Возможности импульсной осциллометрии в диагностике рестриктивного варианта вентиляционных нарушений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Возможности импульсной осциллометрии в диагностике рестриктивного варианта вентиляционных нарушений

Кирюхина Л.Д.

Каменева М.Ю.

Новикова Л.Н.

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.

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:

ДX5 = |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:

ЧЗ Rrs = R5 - R20

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. рестриктивный дыхание идиопатический пневмония

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)

При корреляционном анализе была обнаружена значимая взаимосвязь между показателями ИО и параметрами легочной механики (табл. 3). Так, увеличение резонансной частоты находилось в сильной зависимости от повышения индекса ретракции, а сдвиг реактивного сопротивления при частоте 5 Гц в сильной степени зависел от снижения ОЕЛ и ЖЕЛ. Фрикционное сопротивление при частоте 5 Гц и ЧЗ Rrs умеренно нарастали по мере уменьшения статических легочных объемов, снижения растяжимости легочной ткани и повышения эластической тяги легких. Достоверной связи между изменениями статических легочных объемов, эластических свойств легких и фрикционного сопротивления при частоте 20 Гц не было выявлено.

Таблица 3 - Достоверные коэффициенты корреляции показателей КФИВД и параметров ИО у больных ИИП (n=57)

Для последующей оценки полученных данных пациенты были разделены на четыре группы (табл. 4): 1-я -- ОЕЛ в пределах нормы (> 80 % должной); 2-я -- умеренное снижение ОЕЛ (80 - 66 % должной); 3-я -- значительное снижение ОЕЛ (65 - 51 % должной) и 4-я -- с резким ее снижением (Ј 50 % должной). В анализируемых группах по мере снижения ОЕЛ отмечалось и уменьшение составляющих ее ЖЕЛ и ООЛ, при этом доля ООЛ в структуре ОЕЛ (ООЛ / ОЕЛ) оставалась в пределах нормы, несмотря на некоторое ее увеличение по мере нарастания выраженности рестриктивных изменений. Уменьшение абсолютных значений ОФВ₁ и скоростных показателей соответствовало степени снижения ОЕЛ и ЖЕЛ, что подтверждалось значениями индекса Генслера (ОФВ₁ / ФЖЕЛ). Нормальные величины бронхиального сопротивления были характерны для больных с неизмененной или умеренно сниженной ОЕЛ, повышенние R_aw регистрировалось у больных со значительным сокращением ОЕЛ (менее 65 % от должной). Индекс ретракции был увеличен во всех наблюдениях, причем обращало на себя внимание его выраженное нарастание от группы к группе. Растяжимость легочной ткани у больных 1-й группы была нормальной, а в остальных случаях она уменьшилась. Существенное повышение эластической отдачи легких и снижение растяжимости указывали на выраженное изменение эластических свойств легких.

Таблица 4 - Показатели КФИВД у больных ИИП в зависимости от величины ОЕЛ (% должной, M ± m)

При сопоставлении изменений ОЕЛ и показателей ИО (табл. 5) было выявлено, что по мере уменьшения ОЕЛ имело место значимое увеличение общего дыхательного импеданса, снижение Х5 и нарастание резонансной частоты при минимальном отклонении Х35. Фрикционное сопротивление несколько повышалось, оставаясь при этом в диапазоне нормальных значений. Следует отметить, что при выраженном уменьшении ОЕЛ (< 65 % должной) появлялась умеренная частотная зависимость Rrs, статистически достоверно отличимая от ее величин в других группаx (р < 0.05). Эти результаты согласуются с данными, полученными J. A. Van Noord [3], который при изучении параметров МФО у группы больных с интерстициальными заболеваниями легких обнаружил, что у пациентов с ОЕЛ меньше 80 % должной снижалось только Xrs, особенно на низких частотах, а увеличение Rrs в том же частотном диапазоне наблюдалось при ОЕЛ менее 50 % должной, причем с отрицательной частотной зависимостью. В целом, динамика параметров ИО соответствовала степени прогрессирования ограничительных нарушений.

