Dyspnea perception during induced bronchoconstriction Is complicated by the inhaled Methacholine in children with clinical asthma

Abstract

Purpose Dyspnea is not widely utilized as an indicator of asthma provocation despite its universal presentation. We hypothesized that dyspnea severity was proportionate with the lung function decline, methacholine dose-step, and the degree of bronchial hyperresponsiveness (BHR). Methods We retrospectively analyzed 73 children's bronchial provocation test data with an assessment of dyspnea at every dose-step. Dyspnea severity was scored using a modified Borg (mBorg) scale. A linear mixed effect analysis was performed to evaluate the relationship between the mBorg scale, the percentage fall in the forced expiratory volume in 1 second (FEV1) (ΔFEV1%), the methacholine dose-step, and the degree of BHR (BHR grade). Results Subjects were divided into 5 BHR groups based on their last methacholine dose-steps. The mBorg scores did not differ significantly among BHR groups (P=0.596, Kruskal-Wallis test). The linear mixed effect analysis showed that ΔFEV1% was affected by the methacholine dose-step (P<0.001) and BHR grade (P<0.001). The mBorg score was affected by the dose-step (P<0.001) and BHR grade (P=0.019). We developed a model to predict the mBorg score and found that it was affected by the methacholine dose-step and ΔFEV1%, elevating it by a score of 0.039 (χ2 [1]=21.06, P<0.001) and 0.327 (χ2 [1]=47.45, P<0.001), respectively. A significant interaction was observed between the methacholine dose-step and ΔFEV1% (χ2 [1]=16.20, P<0.001). Conclusions In asthmatic children, inhaled methacholine, as well as the degree of BHR and lung function decline, may affect dyspnea perception during the bronchial provocation test. If we wish to draw meaningful information from dyspnea perception, we have to consider various complicating factors underlying it.

목적 천식 환자에서 호흡 곤란은 질병의 진단, 조절 및 치료에 대한 반응을 평가하는 도구로서 이용된다. 본 연구는 소아 천식 환자에서 기관지 유발 검사 중 발생하는 호흡 곤란의 임상적 의미와 그 유용성을 확인하고자 한다. 방법 기관지 유발 검사와 함께 호흡 곤란 점수 평가를 시행한 73명의 6세 이상 임상적 소아 천식 환자를 대상으로 하였다. 연구 대상에 해당하는 소아가 메타콜린 유발 검사를 시행 할 때, 각 단계별로 폐 기능 평가를 하기 전 호흡 곤란 점수를 물어보아 폐 기능 검사 결과와 함께 기록하였다. 메타콜린 용량 단계, 기관지 과민성의 정도에 따른 폐 기능 감소(ΔFEV1%)와 호흡 곤란 점수(mBorg 점수)의 변화 양상을 확인하고 비교하였다. 반복 측정을 시행하는 검사로서 선형 혼합 효과 분석(linear mixed model)을 적용하여 유효성을 평가하였다. 결과 대상자들의 마지막 메타콜린 흡입 단계를 기준으로, 총 5 개의 기관지 과민성 군으로 나누어 분석을 시행하였다. mBorg 점수는 5개 기관지 과민성 군 간에 유의한 차이가 없었다(P = 0.596, Kruskal-Wallis test). 선형 혼합 효과 분석을 통해 ΔFEV1%가 메타콜린 용량 단계(P <0.001)와 기관지 과민성 정도(P <0.001)에 의해 영향을 받음을 확인하였다. mBorg 점수도 용량 단계(P <0.001)와 기관지 과민성 정도(P = 0.019)에 의해 영향을 받았다. mBorg 점수를 예측하는 통계 모델을 이용하여 분석한 결과, 메타콜린 용량 단계가 증가할수록 mBorg 점수가 0.039 (χ2 [1] = 21.06, P <0.001) 증가하며, ΔFEV1%가 증가할 때는 호흡 곤란 점수가 0.327 (χ2 [1] ] = 47.45, P <0.001) 증가하였다. 메타콜린 용량 단계와 폐 기능 감소가 호흡 곤란 점수에 미치는 영향을 통계적으로 확인할 수 있었다. 메타콜린 용량 단계와 ΔFEV1% 사이에서도 유의한 상호 작용이 관찰되었다 (χ2 [1] = 16.20, P <0.001). 결론 소아 천식 환자가 흡입한 메타콜린과 환자의 기관지 과민성, 폐 기능 저하 정도는 기관지 유발 검사 중 발생하는 호흡 곤란에 영향을 줄 수 있다. 호흡 곤란 인지에 대한 의미 있는 정보를 얻고자 한다면, 호흡 곤란의 원인이 되는 여러 가지 복잡한 요인을 고려해야한다.