呼气峰值流量在儿童哮喘诊断及管理中的应用进展

冯雍 综述 尚云晓 审校

（中国医科大学附属盛京医院小儿呼吸内科，辽宁沈阳 110004）

支气管哮喘（简称哮喘）是儿童时期最常见的慢性呼吸系统疾病，随着我国社会经济发展、环境变化和疾病谱变迁，儿童哮喘的发病率呈逐年增高趋势［1］。为了避免过度诊断［2］，多个哮喘指南［3-6］明确指出，应进行肺通气功能或呼气峰值流量（peak expiratory flow，PEF）检查，以确定是否存在可变的呼气气流受限，为哮喘诊断提供客观依据。PEF是指从肺总量位开始用力呼气过程中的最大流量，通常出现在呼气开始后的200 ms内，在流量-容积曲线中位于高容积部分，是一种简单、可靠、低成本的肺功能检查方法。PEF用于哮喘诊断及管理已获得广泛认可，但其临床应用仍存在很多问题。我国哮喘患者PEF使用率偏低。一项调查显示仅10.1%的哮喘患者使用过PEF，而每日规律使用者仅占4.3%［7］。因此应提高医生对PEF检查的认识，以改善我国儿童哮喘自我管理水平和控制水平［8］。随着物联网技术的发展，PEF检查仪器的种类越来越多，动态监测变得更为便捷，但不同仪器之间缺乏一致性也带来了新的问题［9］。在儿童哮喘诊断中PEF变异率的界值不同于成人，且并非所有的哮喘患儿均需要长期监测PEF，应有针对性地应用。本文总结儿童PEF检查及质量控制方法，以及PEF在儿童哮喘评估和管理中的应用价值和局限性，旨在为其临床应用提供参考。

1 PEF的检查仪器及方法

1.1 PEF的检查仪器

PEF检查主要采用微型呼气峰值流量计（peak flow meter，PEM），包括机械式和电子式两种，其结果单位均为L/min。早在1956年，英国生物工程师Martin Wright发明了第一台机械式PEM，其后又有学者设计出其他类型的PEM，但原理基本相同，均利用呼气气流推动仪器上的滑竿游标，通过游标在流量刻度表上的位置标识出测量值［10］。儿童型PEM的量程为50～400 L/min，刻度可呈均匀或非均匀性分布。机械式PEM因其便携、价格低，成为了家中PEF自我监测的首选形式。随着数字技术的发展，电子式PEM面世，主要采用压差式、涡轮式、超声式等流量传感器，并具有电子存储和数据共享功能，使得记录和监测变得更为便捷，但其价格相对昂贵，且其准确性和可重复性仍需反复验证［10］。此外，肺量计也可检测PEF，结果单位为L/s，但由于仪器复杂，常用于医院，不适合家用。

1.2 PEF的检查方法

以机械式PEM为例，其检查方法如下［11-13］：（1）准备：正确安装咬口，将游标箭头放在“零位”处，水平位手持PEM；（2）站立或坐直，深吸气至肺总量位，迅速含住咬口，颈部保持中立位、头稍后仰［12］，立即以最大力、最快速度呼气；过程中确保口唇包住咬口不漏气，舌头不要堵住咬口，呼气开始前的屏气时间不超过2 s，无需夹鼻夹；（3）读数：继续保持水平位，读取游标箭头所指刻度；（4）可重复性检查：至少检查3次，最佳3次之间差异＜5%，或最佳2次实测值差异＜40 L/min，最终结果取最高值［5］。5岁及以上儿童经过适当训练，可很好地完成PEF检查，而5岁以下、体弱、协调能力不佳、肌力不足患儿则相对困难。严格按照上述方法进行检查是保证结果准确性的前提。常见的错误包括吸气不完全、未尽最大努力呼气、用舌头和颊部肌肉短促呼气，以及未进行3次可重复性检查等［14］。

