马俊娥，向 莉，王 红，皇惠杰，侯晓玲，杨世青

支气管哮喘（以下简称哮喘）是儿童最常见的慢性气道炎症疾病。中国儿童哮喘患病率逐年上升，1990年、2000年、2010年连续3次中国城市儿童哮喘流行病学调查显示中国儿童哮喘患病率正以每10年增加50%以上的幅度快速上升；2010年最近的一次流行病学调查显示中国城市14岁以下儿童哮喘累积患病率为3.02%[1]。然而哮喘控制情况并不理想，2016年一项在4 223例2～16岁哮喘患儿中开展的横断面、观察性研究显示中国儿童哮喘未控制率近20%[2]；长期规范治疗管理可提高学龄期哮喘儿童的控制水平和肺功能[3]。近年来，哮喘诊疗不断规范化，在慢性疾病自主管理方面从家庭、学校、社区等多维度均取得一定进展[4～6]。哮喘管理相关指南推荐呼气流量峰值（peak expiratory flow，PEF）作为监测哮喘患儿气流受限严重程度的客观指标[7]，其监测方法从最初的Wright峰流量计[8]不断予以改进和提高[9]。随着信息化技术迅速转化应用，电子便携式PEF测定设备面世，可实时日常监测系列反映肺通气功能数据并对数据采集记录，生成并分析动态变化趋势，更能易化哮喘自主管理，但其在儿童哮喘管理中的实用价值仍有待探索。笔者将目前中国国内哮喘治疗管理应用程序（application，APP）中总评分较高[10]的便携式电子肺功能设备（呼吸家A1型）作为选用设备，采用前瞻性病例随访研究，为其应用于儿童哮喘自主管理奠定基础。

1 资料与方法

1.1 临床资料与仪器

1.1.1 临床资料

选择2019年7月至10月在首都医科大学附属北京儿童医院过敏反应科确诊的53例支气管哮喘患儿，符合儿童支气管哮喘诊断标准[11]。其中男性41例（77.4%），女性12例（22.6%）；年龄5～14岁，平均年龄8.34岁（标准差2.72岁）；依据哮喘严重程度不同，轻度持续11例（20.8%），中度持续29例（54.7%），重度持续13例（24.5%）；平均病程33.26个月（标准差22.50个月）。

选择标准：①年龄≥5岁；②能配合完成两种方法肺功能测定。

排除标准：①合并呼吸系统其他急慢性疾病（肺炎、支气管扩张、肺结核、间质性肺疾病等）及其他系统全身性疾病；②不接受肺功能检查。

剔除标准：检测过程中配合程度差、不能达到质量控制标准者[12]。

笔者研究经首都医科大学附属北京儿童医院伦理委员会批准（批准文号：2018-203）；所有纳入患儿及家长均签署知情同意书。

1.1.2 主要仪器

Jaeger-Masterscreen型压差传感器肺功能仪（简称为MS。Jaeger，德国）；呼吸家A1型手持肺功能仪（便携式肺功能仪，简称A1。广州市红象医疗科技有限公司，中国）。

1.2 方法

1.2.1 入组方法

研究开始前，完成参与肺功能仪器操作者的准入培训及肺功能仪的标准化。肺功能仪器操作者应通过儿童肺功能检查临床应用与质量控制规范化培训[13]并且获得合格；测试前完成肺功能传感器的检修、设备的清洗、仪器校准。

1.2.2 肺功能测定方法

同一患儿先后采用MS和A1在医院内进行单次测定，两种方法测定间隔30 min，均采用最大呼气-流量容积（maximal expiratory flow-volume，MEFV）曲线法完成。肺功能测定前操作者应核对患儿姓名、性别、出生日期等信息，测量身高、体质量并精确到整数位，测试开始前嘱患儿安静休息15～20 min，操作者耐心向患儿解释测试过程并作必要的演示，鼓励患儿放松。

