數字療法在哮喘疾病管理中的應用

茹仙古麗·吾買爾，索睿 綜述，趙曉赟 審校

（天津醫科大學胸科臨床學院，300222 天津）

雖然經濟在快速發展，人們的生活水平也在不斷提高，但居民生活方式不健康現象比較普遍，由此引發的健康問題日益突出。心腦血管疾病、慢性呼吸系統疾病、糖尿病、自身免疫性疾病、腫瘤和其他慢性疾病所導致的死亡人數有不斷上升趨勢。在呼吸系統疾病中，哮喘是患病率增長最快的疾病之一，目前約1/3 的世界人口患病，每年有近250 萬患者因哮喘嚴重惡化而死亡。因此哮喘的預防和診治成為目前急要解決的關鍵問題。而數字療法（digital therapeutics，DTx）是一類數字健康解決方案，它是基于循證醫學的、軟件形式的治療干預措施，用于預防、管理和治療軀體不適和疾病。數字療法是傳統藥物和物理治療方法的補充，它不僅可以節約治療成本，又可促進患者生活方式的健康化，其臨床療效及可靠性已經被相關臨床研究所證實[1]。

1 數字療法

數字療法是一門利用數字和在線健康技術來治療軀體疾病或心理疾病的醫學分支學科。簡而言之，就是由軟件程序驅動、循證醫學為基礎的干預方案。它不但可以單獨應用，也同樣可以與藥物或者醫療器械聯合應用。旨在用數字療法來提高治療能力和解決患者的健康需要[2]。對于醫生而言，數字療法使其治病效率變高，克服了治療時間和地點的限制。相對于傳統治療模式，數字療法讓醫生能夠用有限的資源去照管更多的患者成為可能性。對于患者來說，數字療法可通過改變他們的行為及遠程健康監控來輔助治療慢性疾病，從而產生長期的健康收益[3]，尤其是在改善生活方式和治療慢性疾病方面效果尤為顯著。

目前對于數字療法的研究與應用，主要集中于傳統醫療手段存在短板的領域。在這些領域，患者通常需要長期連續的自我健康管理與慢性疾病照護。當前市場上數字療法產品已被應用于治療和管理許多疾病，涵蓋呼吸、循環、內分泌以及神經系統等相關的慢性疾病，例如Somryst 治療長期睡眠障礙，AKL-T01 治療多動癥和注意力缺陷，Livongo 治療糖尿病，“六六腦”治療老年癡呆及輕度認知障礙，“reSET-O”用于阿片類藥物應用障礙者治療等，并取得了滿意的成效[4]。數字療法在數字健康領域和產業中形成了基于循證的獨特產品類別，在多種疾病的治療中取得了發展。

2 哮喘

哮喘也稱為支氣管哮喘，是最常見的慢性疾病之一，它是以氣道出現慢性炎癥為主要特征。臨床癥狀為反復喘息、咳嗽和胸悶氣急，嚴重者可有呼吸困難甚至威脅生命。常在晚上或清晨發作。兒童及成人均可發病。中國成年人肺部健康調查結果顯示，全國20 歲及以上患者人數高達4 570 萬，占慢性呼吸道疾病的24.7%。這揭示了我國哮喘規范化診療與管理不足的嚴峻現狀，凸顯了用綜合手段促進哮喘預防診治工作的迫切性[5]。

哮喘的有效控制歷來是個令人頭疼的難題。對哮喘患者來說，誘因隨處可見，常見的誘發因素包括動植物蛋白、花粉、冷空氣、香煙、煙霧、汽車尾氣等。而哮喘一旦惡化，發作頻率升高，可使肺功能迅速減退，甚至發展為不完全可逆的小氣道狹窄，這不僅增加了患病率和治療費用，而且也使得患者生活質量降低。目前已有研究證實持續的用藥監管和跟蹤隨訪可以顯著提高哮喘的治療效果，同時可以減少患者的用藥量和用藥次數[6－7]。因此，如何在有限的時間內最大限度地提高哮喘的療效，成為擺在醫生面前亟待解決的問題。而數字療法是近年來發展起來的新興技術，能為患者提供連續的病情監測及合理用藥指導等服務，顯著優化治療效果，并能減少醫務人員的工作量，具有美好的應用前景。

