康肺中呼吸系統組織的黏彈性。在疾病中，由于肺內氣道結構變異增加導致Rrs和Ers的分布不均一性增加，使得在正常潮氣呼吸頻率或高于該頻率時的頻率依賴性增加。此外，聲門及聲門下氣道阻抗的增加導致施加的振蕩信號分流進入上氣道（臉頰、咽部等），也可增加阻抗整體的頻率依賴性（即氣道分流效應的影響）。因此，盡管常說R5-20可反映小氣道管徑，但目前關于頻率依賴性的生理學解釋仍未完全明確。
2 振蕩檢查測量系統的設計和定標
本部分內容主要是針對儀器制造商的技術建議和標準。
2.1 輸入信號
用于阻抗測量的輸入信號頻率需與所研究的生理功能相適應。為盡量降低測量過程中受檢者自主呼吸產生的壓力與流量對振蕩壓力和振蕩流量測量的影響，所使用的振蕩信號的最低頻率應大于受檢者自主呼吸及其諧波的頻率。因此，在設置振蕩信號的最低頻率時應考慮到目標人群的自主呼吸頻率。測量成人自主呼吸時，4～5 Hz為較可行的振蕩信號頻率下限。但對于呼吸頻率較高的嬰幼兒和呼吸急促的成人，該頻率下限條件下的測量結果可能會受到自主呼吸波的影響。
在振蕩信號組成方面，可通過使用包含多個離散正弦分量的復合輸入信號，從而獲得最佳的信噪比。復合振蕩信號中正弦波的大小應保證在每個頻率都有足夠的信噪比。峰間幅值應≤0.3 kPa。儀器制造商應公開振蕩測量儀器包括信噪比在內的信號組成細節。
2.2 儀器定標
FOT測量基于線性系統理論，因此，對傳感器的靜態校準應按線性假設來確保傳感器的增益和零點偏移合適。應進行動態校準，以Zrs數字補償的方式來補償儀器測量時傳感器的頻率響應。流量計的壓差型傳感器的共模抑制比應足夠高，以減少潛在的誤差，或動態校準可以同時補償在振蕩測量時儀器產生的頻率響應和共模抑制比。由于動態響應主要取決于傳感器和儀器管道的物理尺寸，因此傳感型和儀器管道的頻率響應通常不隨時間變化，故與增益和零點偏移的靜態校準相比，動態校準并不需要定期進行。
2.3 信號處理
除硬件（傳感器）外，儀器的軟件設置（信號和數據處理）也對振蕩測量的整體精確度有重要影響。信號處理主要包括以下6個方面：① 根據原始流量和壓力數據估算Zrs；② 過濾部分波以降低信號中始終存在的噪聲；③ 對傳感器及其他部件的頻率響應進行特異性補償；④ 計算和處理儀器死腔；⑤ 阻抗指標的計算；⑥ 檢查質量控制指標的計算。目前尚無一個統一、理想的數據處理流程（如過濾、均化、頻率分析、數據排除標準等）。考慮到所用算法的多樣性和復雜性，儀器制造商應該向用戶提供以下信息：阻抗的計算方法、窗口長度、重疊、濾波（低通和帶通）規格、數值平均的細節、呼吸辨識技術、數據的質量控制和排除標準等。同時，儀器制造商還應負責在各種條件下對振蕩測量儀器進行廣泛的驗證，包括模擬健康和疾病條件，并公開驗證的細節和與測量準確性相關的文件。
2.4 系統阻力和死腔
為保證測量的準確性，需要對細菌過濾器的阻力以及過濾器和連接器產生的綜合死腔進行補償，并建議保持整個測量系統呈較低的阻力和死腔，以最小化其對受檢者呼吸的潛在影響。未連接細菌過濾器的振蕩測量系統的阻力應在≤5 Hz時<1 hPa·s·L?1。建議使用在≤5 Hz時≤1 hPa·s·L?1的低阻力過濾器。因此，振蕩測量系統總的儀器阻力應在≤5 Hz時≤2 hPa·s·L?1。建議儀器廠商定期測量過濾器阻力，并補償振蕩測量系統加上過濾器產生的綜合阻力。
用于成人測量的振蕩測量儀的推薦死腔與用于肺容量檢查的標準相同：<100 mL（含細菌過濾器）。由于振蕩氣流引起的混合效應，有效死腔可能小于其實際體積。對于學齡前兒童，死腔應<70 mL（含細菌過濾器）。
2.5 阻抗驗證系統