MS检测前进行零点定标，测试时嘱患儿先平静呼气，维持至少4个呼吸波之后快速吸气至肺总量位，之后立即以最快的速度、最大的呼气力量，爆发性用力呼吸，呼气平台至少达1 s以上，继而回到平静呼吸。重复行MEFV曲线法测定至少3次，取最佳测试结果纳入分析。

A1检测前按照A1操作说明将设备与手机关联，测试时嘱患儿调整呼吸，保持呼吸平稳，根据智能语音提示，尽最大努力深吸一口气，吸到不能吸为止，之后以最快速度和最大呼气力量呼气，6～14岁患儿尽力维持3 s，14岁以上患儿尽力维持6 s，重复以上操作至少3次，测试结束，系统自动将最佳测试结果上传至A1数据管理平台。

A1家庭自主监测方法：需自备A1，操作方法同上，于每日早晚固定时间、使用控制药物之前各监测1次。

1.2.3 测定参数

数据采集包括用力肺活量占预计值的百分比（percentage of forced vital capacity to predicted values，FVC%pred）、第1秒用力呼气容积占预计值的百分比（percentage of forced expiratory volume in one second to predicted values，FEV1%pred）、第1秒用力呼气容积占用力肺活量百分比（forced expiratory volume in one second to forced vital capacity，FEV1/FVC）、最大呼气流量占预计值的百分比（percentage of peak expiratory flow to predicted values，PEF%pred）、最大呼气中期流量占预计值的百分比（percentage of maximum midexpiratory flow to predicted values，MMEF%pred）、用力呼出25%、50%、75%肺活量时的瞬间流量占预计值的百分比（percentage of forced expiratory flow at 25%、50%、75%vital capacity to predicted values，FEF25%-pred、FEF50%pred、FEF75%pred）共8项参数。

1.2.4 治疗方法与指导病情监测及自主管理

参照《儿童支气管哮喘诊断与防治指南（2016版）》[11]，对愿意配合自备A1的患儿纳入管理随访。启用初始控制治疗，依据病情严重程度，哮喘轻度持续予第2级治疗方案，中度持续予第3级治疗方案，重度持续予第4、5级治疗方案；每天早晚固定时间、使用控制药物之前按照A1标准操作流程自主监测，在症状期间进行症状记录、记录日夜间哮喘症状计分、发作诱因及采取的相应治疗措施；参照中国儿童哮喘行动计划进行哮喘管理，以监测数据和症状结合，教育患儿判断控制状态、发作先兆和发作加重程度，制定按需采取治疗措施的预案[13]并执行。

1.2.5 数据采集方法

A1监测肺功能数据通过A1数据管理平台交互至研究者及患儿手机端，复诊当天从患儿手机端采集单次、连续性数据；同时手工收集患儿在监测期间的症状记录。

1.2.6 随访方法

依据哮喘控制情况，对27例患儿个体化制定随访期限[11]。随访期间，通过研究者端口核查日常质量控制情况进行采集数据的核准；复诊当日，调取监测期间内的单次、连续性数据变化图，对症状记录、按需治疗药物及计划外就医情况进行核查，根据症状记录核验PEF的变化情况。

1.2.7 质量控制方法

MEFV曲线法作为常规肺通气的操作步骤、质量控制均参照中国儿童肺功能指南《儿童肺功能系列指南（二）肺容积和通气功能》[12]。因A1与MS在性能上的差异，对操作指导、质量控制标准、不可接受数据判定方案和处理进行了以下优化。

固定同一研究人员，严格指导患儿操作A1，应达到以下质量控制标准。①起始标准：呼气起始无犹豫，爆发力足，呼气达到最大努力；同时观察流量-容积曲线特征，呼气相升支陡直，PEF尖峰迅速出现。②结束标准：利用A1对呼气时间的语音提示功能，鼓励患儿按照语音提示完成呼气动作，同时在测试完毕核实时间-容积曲线，呼气时间标准6～14岁患儿≥3 s，14岁以上患儿≥6 s，或呼气平台出现且超过1 s以上。③单次可接受标准：呼气过程中不停顿，无咳嗽，流量-容积曲线显示下降支平滑。④重复性标准：至少测定3次，最多不超过8次，可接受的操作中FEV1和FVC最佳值和次佳值两者间差异少于0.2 L。

