儿童运动激发试验的临床应用（完整版）

1、儿童运动激发试验的临床应用（全文）运动激发试验（ECT）是诊断运并作为哮喘的诊断性检查。 ECT对已确诊的哮喘儿童，ECT阳因此 ECT 亦可用于研究哮喘的ECT的原理、方法（包安全性及目前提高哮喘的诊摘要 运动是儿童支气管哮喘发作的常见诱因， 动诱发性支气管痉挛（EIB）的金标准， 对诊断儿童运动性哮喘具有高度特异性， 性反映气道炎症存在， 提示哮喘未控制 病理生理机制及指导哮喘的治疗。该文重点介绍了 括受试者的准备、 试验步骤、 结果判断）、影响因素、 临床应用现状等内容，以利于临床更好地开展 ECT 检查， 断水平。运动诱发性支气管痉挛（ exercise-induced broncho

2、constriction ， EIB） 是指在剧烈运动期间或之后发生暂时性的气道狭窄，提示气道高反应性和气道炎症的存在。EIB是儿童哮喘的常见表现。据估计，40%90%哮喘患儿会发生运动性支气管收缩（EIB） 1-2 。EIB 一般通过运动激发试 验（exercise challenge testing, ECT）进行判断。ECT 是一种间接、非特异性的支气管激发试验，检测气道受到间接刺激（运动及运动替代方法 如自主过度通气、予甘露醇等）时发生气流阻塞的倾向，通常借助肺功能 指标的改变来判断。与直接激发试验相比 ECT能更准确地反映气道炎症的 存在，对识别哮喘具有较高特异性。另外，运动是一种“

3、生理学刺激”的测试，较其他支气管激发试验更易被患儿及家长接受，因此，对 ECT 在儿科 的临床应用应给予足够重视。1 ECT 的原理 剧烈运动过程中，每分通气量急剧上升，大量气体进入呼吸道，造成呼吸 道热量、水分的丢失，尤其是在干冷空气环境下，气道表面的水分丢失被 认为是 EIB 的主要刺激因素。蒸发失水导致气道黏膜层的干燥和气道表面 液体渗透浓度的增高，使气道上皮细胞损伤，天然免疫细胞大量动员，黏 液分泌增加，炎症细胞(肥大细胞、嗜酸性粒细胞)释放炎症介质，包括 组胺、前列腺素、白三烯和神经激肽。这些介质通过感觉神经直接或间接 作用于气道平滑肌，引起收缩和气道狭窄。 EIB 发生的主要原因是

4、干冷刺 激引起支气管黏膜表面液体渗透浓度的改变，在此原理的基础上又衍生出 等二氧化碳过度通气试验( eucapnic voluntary hyperpnea，EVH )、高渗盐水、甘露醇和蒸馏水等激发试验。哮喘患儿中 EIB 高发， 且发展 较快， 尤其容易在运动时出现。原因可能是儿童的分钟通气量相对较高， 对吸入空气的加湿能力较低， 更容易发生快速气道脱水， 在剧烈运动后 渗透浓度迅速变化导致炎症介质的释放速度比成人快。 而与成人相比， 儿 童气道平滑肌收缩反应迅速而且持续时间短 3-4 。2 ECT 的方法2.1 受试者准备 受试者应衣着舒适， 穿跑步鞋或运动鞋； 检测前询问病史并进行体格

5、检查，避免进食过饱；应在哮喘非发作期进行，近4周无呼 吸道感染病史，无喘息及呼吸困难症状；无甲状腺功能亢进及心脏病史， 必要时行心电图检测；了解近期药物使用情况，如检测目的不是评估预防EIB 的治疗效果，需停用影响气道反应性的药物（表1 ）5-6 。需注意的是，经常使用B 2受体激动剂会增加 EIB的严重程度。试验前至少 4 h 内应避免进行剧烈运动，否则可能会导致受试者对运动耐受。有些受试者 对一次运动刺激的耐受时间长达 4 h，因此如需重复测试，间隔至少为4 h 如评估治疗效果，需在同一时间点进行检测，因为下午EIB的严重程度比上午高 6 。ECT是基于FEV1相对于基线的变化。在幵始激发