2 PEF的影响因素

除检查方法因素外，PEF还受检查仪器、检查体位、呼气方式等因素影响，但这种影响往往较小，对哮喘患儿在治疗中的临床决策影响不大，但在临床中也应尽量避免。

2.1 PEF的检查仪器

不同PEF检查仪器的原理、刻度或性能的不同，可导致测得的PEF有一定差异。一项研究结果显示电子式PEM测得哮喘患儿的PEF和一秒用力呼气容积（forced expiratory volume in one second，FEV1）均低于肺量计，PEF最大个体差异可达100 L/min，故家中自行监测的PEF不应与医用肺量计测得的PEF进行对比分析［9］。此外，近年来电子式PEM发展迅速，不同品牌及型号的电子式PEM相继推出，仍需验证是否符合相关的技术标准［15］。国外的一项研究检测了9种PEM是否符合ISO 23747-2015标准，其中仅有机械式的Mini Wright®和电子式的Smart Peak Flow®完全通过了测试［10］。因此，在PEF的动态监测中，建议使用同一PEM，且监测PEF不能替代定期的医院专科肺功能检查。

2.2 PEF的检查体位

PEF也受检查时的体位和头部位置影响。站立位下检查的PEF结果略高于坐位，坐位时PEF高于俯卧位和仰卧位，可能因站立位时身体各部位更容易协调用力呼气，且膈肌下移使胸腔容积增大［16］。另外，呼气时头部的位置也影响PEF，一项研究中以眼耳连线与人体中轴线夹角来衡量头部后仰的程度，分为80°、65°和50°3种位置，依次逐渐后仰，结果显示50°时气道开放程度最好，PEF最高［12］。但在哮喘人群中，该差异不足以影响临床决策，因此在动态监测中并不需要记录每次检查时的体位，但是仍建议尽量保持一致。

2.3 PEF的呼气方式

PEF检查有两种呼气方式，即PEF法和用力肺活量（forced vital capacity，FVC）法。不同方法对PEF结果有一定影响。PEF出现在用力呼气的起始200 ms内，因此PEF检查可在1 s内完成，并不要求呼尽所有肺内气体，称为PEF法。而在部分电子式PEM或肺量计检查PEF时，同时还检测FVC、FEV1等参数，因此除了用力、快速呼气外，还需要呼气足够长的时间，直至残气位，以呼尽肺内气体，这称为FVC法。在一项研究中，38名哮喘和42名健康的7～16岁儿童分别先后采用PEF法和FVC法检查PEF，结果显示通过前者检查的PEF结果高于后者，但仅3%的差异不足以影响临床决策［17］。

3 PEF的结果判读

PEF的正常预计值不仅取决于年龄、性别、身高、体重等个体因素，还受种族、环境、地势等因素影响，故应选取同人种、同地区、同生活环境健康人群的大样本调查研究结果。另外，自我监测PEF的正常预计值不应选取使用肺量计的调查研究结果，而应参考同种PEM的研究结果［18］。虽然我国对儿童肺功能正常预计值的研究很多，但关于儿童PEF正常预计值的大样本研究相对较少。早在1985年，我国钟南山等［19］首次进行了儿童PEF的大样本调查，其结果显示儿童PEF结果与身高密切相关：男孩PEF=5.29×身高（cm）-427.1（r=0.875），女孩PEF=4.94×身高 （cm）-399.8（r=0.854）。该结果被沿用了30余年。2010～2012年，Lu等［20］对来自广州、苏州、成都、西安、北京5个城市的3 169名5～14岁健康儿童进行PEF调查，结果显示儿童PEF结果与年龄、身高、体重均有相关性，其中身高的相关性最强：男孩PEF=4.39×身高 （cm）-300.48（R2=0.76），女孩PEF=4.13×身高 （cm）-278.04（R2=0.72）。该研究［20］中的PEF高于钟南山等［19］的结果，男孩的PEF平均绝对误差为37.45 L/min，平均绝对百分比误差为12.6%。推测两者的结果差异可能与环境变化及儿童营养状况变化有关。

