危及生命的哮喘患者呼吸负荷感知与非呼吸感觉方式感知的关系

抽象的

据报道，患有危及生命的哮喘（LTA）的受试者对吸入性哮喘的敏感性降低(R)负载。目前还不清楚是否敏感性降低是吸气特异的R负荷，其他类型的呼吸负荷，或影响感觉模式的一般缺陷。本研究假设损伤是特定于呼吸刺激的。本研究测试了LTA、喘息性(A)和非喘息性(NA)受试者在呼吸、体感、听觉、视觉4种感觉模式下的知觉敏感性。知觉敏感性采用量估计法(ME)测定:呼吸负荷ME，用吸气法测定R和压力阈值（PT）负载;躯体感觉我，使用2-20 kg的重量范围确定;通过双侧递送3秒钟的1 kHz音调的分级大小测定了我的探测器;Visual Me，在黑色背景上使用灰色到白色磁盘强度等级确定。我为吸入感R与A和NA受试者相比，LTA受试者的负荷减少。ME中的3组受试者在PT吸气负荷、体重、声音和视觉试验方面没有显著差异。这些结果表明LTA受试者对吸气的感知能力较差R负载。这种呼吸感觉的缺陷是吸气特有的R负荷并不是由于其他类型的吸气负荷，躯体感觉，听觉或视觉感觉模式的知觉缺陷。

1.介绍

哮喘是一种经常在儿童时期诊断的呼吸系统疾病。为了控制和/或预防哮喘发作，患者注意最初的症状并遵守处方药物是很重要的。未能识别和自我管理哮喘发作是危及生命的哮喘(LTA)的一个原因[1- - - - - -3.]。感知哮喘症状的困难可以是导致患者未能认识到哮喘发作的发作的许多因素之一[2，4，5]。有LTA病史的哮喘患者亚群已被报道对内源性和外源性呼吸负荷的感知均降低[2，4]这些LTA哮喘患者检测吸气阻力负荷的阈值增加，测量吸气负荷量的能力降低，对固有支气管收缩的感知降低[2，4]。也有报道称，在这些LTA受试者中，体感觉皮层不被吸入负荷激活，这表明在哮喘患者的这个亚群中，呼吸信息处理的感觉神经缺陷[1]。虽然这些LTA受试者对呼吸机械负荷的感知能力明显较差，但这是呼吸机械感觉的特殊缺陷还是一般感觉感知缺陷尚不清楚。

通过要求患者使用改良的伯格量表、视觉模拟量表或跨模态匹配来估计各种呼吸负荷的大小和类型，对呼吸刺激的感知进行了研究[1- - - - - -4，6- - - - - -24]。为了成功地完成负荷感知任务，被试必须关注负荷，感知负荷的大小，然后使用缩放技术估计他们的负荷大小。这些研究表明，成人和儿童能够估计吸气阻力负荷的大小[1- - - - - -4，6- - - - - -24]。这种负荷大小估计(ME)技术也被用于多种感觉模式，以调查受试者对各种刺激(如光)的知觉敏感性[25]，声音[26- - - - - -29[21，30.- - - - - -32]。对呼吸负荷的知觉敏感性类似于其他躯体感觉刺激[21在正常科目中。然而，尚不清楚是否对呼吸负荷感知差的受试者也对其他感觉模式感知差，或者负荷感知缺陷是否与呼吸信息处理有关。

LTA患者的吸气阻力负荷的检测和大小估计降低[2，4]。如果这是特定于呼吸机组的特定于躯体索赔或一般感知赤字，则未知。本研究旨在测试LTA受试者对呼吸，躯体感，听觉和视觉刺激的感官感知。通过吸气机械负载，电阻载荷和压力阈值载荷的两种类型测试呼吸感知。我们推断如果LTA哮喘有一般呼吸道感知赤字，则它们将易于观察两种类型的负荷。如果LTA患者患有呼吸道感染缺损，包括躯体感觉缺陷，那么它们应该减少对呼吸和重量提升幅度估计的感知。如果LTA哮喘有呼吸道感知赤字，其中包括一般感官感知赤字，那么预期它们应该减少对呼吸刺激和手臂重量，听觉和视觉刺激的感知。假设具有LTA历史和电阻呼吸刺激缺陷的哮喘患者专门的患者将具有未受损的躯体感，听觉和视觉感知。在没有LTA历史的情况下，在非惊血病，LTA哮喘和哮喘中测试了该假设。