3 數字療法在哮喘管理中的應用

數字醫療技術對哮喘的診斷、治療及康復具很大潛力，它克服了傳統方法的不足，提高了疾病的診斷效率和準確性。它還用智能吸入器對藥物進行監控，提高藥物依從性；通過監測疾病與過敏源，幫助患者個性化管理，降低發病風險；提高信息系統的數據價值，借助人工智能手段，提升哮喘醫護管理效率。

3.1 數字療法在哮喘診斷中的應用

3.1.1 數字峰流速儀 臨床上評價哮喘患者氣道通暢性和肺功能狀況時，通常檢測第1 秒鐘用力呼氣流量（FEV1）和呼氣流速最大值（PEF）。美國胸科協會（American thoracic society，ATS）將PEF 劃分為綠區，黃區和紅區3 部分。綠區說明哮喘已被很好地控制，并適宜持續給藥，通常為PEF 達到個人最佳值≥80%；黃區提示哮喘已發生改變乃至惡化趨勢，常提示謹慎用藥，通常為個人最佳50%～80%；紅區提示患者應馬上到醫院檢查就診，屬醫學警報區，一般為PEF 占個人最佳值＜50%[8]。故PEF 可以作為一個早期預警指標，發現PEF 可以使哮喘處于早期階段，從而為患者提供充分治療措施[9]。

市場上現有的峰流速儀按其工作原理，可分為機械式峰流速儀與電子式峰流速儀兩大類。機械式峰流速儀通常采用氣流驅動游標進行哮喘患者PEF 檢測，可滿足患者基本的檢測需求，且相對體積小，價格低廉。電子峰流速儀是由壓力感受元件組成，呼出氣體給予感受器壓力，通過處理器轉換得到PEF 值，其性能穩定，但價格較高。國產峰流速儀往往測試指標較少且精確度不高，現已無法滿足市場的需求，因此智能型峰流速儀在哮喘患者具有廣闊的發展前景[10]。

Frey 等[11]以哮喘患者為對象進行了長期的臨床研究，發現PEF 改變的程度和哮喘急性發作風險成正比。PEF 的改變明顯，則提示哮喘控制欠佳。這表明哮喘患者在家中利用峰流速儀可以長時間堅持呼氣狀況的檢測，并對藥物治療方案進行恰當的優化，以降低哮喘管理成本和減少哮喘發作次數，這對于哮喘的治療及預防具有深長的意義。

3.1.2 手持式肺功能儀 哮喘和慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary diseases，COPD）在臨床上可合并存在。這兩類疾病盡管有明確定義，在臨床中依然難以完全區分。而肺功能檢測在診斷呼吸道疾病及評價疾病嚴重性等方面，有著無可取代的臨床意義[12]。

目前市面上，根據臨床中肺功能檢測儀體積大小，可分為大型常規肺功能檢測儀和小型便攜式肺功能檢測儀[13]。大型肺功能檢測儀一般多用于二級及以上醫院，往往操作起來比較復雜，價格也比較昂貴。近年來，肺功能檢測儀的研制越來越精密，小型便攜式肺功能檢測儀器的作用逐漸突顯。臨床研究發現兩者檢測參數并沒有明顯差異，對診斷患者氣流受限極其敏感[14]。便攜式肺功能檢測儀相對來說，操作起來更簡便，價格便宜，攜帶方便，可用于全天候床邊檢測，具有很高的臨床價值。

3.1.3 動態肺量檢測儀 臨床實踐中，肺功能檢查多在定時定點進行，往往容易忽略哮喘患者瞬間的肺功能變化。支氣管舒張試驗又易受多因素干擾，其單次陰性結果并不能完全排除哮喘診斷。只有查出了氣道阻塞的變異性和可逆性才可以正確診斷疾病[15]。

動態肺量檢測儀彌補了單次檢查肺功能的缺點，能在多時段不同地點進行肺功能檢測并進行記錄，有利于發現氣道阻塞的可逆性改變，可大大提高診斷哮喘的正確率。同時，醫護人員端口也能及時發現患者數據的異常變化，從而盡早聯絡患者指導治療方案，預防患者病情突然惡化。動態監測肺功能，更能反映氣道阻塞的持續性變化，有利于評估病情。這是為哮喘患者進行藥物調整，乃至對診斷進行修正的重要臨床依據[16]。