根据受试者的性别和身高按照上述公式计算出正常预计值，PEF结果以实际检查获得的最高值（实测值）占预计值百分比（PEF%）来表示。一般认为PEF%≥80%为正常，60%～79%为轻度下降，40%～59%为中度下降，≤39%为重度下降［21］。但此判定方法存在一定局限性，因正常预计值来源于大样本调查，对于某一个体可能不适用。部分患儿的PEF占预计值百分比≥80%，但患儿仍有哮喘症状，且经过治疗PEF可以进一步改善，此时用80%作为正常切点并不合适，而是应以个人最佳值作为正常的判断标准［3-5］。

4 PEF与儿童哮喘的诊断

健康儿童的PEF在一天内会有一定的生理性波动，一般清晨最低而下午最高，但变化幅度较小。哮喘患者的PEF则会出现较大的波动，与临床症状具有良好相关性，通过计算PEF变异率可判别生理性和病理性波动。一般每天早晚各检查1次PEF，在出现症状时、运动或过敏原暴露等刺激前后可随时检查PEF。通过1 d内获得的至少2次PEF结果，可计算PEF日变异率，即其中PEF和PEFmaxmin分别为一天内PEF的最大值和最小值。连续监测至少7 d，一般2周为宜，将每天的PEF日变异率之和除以天数可得到PEF平均日变异率，即儿 童PEF平均日变异率＞13%，则可认为存在可变的呼气气流受限，支持儿童哮喘的诊断［3］。若非每日连续监测，而是两次随访时分别检查PEF，变异率＞15%亦支持儿童哮喘诊断［3］。此外，PEF也可作为运动激发试验的一个指标，按照标准方案运动后，PEF下降＞15%也提示存在可变的呼气气流受限，从而支持哮喘诊断［3］。

肺量计或PEM均可检查是否存在气流受限，前者的准确性和可重复性更佳，对肺功能的评价更为全面。但哮喘的症状具有突发突止的特点，可能在就诊时症状已缓解，在医院的单次肺通气功能检查中表现正常，而PEF动态监测更容易识别气流受限的存在。需要注意的是，PEF变异率在无症状期间可能正常，有研究表明PEF变异率诊断哮喘的敏感性约为3%～46%，因此阴性结果不能除外哮喘［5］。阳性结果也要注意有无影响PEF的相关因素，比如每日仅2次PEF检查会增加误差发生概率，适当增加检查次数可提高准确性。

5 PEF监测与儿童哮喘管理

5.1 PEF监测在儿童哮喘急性发作中的应用

PEF检查有助于识别儿童哮喘急性发作和评价急性发作严重程度。哮喘急性发作病情紧急，需要及时判断病情，而PEF检查相对方便快捷，更适用于基层医疗机构或在急诊室快速评估。初诊哮喘患儿常以实测PEF占预计值的百分比（PEF%）来评价，而既往诊断者则应以实测PEF占个人最佳PEF值的百分比（PEF%）来评价。哮喘急性发作时，除了症状的加重，PEF也可减低。在中国儿童哮喘行动计划中，PEF%＞80%为绿区，提示正常，60%～80%为黄区，提示有急性发作的风险，而＜60%则提示应及时就医［22-23］。

全球哮喘防治创议方案［3］指出，当患儿就诊于门急诊时，在使用支气管舒张剂（如速效β2受

体激动剂）治疗前，若PEF%＞50%提示轻中度发作，≤50%则提示重度发作；而英国胸科学会哮喘指南［5］则进一步将PEF%＜33%定义为危及生命发作。若PEF%≤25%需要直接住院治疗，＞25%可尝试门诊治疗，治疗后对临床表现及PEF进行再评估。治疗后，PEF%＞60%可回家继续治疗，并密切随访；PEF%处于40%～60%时，可继续门诊治疗并反复评估，如无致死性哮喘的相关危险因素，也可以回家治疗并密切随访；PEF%＜40%提示该急性发作时间可能会延长，需要住院进一步治疗。然而PEF并非急性发作期管理的唯一指标，亦不能取代FEV1［24］，应结合临床表现等综合评估。并且有研究显示，在急诊室就诊的哮喘患儿中，仅有半数可完成PEF检查，未能完成PEF检查一方面与部分患儿年龄小有关，另一方面可能是哮喘发作时患儿疲乏不愿进行检查或呼吸肌肉力量不足，提示哮喘发作较重［25］。