2.方法

2.1。主题

本研究共对三组受试者进行了测试:(1)受试者()患有危及生命的哮喘（LTA），（2）名受试者()稳定型哮喘（A）和（3）非哮喘（NA）受试者().所有组的受试者年龄在11至25岁之间。LTA组的平均年龄为16.3±3.0岁，A组为17.2±3.0岁，NA组为19.0±4.2岁。所有的A和LTA受试者都在盖恩斯维尔佛罗里达大学Sand Stand医院的儿科肺诊所进行随访，哮喘诊断是由儿科肺科医生根据美国胸科学会标准制定的。33]。佛罗里达大学健康科学中心机构审查委员会审查并批准了这项研究。所有的参与都是自愿的，所有受试者和未成年受试者的父母都得到了知情同意。

LTA受试者在研究后4周内无症状，哮喘未加重。所有LTA受试者在过去四年内均因急性呼吸衰竭而入住儿科重症监护病房。在发生危及生命的事件后，LTA受试者通过吸入皮质类固醇和茶碱进行稳定和维持。A组受试者患有中度至重度哮喘，并进行日常维持治疗以控制哮喘症状。然而，他们从未因呼吸衰竭而入住重症监护病房。A组和LTA组根据需要通过计量吸入器（MDI）或雾化器使用沙丁胺醇。NA受试者无慢性呼吸道疾病。所有受试者在研究前至少四周没有任何急性呼吸道疾病。没有受试者听力受损或视力受损到隐形眼镜或眼镜不能准确矫正视力的程度。任何需要戴眼镜或隐形眼镜的受试者在所有测试期间都佩戴眼镜或隐形眼镜。

2.2.肺功能测试

在获得同意后，在测试开始前进行肺功能测试。FEV₁，FVC，FEV₁/ FVC，测量强制振荡方法的电阻。任何有基线fev的主题₁不到70%的预测被排除在进一步参与研究之外。没有受试者有基线FEV₁，钒铁₁/FVC，或FVC低于70%的预测，根据美国胸科协会标准。

2.3。吸气电阻负载幅度估计

使用具有改进的Borg规模的吸气电阻载荷的幅度估计来确定外部呼吸载荷的感知[1，9，11].受试者舒适地坐在一个隔音室中，与研究者和实验装置分开。受试者的鼻子被夹住，并通过一个连接到非再呼吸阀的吹口呼吸（汉斯·鲁道夫，密苏里州堪萨斯城）.注意暂停阀门，以避免受试者咬住喉头，同时保持密封。

电阻载荷被烧结铜盘串联，在装载歧管中，在磁盘之间的塞端口[1]。加载歧管通过加强管连接到肺部吸引力投标器，进入非再料阀的吸气口。加载流形是隐藏在主题的视图中。口压（)从非再呼吸阀中心的一个端口记录。是由差压传感器和信号调节器检测的。吸气气流用差压传感器记录和连接到肺气管仪的信号调节器。这整合以获得受启发的体积这个，和被记录在光学中。这也显示在受试者面前的示波器上，在研究过程中，受试者用示波器来定位自己的呼吸。阻力的选择通过移除一个塞子，并允许主题一个单一的灵感通过选定的端口。在整个研究过程中，他们都被一个数码摄像机监控着。

在测试开始之前，峰值在正常情况下，潮汐呼吸被确定并显示为示波器上的一条水平线。这门课被允许练习在加载练习会话之前锁定目标。负荷练习部分包括一系列的测试负荷，包括低负荷和高负荷，并给出口头提示(“小”与“大”分别对应)，以使受试者熟悉负荷的范围。

标准的10点类Borg评分是受试者用来估计外部呼吸负荷大小的模式。受试者被要求按下电池供电设备上的按钮，该设备对应于测试呼吸的Borg评分。来自该设备的电压显示在测谎仪上，并校准至cor回应博格量表评分。