6、试验之前1020 min分别进行 2 次基线肺功能测定，以确认肺功能的稳定性。2.2 ECT的步骤2.2.1 运动前准备 保持周围空气干燥（相对湿度冬50 %，含水量低于10 mg/ L）、环境温度2025 C。一般在配备空调的实验室进行测试， 检测时需测量和记录吸入空气的温度和湿度 7。理想情况是受试者通 过咬口和双向呼吸阀从装有医用压缩空气的储气罐中吸入干燥空气。运动 时用鼻夹夹鼻确保经口呼吸，要避免经鼻呼吸，以减少水分从气道流失。 吸入冷空气或干燥空气时，更容易引起气道平滑肌收缩，目前尚不清楚与 吸入完全干燥的空气（可从压缩空气源获得）比较，吸入空调实验室中的 空气其结果是否有统计学差异

7、。2.2.2 运动方式 首选速度和坡度可调的电动跑步机或电磁制动自行车 功率计、三导联心电图或其他能可靠地确定心率的装置 （如脉搏血氧仪等） 监测心率。运动持续时间和强度应足够，以引起支气管收缩反应，操作需 按标准化程序进行 8-9 跑步机：跑步机的速度和坡度在最初23 min运动中逐渐提高，直至达到目标水平。受试者的健康情况和体重可影响达到所需通气量或心率所需 的速度和坡度，因此建议首先在跑步机坡度5.5% （3）的情况下，将跑步速度在短时间提高到一个快而舒适的水平， 然后升高坡度至 10% 直到达 到所需的心率或通气量。目标心率为最高预计值 220- 年龄（岁）的 80%90%。通气量应达

8、到最大预计自主通气量（MVV，估计为FEV1 X35）的 40% 60% 。再以接近最大目标的速度进行 46 min 的运动。总 运动时间为 6 8 min 。儿童通常可较成人更快地达到目标， 12 岁以下儿 童通常为 6 min ； 12 岁以上儿童通常为 8 min 。自行车功率计：利用电磁 制动系统快速提高工作效率。确定目标功率的计算公式：瓦特=（53.76XFEV1 实测值）-11.07 。设定第 1、 2、 3、 4 min 的功率分别在 60、 75、 90和 100的目标值。检查通气量或心率是否达到运动目标。 维持该目标运动强度 4 6 min 。为确保目标分钟通气量持续， 需要

9、在运 动的最后几分钟降低自行车工作速率。自由跑：年幼儿童通常不能配合进 行标准化的ECT，从而导致测试失败和诊断不足。对8岁以下儿童可采用自由跑方式进行测试。任何可持续、安全又愉快的运动均可作为幼儿的替 代运动模式，运动期间心率需保持在预计最大心率的 80% 以上。2.3 运动后肺功能的测定 肺功能检测应在运动前 （基线）和运动后连续 进行， 建议按照标准化时间表进行， 即在停止运动后第 5、 10、 15、 20 和 30 min 时进行检测。 由于儿童最大限度的支气管收缩和 EIB 恢复的 时间与年龄有关，年幼儿童运动后肺功能测量的时间表需适当调整8-9 2.4 ECT阳性的判断通过比较运

10、动后30 min内每个运动后间隔时间的FEV1 较运动前 FEV1 下降的百分比进行判断，下降10%及以上是阳性反应。根据运动后 FEV1 下降的百分比可将 EIB 分为轻度、中度和重度（表 2） 8-9 。2.5 ECT的替代方法根据ECT的原理衍生出的替代方案（特别是等二 氧化碳过度通气试验和甘露醇激发试验）以更标准化的方式再现了运动时 发生的渗透性变化，提高了 EIB 评估的实际应用 9。等二氧化碳过度通气试验（ eucapnic voluntary hyperpnea ， EVH ）较ECT具有更高实用性和敏感性。受试者可以更快地达到高通气率，能够更 容易地维持这种高通气水平，从而对气

