IOS気管支拡張剤効果の判定：COPD予後と関連

2024年4月5日 08:24

COPD患者における、オシレーション法による気管支拡張剤効果の判定の意義

Lu, Lifei, Fan Wu, Jieqi Peng, Xiaohui Wu, Xiangqing Hou, Youlan Zheng, Huajing Yang, ほか. 「Clinical characterization and outcomes of impulse oscillometry-defined bronchodilator response: an ECOPD cohort-based study」. Respiratory Research 25, no. 1 (2024年3月30日). https://doi.org/10.1186/s12931-024-02765-7 .

日本語訳　written with Claude

【背景】Impulse oscillometry（インパルス振動法、以下IOS）で定義される小気道の気管支拡張反応（IOS-BDR)の臨床的意義はよく分かっていません。そこで本研究では、IOS-BDRの臨床的特徴を調査し、肺機能の低下、急性呼吸器増悪とIOS-BDRの関連を探索しました。

【方法】対象者は、Early Chronic Obstructive Pulmonary Disease(ECOPD)コホート研究の一部から募集し、ベースライン、12ヶ月後、24ヶ月後と2年間追跡しました。慢性閉塞性肺疾患(COPD)は、気管支拡張薬投与後の1秒量(FEV1)/努力肺活量(FVC)比<0.70と定義されました。
IOS-BDRは、以下の基準のいずれかを満たす場合と定義しました:
5Hzでの呼吸器系抵抗の絶対変化≤-0.137kPa/L/s、
5Hzでの呼吸器系リアクタンスの絶対変化≥0.055kPa/L/s
リアクタンスエリアの絶対変化≤-0.390kPa/L
IOS-BDRと肺機能低下との関連は線形混合効果モデルで検討し、IOS-BDRと2年後の急性呼吸器増悪リスクの関連はロジスティック回帰モデルで解析しました。

【結果】本研究には466名(IOS-BDR有り92名、IOS-BDR無し374名)が参加しました。IOS-BDR有りの参加者は、IOS-BDR無しの参加者と比較して、COPD評価テストとmMRC呼吸困難尺度の値が高く、肺気腫、気道閉塞の程度が重く、2年後のFVCの低下がより急激でした。IOS-BDRは2年後の急性呼吸器増悪リスクと関連しませんでした。

【結論】IOS-BDR有りの参加者は、より多くの呼吸器症状を訴え、画像上の構造的変化が大きく、肺機能の低下も速かったです。

【試験登録】　中国臨床試験レジストリ、ChiCTR1900024643。2019年7月19日に登録。

ChatGPTに聞いてみた
一般的に、impulse oscillometry-defined small airway bronchodilator response (IOS-BDR)の判定には、以下の基準が使われています。

呼吸器系抵抗(Rrs)の変化
- 5Hz における抵抗(R5)の絶対変化値が-0.15 kPa/L/s 以下
呼吸器系リアクタンス(Xrs)の変化
- 5Hzにおけるリアクタンス(X5)の絶対変化値が0.1 kPa/L/s 以上
リアクタンスエリア(AX)の変化
- AXの絶対変化値が-0.28 kPa/L 以下

上記1〜3のうち、いずれか1つでも気管支拡張薬投与後に基準を満たせばIOS-BDRありと判定されます。

これらの基準値は、主に以下の研究により提唱されています。

Oostveen et al. Am J Respir Crit Care Med. 2003
R5変化:-0.15 kPa/L/s以下を陽性基準と提案
Fukushima et al. Respir Investig. 2015
X5変化:0.1 kPa/L/s以上を陽性基準と提案
Goldman et al. Chest. 2005
AX変化:-0.28 kPa/Lを陽性基準と提案

これらの研究では、これら基準値を用いることで、気管支拡張薬に対する小気道の反応性(IOS-BDR)を感度良く検出できることが示されています。

ただし、一概にこの基準が最適とは限らず、研究や対象集団によって適切な基準値は変わる可能性があります。本研究でも若干異なる基準値が用いられていました。IOS-BDRの判定基準については、今後さらに検討が必要とされています。

IOSについて

IOSのパラメーターには、5Hzでの呼吸器系抵抗(R5)、20Hzでの呼吸器系抵抗(R20)、R5とR20の差(R5-R20)、5Hzでの呼吸器系リアクタンス(X5)、リアクタンス領域(AX)、共振周波数(Fres)が含まれていました。
絶対変化は、気管支拡張剤後の値から気管支拡張剤前の値を引いたものとして表され、IOS-BDRは以下のいずれかの基準を満たす場合として定義：R5の絶対変化 ≤ −0.137 kPa/L/s(-1.397 cmH2O/l/sec)、X5の絶対変化 ≥ 0.055 kPa/L/s(-0.568 cmH2O/l/sec)、またはAXの絶対変化 ≤ −0.390 kPa/L(-3.976 cmH2O/l/sec)。

追加：　written with ChatGPT4
kPa/L/s（キロパスカル毎リットル毎秒）とcmH2O/l/sec（センチメートル水柱毎リットル毎秒）は、圧力の単位であり、呼吸機能検査などで使われることがあります。これらの単位を互いに換算するには、圧力の換算係数を使用します。
1 kPaは約10.1972 cmH2Oに相当します。従って、kPa/L/sをcmH2O/l/secに換算する場合、値に10.1972を掛けます。逆に、cmH2O/l/secをkPa/L/sに換算する場合は、値を10.1972で割ります。

Discussion要約

日本語訳 with Claude

この研究では、一般住民集団における impulse oscillometryで定義された小気道の気管支拡張反応(IOS-BDR)の特徴を明らかにした。
19.7%の参加者がIOS-BDRを示し、性別や喫煙状況による違いはなかったが、COPDがある場合(27.7%)の方が、COPDがない場合(10.6%)よりも高い割合であった。
IOS-BDRがある参加者は、IOS-BDRがない参加者に比べて、呼吸器症状、肺気腫、気道閉塞が多く、2年間でFVCの急激な低下がみられた。
IOS-BDRはCOPDの重症度と関連しており、GOLD 3-4のCOPD参加者のほぼ半数でIOS-BDRが認められた。
IOS-BDRは動的過膨張と早期の気道閉塞を反映している可能性があり、呼吸困難の原因となり、初期または臨床症状のないCOPDを表している可能性がある。
基準時の肺機能を調整した後も、IOS-BDRは持続して肺機能低下と関連していたが、スパイロメトリーによる気管支拡張反応とは異なる結果であった。
IOS-BDRは、COPD参加者における急性呼吸器増悪リスクとは関連がなかった。
COPD以外の参加者では、IOS-BDRが肺機能低下と関連しており、COPDの前駆状態のリスクを示唆している。
制限事項としては、IOS指標の絶対変化値を使用した点、ICS/LABA治療データがない点、IOS測定が1回のみである点、COVID-19に関するデータがない点が挙げられる。

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