电阻负载的大小估计分为两个实验试验。两项试验均包含6个电阻负荷值(1.64、2.48、3.26、6.95、11.46和20.48 cm H)₂O/L/s)和空载分别按随机分组顺序出现5次，如前所述[2].受试者在每次试验之间休息5-10分钟。因此，每个受试者总共暴露在每个负荷量下10次。受试者被给予一个提示（红灯），表示下一次呼吸是一次测试呼吸，受试者必须对此进行估计。该主题激发了对目标的兴趣每次呼吸(控制和测试)。实验对象在测试呼吸后立即用博格量表做出了估计。每次测试呼吸间隔三到六次无负荷呼吸。

２.４.吸气压力阈值负荷大小估计

以与吸气电阻负荷相同的方式施用压力阈值（Pt）载荷的感知[16]。在这部分研究中使用了相同的吹口、博格量表和方法。唯一的区别是负载歧管，因此呼吸负荷的感知在理论上是不同的。这种加载管汇包括弹簧加载的压力阈值阀，每个阀上都有节流端口。当达到一个校准的、特定的吸气压力时，阀门就会打开。PT负荷大小是打开阀门使空气流动所需的吸气压力。在此测试前有一个PT负荷练习，以熟悉受试者的呼吸负荷。PT负荷练习包括一系列的测试负荷，包括低负荷和高负荷，在语言提示后呈现(分别是“小”和“大”)。对ME的PT负荷表现分为两个试验试验。两个试验包括7个PT负荷值(2.35,4.12,5.22,10.27,18.80,23.14,27.45 cm H)₂O)和空载分别按随机区组顺序出现5次。因此，每个受试者暴露于每种PT负荷10次。每次试验之间，受试者有5 - 10分钟的休息时间。

2.5。重量幅度估计

受试者适合地在声音隔离室中，与研究者和实验装置分离。他们把他们的主导手放在椅子的扶手上。他们将前臂垂直放置，所以他们的手在空气中抬起并抓住了一个附着在绳索上的手柄。绳索通过2-Pulley系统连接到桶，其中在受试者的观点中释放重量。一旦受试者舒适地抓住了手柄，绳子被拉出了，所以绳子上没有松弛。

重量（5,15,30,60和80盎司）和无重量在铲斗中置于受试者的视野中。然后被一个红色的光线被释放，以将前臂直接降低到扶手上以感测重量。在实验期间，另一名调查员在房间里坐在房间里。在受试者下拉一次后，在负载并释放它后，他们被要求将研究人员讲述与重量的感知沉重相对应的改进的Borg比例。练习试验，包括沉重和轻度负荷，首先用“重”和“光线”的提示，以熟悉任务的主题。然后，将重量呈现给在三次试验中以随机块顺序的试验。五次重量中的每一个在前两项试验中呈现了三次，并在第三次试验中进行两次。因此，每个受试者估计每种重量和无重量10次。在每次试验之间给予受试者5-10分钟。

2.6。声音幅度估计

受试者被安排在一个隔音的房间里，并戴上一套耳机。耳机被连接到一台笔记本电脑上，而这台电脑是隐藏在受试者的视野之外的。使用77、81、87、92和96分贝的单个音调作为声级。在实验过程中，研究者和实验对象一起坐在房间里。在受试者听到一种音调后，他们被要求告诉研究人员一个修改过的博格人音阶数字，对应于他们感知到的音调响度。为了让受试者熟悉音调等级的范围，首先进行了“大声”和“柔和”的提示练习。然后，音调在三个试验中以随机区组顺序呈现给受试者。每个音调大小在前两次试验中出现三次，在第三次试验中出现两次。因此，每个实验对象对每种声音总共估计了10次。每次试验之间，受试者有2 - 5分钟的休息时间。

