Импульсная осциллометрия в диагностике обструкции дыхательных путей среднетяжелой степени выраженности
Автор: Савушкина Ольга Игоревна, Черняк Александр Владимирович, Крюков Евгений Владимирович, Зайцев Андрей Алексеевич, Науменко Жанна Константиновна, Татарский Алексей Романович
Журнал: Клиническая практика @clinpractice
Рубрика: Оригинальные исследования
Статья в выпуске: 4 т.9, 2018 года.
Бесплатный доступ
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
Импульсная осциллометрия, обструкция, функции внешнего дыхания
Короткий адрес: https://sciup.org/143166565
IDR: 143166565 | DOI: 10.17816/clinpract9433-39
Текст научной статьи 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 (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 (Raw0.5, 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, 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).
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 — 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.
Список литературы Импульсная осциллометрия в диагностике обструкции дыхательных путей среднетяжелой степени выраженности
- Каменева МЮ, Савушкина ОИ, Черняк А.В. Импульсная осциллометрия. В. кн.: Легочные функциональные тесты: от теории к практике. Руководство для врачей./Под ред. ОИ Савушкиной, АВ Черняка. -М.; 2017 -С. 121-148.
- 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 ОИ, Черняк АВ, Каменева МЮ, и др. Возможности импульсной осциллометрии в диагностике обструкции дыхательных путей легкой степени выраженности//Пульмонология. -2018. -Т.28. -№ 4 -С. 391-398 DOI: 10.18093/0869-0189-2018-28-4-391-398
- Савушкина ОИ, Черняк АВ, Каменева МЮ, и др. Диагностика обструкции дыхательных путей умеренной степени выраженности методом импульсной осциллометрии//Медицинский алфавит. Серия «Современная функциональная диагностика». -2018. -Т3. -№ 25 -С. 40-44.
- Miller MR, Hankinson J., Brusasco V., et al.; ATS/ERS Task Force. Standardisation of spirometry. 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 АП, Айсанов ЗР, Чикина С.Ю., и др. Федеральные клинические рекомендации Российского респираторного общества по использованию метода спирометрии//Пульмонология. -2014. -№ 6 -С. 11-23.
- 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. ЛЛ Шика, НН Канаева. -Л.: Медицина; 1980. -376 с.
- Winkler J., Hagert-Winkler A., Wirtz H., Hoheisel G. 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