Отправить статью по E-mail Импульсная осциллометрия в диагностике обструкции дыхательных путей среднетяжелой степени выраженности
- Авторы: Савушкина О.И.1, Черняк А.В.2, Крюков Е.В.1, Зайцев А.А.1, Науменко Ж.К.2, Татарский А.Р.2
-
Учреждения:
- Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко
- Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России
- Выпуск: Том 9, № 4 (2018)
- Страницы: 33-39
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://journals.eco-vector.com/clinpractice/article/view/10590
- DOI: https://doi.org/10.17816/clinpract9433-39
- ID: 10590
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. Импульсная осциллометрия (ИОМ) ― неинвазивный метод определения дыхательного импеданса и составляющих его параметров ― имеет определенные преимущества перед традиционной спирометрией.
Цель исследования ― оценка возможностей ИОМ в диагностике обструкции дыхательных путей среднетяжелой степени.
Методы. Обследованы две группы пациентов (n=53). Первую группу составили 29 участников (26 мужчин и 3 женщины в возрасте от 42 до 89 лет) с обструктивными нарушениями средней степени тяжести; вторую ― 24 (17 мужчин и 7 женщин в возрасте от 18 до 68 лет) без нарушений функции внешнего дыхания.
Результаты. У 93% пациентов 1-й группы с помощью ИОМ были выявлены обструктивные нарушения вентиляции, причем у 37% ― более выраженные по сравнению с результатами спирометрии. Во 2-й группе показатели ИОМ были в норме. Установлены статистически значимые различия показателей функции внешнего дыхания и ИОМ в обеих группах (р<0,05): у больных с обструктивными нарушениями среднетяжелой степени выявлены умеренные корреляции между бронхиальным сопротивлением и параметрами ИОМ.
Заключение. Импульсная осциллометрия может быть использована в клинической практике для диагностики нарушений механики дыхания у больных со среднетяжелой степенью бронхиальной обструкции.
Ключевые слова
Полный текст
ОБОСНОВАНИЕ
Самым простым и распространенным методом исследования функции внешнего дыхания, который можно рассматривать как начальный этап выявления вентиляционных нарушений, прежде всего обструктивных, является спирометрия. Однако при проведении спирометрии требуется выполнение не только спокойных, но и форсированных дыхательных маневров. Следовательно, существует ряд противопоказаний к проведению спирометрии, в частности отсутствие взаимодействия между пациентом и медицинским персоналом.
E. Müller и J. Vogel в 1981 г. наряду с уже существующими методами диагностики нарушений функции бронхолегочной системы предложили использовать импульсную осциллометрию (ИОМ), представляющую собой неинвазивный метод определения дыхательного импеданса (общего дыхательного сопротивления) и составляющих его параметров, прежде всего резистивного компонента дыхательного импеданса (резистивного сопротивления, или резистанса; respiratory resistance, Rrs) при различных частотах осцилляций и реактивного компонента дыхательного импеданса (реактивного сопротивления, или реактанса; respiratory reactance, Хrs). Метод импульсной осциллометрии не требует выполнения форсированных дыхательных маневров, активного участия пациента и его сотрудничества с персоналом, что является большим преимуществом перед спирометрией [1]. Кроме того, ИОМ обладает большей чувствительностью в отношении диагностики обструкции периферических дыхательных путей и широко применяется у больных бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких. Было показано, что анализ параметров Rrs и Хrs помогает проводить дифференциальную диагностику между бронхиальной астмой и хронической обструктивной болезнью легких [2]. Однако остается много неизученных и спорных вопросов, касающихся изменений параметров дыхательного импеданса при вентиляционных нарушениях обструктивного типа разной степени выраженности.
Ранее в наших исследованиях было показано, что базовые параметры ИОМ обладают низкой информативностью при выявлении обструкции дыхательных путей легкой степени: только в 32% случаев были зарегистрированы отклонения от нормы [3]. Кроме того, при использовании классического алгоритма интерпретации показателей ИОМ умеренная обструкция дыхательных путей, диагностированная с помощью спирометрии, была выявлена у 57% пациентов [4]. Таким образом, мы считаем, что вероятность выявления обструктивных нарушений с помощью ИОМ возрастает по мере усугубления обструкции дыхательных путей.
Целью данной работы является изучение возможностей ИОМ в диагностике вентиляционных нарушений обструктивного типа среднетяжелой степени.
МЕТОДЫ
В исследование включены 53 пациента с разнообразной бронхолегочной патологией.