A1不可接受数据剔除标准：①MEFV显示PEF尖峰呈圆角或平峰，曲线上升缓慢，提示起始快速用力呼气不足，剔除该次测定的PEF数据；②时间-容积曲线显示呼气时间不足1 s，则剔除数据FEV1、FVC及基于此2项指标的FEV1/FVC、MMEF、FEF25%pred、FEF50%pred、FEF75%pred；呼气时间大于1 s，但在6～14岁患儿＜3 s，14岁以上患儿＜6 s，或呼气平台不足1 s，剔除数据FVC及基于此项指标的FEV1/FVC、MMEF、FEF25%pred、FEF50%pred、FEF75%-pred；③MEFV显示在用力呼气第1秒内下降支不平滑、峰尖变小并出现波动、突然垂直向下，提示用力呼气第1秒内有咳嗽、阻塞咬口及声门早闭等，剔除此次测定记录；④单次可接受的操作中FEV1和FVC最佳值和次佳值两者间差异大于0.2 L，不符合重复性标准，剔除此次测定记录。

1.2.8 哮喘症状评分及PEF异常变化评分标准

哮喘症状评分[14]：无症状为0分，少许症状且持续很短为1分，2次或2次以上很短的症状为2分，1 d中较多时间有轻微症状但对上学和运动及睡眠影响不大为3分，1 d中较多时间症状严重、对上学等日常活动有影响为4分，症状严重以至不能上学为5分。

PEF异常变化评分标准[15]：PEF实测值≥80%预计值、60%～80%预计值、＜60%预计值分别定义为肺功能水平轻度降低、中度降低和重度降低。

1.2.9 数据分析方法

以实际监测日与总随访日的比率做依从性分析；以哮喘症状计分与PEF降低程度做相关性分析。

1.3 统计学方法

应用SPSS 23.0软件及Medcalc软件进行数据分析。分类资料采用构成比（%）表示；定量资料符合正态分布采用均数±标准差表示，用组内相关系数（interclass correlation coefficient，ICC）法对53例患儿MS与A1测得的肺功能参数进行一致性评价；用Bland-Altman法计算两种检测结果的一致性界限；哮喘症状计分与PEF下降水平之间的相关性评价采用Spearman等级相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 自愿自主监测患儿临床资料

27例患儿愿意自备A1并进行了自主监测和随访，其中男性20例（74.1%），女性7例（25.9%）；年龄5～14岁，平均年龄8.81岁（标准差2.72岁）。依据哮喘严重程度不同，轻度持续6例，中度持续13例，重度持续8例。依据哮喘控制情况，制定监测期限为9～125 d，平均监测期限72.37 d（标准差31.91 d），其中急性发作期患儿，1周随访，占3.7%（1/27）；哮喘（部分）控制患儿，22.2%（6/27）1个月随访；22.2%（6/27）2个月随访；51.9%（14/27）3个月随访。

2.2 两种方法测定的MEFV参数一致性比较结果

用ICC法对53例患儿MS与A1测得的8项肺功能参数进行一致性评价，其中6项参数（包括FEV 1%pred、PEF%pred、MMEF%pred、FEF25%pred、FEF50%pred、FEF75%pred）的ICC大于0.75，结果为一致性很好；2项参数（包括FVC%pred、FEV1/FVC）的ICC为0.40～0.75，结果为一致性较好。用Bland-Altman法计算两种检测结果的一致性界限，结果显示各参数差值绝大部分均在95%的一致性区间内（表1），进一步印证了A1与MS测定肺功能参数有良好的一致性。