2.7。光幅度估计

受试者舒适地坐在隔音室内，并被要求坐在椅子边缘。一个长方形的盒子被用来阻挡房间里的外来光线。盒子的一端放在电脑显示器周围，另一端放在受试者的头部和肩膀上。盒子下面放了一根棍子，这样受试者就不会承受盒子的重量。在受试者周围覆盖一块布以阻挡环境光。计算机显示器连接到一台笔记本电脑上，在笔记本电脑上进行实验，实验对象看不到笔记本电脑。使用在黑色背景上使用284、192、150、77和41流明的灰色圆圈的PowerPoint显示作为亮度。流明转换为灰度百分比（分别为83.922、69.804、41.176、24.706和2.745），这是用于分析的量值标度。实验期间，研究者与受试者坐在房间里。当受试者被呈现出一个光圈后，他们被要求告诉研究者一个与光圈感知亮度相对应的改良伯格量表数字。首先进行了一次实践试验，以“亮”和“暗”为线索，使受试者熟悉灰度级别。然后，以随机区组顺序在两个试验中向受试者展示灰度圈。在每次试验中，每种灰度值呈现五次。因此，每个受试者在每个视觉灰度上总共呈现10次。受试者在每次试验之间有2-5分钟的休息时间。

2.8.统计分析

五种知觉模式的结果测量是作为模态大小的函数的博格量表。对于所有模式，Borg量表的ME结果为每个模态值取平均值。对于电阻性呼吸负荷，通过绘制博格量表(ME)与电阻性呼吸负荷()加载日志ME/日志规模。对压力阈值（PT）呼吸负载的斜率在Log ME / Log Pt负载量表上确定。通过在日志ME / log盎司规模上绘制Borg尺度来确定重量Me斜率。对于听觉ME斜率，在日志ME-DB刻度上绘制了每个声音强度的平均borg比例与相应的分贝（DB）。通过在日志ME / log灰度绘图图上绘制估计的灰度来找到Visual Me斜率。

如果一个刺激在5次以上的演示中被给予博格评分为零，那么这个刺激被认为是未被发现的，没有被纳入回归分析。斜率由线性回归分析确定，并确定各组的平均斜率。3组的年龄分布相同。所有组的平均年龄和范围没有显著差异。总体期限为11-25年。这就提出了把“儿童”(11-18岁)和“成人”(19-25岁)结合起来的问题。采用皮尔逊相关分析来确定年龄和形态斜率之间是否存在显著相关。在Tukey的事后分析之后，使用方差分析来检验按模态分组的差异。意义被设定为．

3.结果

三组之间的年龄，性别或种族差异无显着差异，哮喘对照组之间的哮喘严重程度没有显着差异（没有生命危及生命的哮喘史的主题）和LTA集团。所有受试者激发了每个测试呼吸的目标线，用于电阻和压力阈值吸气载荷的幅度估计。这表明每个受试者充分呈现每个负载并能够执行任务。年龄和感知措施之间没有显着差异，汇集了儿童的结果（11-18岁）和成人（19-25岁）。

日志我/日志用于吸气电阻负载的斜率分别为Na，A和LTA基团的0.926,0.921和0.726。NA与集团平均斜坡幅度估计的NA和组之间没有显着差异（图1）.LTA受试者的电阻负载幅度估计显着降低（)NA组和A组的平均斜率幅度估计值（图1）.有一个显著的(）记录ME / LOG的组效果马克斯的负载的斜坡。日志我/日志最大限度LTA受试者的斜率明显小于NA和A组。

3组，Na，A和LTA的斜率之间没有显着差异，用于吸入PT，称为ME（图2）.该模型的日志ME / LOG PT斜率分别为NA，A和LTA组的1.224,1.213和0.954。PT的3个组之间也没有显着差异，用于记录ME / LOG最大斜坡。

对数ME/对数盎司标度上的重量量级估计斜率导致NA、a和LTA组的值分别为1.414、1.285和1.214（图3.）.这些值都没有达到统计学意义。

在听觉量值估计测试中，任何一组之间没有显著差异(图)4）.对于NA，A和LTA基团，坡度值分别为0.373,0.379和0.452。

在Log Borg / log灰度绘制图上绘制了可视灰度级幅度估计。该图的平均斜率值分别为NA，A和LTA组的0.787,0.810和1.009（图5)并且没有显著差异。

