動態(tài)肺功能監(jiān)測輔助管理支氣管哮喘

李昂，向莉

作者單位：100045北京，國家兒童醫(yī)學中心 首都醫(yī)科大學附屬北京兒童醫(yī)院過敏反應科 兒科重大疾病研究教育部重點實驗室

支氣管哮喘是兒童期最常見的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，早期識別發(fā)作征象、減少支氣管哮喘急性發(fā)作次數是哮喘長期管理的主要目標之一。近年來，醫(yī)療健康領域在智慧化、數字化、信息化方面蓬勃發(fā)展，運用先進數字化信息技術與醫(yī)療設備相結合，同時讓患者參與自身健康管理，讓醫(yī)生更加精確的了解患者的健康情況、實施個體化治療方案。本文概述近年來動態(tài)肺功能監(jiān)測結合數字療法技術應用于兒童支氣管哮喘的管理。

1 呼氣峰值流量是反應氣道阻塞程度和氣流受限敏感性的重要指標

2019年流行病學研究顯示，中國20歲及以上人群哮喘患病率為4.2%，患者總數達4 570萬，其中26.2%患者存在肺功能氣流受限[1]。全國兒童哮喘防治協(xié)作組進行的3次全國兒童哮喘患病率調查結果顯示，1990、2000、2010年我國兒童哮喘患病率依次為1.00%、1.97%、3.02%，處于增長趨勢。規(guī)范化管理和早期干預是提高哮喘控制水平及改善預后的重要手段[2]。肺功能檢測能夠反應氣流受限及氣道阻塞的嚴重程度，是診斷哮喘及評估哮喘控制水平與病情嚴重程度的重要依據，全球哮喘防治倡議(Global Initiative for Asthma，GINA)強調，對于5歲以上患兒在哮喘診斷及開始控制治療前應進行肺通氣功能檢測并定期隨訪，呼氣峰值流量(peak expiratory flow，PEF)、第一秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，FEV1)可反應氣道阻塞程度和氣流受限的敏感性，是評價支氣管哮喘發(fā)作嚴重程度的重要參考指標[1]。在支氣管哮喘發(fā)作伴隨臨床癥狀出現的同時或之前，可檢測到PEF的下降。PEF測定值和FEV1之間具有良好的相關性，能較好地反映氣道的通暢性。每個人的PEF值在正常情況下相對固定，每天波動不大。當氣道有痙攣時，PEF值會明顯下降，是發(fā)現患兒病情變化的客觀指標，通過與哮喘控制良好時的PEF值比較，患者可以盡早發(fā)現哮喘惡化的跡象，提前干預，預防哮喘的嚴重發(fā)作[3]。

隨著信息技術迅速轉化運用，PEF監(jiān)測方法由起初機械式峰流速儀器不斷改進和提高，發(fā)展成為目前較為先進的電子便攜式肺功能儀，可實時進行患兒肺功能測定，操作簡單，且精度高，國內已有學者進行證實。馬俊娥等[4]對53例患兒應用便攜式肺功能儀(呼吸家A1型)監(jiān)測與同日在肺功能檢查室經壓差式傳感器肺功能儀測定常規(guī)肺通氣指標：用力呼氣肺活量占預計值的百分比、第一秒用力呼氣容積占預計值的百分比、第一秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比、最大呼氣流量占預計值的百分比、最大呼氣中期流量占預計值的百分比、用力呼出25%、50%、75%肺活量時的瞬間流量占預計值的百分比共8項參數進行一致性比較，結果顯示各項指標一致性良好，哮喘癥狀計分與監(jiān)測指標PEF下降程度呈正相關關系，在居家進行呼吸功能監(jiān)測時，PEF比其他通氣功能指標反應哮喘發(fā)作嚴重度的可行性更好。

當哮喘控制不佳時，PEF可出現波動，當癥狀伴隨PEF下降時，應提前進行干預。Honkoop等[5]對兩項已發(fā)表的基于哮喘行動計劃應用進行分析，結果顯示與單純基于癥狀的哮喘自我管理相比，基于癥狀和PEF的聯(lián)合變化并提前干預哮喘控制用藥治療效果更好(敏感性為100%，特異性為86.8%)，這一聯(lián)合指標可提示患者在哮喘發(fā)作5 d前進行預測，因此具有充分的時間進行治療干預，可以有效降低哮喘急性發(fā)作風險。

國外有學者通過患者每日監(jiān)測PEF數據建立預測模型，對每位患者未來哮喘發(fā)作風險進行預測，Thamrin等[6]對78例重癥哮喘患者和61例控制不良哮喘患者每日兩次的PEF數據進行分析，根據分析數據的相關性和分布特性建立預測模型，給定患者初始PEF，所生成對應的在未來1個月內連續(xù)兩天PEF下降至預計值80%以下的概率，并且實際發(fā)生情況進行對比，具有良好的特異性和敏感性(r>0.800)，為臨床相關的個體未來惡化風險的量化提供了支持。