使用已知阻抗大小的阻抗元件（測試負載）去驗證振蕩儀器測量阻抗準確性的過程稱為阻抗驗證。目前，大多數測試負載僅由一個機械電阻元件組成，因此僅能評估Rrs測量的誤差。理想的測試負載還應包含彈性和慣性元件，以評估Ers和Irs的測量誤差。測試負載的阻抗大小應高于實際應用時預期的Zrs絕對值，且該絕對值應符合所有使用該振蕩儀器檢查的受檢者情況，包括在支氣管激發試驗時兒童和成人可能出現的阻抗大小。因此，建議成人檢查的測試負載約為15 hPa·s·L?1，兒童檢查的測試負載約為40 hPa·s·L?1。阻抗不足的測試負載可能會導致測量誤差。
若要測試和比較不同的振蕩測量儀在實際測量中的表現，不能僅要求儀器滿足一般的技術要求和了解儀器測試靜態負載的情況。理想情況下，為達到穩定和準確的Zrs測量，還應具備一個機械性能、呼吸模式和偽跡均可良好控制（且可變）的患者模擬器。
3 檢查方法和質量控制
3.1 阻抗驗證
用戶在日常使用時應對儀器進行阻抗驗證，而非校準。每日使用儀器前均應進行阻抗驗證，當測試的環境條件發生顯著變化時，應增加驗證的頻次。推薦的誤差范圍為≤±10%或±0.1 hPa·s·L?1，達到兩個標準其中之一即可。若儀器同時要測量患者的容積變化（如測量呼吸過程中的潮氣量），則應按照美國胸科學會制訂的標準，使用定標筒驗證容積測量的準確性。
建議每周對日常使用的振蕩檢查儀器進行生物人驗證。生物人應為健康非吸煙者，應在相對較短的時間（如幾周）內獲取足夠多的Zrs數據（如進行10次單獨的測量），從而獲得Zrs的均值和置信區間。當后續測量值在置信區間之外時，應仔細檢查振蕩測量系統。
3.2 測試方案
為避免容積史效應（測量前進行的深呼吸動作）對阻抗測量結果尤其是支氣管激發試驗結果的影響，建議在需要進行深呼吸的檢查（呼出氣一氧化氮、肺量計、彌散功能）前進行呼吸振蕩檢查。檢查順序和呼吸振蕩檢查前暫停深吸氣的時間應該在當地進行統一標準化，并記錄在報告中。
呼吸振蕩檢查最常用的測試方案為在靜息潮氣呼吸過程中進行，但也可根據所感興趣的力學特性，采用不同的方法和在不同的呼吸方式下進行。一般情況下，檢查應采用坐姿（幼兒也可采用站姿），頭部位置正確，雙手緊壓臉頰，口唇包緊咬嘴，舌位置擺放正確，以放松和穩定的狀態呼吸（表1）。
表1
振蕩測量啟動前需向受檢者提供的說明信息
在測試開始之前，操作者應給予受檢者如表1所列的指導信息，以便受檢者在數據采集期間用與穩定、放松條件時相同的潮氣量和呼吸頻率進行呼吸。此外，數據采集前還應觀察受檢者嘴周和鼻夾處是否存在漏氣、是否達到平穩的潮氣呼吸。
3.3 采集時間
每次采集數據的時間長短取決于應用場景（如臨床檢查與科學研究）、研究人群（如嬰兒、幼兒與成人）和疾病嚴重程度。對于一般的測量情況，建議較大的兒童和成人的測量采集時間為不少于30秒[7]，而12歲以下兒童為不少于16秒[8]。這個采集時間應可允許記錄至少3次無偽跡的呼吸周期，但在實踐層面又需盡量短，以免受檢者產生疲憊或體位移動。
3.4 技術性可接受重復測試的次數
建議使用至少3次技術性可接受的重復測試用于計算結果指標的平均值，且用于指標計算的數據不應包含偽跡。可接受測試主要通過視覺審查（見下文的質量控制部分）和測試間的變異系數（CoV）來評估，在部分儀器中還包含自動的信號處理過程。對于用于計算的3次重復測試結果，建議成人最低振蕩頻率下Rrs的CoV應≤10%，兒童應≤15%。
3.5 可接受性測試的標準
振蕩檢查的質量控制主要通過對測量過程的潮氣呼吸容積曲線、壓力和流量曲線及阻抗曲線的觀察完成。主觀的質量控制標準包括：采集時間段內呼吸的潮氣量和呼吸頻率平穩，無明顯偽跡。容積曲線發生停頓且流量為0、|Zrs|呈現突然增高或出現尖峰的偽跡可提示存在吞咽、屏氣或聲門閉合等短暫氣道阻塞的情況。漏氣表現為|Zrs|突然呈較大幅度地下降，但流量-時間和容積-時間曲線的變化可能較小。呼吸頻率和潮氣量不同的可接受性標準對阻抗值的影響仍需進一步研究。
在2003版的FOT指南中，曾推薦使用每個頻率下流量和壓力之間的相關系數（γ2）作為質量控制的指標之一[5]。雖然低γ2通常暗示存在噪音或偽跡，但由于不同設備和疾病之間的差異，新版指南不再推薦γ2作為質量控制的標準。