目前動態肺量測定儀不僅體積小巧，還具有強大的記錄和儲存功能。它可將實時數據傳輸到醫護人員端口，并在軟件的輔助下分析和判斷患者氣道的變化情況。這一新技術實現多時段動態監測氣道功能，為哮喘診斷和鑒別診斷提供了全新的手段[15]。只是目前動態肺量監測在我國還沒有推廣使用。

3.1.4 便攜式血氧儀 血氧飽和度常被用來判斷人體有無缺氧，通常采用心電監護儀進行檢測。而心電監護儀往往攜帶沉重，放床旁時又占很大空間，給醫護人員以及患者造成很多不便[17]。便攜式血氧儀能在短時間內對患者的脈率和血氧飽和度進行有效地監測，因此可以代替心電監護儀。便攜式血氧儀不僅便于攜帶，還可以無線傳輸數據，基本上達到普通臨床監測的精度和穩定性要求。同時它還避免了常規易感染的有創檢測手段的使用，操作起來更加簡單。

臨床研究發現，便攜式血氧儀用于測量所需時間較少，有高度敏感和低誤差的特點[17－18]。一般肺功能的降低往往伴隨血氧飽和度的降低，不能及時發現這類患者，會延誤治療，耽誤病情。而每天通過便攜式血氧儀的監測，可有效甄別相關危險，改善治療效果。

3.2 數字療法在哮喘患者用藥依從性中的應用 一般哮喘患者用吸入器的方法不佳，會直接影響哮喘控制效果，且會增加哮喘急性加重和不良反應的風險。然而，研究顯示高達70%～80%的患者無法正確使用吸入器[19]。約50%接受長期治療的哮喘患者對藥物的依從性較差[20]。而數字吸入器可以監測給藥劑量，用藥時間和日期，是一種有效的疾病和藥物管理工具，可促進臨床醫生和患者之間的協作護理。

一項針對437 例哮喘患者的隨機對照試驗（RCT）中發現，在使用智能手機應用程序提供生物反饋（BF）的組別中，患者對吸入器的依從性顯著增加。BF 組在24 周內的平均依從性為82%，而使用被動監測數字吸入器的對照組為71%。當臨床醫生通過審查患者的吸入器使用情況并實時提供反饋來監測依從性時，又有10%的改善[21]。目前已有20多項關于哮喘或COPD 數字吸入器的臨床研究共同表明，數字吸入器可改善藥物依從性、減少了短效吸入器的使用、改善患者預后[22]。

“Propeller Health”系統于2010 年獲得美國FDA 認可，該系統是一種數字療法產品，用于哮喘的治療。系統由傳感器、智能軟件、預測分析和反饋系統等組成。該傳感器可對SABA 監測，其中包括用藥次數，每次劑量，用藥時間等。智能軟件將實時地把這些數據傳輸給醫護人員端口，來進行評估?；跀祿治鼋Y果為患者提供警示與建議，以達到對于SABA 應用情況進行的實時遠程監管的目的。據其官網顯示，在為期6 個月的RCT 中，使用Propeller 的哮喘患者藥物依從性提高了58%；患者平均每天吸入器使用量在12 個月內減少了84%[23]。在另一項針對143 例中度至重度哮喘成人的6 個月RCT 中，使用電子監測裝置聯合網站的干預組的藥物依從性明顯高于對照組（73% vs．46%；P＜0．000 1）[24]。

美國CapMedic 公司推出的傳感器裝配在吸入器上，可記錄使用情況，在需要時可提供服藥意見。通過語音、震動、視覺反饋等方式記錄病情并提醒用藥，并同時配套的APP 幫助管理哮喘患者的藥物服用和病情管理[23]。

3.3 數字療法在哮喘患者臨床療效和癥狀監測中的應用 Health Care Original 公司推出的智能貼片ADAMM，可為全球超過3 億哮喘患者提供包括追蹤趨勢和及時警報等智能哮喘管理服務。通過連接到智能手機，實時監測咳嗽、呼吸、噴嚏等情況，用預定算法衡量癥狀情況，對預兆癥狀進行識別，幫助用戶管理病情發展和提高哮喘患者的生活質量[23]。