表1 MS和A1测定各肺功能参数结果及一致性比较Tab.1 Comparison of results and consistency between MS and A1 determination of lung function parameters

2.3 自主监测质量控制情况

27例自主监测患儿，实际监测总天数1 593 d，共采集1 593次数据记录。呼气起始标准合格率92.6%（1 475/1 593）；呼气过程中标准合格率85.2%（1 357/1 593）；呼吸结束标准合格率59.3%（945/1 593）；可见呼气结束标准质量控制合格率最低，主要表现为呼气时间不足，550次（34.5%）的监测记录显示呼气时间甚至不足1 s，其中92.6%（25/27）患儿存在不同程度的呼气时间不足1 s的质量控制问题，25.9%（7/27）患儿在50%以上的监测时间内呼吸时间不足1 s。

自我监测质量控制分析结果提示，在没有专业人员指导监护下的肺功能参数质量控制合格率明显下降；且由于目前A1尚不能对质量控制不合格数据做出及时的反馈，导致基于此项质量控制标准的肺功能参数FEV1%pred、FVC%pred及基于此2项指标的FEV1/FVC、MMEF%pred、FEF25%pred、FEF50%-pred、FEF75%pred的可靠性降低。因此，研究中仅选取了质量控制合格率最高（92.6%）的PEF%pred作为动态肺功能监测可行性分析的主要参数。

2.4 自主监测依从性分析

以实际监测的总天数占随访总天数比值计算，平均监测依从性84.6%；若以早晚均能监测总天数占随访总天数比值计算，平均监测依从性则降至58.3%。

2.5 哮喘发作期自主监测与哮喘症状计分相关性分析

对哮喘症状出现伴随PEF下降的25例次事件，采用Spearman等级相关分析方法，分析症状计分与PEF下降程度之间的相关性。结果显示P<0.001，在α=0.05的检验水准下相关系数有统计学意义，认为哮喘症状计分与PEF下降程度之间存在显著相关关系；哮喘症状计分与PEF下降程度的相关系数rs=0.734（0.70～0.89为相关性高），表示二者之间为强正相关关系。

监测过程中，在哮喘症状与PEF变化一致的患儿中，诱因变应原暴露占40%（10/25），上呼吸道感染占16%(4/25)，运动、劳累、大笑、哭闹、精神因素占12%（3/25），气候变化占4%（1/25），控制药物减量占4%（1/25），未遵医嘱使用控制药物占4%（1/25），未知诱因占20%（5/25）。哮喘症状出现与PEF变化的时间关系，48%（12/25）同日出现，36%（9/25）PEF变化早于哮喘症状发作1～2 d，16%（4/25）PEF变化发生在哮喘症状发作后1 d。见表2。

表2 哮喘症状计分与PEF下降程度之间的相关性分析Tab.2 Correlation analysis between asthma symptom score and PEF decline

3 讨论

近年来，已经开发出多种能够测量、存储和下载多项肺功能参数到个人电子设备（如智能手机和计算机）上的便携式肺功能仪，但此类设备的性能及测量准确度参差不齐[16]。笔者研究选取了目前中国国内哮喘治疗管理APP中总评分较高的A1便携式肺功能仪与MS进行比较其测量的准确度，ICC分析显示，两种方法测得的肺功能参数一致性好，这与国外Air-Smart[9]、VitalFlo[17]及国内Medikro PRO[18]、肺悦[19]等 便携式肺功能仪与常规肺功能仪在成年人检测准确度的比较结果是一致的。Bland-Altman法分析MMEF%-pred、FEF50%pred、FEF75%pred 3个参数的平均差值分别为11.3%、6.7%、8.8%，较2005版美国胸科学会（American Thoracic Society，ATS）/欧洲呼吸学会（European Respiratory Society，ERS）指南[20]肺功能诊断装置对该参数的精确度要求（±5%）略大，但从Bland-Altman图显示，这3组参数的差值绝大多数（分别为92.5%、94.3%、94.3%）在其95%的一致性区间内。因此，认为应用便携式肺功能设备可为哮喘患儿自主监测和管理提供较高准确度的客观指标。