Описание исследования
В работе использованы современные легочные функциональные тесты — спирометрия, бодиплетизмография, ИОМ, которые проводились на установках Master Screen Body, Master Screen PFT PRO и Master Screen IOS (Viasys Healthcare, Германия). Спирометрия и бодиплетизмография выполнены с соблюдением стандартов качества исследований Американского торакального общества (American Thoracic Society, ATS) и Европейского респираторного общества (European Respiratory Society, ERS) [5, 6], а также Российского респираторного общества [7]. Импульсная осциллометрия проводилась на основании рекомендаций H. Smith и соавт. [8].
В результате исследования проведен анализ:
- спирометрических показателей: форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ), объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), ОФВ1/ЖЕЛ (индекс Тиффно) и ОФВ1/ФЖЕЛ, средней объемной скорости на участке кривой поток-объем форсированного выдоха между 25 и 75% ФЖЕЛ (СОС25–75);
- статических легочных объемов и емкостей: общей емкости легких (ОЕЛ), ЖЕЛ, остаточного объема легких (ООЛ), его доли в общей емкости легких (ООЛ/ОЕЛ), внутригрудного объема газа (ВГО);
- показателей бронхиального сопротивления: общего бронхиального сопротивления (Rawобщ), бронхиального сопротивления на выдохе (Rawвыд), бронхиального сопротивления на вдохе (Rawвд), бронхиального сопротивления между потоками 0,5 л/с на вдохе и выдохе (Raw5, которое отражает, прежде всего, проходимость центральных дыхательных путей [1]);
- показателей ИОМ: дыхательного импеданса при частоте осцилляций 5 Гц (Zrs5); резистивного (фрикционного) компонента дыхательного импеданса (резистивного сопротивления) при частоте осцилляций 5 и 20 Гц (Rrs5 и Rrs20 соответственно); реактивного компонента дыхательного импеданса (реактивного сопротивления, или реактанса) при частоте осцилляций 5 Гц (Хrs5), величина которого оценивалась по абсолютной разнице (сдвигу) между его должным и измеренным значением (deltaXrs5=Xrs5долж-Xrs5); частотной зависимости Rrs: относительной, которая рассчитывалась двумя способами: (Rrs5–Rrs20)/Rrs5х100% и (Rrs5–Rrs20)/Rrs20х100%, и абсолютной, которая рассчитывалась как разница Rrs5 и Rrs20, т.е. (Rrs5-Rrs20); резонансной частоты (fres); площади реактанса (АХ); экспираторного ограничения потока (DXrs5); когерентности при частоте осцилляций 5 Гц (Со5) [1].
Cтепень выраженности выявленных изменений показателей функции внешнего дыхания (спирометрии, бодиплетизмографии) оценивалась с учетом требований ATS и ERS [5, 6], а также рекомендаций Российского респираторного общества [7], руководства по клинической физиологии дыхания (под редакцией Л. Шика, Н. Канаева) [9], параметров ИОМ (изменению базовых показателей Rrs5 и Хrs5) [10].
Вентиляционные нарушения обструктивного типа среднетяжелой степени были диагностированы при снижении ОФВ1/ЖЕЛ менее 70% и ОФВ1 в диапазоне 50–60% долж. [11].
Статистический анализ
Статистическая обработка результатов выполнена методами описательной статистики с применением прикладного пакета программ Statistica 10.0. Описательная статистика для числового показателя представлена размером выборки (n), средним значением (М), стандартным отклонением (SD), 95%-ным доверительным интервалом (95% ДИ). Нормальность распределения показателей проверяли с помощью критерия Стьюдента. Для оценки различий между двумя независимыми выборками проводился статистический анализ с помощью t-теста. Корреляционный анализ проводили с использованием ранговой корреляции Спирмена. Величина уровня статистической значимости р принята равной 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Объекты (участники) исследования
В исследование включены 53 пациента с разнообразной бронхолегочной патологией, которые были разделены на две группы:
- первую группу составили 29 пациентов с вентиляционными нарушениями обструктивного типа среднетяжелой степени, установленной с помощью традиционных методов исследования функции внешнего дыхания, из них 26 (90%) мужчин и 3 (10%) женщины в возрасте от 42 до 89 лет (средний возраст 66±10 лет);
- вторую группу (группу сравнения) составили 24 пациента, у которых показатели легочной вентиляции (спирометрии и бодиплетизмографии) сохранялись в пределах нормальных значений, из них 17 (71%) мужчин и 7 (29%) женщин в возрасте от 18 до 68 лет (средний возраст 33±12 лет).
