импульсная осциллометрия что это

Импульсная осциллометрия

1. Общие сведения

Современная пульмонология обладает целым арсеналом информативных, точных и достоверных функциональных проб, т.е. методов косвенной оценки состояния дыхательных путей посредством измерения различных характеристик дыхательного цикла (объем вдыхаемого воздуха, скорость потока на выдохе и пр.). Некоторые из этих методов предельно просты, другие требуют применения сложного, габаритного и дорогостоящего оборудования (например, бодиплетизмография).

Однако методология функциональной диагностики органов дыхания продолжает развиваться, и наиболее удачные новые разработки внедряются в повседневную клиническую практику достаточно быстро.

Метод импульсной осциллометрии (ИОМ) предложен сравнительно недавно, в 1981 г., но результаты многочисленных клинических исследований, опубликованные за истекшие десятилетия, позволяют считать этот диагностический подход достоверным и информативным. Его появление стало возможным благодаря стойкой тенденции к миниатюризации электронных и микропроцессорных технологий: компактность и удобство ИОМ (а также некоторых других аналогичных методов, например, бронхофонографии – метода спектрального анализа акустических шумов при дыхании) входит в число его неоспоримых достоинств.

2. Суть метода

Импульсная осциллометрия подразумевает измерение общего сопротивления дыхательной системы поступающему воздушному потоку. С этой целью подается воздушный поток непостоянного (импульсного, осциллирующего) давления – проще говоря, воздух поступает порциями с частотой от 5 до 35 раз в секунду, что значительно выше привычной для человека частоты дыхания. Учитывается и вычисляется ряд параметров, которые даже по названиям создают прямую аналогию с электротехникой и механикой: дыхательный импеданс (конечный, искомый показатель), реактанс, фрикционное сопротивление (обусловленное трением), эластичное и инерционное сопротивление (легочных тканей, воздуховодных путей, грудной клетки, самого воздушного потока). Результаты отражаются графически и позволяют в статике и динамике оценивать функциональное состояние бронхиального древа и всей дыхательной системы в целом.

3. Показания

Метод ИОМ предназначен для измерения общего сопротивления дыхательной системы воздушному потоку, оценки проходимости бронхов, выявления преимущественной локализации анатомических аномалий и деформаций, дифференциальной диагностики рестриктивных и обструктивных проблем. Все это имеет большое значение в диагностике любых бронхообструктивных заболеваний, т.е. таких патологических процессов и состояний, при которых по тем или иным причинам сужается воздуховодный просвет. Кроме того, характер процедуры (см.ниже) и неограниченная возможность повторной диагностики делают ИОМ незаменимым методом оценки динамики и терапевтической эффективности назначаемого лечения, а также позволяют применять его в группах риска (беременные женщины, пожилые люди, ослабленные пациенты, лица с обострениями тяжелых коморбидных заболеваний и пр.), в широкомасштабных скрининговых обследованиях населения и в медико-статистических исследованиях. Итоговая информация отличается полнотой и наглядностью: «на выходе» врач получает значительный объем ценного численного и графического материала, представленного на экране компьютера, доступного распечатке, последующему анализу, сопоставлению с другими данными и т.д.

4. Процедура

В отличие от многих аналогичных методов, которые при той же (или даже меньшей) информативности являются для пациента изнурительными и сложными, импульсная осциллометрия уникальна по простоте и скорости выполнения. От пациента требуется, фактически, лишь одно: дышать, причем дышать не в каких-либо замысловатых режимах и темпах, а с самой обычной частотой и привычной для него интенсивностью. Все остальное, в том числе математические вычисления и представление результатов, делается автоматически. Каких-либо болевых или иных дискомфортных ощущений ИОМ не вызывает, что и делает ее применимой в самых разных ситуациях и выборках.

Продолжительность исследования не превышает одной минуты.