2 數字療法定義及其在哮喘疾病中的應用

數字療法(digital therapeutics，DTx)是基于數字技術而不是完全依賴化學藥物或物理器械的疾病治療方法。數字療法可作為單一療法使用，也可以與藥物、醫(yī)療器械或其他療法配合使用。其通過信息(如 App 上的文字、圖片、視頻)、物理因子(聲音、光線、電流等)、藥物等對患者施加綜合影響，以優(yōu)化患者疾病的管理及預后[7]。近年來，國內外數字療法發(fā)展飛速，2010年美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration，FDA)首次批準處方數字療法應用體系，2017年數字療法正式應用于臨床，并成立國際數字療法聯(lián)盟，提出了數字療法的定義、行業(yè)標準、規(guī)范準則，隨后被廣泛應用。2017年至2021年初，共有200余項體系獲得FDA和歐盟合格認證(Conformite Europeenne，CE)認證[8]。美國Propeller Health企業(yè)推出一款用于哮喘的數字療法應用體系，通過吸入裝置加裝傳感器并與手機智能軟件相匹配，客觀監(jiān)測藥物的使用情況，通過藍牙對數據實時傳輸至醫(yī)護人員端口，記錄患者的用藥時間、次數、劑量及位置，患者定期收到其用藥的電子報告，報告中顯示患者具體使用情況如使用地圖及圖表統(tǒng)計，并且還可以訪問具有科普功能的在線界面，例如教育患者如何在鍛煉前預防性使用緩解用藥等，患者根據報告中所呈現的前一周緩解用藥使用天數、活動的時間安排以及結合哮喘指南了解其階段性的哮喘控制狀態(tài)[9]。Rajan等[10]對495例患者采取平行對照方法，其中干預組250例，常規(guī)關照組245例，觀察12個月內此數字療法系統(tǒng)是否對提升哮喘控制水平以及減少哮喘緩解用藥具有幫助，結果顯示，干預組人均每日哮喘緩解用藥次數減少0.41，常規(guī)關照組減少了0.31(P<0.001)，以及未使用緩解用藥的天數分別增加了21%和17%(P<0.01)。由此可見數字療法在提高哮喘患者用藥依從性、減少藥物過度使用、幫助患者自我管理疾病與減輕癥狀具有十分重要的意義。國內自2020年11月國家藥品監(jiān)督管理局批準了第一款數字療法應用體系，截止至2021年9月，已獲批系統(tǒng)超過17款，數字療法應用體系逐漸在內分泌營養(yǎng)代謝紊亂疾病、精神疾病及行為和認知障礙疾病、眼科疾病、血液系統(tǒng)疾病、呼吸系統(tǒng)疾病得到應用[11]。

我國成人哮喘管理已經顯露出數字療法應用體系的雛形，國內有學者運用動態(tài)肺功能儀器開展多中心研究，探索環(huán)境因素對哮喘患者肺功能的影響。楊汀等基于我國25個城市4 992例成人哮喘患者動態(tài)肺功能監(jiān)測數據庫，結合大氣污染數據，對比分析了細顆粒物(PM 2.5)和粗顆粒物(PM 2.5-10)暴露對成人哮喘患者肺功能的影響，研究發(fā)現PM 2.5和PM 2.5-10與16個獨立于氣態(tài)污染物的肺功能指標總體上呈負相關，且PM 2.5-10濃度的增加與第一秒呼氣容積、第一秒用力呼氣容積占用力肺活量百分比、最大呼氣流量以及用力呼出25%～75%肺活量時的瞬間流量的下降顯著相關。該研究使用最大的肺功能動態(tài)監(jiān)測數據集，為哮喘患者短期暴露于PM 2.5和PM 2.5-10而損害肺功能提供了強有力的證據，因而有助于指導哮喘患者采取針對性的防護措施，預防因環(huán)境因素導致的哮喘急性發(fā)作[12]。

3 數字療法的發(fā)展趨勢

目前數字療法在世界范圍內蓬勃發(fā)展，美國作為數字療法的先行者，已具備較為完善的審批管理體系，我國數字療法領域方興未艾，需要不斷健全審批體系。支氣管哮喘作為我國最常見呼吸系統(tǒng)慢性疾病，患者數量龐大，管理和防治工作具有挑戰(zhàn)，數字療法系統(tǒng)運用于支氣管哮喘疾病臨床研究有限，需要加強醫(yī)護人員及相關研發(fā)單位對數字療法的認知度及接受度，在臨床上完善高質量的證據，進一步推動數字療法應用體系在兒童支氣管哮喘慢病管理中的作用。