4 結果報告
4.1 報告內容
目前關于基本的結果報告中應包含哪些振蕩檢查指標的研究信息較少，故報告哪些阻抗指標由用戶自行決定。為了能夠比較和重復不同實驗室之間的結果，ERS指南建議結果報告的內容中還應包括儀器硬件和軟件、驗證和測試流程、質量控制標準等方面的細節信息（表2）。如果CoV高于規定上限，則應對該結果進行標示，以便在解讀報告時考慮結果變異較大從而謹慎地解讀。對于科學研究的發表，考慮到期刊對于文章篇幅的限制，儀器硬件和測試細節等信息可在附件材料中提供。
表2
振蕩檢查應報告的儀器、測試和質量控制細節
4.2 測量指標的正常參考值
ERS指南總結了目前已發表的兒童和成人呼吸振蕩檢查指標參考值（兒童共14項[9-21]，成人共7項[22-28]）。建議采用與實驗室儀器和檢查人群最接近的研究所產生的參考值。建議在輸出結果中包含每個指標的標準化Z值，此舉可避免在結果解讀時，當指標數值接近0時，占預計值的百分比變得較大的問題。
5 支氣管擴張試驗和支氣管激發試驗
5.1 支氣管擴張試驗
因Zrs的大小取決于身高和年齡，為便于統一比較，若條件允許，建議基線數據以Z值而非絕對值表示。支氣管擴張的結果應以相對變化還是絕對變化來表示目前仍存在爭議。在兒童和成人中，Rrs和Xrs的絕對變化與其基線值相關，但與使用相對變化值相比，使用絕對變化值時疾病組和對照組之間的差距更大。使用Z值來表示使用支氣管擴張劑后的改變或可解決以上問題。
根據已有研究的結果[13,19,20,23,29-33]，建議成人和兒童的支氣管擴張劑陽性反應的閾值為Rrs降低40%，Xrs增加50%以及低頻電抗面積降低80%。但仍需更多的研究用于人群之間和儀器之間的比較和驗證，并提供基于Z值的閾值。
Rrs和Xrs都呈容積依賴性。由于支氣管擴張可減輕肺過度充氣，從而可能會導致Rrs的增加和Xrs的降低，但該效應與支氣管擴張本身對氣道管徑和氣道閉合的直接作用相反。因此，Rrs和Xrs的支氣管擴張反應不能簡單解讀，且可能與用肺量計測量的結果存在一些差異。
5.2 支氣管激發試驗
振蕩檢查法測量Zrs是替代肺量計指標在成人和兒童中進行支氣管激發試驗的一種方法。然而，由于上氣道偽跡和氣道壁分流效應的影響，振蕩法對激發試驗中Rrs變化的測量可能存在低估，尤其是對于兒童而言。使用導納（阻抗的倒數，1/Zrs）而不用Rrs可以減少這種影響。
該指南對兒童和成人采用振蕩測量進行支氣管激發試驗的相關研究進行了總結[34-43]。目前這些研究均是通過參照肺量計進行支氣管激發試驗時的閾值標準來確定對應振蕩指標的陽性閾值，但更合理的閾值應通過對一般人群的研究而產生。由于不同研究之間存在較大的差異，因此目前暫無可推薦的統一陽性閾值，建議制定和使用符合當地人群及特定儀器的激發試驗閾值。
6 討論
ERS振蕩檢查新版指南對2003版指南的內容進行了更新，尤其是在測試負載、數據采集時間、測量重復性標準和支氣管擴張試驗陽性閾值標準等方面首次提出了具體的建議和標準，相信對呼吸振蕩檢查在臨床和科研中的標準化、驗證和比較具有重要幫助。但由于相關研究證據的缺乏，對于測量過程的潮氣量和呼吸頻率等質量控制標準仍未提供相關建議，此部分內容也是呼吸振蕩檢查質量控制相關研究的未來研究方向之一。
考慮到目前呼吸振蕩檢查所使用的儀器及應用場景和方法等方面的多樣性，該指南提及的多為普適性建議；同時，為了不同實驗室之間的結果可以進行比較和重復，指南強調要在實驗室報告及公開發表物中匯報儀器硬件和軟件、驗證和測試流程、質量控制標準等方面的細節信息。目前國內臨床實驗室和科研項目中使用的呼吸振蕩檢查儀器主要為脈沖振蕩測量儀，因此針對脈沖振蕩測量儀的技術規范和指南或更適合國內，同時，對基于脈沖振蕩測量儀的中國人群正常參考值的研究也是迫切之需。