Источник

ВОЗМОЖНОСТИ ИМПУЛЬСНОЙ ОСЦИЛЛОМЕТРИИ В ДИАГНОСТИКЕ РЕСТРИКТИВНОГО ВАРИАНТА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ НАРУШЕНИЙ

1 ORCID: 0000-0001-6550-817Х, Кандидат медицинских наук, ФГБУ «Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии» Минздрава России, 2 ORCID: 0000-0003-3832-8485, Доктор медицинских наук, ФГБОУ ВО “Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова” Минздрава России, 3 ORCID: 0000-0001-9064-1554, Кандидат медицинских наук, ФГБОУ ВО “Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова” Минздрава России

ВОЗМОЖНОСТИ ИМПУЛЬСНОЙ ОСЦИЛЛОМЕТРИИ В ДИАГНОСТИКЕ РЕСТРИКТИВНОГО ВАРИАНТА ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ НАРУШЕНИЙ

Аннотация

С целью оценить возможности импульсной осциллометрии (ИО) в диагностике рестриктивных нарушений механики дыхания было обследовано 57 пациентов с идиопатическими интерстициальными пневмониями (ИИП). Параметры ИО сопоставляли с данными спирометрии, бодиплетизмографии и результатами исследования эластических свойств легких. У больных ИИП было выявлено увеличение резонансной частоты (RF) и снижение реактивного компонента дыхательного импеданса (Xrs). Выраженность этих изменений нарастала по мере снижения общей емкости легких (ОЕЛ) и увеличения эластической отдачи легких. Метод может быть полезен в диагностике нарушений механики дыхания у пациентов, которые не могут выполнять форсированные дыхательные маневры.

Ключевые слова: идиопатические интерстициальные пневмонии, легочные функциональные тесты, импульсная осциллометрия, механика дыхания, рестриктивный вариант вентиляционных нарушений.

1 ORCID: 0000-0001-6550-817Х, MD, Saint-Petersburg State Research Institute of Phthisiopulmonology of the Ministry of Healthcare of the Russian Federation, 2 ORCID: 0000-0003-3832-8485, MD, First Saint-Petersburg Pavlov State Medical University, 3 ORCID: 0000-0001-9064-1554, MD, First Saint-Petersburg Pavlov State Medical University

POSSIBILITIES OF PULSED OSCILLOMETRY IN DIAGNOSTICS OF A RESTRICTIVE VERSION OF VENTILATION DISORDERS

Abstract

57 patients with idiopathic interstitial pneumonia (IIP) were examined in order to assess pulsed oscillometry (PO) in the diagnosis of restrictive disorders of respiratory mechanics. IIP parameters were compared with spirometry, body plethysmography and the results of the study of elastic properties of the lungs. Patients with IIP had increased resonant frequency (RF) and decreased reactive component of the respiratory impedance (Xrs). The severity of these changes grew as the total lung capacity (TLC) declined while the elastic recoil of the lungs increased. The method can be useful in diagnosing the violations of respiratory mechanics among patients who cannot perform forced respiratory maneuvers.

Keywords: idiopathic interstitial pneumonia, pulmonary functional tests, pulse oscillometry, respiratory mechanics, restrictive version of ventilation disorders.

Импульсная осциллометрия (ИО) — это современная модификация метода форсированных осцилляций (МФО). МФО интересен тем, что позволяет получить объективную информацию о состоянии механических свойств аппарата вентиляции неинвазивным путем при спокойном дыхании пациентов. Принцип метода заключается в анализе частотного ответа аппарата вентиляции в условиях, когда внешний генератор создает колебания воздуха в дыхательных путях человека с частотой, существенно превышающей таковую при спонтанном дыхании [1]. Возможности метода наиболее подробно изучены у больных с обструктивной патологией органов дыхания. Рестриктивный вариант нарушений, характерный для многих относительно редко встречающихся заболеваний легких, входящих в группу идиопатических интерстициальных пневмоний (ИИП), в осцилляторной механике изучен недостаточно. В большинстве опубликованных работ показатели осцилляторной механики сравнивались с параметрами форсированного выдоха, анализ их взаимосвязи с легочными объемами и эластическими свойствами легких представлен в единичных исследованиях, причем на очень малом числе наблюдений [2, 3]. В последние годы заболеваемость ИИП растет и в настоящее время на их долю приходится 10 – 15% всех заболеваний легких. Одним из наиболее распространенных и неблагоприятных в плане прогноза заболеваний из группы ИЗЛ является идиопатический легочный фиброз (ИЛФ) и неспецифическая интерстициальная пневмония (НСИП). Своеобразный патологический процесс при ИЛФ приводит к формированию интерстициального фиброза, развитию прогрессирующей дыхательной недостаточности и, в конечном итоге, к гибели больного [4]. Раннее распознавание болезни позволяет не только продлить больным жизнь, но и существенно повысить ее качество.

