新型阻抗式呼吸信号分析仪的实验和临床评价

目的 对前期研发的阻抗式呼吸信号分析仪进行改良,提高振荡发生器的稳定性和线性.方法 重点改进振荡发生器,包括采用直线音圈电机作为振荡动力源、磁栅尺伺服控制电机运行以及优化振荡泵的结构等.模拟机械通气的工作环境,向振荡发生器施加不同的压力负荷,测量音圈电机线圈的位移并与预设值比较,评价振荡发生器工作的稳定性.采用5 Hz不同振幅的振荡信号测量呼吸力学模型的吸气阻抗,同时采用吸气末闭合法测量模型的吸气阻力,比较两者的差异,评价振荡发生器的线性.选择机械通气的慢性阻塞性肺疾病(COPD)及肺部影像正常的重型颅脑损伤患者各1例,采用5 Hz振荡信号分别测定患者的呼吸阻抗(Rrs)和电抗(Xrs).结果 新设计的振荡发生器在压力负荷为15 ～ 40 cmH2O(1cmH2O=0.098 kPa)范围内,持续输出稳定的正弦振荡气流,振荡频率为0.01～ 16Hz、振幅为0.5～2 cmH2O范围内可调.振荡频率为5 Hz,振幅分别为0.5、1、1.5和2 cmH2O的信号分别测定的模型吸气阻抗均值为(16.56±1.17) cmH2O·s-1 ·L-1,吸气末闭合法测定的模型吸气阻力均值为(19.33±0.67) cmH2O·s-1 ·L-1,两者存在线性相关(r=0.51,P＜0.05).临床试验测试显示,COPD患者Rrs和Xrs均高于肺部影像正常者,均差ΔRrs和ΔXrs分别为(8.9± 6.96) cmH2O· s-1·L-1和(12.31±8.46)cmH2O· s-1· L-1,以ΔXrs增加为显著.结论 新型阻抗式呼吸信号分析仪受机械通气的干扰小、振荡发生器振动具有线性、工作状态稳定,其测量结果能够反映COPD患者的肺部力学特征,区分不同部位的气道阻塞.