歐盟資助的“My Air Coach”項目旨在開發一種創新的哮喘監測系統?！癕y Air Coach”包括吸入器傳感器、室內空氣質量監測器、便攜式肺活量計、一氧化氮分數呼氣裝置和一個帶有哮喘問卷、室外空氣污染計和其他功能的移動應用程序。研究表明，該系統在改善哮喘控制和提高生活質量方面是有效的，移動健康平臺的用戶對該系統也給予了積極評價[25－26]。

Morton 等[27]對兒童患者的研究顯示，干預組依從性為70%，對照組為49%（P≤0．001）。雖然兩組間哮喘控制問卷（ACQ）評分的變化沒有顯著差異，但干預組需要口服類固醇的療程（P=0．008）和住院次數（P≤0．001）明顯減少。結果表明，帶反饋的電子依從性監測可能對控制不佳的哮喘受試者的常規管理有顯著益處。在另外一項患者平均年齡為50 歲的試驗中，通過使用智能手機，在研究期間哮喘控制測試分數從16．6 分（不合格到差）提高到20．5 分（對照）。同時，FEV1的絕對值增加了7．9%，而全身性皮質類固醇療程從0．5 減少到0．3。60 例患者中有58 例完成了最終調查，滿意度很高[28]。

3.4 數字療法在哮喘患者生活環境監測中的應用 MASK－air?是一個以患者為中心的通信技術系統，在28 個國家廣泛使用，并已被翻譯成23 種語言。該程序使用滾動式藥物治療列表和一個視覺模擬量表（VAS）來評估患者過敏的控制情況（一般過敏效應、鼻炎、結膜炎、哮喘的癥狀）。此外，MASKair?還包括花粉季節和空氣質量預報[29－31]。澳大利亞的一項研究結果顯示，所選擇的418 款哮喘自我管理應用程序中最有效的是“MASK－air?”，平均得分為0．91/1 MARS 分[31]。

3.5 數字療法在哮喘患者康復中的應用 當前臨床多以支氣管舒張藥治療哮喘為主，缺乏非藥物康復治療。近年來，呼吸康復（respiratory rehabilitation，RR）等非藥物治療手段引起了人們對慢性呼吸道疾病的高度重視。有規律地運動，能提高心肺功能和減少嚴重哮喘患者的常見并發癥，最主要的是能減少過早死亡的風險[32-33]。已有研究顯示，接受規范化運動訓練的嗜酸性粒細胞型哮喘患者的氣道炎癥明顯緩解[34]。

肺功能訓練儀主要用于慢性呼吸道疾病患者肺功能訓練。這類儀器操作簡單方便，療效亦顯著，可對參數進行個性化設置，輔助患者進行吸氣、呼氣及其他肺功能訓練。研究顯示，長期而有效地進行肺功能訓練對減少疾病發作次數和改善哮喘患者肺功能有一定幫助[31-33]。而肺功能訓練儀就是使患者能夠長期配合完成肺功能訓練，提高患者依從性，以改善疾病預后。

4 數字治療存在的問題

目前數字醫療在許多國家得到了一定的發展和政策支持，并且已經開展了一批臨床實踐和相關研究。但是國內對數字療法的態度比較保守，在研究與應用方面起步較晚，再加上國內存在著大量慢性疾病患者，因此在管理和預防方面都面臨著很大的挑戰。部分機構對產品的創新主要以“連接”功能為主，如互聯網醫院等，有循證醫學證據支撐的治療及干預類數字療法產品較少。除此之外，醫療健康保險對數字療法費用的擔負情況參差不齊；老年患者對這一新興療法是否愿意嘗試，或是否有能力熟練操作相關軟硬件，他們對數字醫療的信任度及依從性還有待討論。

另外，目前缺乏證明數字療法臨床效益的高質量證據，且用于臨床研究的數字療法產品也十分有限。而數字醫療解決方案并不能全面適用于所有的慢性疾病。數字療法對于有“耐藥性”的患者治療效果如何，仍需進一步研究。因此，數字療法雖然在如今的信息化時代已取得了初步成功，但還是存在很多挑戰需要去克服，數字醫療在國內普及應用還有漫長的道路要走。