Современный протокол обследования пациента с подозрением на ИИП предусматривает обязательное включение методов функциональной диагностики внешнего дыхания для выявления нарушений вентиляции и газообмена, использование которых во многом ограничивается тем обстоятельством, что для их успешного проведения пациент должен активно сотрудничать с врачом. Невозможность в силу различных причин выполнить требуемые дыхательные маневры ограничивает использование спирометрии и бодиплетизмографии у целого ряда пациентов, поэтому чрезвычайно важной задачей является изучение возможностей использования так называемых «пассивных», то есть позволяющих осуществлять измерения при спокойном дыхании, методов диагностики вентиляционных нарушений, одним из которых является ИО.

Цель исследования — изучить возможность использования импульсной осциллометрии в диагностике рестриктивного типа нарушений механических свойств легких у больных ИИП.

Материалы и методы. Было обследовано 57 больных с хроническим течением ИИП (32 – с НСИП, 25 – с ИПФ), из них 37 женщин и 20 мужчин в возрасте от 20 до 70 лет (средний возраст 47 ± 2 года). У 12 больных (21%) диагноз подтвержден гистологическим исследованием легочной ткани, полученной во время видеоторакоскопии. В остальных случаях (79%) диагноз был установлен на основании типичных клинических, рентгенологических и лабораторных данных согласно рекомендациям ATS/ERS [5, 6]. Основными жалобами больных были одышка инспираторного характера и затрудненный вдох. При аускультации у большинства больных выслушивалось ослабленное везикулярное дыхание (56%) с феноменами крепитации (54%) и своеобразного «попискивания» (19%). На компьютерных томограммах органов грудной клетки в большинстве случаев (84%) выявило ретикулярные изменения, «сотовое легкое» (54%), «матовое стекло» (4%), а также, уменьшение объема легких (21%), высокое стояние диафрагмы (33%).

Для сопоставления показателей импульсной осциллометрии со стандартными параметрами механики дыхания всем больным на установке “MasterLab” (VIASYS Healthcare, Германия) было проведено комплексное функциональное исследование внешнего дыхания (КФИВД), включавшее следующие методы: спирометрию, общую плетизмографию и определение эластических свойств легких с помощью пищеводного зонда.

Результаты легочных функциональных тесов соотносили с должными величинами, предложенными Европейским сообществом угля и стали [7], интерпретировали соответственно рекомендациям, изложенным в руководстве “Интерстициальные заболевания легких” [8, С. 58].

Импульсная осциллометрия выполнялась по стандартному протоколу на приборе “MasterScreen IOS” (VIASYS Healthcare, Германия). В ходе исследования анализировались следующие параметры: резонансную частоту (RF), дыхательный импеданс при частоте осцилляций 5 Гц (Zrs), фрикционное сопротивление или резистанс (Rrs) и мнимый компонент дыхательного импеданса или реактанс (Xrs) при частотах 5, 10, 15, 20, 25 и 35 Гц. Zrs и Rrs выражали в процентах должных величин. Сдвиг реактанса при частоте осцилляций 5 Гц (Х5) оценивали по формуле:

ΔX5 = |X5 – X5 должная|

Резистанс при частоте 5 ГЦ (R5) отражает общее фрикционное сопротивление дыхательных путей, а при частоте 20 ГЦ (R20) — только их центральных отделов, поэтому для численного выражения неравномерности фрикционного сопротивления рассчитывали его частотную зависимость по формуле:

В качестве должных величин показателей импульсной осциллометрии были выбраны нормативы E. Vogel и H. Smidt [9]. Для оценки отклонения параметров от нормальных значений использовали критерии, предложенные Л. Д. Кирюхиной с соавт. [10].