11、道表面产生更可靠的脱水刺激。甘 露醇激发试验比运动或 EVH 更简单易行，诊断儿童哮喘的特异度优于乙 酰甲胆碱激发试验 10。激发物剂量逐渐递增，可随时根据受试者肺功 能下降情况终止试验，有更好的安全性。3 ECT的临床应用及影响因素3.1 儿童ECT临床应用3.1.1 儿童哮喘的诊断及监测 运动是儿童哮喘的重要触发因素， 经常表现为运动后症状加重。与乙酰甲胆碱或组胺激发试验比较11 ，ECT诊断儿童哮喘的特异性较高，而敏感性不足，两种方法互相补充能更好提高儿童哮喘的正确诊断率。ECT与气道炎症指标的相关性较乙酰甲胆碱激发 试验更高，经过糖皮质激素吸入治疗的哮喘患儿临床症状及肺部体征消失 后数

12、周甚至数月，ECT才能转为阴性；ECT严重程度与哮喘炎症的炎症程度密切相关12 。因此在儿童哮喘管理中，EIB提示存在气道炎症和气道高反应，哮喘可能控制不佳，需要继续治疗甚至升级治疗。我国儿童支 气管哮喘治疗目标之一即为维持正常生活水平，包括运动能力 13。因 此儿童ECT可作为儿童哮喘诊断、评估抗炎治疗效果及进行哮喘监测的工 具14-15 。另外ECT可作为间接AHR的模型刺激，研究哮喘的发病 机制有助于进一步认识及治疗哮喘。3.1.2 其他应用 EIB 可出现在健康人群， 尤其是儿童、 青少年及规律进行锻炼的人群（如运动员）。在儿童， 由于体育活动对其身体和心理 发展有重要影响， EIB

13、的识别和治疗可能特别重要。 EIB 在运动员中非常 普遍， 自 2001 年以来， 国际奥委会医学委员会（ IOC-MC ）要求申请 吸入B2受体激动剂的运动员必须提供其哮喘的临床证据16 ， ECT是IOC-MC 批准的确定运动哮喘的重要证据之一。3.2 影响ECT检测结果的因素目前认为ECT诊断哮喘敏感度不高的主要原因可能与运动的刺激强度不足有关。对 3 种运动方式进行比较，跑步 机运动期间通气量快速增加，而自行车功率计的最大摄氧量平均比跑步机 少约 10%，因此通常认为跑步机运动优于自行车功率计。 但只要达到相似 的运动强度和通气量， 2 种运动方式的肺功能反应是可比的 9。无论采 用哪

14、种运动模式，均需在短时间内（约2 3 min ）达到目标心率或分钟通气量。如长时间处于次级运动负荷，可能使受试者耐受或降低 EIB 的严 重程度。在儿童运动后第 1、2、3、5、10 和 20 min 进行肺功能检测发现，最大支气管收缩常发生在运动后 3 min 内，运动后 5 min 即可消失 3。因 此，常规运动方案中运动后 5 min 内未检测肺功能可能会漏诊或低估支气 管收缩的严重程度。值得注意的是，如停止运动后立即进行肺活量测定， 由于处于运动后的高通气和呼吸困难状态，此时进行肺活量测定可能因用 力不足而出现假阳性。儿童注意力集中持续时间短，容易疲劳，在反复进 行肺功能检测时尤其需要

15、注意，可采用激励措施、舒适的体位（如不使用 鼻夹）以及选择熟练和耐心的技术人员。评估FEV1的变化是判断ECT结果主要参数，而肺功能测定时呼气时间23 s就足以测量FEV1 ;技术人员需重点指导受试者即使在胸闷的情况下也要进行完全吸气，吸气不足会 导致 FEV1 的假性降低 17。3.3 安全性 不同于吸入乙酰甲胆碱或组胺进行直接激发试验时激发物 剂量的逐渐递增，ECT可迅速产生强烈的支气管收缩，因此，实验室需配 备急救设备如氧气罐、 雾化泵、心肺复苏设备及急救药品； 在运动过程中， 应采用脉搏血氧饱和仪监测动脉血氧饱和度， 并监测血压和心电图。在 测试过程中， 必须有专业的医务人员密切观察受试者的反应，如出现呼 吸困难（如严重喘息或呼吸急促、 胸痛、 运动不协调）或异常体征（如 心电图异常、 血压下降、 氧饱和度下降）应及时终止激发试验并及时处 理。如果 FEV1 已从最