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呼气查疾病,无创诊断好。
随着科学研究的深入,人类呼气成分与疾病相关性的理论成果不断涌现。基于理论研究,呼气检测技术在临床诊断中得到越来越广泛的应用。本系列重点介绍已在临床取得专家共识的呼气检测技术及相关产品。首篇简要介绍用于气道炎症诊断的呼出气一氧化氮检测。
什么是FeNO Test
人体呼出的气体中主要成分是氮气、氧气、二氧化碳,但其实还有一个非常重要的气体分子,就是一氧化氮(NO)。
FeNO是Fractional exhaled nitric oxide的缩写。直译成中文意思是很少的呼出一氧化氮气体。专业说法-呼出气一氧化氮。当然如果你化学功底深厚,理解为Fe+NO两种物质的组合,也无妨。因为本人快思考中一直是这么想的,需要慢思考再斟酌一下。(《思考快与慢》)
呼出气一氧化氮检测,就是测量人体呼出气中的NO的浓度,简称FeNO检测。
目前FeNO检测可用于鉴别慢阻肺、哮喘及哮喘慢阻肺重叠综合征等临床表现较为相似的慢性气道疾病,并可用来预测慢阻肺患者治疗效果以及预后。
FeNO检测提供的信息是病史、体格检查及肺功能检查所不能提供的,有助于提高对气道炎性疾病的诊治水平,能将临床对气道炎症的管理水平提高到一个新的高度。
FeNO检测具有结果精确、数据可靠、重复性好等优点,是一种理想的气道炎性疾病无创检查技术。
一氧化氮的历史
1991年,NO首次被描述为呼出气体中的内源性物质。在10年内,研究证明FeNO水平在哮喘中升高,并在皮质类固醇的作用下下降。这是一个真正的突破,提供了一个具有高灵敏度和特异性的新的生物标志物,有助于准确诊断气道炎症。
NO在1992年被《科学》杂志评为年度分子,它作为一种信号分子的发现赢得了1998年诺贝尔生理学/医学奖。由于认识到FeNO在哮喘病中的重要性,1999年,第一个商业化的FeNO测试设备诞生。从那时起,该技术得到广泛应用,甚至被用于国际空间站的肺部健康研究。
2005年美国胸科协会(ATS)与欧洲呼吸学会(ERS)联合制定了FeNO的检测标准及哮喘诊治指南,奠定了其在呼出气领域中的重要地位。
FeNO背后的科学
健康的气道上皮细胞产生NO,低水平的呼出的NO是正常的。当气道中存在2型炎症(多达84%的哮喘病例是由这种炎症引起的)时,白细胞介素如IL-4和IL-13会提高iNOS(诱导型一氧化氮合成酶)酶的活性,该酶在气道中产生NO。


测量呼出一氧化二氮(FeNO)是一种定量的、无创的、简单而安全的方法,可以评估呼吸系统疾病中2型驱动的气道炎症。2型驱动的气道炎症是支气管哮喘的一个标志,一些证据支持呼出的NO、IL-13活性和哮喘的嗜酸细胞炎症之间的关系。呼出气体中的NO浓度与2型气道炎症有很好的相关性,因此在国际指南中被推荐为支持有症状患者的治疗决策的额外参数。
FeNO检测设备
现在有几种仪器使用化学发光、电化学或基于激光的技术。
FeNO的化学发光检测被该领域的许多研究人员认为是 “黄金标准”。它提供了准确性和精确性,但体积庞大,价格昂贵,持续运行成本高,而且还需要校准方面的技术专长,限制了它们在常规病人护理中的使用。
电化学传感器对开发便携式手持分析仪很方便。然而,FeNO测量的绝对值的可重复性仍受制于相互矛盾的报告,并且在驱动临床管理时依赖FeNO水平的单一估计会产生错误后果。
量子级联激光器(QCL)技术的进步为新型中红外(mid-IR)气体传感器提供了新的机会。基于QCL的传感器非常适用于中红外光谱痕量气体感应,因为其线宽窄,室温下功率高,在中红外波长(3至24微米)下连续波(CW)操作。
激光和化学发光技术都非常昂贵,而且不便于携带。它们可能还需要频繁的校准和维护,这使得这些技术更适合于研究实验室或临床研究。
用电化学技术测量FeNO的设备,其传感器将呼出的气体浓度转换成电信号。与化学发光和激光技术不同,它们是小型设备,易于在医疗点使用。它们的购买和维护费用也相对低廉。它们通常在一分钟左右提供结果。
FeNO检测设备制造商
便携式呼出气一氧化氮检测设备全球知名供应商有3家。
1、NIOX Group PLC

NIOX VERO是一个便携式系统,用于无创、定量地测量呼出的一氧化氮(NO)在人体呼吸中的比例(FeNO)。
NIOX VERO系统由带交流适配器的NIOX VERO装置、可充电电池、电化学NO传感器、一次性病人过滤器和含有内部NO洗涤过滤器的可更换手柄组成。
测试时,病人排空肺部,通过病人过滤器深吸气至肺部总容量,然后缓慢呼气10秒。大约一分钟后,氮氧化物的浓度以十亿分率(ppb)显示。
2、Bedfont® Scientific Ltd.

NObreath® FeNO Monitor是一种便携式无创设备,用于测量人体呼吸中的部分呼出一氧化氮(FeNO)。可用于测量气道炎症以管理和诊断哮喘。NObreath®被NICE推荐并符合ATS和ERS指南,它使FeNO监测变得快速而简单,而且它完全无创,能够监测成人和儿童患者的气道炎症。此外,环境监测模式使您能够检查环境中的NO水平。
3、Bosch Healthcare Solutions GmbH

博世的新型 Vivatmo 呼吸分析设备可测量人体呼吸中呼出的一氧化氮分数。该测试快速,无痛且可靠,测量值提供了有关哮喘等炎症活动的指示。由于简单的测量程序和直观的使用,Vivatmo pro可以完美地集成到专业实践的工作流程中。测量后,结果立即可用于确认诊断或监测应用治疗。