Результаты и обсуждение. По результатам КФИВД, представленным в таблице 1, у больных ИИП наблюдалось типичное для рестриктивного варианта нарушений механики дыхания снижение статических легочных объемов со снижением растяжимости и увеличением эластической тяги легких без признаков бронхиальной обструкции. В среднем по группе снижение общей емкости легких (ОЕЛ), жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и остаточного объема легких (ООЛ) было умеренным. Уменьшение объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ₁) соответствовало степени изменения ЖЕЛ. Другие параметры, характеризующие проходимость дыхательных путей (ДП) — отношение ОФВ₁ к форсированной жизненной емкости легких выдоха (ОФВ₁ / ФЖЕЛ), средняя объемная скорость выдоха между выдохом 25 и 75% ФЖЕЛ (СОС_25-75) и бронхиальное сопротивление (R_aw) находились в пределах нормальных значений. Существенно были изменены показатели, определяемые эластическими свойствами легочной ткани: динамическая растяжимость легких (CL) — значительно снижена, а индекс ретракции, отражающий эластическую тягу легких (CR) — резко увеличен. Наибольшую чувствительность продемонстрировал CR, который был повышен у всех больных, уменьшение CL наблюдалось значительно реже (0,68).

Таблица 1 – Показатели КФИВД у больных ИИП (n=57)

Анализ данных ИО у больных ИИП (табл. 2) показал, что фрикционное сопротивление на всем частотном диапазоне и ЧЗ Rrs, отражающие состояние проходимости ДП, в среднем по группе не превысили границ нормальных значений. Характер распределения Xrs по частотам соответствовал ранее выявленным изменениям у больных с умеренными нарушениями проходимости (НП) ДП: резонансная частота умеренно смещалась в область более высоких частот, снижение реактивного сопротивления при частоте 5 Гц сопровождалось умеренным увеличением DX5, а реактивное сопротивление при частоте 35 Гц (Х35) оставалось в пределах нормы [11]. В среднем по группе интегральный параметр Zrs был в границах нормы.

Таблица 2 – Параметры ИО у больных ИИП (n=57)

Таким образом, у больных с рестриктивным типом нарушений механики дыхания в большей степени изменялось реактивное сопротивление. Отклонения Xrs проявлялись сдвигом RF в область высоких частот, снижением величины Xrs, преимущественно на низких частотах, при сохранении нормальной величины Х35. Само по себе увеличение резонансной частоты не является специфичным для рестриктивного типа нарушений, аналогичные изменения регистрируются и у больных с обструкцией дыхательных путей. Различие состоит в том, что при обструктивной патологии причиной сдвига является снижение иннерционного сопротивления из-за уменьшения объем воздуха, перемещаемого по суженным воздухоносным путям, а у больных ИИП аналогичный сдвиг обусловлен нарастанием эластического сопротивления за счет измененной легочной ткани. Это подтверждается выявленной при корреляционном анализе сильной положительной зависимостью резонансной частоты от индекса ретракции и ее значительной отрицательной зависимостью от растяжимости легочной ткани. Также была обнаружена значительная зависимость нарастания дыхательного импеданса и снижения реактивного сопротивления от увеличения эластической тяги легких и снижения легочной растяжимости.

По мере прогрессирования рестриктивных нарушений происходило и увеличение дыхательного импеданса Zrs, преимущественно за счет реактивного компонента Xrs. Фрикиционное сопротивление Rrs оставалось в пределах нормы и не продемонстрировало значимой частотной зависимости. Однако следует отметить, что при выраженном уменьшении ОЕЛ ( Ключевые слова

Источник