4.讨论

测定LTA、A和NA受试者对阻力和压力阈值呼吸负荷、体重、声音强度和浅灰度对比度的感知敏感性。与以前的报告类似[2，4]LTA受试者对吸气阻力负荷的感知能力较差，log-ME/log显著降低就是证据LTA受试者与A和NA受试者相比的斜率。LTA受试者对吸气阻力负荷的知觉敏感性降低，但对所有其他感觉方式的知觉敏感性正常。LTA受试者没有表现出一般呼吸知觉缺陷、一般躯体感觉缺陷或整体感觉缺陷。而受试者对吸气阻力负荷的感知能力较差，呼吸感知的这种缺陷是吸气阻力负荷特有的，并非由于其他感觉方式的感知缺陷所致。

由于它们对呼吸电阻载荷的感知差，具有LTA的哮喘是一种高风险的哮喘组。如果患者在急性哮喘发作期间没有感到呼吸载荷，则患有救援药物的可能性不太可能治疗其病症。本研究表明，LTA哮喘学的感知缺陷是特异性的阻力呼吸载荷。我们没有发现LTA集团的压力阈值估计的显着降低（图2)，重量（数字3.)、听觉(图4)，或可视化加载(图5）.用于Na，A和LTA基团的平均斜率幅度估计与先前报告的值相当[31，32]。组平均听觉幅度估计斜率与先前的研究相当，其中声音幅度估计与色调水平的斜率（在dB中）平均为0.36 [26]和0.292 [34]。我们观察到，我们的平均斜率大小估计为0.373-0.452，与以前报道的值具有可比性。视觉灰度测量值略低于先前报道的研究[25，但这可能是因为之前的研究测量的是反射率而不是相对灰度。

如果LTA哮喘患者存在整体感觉缺陷，我们将观察到我们所研究的所有模式的平均幅度估计斜率降低。由于我们没有观察到平均斜率降低，因此提示LTA哮喘患者没有整体感觉缺陷。或者，如果这组独特的患者存在躯体感觉缺陷，我们会观察到呼吸负荷协议和体重感觉的感知降低。同样，我们没有观察到这样的现象，因此，我们认为这些患者没有整体躯体感觉缺陷。如果LTA组有一般性呼吸知觉缺陷，我们会观察到电阻和压力阈值负荷的幅度估计知觉降低。由于我们只观察到阻力性呼吸负荷的感知显著下降，我们认为这组受试者没有整体呼吸障碍。这项研究表明，LTA哮喘患者仅在感知阻力性呼吸负荷方面存在特异性缺陷。这一发现与我们先前在阻力性呼吸负荷量估计中感知能力降低的发现一致[2，4]。

这些发现也与提交给LTA哮喘的危险性质一致。这些受试者已经住院治疗急性哮喘发作。外部电阻呼吸载荷的感知已显示与内在呼吸载荷相当[4]。我们在本研究中选择使用外部呼吸负荷，因为它们是一种更容易和更不突发性的方式来决定电阻性知觉。这种阻力负荷机制可与急性发作期间出现的许多哮喘症状之一相媲美。外在的阻力性呼吸负荷为我们提供了一种工具来观察和测量与某些急性哮喘症状相关的呼吸感知。压力阈值负荷产生一种不同的感觉，与哮喘症状没有直接关系。自然，体重、听觉和视觉负荷感知与急性哮喘发作的相关性很小。因此，本研究中唯一发现的LTA受试者感知缺陷与哮喘症状直接相关。

这项研究表明，LTA哮喘患者有一种感知缺陷，这是急性哮喘发作的某些症状所特有的。这是一个重要的观察结果，因为LTA哮喘使这些患者因哮喘住院或死亡的风险增加。在急性哮喘发作时没有意识到他们的呼吸窘迫，因此降低了及时抢救药物治疗的可能性，通常会导致风险增加。确定LTA哮喘患者感知缺陷的程度是开发治疗这一独特群体的方法和方法，以更好地管理他们的疾病的重要步骤。

致谢

本文得到了国家卫生研究院（NIH）授予第NO。HL48792。

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肺药

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