Распределение обследованных пациентов обеих групп по диагнозам представлено в табл. 1, 2.
Курящие или бывшие курильщики составляли 90% в 1-й группе пациентов и 54% ― во 2-й. Таким образом, по признаку «табакокурение» группы были неоднородными.
Значения показателей механики дыхания и ИОМ у больных первой и второй групп представлены в табл. 3.
Таблица 1. Распределение пациентов первой группы по диагнозам
Диагноз | Всего по группе (n=29) | Число обследованных, % |
Хроническая обструктивная болезнь легких | 16 | 55 |
Бронхиальная астма | 6 | 21 |
Хронический бронхит | 5 | 17 |
Другие состояния | 2 | 7 |
Таблица 2. Распределение пациентов второй группы по диагнозам
Диагноз | Всего по группе (n=29) | Число обследованных, % |
Саркоидоз | 13 | 54,0 |
Хронический бронхит | 5 | 21 |
Другие состояния* | 6 | 25 |
Примечание. * ― по одному случаю внебольничной пневмонии, бронхиолита, экспираторного стеноза трахеи, буллезной болезни, сосудистой трансформации верхней доли правого легкого, идиопатического гемосидероза легких.
Таблица 3. Показатели механики дыхания и импульсной осциллометрии
Показатель | 1-я группа n=29 | 2-я группа n=24 | p |
М±SD (95% ДИ) | М±SD (95% ДИ) | ||
ЖЕЛ, % долж. | 91±14 (85–96) | 110±10 (106–115) | <0,001 |
ФЖЕЛ, % долж. | 76±11 (72–81) | 112±10 (108–117) | <0,001 |
ОФВ1, % долж. | 54±2,6 (53–54) | 110±9 (106–114) | <0,001 |
ОФВ1/ЖЕЛ, % | 46±7 (43–49) | 81±5 (78–83) | <0,001 |
ОФВ1/ФЖЕЛ, % | 56±8 (53–59) | 82±4 (80–84) | <0,001 |
СОС25–75, % долж. | 25±5 (23–27) | 94±14 (88–100) | <0,001 |
ОЕЛ, % долж. | 108±16 (101–114) | 107±7 (104–110) | 0,76 |
ВГО, % долж. | 119±27 (109–129) | 107±13 (101–112) | 0,04 |
ООЛ, % долж. | 144±33 (132–157) | 99±10 (95–104) | <0,001 |
ООЛ/ОЕЛ, % долж. | 125±15 (119–130) | 90±10 (86–94) | <0,001 |
Rawобщ, кПа·с/л | 0,65±0,20 (0,57–0,72) | 0,21±0,04 (0,19–0,23) | <0,001 |
Rawвыд, кПа·с/л | 0,90±0,35 (0,77–1,04) | 0,24±0,04 (0,22–0,26) | <0,001 |
Rawвд, кПа·с/л | 0,47±0,14 (0,4–0,5) | 0,17±0,03 (0,15–0,18) | <0,001 |
Raw0.5, кПа·с/л | 0,35±0,11 (0,30–0,39) | 0,15±0,04 (0,14–0,17) | <0,001 |
Zrs5, % долж. | 213±61 (190–200) | 90±22 (81–100) | <0,001 |
Rrs5, % долж. | 189±50 (170–208) | 86±22 (77–95) | <0,001 |
Rrs20, % долж. | 123±25 (113–132) | 94±23 (84–103) | <0,001 |
(Rrs5-Rrs20)/Rrs5, % | 43±8 (39–45) | 7±7 (4–10) | <0,001 |
(Rrs5-Rrs20)/Rrs20, % | 77±26 (67–87) | 8±8 (4–12) | <0,001 |
(Rrs5-Rrs20), кПа·с/л | 0,25±0,10 (0,2–0,3) | 0,02±0,02 (0,01–0,03) | <0,001 |
deltaXrs5, кПа·с/л | 0,27±0,13 (0,2–0,3) | 0,08±0,03 (0,06–0,09) | <0,001 |
АХ, кПа/л | 2,8±1,3 (2,3–3,3) | 0,14±0,07 (0,11–0,17) | <0,001 |
DXrs5, кПа·с/л | 0,33±0,27 (0,23–0,44) | 0,02±0,02 (0,01–0,025) | <0,001 |
Со5 | 0,7±0,10 (0,70–0,76) | 0,85±0,05 (0,83–0,88) | <0,001 |
fres, Гц | 25±3,6 (24–26) | 9±1 (8–10) | <0,001 |
Примечание. Расшифровка аббревиатур показателей приведена в разделе «Методы».
ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ представленных данных показал, что у больных с вентиляционными нарушениями обструктивного типа среднетяжелой степени достоверно снижены показатели ОФВ1/ЖЕЛ, ОФВ1/ФЖЕЛ, ОФВ1, ФЖЕЛ, СОС25–75, повышены — ООЛ и ООЛ/ОЕЛ. Кроме того, увеличены показатели бронхиального сопротивления: Rawобщ ― резко, Rawвыд ― значительно, Rawвд и Raw0.5 ― умеренно. В пределах нормальных значений находились ЖЕЛ, ОЕЛ и ВГО.
По данным ИОМ у пациентов первой группы все изученные параметры были патологически изменены. У 93% пациентов выявлены отклонения от нормы базовых показателей Rrs5 и Xrs5: у 8 (27,5%) ― легкой, у 8 (27,5%) ― умеренной, у 2 (7%) ― тяжелой, 9 (31%) ― крайне тяжелой степени выраженности. У 2 (7%) пациентов базовые показатели ИОМ оставались в пределах нормальных значений, однако были увеличены абсолютная и относительная частотная зависимость, АХ и fres. Показатель Со5 в среднем по группе находился в пределах нормальных значений, что позволяло судить об отсутствии патологической неоднородности механических свойств аппарата вентиляции у больных со среднетяжелой степенью обструкции дыхательных путей.
Анализ параметров механики дыхания и ИОМ в группе сравнения показал отсутствие каких-либо отклонений от нормальных значений (см. табл. 3).
Были выявлены статистически значимые различия показателей спирометрии, бодиплетизмографии, а также параметров дыхательного импеданса в двух группах, которые оценивали с помощью t-теста (см. табл. 3).
При корреляционном анализе по Спирмену в 1-й группе были выявлены умеренные прямые корреляционные зависимости показателей Rawобщ и Rawвыд с Rrs5, (Rrs5-Rrs20)/Rrs5, (Rrs5-Rrs20)/Rrs20, (Rrs5-Rrs20), deltaXrs5, АХ, fres, DXrs5, а также со степенью выраженности изменений параметров ИОМ (рис., изображение А).
Таким образом, у больных с вентиляционными нарушениями обструктивного типа среднетяжелой степени показатели бронхиального сопротивления дыхательных путей общего и на выдохе находились в умеренной прямой корреляционной зависимости с большинством изученных параметров ИОМ, за исключением Rrs20, который находился в обратной умеренной корреляционной зависимости с ОФВ1(см. рис., изображение Б).
Рис. Ранговая корреляция Спирмена
Примечание. Выявлены умеренные прямые корреляционные зависимости между традиционными показателями исследования функции внешнего дыхания — Rawобщ (А) и ОФВ1 (Б) и показателями импульсной осциллометрии — степенью выраженности изменений параметров ИОМ (А) и Rrs20 (Б).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При использовании классического алгоритма интерпретации показателей ИОМ среднетяжелая обструкция дыхательных путей, диагностированная с помощью традиционных методов исследования функции внешнего дыхания, была выявлена у 93% пациентов. Выраженность обструктивных вентиляционных нарушений по данным ИОМ не всегда совпадает с выраженностью нарушений, определяемых при помощи спирометрии: у 37% пациентов со среднетяжелой степенью обструкции дыхательных путей тяжесть выявленных с помощью ИОМ нарушений механики дыхания была более выражена.
Об авторах
Ольга Игоревна Савушкина
Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко
Автор, ответственный за переписку.