5.2 PEF监测在儿童哮喘长期管理中的应用

5.2.1 短期监测PEF短期监测PEF是指每日进行2次PEF检查，持续2～4周，可用于确定个人PEF最佳值、评估疗效、寻找诱发因素等［3］。短期监测PEF可协助确定哮喘患儿个人PEF最佳值，作为长期管理的基线。对于初诊哮喘的患儿，经过吸入糖皮质激素和按需速效β2受体激动剂治疗后，PEF将逐渐改善，日平均值逐渐增加，日变异率逐渐下降。若每日监测2次以上，2周内PEF即可达到个人最佳值平台，3个月内日变异率稳定。儿童处在不断生长发育中，PEF也随之增高，应定期评估个人最佳值。哮喘急性发作后，应短期监测PEF，以评估治疗是否有效，急性发作是否完全缓解。升级或降级治疗后，应短期监测PEF，以判断新的治疗级别是否合适。另外，可在运动、环境因素暴露等刺激前后分别检查PEF，以查找哮喘控制不佳的诱发因素［26］。

5.2.2 长期监测PEF在儿童哮喘的长期管理中，每日PEF监测并不能改善轻中度哮喘患儿的控制水平。当哮喘控制不佳时，症状往往先出现，其后才能检测到PEF改变，故症状监测即可满足哮喘控制评估。Wensley等［27］研究结果显示，与单纯基于症状的哮喘自我管理相比，基于症状联合PEF的哮喘自我管理并未能改善哮喘患儿未来3个月内的症状评分、哮喘急性发作次数和缓解药物的使用。PEF主要反映大气道通畅情况，而对小气道阻塞不敏感，尤其是小气道陷闭所致的气体潴留。一项研究对244名4～18岁哮喘患儿在3年期间无症状时的肺功能结果进行分析，30%的肺功能中PEF、FEV1和呼气中期平均流量均正常，但随着残总比增加，PEF仍然正常，而FEV1和呼气中期平均流量下降［28］。

每日PEF监测适用于对气流受限不敏感、有突发重度发作病史和难治性或重度哮喘的患儿，这些患者会受益于PEF对气流受限的客观评价。一些重度哮喘患儿反复急性发作，导致对气流受限耐受、不敏感，有时尽管肺功能明显下降，但患儿仍无症状，导致治疗延误，甚至危及生命。有研究显示，在重度哮喘患者PEF的长期监测中，PEF减低或变异率增加可提示哮喘控制不佳，急性发作的风险增高［29］。速效β2受体激动剂使用前后PEF变化＞15%，或7 d内超过3 d的每日变异率＞20%，均提示哮喘控制不佳。基于PEF的哮喘行动计划，能够增加患儿对呼吸系统症状的警惕性，从而提高用药依从性，但同时也要警惕速效β2受体激动剂使用的增加［30］。另外，在长期监测中应该使用PEF个人最佳值而非正常预计值。有研究显示，与基于PEF正常预计值的哮喘行动计划相比，基于PEF个人最佳的哮喘行动计划才能显著改善气流受限情况，减少哮喘急性发作［31］。

6 总结与展望

PEF检查是一项实用、便捷、可靠的肺功能检查手段，与专科肺功能评估互补，但不可互相替代，各具优势。在PEF结果评估时，要注意可能的影响因素，定期随访并检查PEF操作的规范性。PEF在哮喘诊断及管理中具有重要的应用价值，应积极寻找个人PEF最佳值，并以其作为基线。电子式PEM为PEF监测带来便利，也有利于提高我国儿童PEF监测的使用率，在推广应用的同时，需要进一步验证不同品牌和型号PEM的可靠性、稳定性和一致性。应利用物联网技术，将电子式PEM更有效地与儿童哮喘管理相结合。