Таблица 5 - Показатели ИО у больных ИИП в зависимости от величины ОЕЛ (% должной, M ± m)

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 (< 65 % должной) регистрировалось незначительное увеличение Rrs со статистически достоверным умеренным нарастанием его частотной зависимости. Эти изменения были обусловлены ухудшением проходимости периферических ДП и, по всей вероятности, были связаны с грубым нарушением архитектоники легочной ткани и облитерацией бронхиол, возникшей на фоне формирования “сотового” легкого [12, 13].

Выводы:

1. Для рестриктивного варианта нарушений механики дыхания характерно снижение реактивного компонента дыхательного импеданса на низких частотах (Х5) и увеличение резонансной частоты.

2. Смещение резонансной частоты в область высоких частот у больных с рестриктивными нарушениями обусловлено увеличением эластического сопротивления легочной ткани, что подтверждается сильной положительной зависимостью резонансной частоты от индекса ретракции и значительной отрицательной зависимостью от растяжимости легочной ткани.

3. Степень изменений параметров импульсной осциллометрии отражает выраженность рестриктивных нарушений механических свойств аппарата вентиляции.

Список литературы / References

1. Navajas D. Oscillation mechanics / D. Navajas, R. Farre // European Respiratory Monograph. - 1999. - Vol. 12. - P. 112-140.

2. КлементР.Ф. Diagnostika narushenij mekhaniki dyhaniya u bol'nyh disseminirovannymi legochnymi processami s pomoshch'yu metoda forsirovannyh oscillyacij / Р.Ф.Клемент, Н.А.Зильбер // Проблемытуберкулеза. - 1982. - № 2. - С. 20-24.

3. Van Noord J.A. Total respiratory resistance and reactance in patients with diffuse interstitial lung disease / J.A.Van Noord, J. Clйment, M.Cauberghs et al // Eur. Respir. J. - 1989. - Vol. 2. - P. 846-852.

4. Интерстициальные и орфанные заболевания легких. Библиотека врача-специалиста. / Под ред. ИльковичаМ.М. // М.: Издательская группа ГЭОТАР-Медиа. - 2016. - 560с.

5. ATS/ERS/JRS/ALAT Committee on Idiopathic Pulmonary Fibrosis. An official ATS/ERS/JRS/ALAT statement: idiopathic pulmonary fibrosis; evidence-based guidelines for diagnosis and management. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2011. - Vol. 183. - P. 788-824.

6. ATS/ERS Committee on Idiopathic Interstitial Pneumonias. An official American Thoracic Society/European Respiratory Society statement: update of the international multidisciplinary classification of the idiopathic interstitial pneumonias. // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2013. - Vol. 188. - 733-748.

7. European Community for Steel and Coal: standardised lung function testing // Eur. Respir. J. - 1993. - Vol. 6. - Suppl.16.- P. 5-40.

8. Интерстициальные заболевания легких: Рук-во для врачей. Под ред. М.М. Ильковича, А.Н.Кокосова. - СПб.:Нордмед-издат, 2005. - С. 58.

9. Vogel J. Impulse oscillometry: analysis of lung mechanics in general practice and the clinic, epidemiological and experimental research / J.Vogel J., U.Smidt - Frankfurt am Main: pmi Verlagsgruppe, 1994. - P. 149-160.

10. Кирюхина Л.Д., Лаврушин А.А., Аганезова Е.С. Критерии отклонения от нормы некоторых параметров импульсной осциллометрии / Л.Д.Кирюхина, А.А.Лаврушин, Е.С.Аганезова // Пульмонология. - 2004. - № 5. - С. 41-44.

11. Кирюхина Л.Д. Диагностика нарушений механики дыхания у больных с хроническими обструктивными заболеваниями легких с помощью импульсной осциллометрии / Л.Д.Кирюхина Л.Д., Е.С.Аганезова, М.Ю.Каменева, Н.Г.Яковлева // Болезни органов дыхания. - 2005. - № 2. - С. 9-13.

12. Finucane K.E. Mechanical properties of the lung in diffuse interstitial lung disease / K.E.Finucane, M.G.Prichard // Austr. N. Z. J. Med. - 1984. - Vol. 6. - Suppl. 3. - P. 755-761.

13. Gibson G.J. Interstitial lung diseases: pathophysiology and respiratory function / G.J.Gibson // Eur. Respir. Mon. - 2000. - Vol. 5. - P. 15-28.

Размещено на Allbest.ru