The Application of Impulse Oscillometry(IOS) in the Detection of Smoking Induced Early Airway Obstruction

Impulse Oscillometry(IOS)를 이용한 흡연자에서의 조기 기도폐쇄의 연구

Background : Impulse Oscillometry is a noninvasive and effort-independent test used to characterize the mechanical impedance of the respiratory system. The clinical potential of the IOS is rapid and demands only passive cooperation which makes it especially appealing for children, for epidemiologic surveys and for conditions in which quiet breathig instead of forced expiratory maneuvers are preferred. However, several studies have shown conflicting results that the role of IOS about detection of smoking induced small airway diseases or early airway obstruction Methods : Study was to evaluate the clinical ability of the IOS to detect about smoking induced early airway obstruction in persons with normal spirometry test. Respiratory asymptomatic study groups were formed that one is non-smoking group, another is smoking group. Results : The parameters of spirometry were not significantly differences between non-smoking group and smoking group. Among the parameters of IOS, total resistance(non-smoking group : smoking group=$2.22{\pm}1.20$ : $2.58{\pm}1.71$), peripheral resistance($1.25{\pm}0.62$ : $1.47{\pm}0.10$), bronchial compliance($0.44{\pm}0.12$ : $0.47{\pm}0.16$) were not statistically significant different (p<0.05), but central resistance and lung compliance were not statistically significant different (unit ; resistance=hPa/l/s, compliance=l/hPa). Resistance(Rrs) was not statistically significant different with changes of frequences(5, 10, 15, 20, 25, 30, 35Hz), but Reactance(Xrs) was statistically significant different with low frequences that X5(non-smoking group : smoking group=$-0.62{\pm}0.28$ : $-0.76{\pm}0.48$, p<0.001) and X10($-0.06{\pm}0.19$ : $-0.15{\pm}0.33$, p<0.013) (unit; hPall/s, $hPa{\cong}cmH_2O$). Conclusion : Impulse oocillometer(IOS) is clinically available method to detect about smoking induced early airway obstruction. And clinically potential parameters of IOS were considers that total resistance, peripheral resistance, bronchial resistance, and reactance of low frequency at 5Hz, 10Hz.

연구배경 : IOS 혹은 FOT는 외부의 loudspeaker에서 발생하는 기류의 진동을 자발호흡에 부가시킴으로써 발생하는 압력의 변화를 분석하여 폐기능을 평가하는 방법으로, 일반적인 폐기능검사 방법들과는 달리 노력성 호기방법이 필요치 않고 자발성 상시호흡에서 검사가 가능하다는 장점이 있다. 또한 microprocessor 의 도입으로 Fourier 변환법에 의한 복잡한 신호 분석이 가능해 지면서 주파수에 따른 호흡기계의 impedance를 실측부분 (Rrs : resistance) 과 추정부분 (Xrs : reactance)의 두요소로 보다 깊이 파악할 수 있게 되었다. IOS의 임상적 이용은 소아의 폐기능검사, 역학적 연구, 소기도질환의 확인, 유발검사 등에 장점이 있다고 알려져 있다. 그러나 흡연자에서 발생하는 소기도 폐쇄 또는 조기 기도폐쇄를 확인하는데 있어서 IOS의 역할에 대한 연구 보고는 논란이 있어 왔다. 이에 본 연구에서는 흡연자에서의 조기 기도폐쇄를 측정하는 방법으로서의 IOS가 갖는 임상적 유용성을 검증해보고자 하였다. 방 법 : 종합검진센타를 방문한 남자중에서 노력성 호기성 폐활량 측정 검사상 정상 소견을 보인 356명($40.6{\pm}9.7$세)을 대상으로 IOS(Jaeger company : Version 4.1)을 시행하여 흡연자군 (234명 : $40.2{\pm}9.3$세)과 비흡연자군(122명 : $41.5{\pm}10.6$세)으로 구분하여 양군간에 두가지 검사볍 지표들에 대한 유의성을 검증하였다. 결 과 : Spirometry 지표인 FVC, FVC%pred, FEV1, FEV1%pred, FEV1/FVC, PEF, PEF%pred, FEF25~75%, FEF25~75%pred, FEF50%, FEF50%pred 등은 모두 흡연자군과 비흡연자군간에 유의한 차이가 관찰되지 않았다. IOS 지표중 total resistance(흡연자군 : 비 흡연자군=$2.58{\pm}1.71$ : $2.22{\pm}1.20$), peripheral resistance($1.47{\pm}0.10$ : $1.25{\pm}0.62$), bronchial compliance($0.47{\pm}0.16$ : $0.44{\pm}0.12$) 등은 양군간에 유의한(p<0.05) 차이가 관찰되었으나 central resistance와 lung compliance는 유의한 차이가 관찰되지 않았다(단위는 resistance=hPa/l/s ; compliance=1/hPa). 주파수에 따른(5, 10, 15, 20, 25, 30, 35Hz) Rrs은 양군간에 유의한 차이를 관찰할 수 없었고, Xrs는 낮은 주파수, 즉 X5($-0.76{\pm}0.48$ : $-0.62{\pm}0.28$) 와X10($-0.15{\pm}0.33$ : $-0.06{\pm}0.19$)에서 유의한 차이를 관찰할 수 있었다(단위는 hPa/l/s). 결론 : IOS은 흉연자와 비흡연자의 조기폐쇄를 확인할 수 있는 검사법이라고 판단되며, total resistance, peripheral resistance, bronchial compliance, 그리고 5Hz와 10Hz 의 낮은 주파수에서의 Xrs가 유용한 지표라고 판단된다.