目前哮喘患儿应用便携式肺功能仪进行慢病自主管理的可行性研究极有欠缺。笔者研究结果显示虽然在专业人员指导下应用A1可获得较高准确度的多项肺功能参数，但在后期自主监测过程中因质量控制不合格导致多项参数准确度下降，最终仅有参数PEF是评价症状发作严重度可行性强的客观指标。呼气时间不足是主要影响可行性问题。笔者研究34.5%的监测记录显示呼气时间甚至不足1 s，这将导致基于此项质量控制标准的FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC等肺功能参数的准确度受到影响。分析原因可能与监测前培训达到的熟练程度、不同年龄患儿理解力、接受度、执行呼气动作的配合程度、家长的参与度及压力传感器的灵敏度有关，因此有必要在开始应用便携式肺功能设备监测前进行正规的用力呼气动作的培训和教育并反复指导强化实践。有研究表明[21]，当儿童被训练成可靠且可重复性地进行用力呼气动作时，家庭便携式肺功能仪测定法结合电子数据记录可为哮喘患儿提供3个月相当可靠的FEV1测量数据，但更长时间监测数据的稳定性有待进一步研究。此外，肺功能检查是高度用力依赖的方法，这给许多患儿带来了挑战。因此，在进行肺功能测定所需的呼吸动作方面，便携式设备的功能和指导质量的不同可能会影响患儿是否能正确使用该设备[16]。在笔者研究中，A1设备内置智能语音系统，可指导并鼓励患儿按标准呼气时间做呼气动作，但其缺乏对质量控制情况的实时反馈，导致患儿在监测过程中不能及时、高效地意识到是否进行了不准确的测试及是否需要进行重复测试，以致影响结果的准确度。已有研究表明[22]，使用有远程提醒应用程序的便携式肺功能仪，以及在反复培训外，对设备软件进行某些改进，如基于不成功测试的分析，智能肺量计检查助手为患儿提供有关测量技术的个性化提示，可能会增加可接受测量结果的比率，若能开发此类功能，可能帮助患儿产生高质量的测试结果。

便携式肺功能仪相比机械式峰流速仪，可更加高效地连续记录监测数据并实现数据溯源，有助于扩大哮喘患儿对特定的个人环境风险因素的监测范围[23]。笔者研究结果显示：应用便携式肺功能仪连续监测到的PEF变化与哮喘症状发作有较好的相关性，轻中度的哮喘急性发作，通过相应的肺功能监测指标的变化提示，按照哮喘管理的行动计划指导居家及时调整治疗，症状均得到缓解，从而在一定程度上避免不必要的非计划就医。此外，15.0%表现为无临床症状，但监测到肺功能参数变化，有助于了解症状出现之前肺功能变化。笔者研究通过调查患儿出现临床症状时的诱因分布情况、PEF变化与症状出现的时间关系，结合肺功能监测结果的溯源提示，有助于提高个人风险因素的评估及预防。

笔者研究尚存局限性，包括随访时间相对较短，样本量较少。后期正逐渐扩大样本量和延长随访时间以获得关于便携式肺功能仪适用性，以及辅助早期识别急性发作哮喘和监测启动早期发作管理监测疗效的更深入研究。

综上所述，在专业医务人员准确指导培训下，哮喘患儿可应用便携式肺功能仪获得多项具有临床参考价值的肺通气功能自主监测指标。但在日常自主监测时，PEF比其他通气功能指标反映哮喘发作严重度的可行性更好。强调需经反复培训指导后再行自主监测、严格遵循质量控制要求。改进设备软件基于不成功测试的分析和实时反馈功能可能提高应用便携式肺功能设备自主监测的可行性。