Импульсная осциллометрия в диагностике обструкции дыхательных путей среднетяжелой степени выраженности

(For citation: Savushkina OI, Chernyak AV, Kryukov EV, Zaytsev AA, Naumenko ZhK, Tatarsky AR. Impulse Oscillometry in the Diagnosis of Moderately Severe Airway Obstruction. Journal of Clinical Practice. 2018;9(4):33–39. doi: –39)

2niR клиническая

S поактика

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. M u ller 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 (СОС_25–75);

• •    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 (Raw_общ), бронхиального сопротивления на выдохе (Raw_выд), бронхиального сопротивления на вдохе (Raw_вд), бронхиального сопротивления между потоками 0,5 л/с на вдохе и выдохе (Raw_0.5, 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 соответствен-

• но); 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 распре- деления 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

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

Распределение пациентов первой группы по диагнозам

Распределение пациентов второй группы по диагнозам

Показатели механики дыхания и импульсной осциллометрии

Таблица 2

	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

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

клиническаяьщя О с. КТ 1/1К сtom9n»

ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ представленных данных показал, что у больных с вентиляционными нарушениями обструктивного типа среднетяжелой степени достоверно снижены показатели ОФВ₁/ ЖЕЛ, ОФВ₁/ФЖЕЛ, ОФВ₁, ФЖЕЛ, СОС_25–75, повышены — ООЛ и ООЛ/ОЕЛ. Кроме того, увеличены показатели бронхиального сопротивления: Raw_общ ― резко, Raw_выд ― значительно, Raw_вд и Raw_0.5 ― 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 f_res. 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).

Таблица 3 (окончание)

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».

Рис. Ранговая корреляция Спирмена

Примечание. Выявлены умеренные прямые корреляционные зависимости между традиционными показателями исследования функции внешнего дыхания — Raw_общ (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.