儿童和青少年的肺功能变异性 (LUV)

背景

哮喘是儿童和青少年最常见的慢性疾病，也是全世界发病率的重要原因。 该疾病的特征是可逆性气道阻塞（恶化）发作，伴有特定症状（喘息、呼吸困难、咳嗽、胸闷）以及呼气峰值流量 (PEF) 和 1 秒用力呼气量 (FEV1) 减少。 然而，这些肺活量变化与临床恶化同时发生，因此预测疾病恶化的能力有限。

PEF 和 FEV1 都表现出显着的每日变化，即测量值的昼夜节律和/或逐日波动。 在健康个体中，这些波动的模式在很长一段时间（数周、数月）内保持不变，这与哮喘患者的 PEF 和 FEV1 变异性增加相反，尤其是在疾病失去控制而恶化之前。 因此，PEF 和 FEV1 变异性的分析已在研究中用于评估治疗的有效性、识别高危患者和预测哮喘恶化。

然而，在临床实践中，PEF 和 FEV1 变异性的评估至少需要使用特殊设备进行每日测量，记录在日记中，并由主治医师定期评估数据。 该过程可能被证明既复杂又耗时，因此降低了患者的依从性，尤其是在患有哮喘的儿童和青少年的情况下。 此外，定期检查测量结果可能会妨碍对恶化的预测，因为评估时间可能与表征哮喘失控的肺功能变异性变化不一致。

在过去的几年中，生物传感器和微处理器领域的技术进步使得可靠、低成本、便携式肺活量计的开发成为可能，能够与尖端的移动电话（智能手机）连接并实时监测肺功能参数和从一个距离。 使用此类设备可以克服上述大部分长期随访肺功能参数的障碍。

目前，关于患有哮喘的儿童和青少年的 PEF 和 FEV1 变异性的数据很少。 这些数据将提高我们对该疾病的理解，并允许开发综合工具来评估哮喘控制水平和未来恶化的风险

目标

该研究的目标是：

1. 健康儿童和青少年 PEF 和 FEV1 变异性的评估：每日 PEF 和 FEV1 波动的正常范围的定义以及可能影响它的参数

2. 评估患有哮喘的儿童和青少年的 PEF 和 FEV1 变异性：与健康受试者的差异以及恶化前特定变化的定义

   方法

   A. 研究人群

   该研究将包括两个队列：

   1. 6 至 18 岁的健康儿童和青少年 (N=100)，用于评估正常的 PEF 和 FEV1 变异性（目标 #1）。
   2. 诊断为哮喘的 6 至 18 岁儿童和青少年 [2] (N=100)，用于评估哮喘患者的 PEF 和 FEV1 变异性（目标 #2）。

   B. 肺功能测量

   一种。设备：PEF 和 FEV1 测量将使用 FDA 批准的便携式肺活量计（Spirobank Smart，MIR，罗马，意大利）和一次性双向数字涡轮（流量范围 ±16L/s，体积精度 ±3% 或 50 mL，流量精度：±5% 或 200 mL/s，动态阻力 <0.5 cm H2O/L/s），能够使用专用的免费软件应用程序（iSpirometry，MIR，意大利罗马）通过蓝牙连接到智能手机。 每个参与者都将收到他的个人肺活量计。 将提供有关设备使用和维护的详细信息（手册和在线资源）。

   b.测量：PEF 和 FEV1 测量的正确技术（ERS/ATS 标准）将由一名研究人员在入组时进行演示。 还将提供有关该技术的详细信息（手册和在线资源）。 测量将在 07:00-09:00 和 19:00-21:00 之间每天进行两次，为期 3 个月。

   C。完成的测量结果（加密的 pdf 格式）将由参与者或其父母通过电子邮件发送到中央数据库。

   d.监测：将持续监测参与者的依从性。 如果测量值丢失或技术不当，研究人员将通知参与者。

   C.变异性分析

   PEF 和 FEV1 变异性将通过以下方式评估：

   一种。 变异系数 b． 去趋势波动分析 (DFA)，一种广泛用于研究时间序列内在相关性的方法。 14 最初，为不同（时间）长度 n 的段计算时间序列 [F(n)] 的平方根。 对数图 F(n) - log(n) 中的线性关系表明在特定数据的缩放中存在分形结构，而直线的斜率 a 描述了长期波动的模式。 14 PEF 或 FEV1 的每日变化会导致与预定 a 值的同时偏差。 6 这种偏差可以很容易地检测和量化。 已经表明，偏差的大小反映了下个月哮喘恶化的可能性。 6 C。 变异性分析将在 MatLab（MathWorks, Inc., Natick, MA, USA）环境中进行。

   D. 附加数据患者的特征（年龄、性别、基线肺功能、过敏、合并症、用药等）也将被记录。 这些参数将包含在回归模型中，以探索它们对 PEF 和 FEV1 变异性模式的影响。

   E. 统计 所有分析将使用 IBM SPSS 软件 25.0 版（IBM Corp.，Armonk，NY）进行。

   F. 时限 研究的预期持续时间为 24 个月。 • 第一部分：评估健康儿童和青少年的 PEF 和 FEV1 变异性持续时间：9 个月（2020 年 1 月至 9 月）。

   100 名参与者的 PEF 和 FEV1 测量值（每人 3 个月）

   • 第二部分：评估哮喘儿童和青少年的 PEF 和 FEV1 变异性持续时间：15 个月（2020 年 10 月至 2021 年 12 月）。 100 名参与者的 PEF 和 FEV1 测量值（每人 3 个月）

   G. 伦理学 本研究将遵守良好医疗实践的规定和标准。 参与者将收到一个唯一的研究编号，并且不会记录任何个人数据。 测量结果将以加密的 pdf 格式通过电子邮件发送。 入学前将获得家长的书面知情同意书。 12 岁以上的儿童也将提供书面同意书。 该研究已获得希腊帕特雷大学医院伦理委员会的批准（第 329/02-04-2019 号决定）。