Email: olga-savushkina@yandex.ru
канд. биол. наук, заведующая отделением исследований функции внешнего дыхания Центра функционально-диагностических исследований
Россия, 105229, г. Москва, Госпитальная площадь, д.3Александр Владимирович Черняк
Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России
Email: achi2000@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2001-5504
SPIN-код: 9328-6440
канд. мед. наук, заведующий лабораторией функциональных и ультразвуковых методов исследования
Россия, 115682, г. Москва, Ореховый бульвар, д.28Евгений Владимирович Крюков
Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко
Email: evgeniy.md@mail.ru
SPIN-код: 3900-3441
докт. мед. наук, профессор, член-корреспондент РАН; начальник
Россия, 105229, г. Москва, Госпитальная площадь, д.3Андрей Алексеевич Зайцев
Главный военный клинический госпиталь имени академика Н.Н. Бурденко
Email: a-zaicev@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-0934-7313
SPIN-код: 6549-5154
докт. мед. наук, профессор, главный пульмонолог
Россия, 105229, г. Москва, Госпитальная площадь, д.3Жанна Константиновна Науменко
Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России
Email: naumenko_janna@mail.ru
SPIN-код: 7191-1758
канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональных и ультразвуковых методов исследования
Россия, 115682, г. Москва, Ореховый бульвар, д.28Алексей Романович Татарский
Научно-исследовательский институт пульмонологии Федерального медико-биологического агентства России
Email: aleksey.tatarsky@gmail.com
докт. мед. наук, профессор, руководитель образовательного центра
Россия, 115682, г. Москва, Ореховый бульвар, д.28Список литературы
- Каменева М.Ю., Савушкина О.И., Черняк А.В. Импульсная осциллометрия. В кн.: Легочные функциональные тесты: от теории к практике. Руководство для врачей. / Под ред. О.И. Савушкиной, А.В. Черняка. — М.; 2017. — С. 121–148. [Kameneva MYu, Savushkina OI, Chernyak AV. Impul’snaya ostsillometriya. In: Legochnye funktsional’nye testy: ot teorii k praktike. Rukovodstvo dlya vrachei. Ed by O.I. Savushkinа, A.V. Chernyak. Moscow: 2017. рр. 121–148. (In Russ).]
- Brashier B, Salvi S. Measuring lung function using sound waves: role of the forced oscillation technique and impulse oscillometry system. Breathe. 2015;11(1):57–65. doi: 10.1183/20734735.020514.
- Савушкина О.И., Черняк А.В., Каменева М.Ю., и др. Возможности импульсной осциллометрии в диагностике обструкции дыхательных путей легкой степени выраженности // Пульмонология. — 2018. — Т.28. — №4 — С. 391–398. [Savushkina OI, Chernyak AV, Kameneva MYu, et al. A role of impulse oscillometry for diagnosis of mild bronchial obstruction. Pul`monologiya. 2018;28(4):391–398. (In Russ).] doi: 10.18093/0869-0189-2018-28-4-391-398.
- Савушкина О.И., Черняк А.В., Каменева М.Ю., и др. Диагностика обструкции дыхательных путей умеренной степени выраженности методом импульсной осциллометрии // Медицинский алфавит. Серия «Современная функциональная диагностика». — 2018. — Т.3. — №25 — С. 40–44. [Savushkina OI, Cherniak AV, Kameneva MYu, et al. Diagnosis of airway obstruction of moderate severity by the method of pulsed oscillometry. Medical Alphabet. 2018;3(25):40–44. (In Russ).]
- Miller MR, Hankinson J, Brusasco V, et al.; ATS/ERS Task Force. Standardisation of spiro-metry. Eur Respir J. 2005;26(2):319–338. doi: 10.1183/09031936.05.00034805.
- Wanger J, Clausen JL, Coates A, et al. Standar-disation of the measurement of lung volumes. Eur Respir J. 2005;26(3):511–522. doi: 10.1183/09031936.05.00035005.
- Чучалин А.Г., Айсанов З.Р., Чикина С.Ю., и др. Федеральные клинические рекомендации Российского респираторного общества по использованию метода спирометрии // Пульмонология. — 2014. — №6 —С. 11–23. [Chuchalin AG, Aisanov ZR, Chikina SYu, et al. Federal’nye klinicheskie rekomendatsii Rossiiskogo respiratornogo obshchestva po ispol’zovaniyu metoda spirometrii. Pul`monologiya. 2014;(6):11–23. (In Russ).]
- Smith HJ, Reinhold P, Goldman MD. Forced oscillation technique and impulse oscillometry. Lung function testing: European Respiratory Society Monograph. Sheffield, England: European Respiratory Society; 2005. рр. 72–105.
- Руководство по клинической физиологии дыхания. / Под ред. Л.Л. Шика, Н.Н. Канаева. — Л.: Медицина; 1980. — 376 с. [Rukovodstvo po klinicheskoi fiziologii dykhaniya. Ed by L.L. Shik, N.N. Kanaev. Leningrad: Meditsina; 1980. 376 p. (In Russ).]
- Winkler J, Hagert-Winkler A, Wirtz H, Hoheisel G. [Modern impulse oscillometry in the spectrum of pulmonary function testing methods. (Article in German)]. Pneumologie. 2009;63(8):461–469. doi: 10.1055/s-0029-1214938.
- Pellegrino R, Viegi G, Brusasco V, et al. Interpretative strategies for lung function tests. Eur Respir J. 2005;26(5):948–968. doi: 10.1183/09031936.05.00035205.
Дополнительные файлы
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).