Заболеваниях легких

Вид материала

Автореферат

Содержание Критерии включения Критерии исключения Методы исследования Условия исследования Чрескожная электростимуляция диафрагмы Восприятие одышки. Респираторный эффект. Паттерны дыхания. Показатели биомеханики дыхания. Показатели биомеханического гомеостазиса АВД. Вентиляторные типы. Психофизиологическое исследование. Экспериментальное исследование Условия исследования животных Первый этап Методы исследования Оборудование для проведения исследования. Исследуемые показатели. Показатели уровня сложности и относительной организации системы АВД Полученные результаты ... Полное содержание

Подобный материал:

• Лфк при лёгочных заболеваниях, 11.47kb.
• В. С. Волков // Воен мед журн. 2007. N c. 20-22, 50.8kb.
• Общие сведения и классификация легких бетонов, 252.54kb.
• Руководство по туберкулезу, М. 1999 г. Помельцев, 98.78kb.
• Мониторинг альвеолярного давления при высокочастотной струйной вентиляции легких, 175.46kb.
• Гнойные заболевания легких и плевры, 175.83kb.
• Питание при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, 1773.01kb.
• Пневмопати и, 57.44kb.
• Хроническая обструктивная болезнь легких тяжелого течения: отдаленные результаты хирургической, 448.64kb.
• Лечение отека легких лечение отека легких у больных с нормальным или пониженным, 73.95kb.

Критерии включения

1. Здоровые лица - информированное согласие; некурящие; практически здоровые; лица мужского и женского пола; возраст 17-60 лет; отсутствие при обследовании признаков заболеваний бронхолегочной, сердечно-сосудистой системы.

2. Больные бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких и внебольничной пневмонией – информированное согласие; верифицированный диагноз в соответствии с МКБ-10; течение болезни легкой и средней степени тяжести; заболевание в фазе затухающего обострения; недостаточность внешнего дыхания I-II степени; возраст 17-65 лет.

Критерии исключения

1. Здоровые лица – отказ от исследования; курение; возраст меньше
17 лет и больше 60 лет; наличие признаков заболеваний бронхолегочной, сердечно-сосудистой системы при обследовании.

2. Больные бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких и внебольничной пневмонией – отказ от исследования; тяжелое течение болезни; недостаточность внешнего дыхания III степени; фаза обострения заболевания; младше 17 лет и старше 65 лет; сопутствующее заболевание, обуславливающее тяжесть состояния на период обследования.


Методы исследования

Методы исследования лиц 1-й, 2-й и 3-й групп включали: оценку выраженности клинических синдромов, восприятия одышки, респираторного эффекта; функциональное исследование АВД (спирография, кривая поток-объем, общая плетизмография, интегральная биомеханика дыхания), психофизиологическое обследование (тесты ЛОБИ, Айзенка); респираторную терапию (однократное воздействие и курс ЧЭСД, ингаляции беродуала).

Оборудование. Общая плетизмография тела выполнялась при помощи плетизмопрессографа постоянного объёма у лиц 1-й, 2-й, 3-й (Медфизприбор, Россия) и 4-й (Erich Jaeger, Германия) групп. Спирография, кривая поток-объем, биомеханика дыхания (кривые дыхательного объема, транспульмонального и трансреспираторнодиафрагмального давления)
во всех группах проводилась при помощи пневмотахографа с интегратором (Медфизприбор, Россия). Внутрипищеводное и внутрижелудочное давление, определялось при помощи специального пищеводного зонда (Медфизприбор, Россия). Пневмотахограмму спокойного дыхания с прерыванием воздушного потока на 0,5 с в фазу вдоха и выдоха, а также альвеолярное давление, определяемое в начале периода прерывания воздушного потока в фазу вдоха и выдоха, регистрировали у лиц 4-й гр. на оригинальной установке, состоящей из стандартных компонентов серийного производства, предназначенных для исследования биомеханики дыхания (Медфизприбор, Россия): два дифференциальных электрических датчика давления ПМД-1000; пневмотахографическая трубка Вотчала от пневмотахометра ПТ-2
со специально подобранной пластиковой диафрагмой, стабилизирующей скорость воздушного потока при спокойном дыхании; автоматический прерыватель воздушного потока в фазу вдоха и выдоха в течение 0,5 с; малоинерционный, прямопишущий многоканальный регистратор Н3021-3.

Условия исследования. Все исследования проводились по общепринятым правилам в утренние часы, натощак. Больным БА и ХОБЛ за сутки до начала исследования отменяли бронхолитические препараты. В 1 гр. проводили разовое исследование однократного применения ЧЭСД, во 2 гр. и 3 гр. – разовые исследования в начале курса ЧЭСД и в конце его; в 4 гр. – однократное исследование вентиляционной функции АВД. Перед сеансом ЧЭСД исследуемых лиц тщательно инструктировали. Исследование биомеханики дыхания проводилось в положении сидя до сеанса ЧЭСД
и через 5 минут после него. В 1-й группе исследования проводили до и после сеанса ЧЭСД (два исследования), во 2-й и 3-й группах – в начале и в конце курса – до и после сеанса ЧЭСД (по четыре исследования в каждой группе). Проводили изучение следующих параметров.

Исследование биомеханики дыхания проводили в положениях обследуемого сидя и лежа до процедуры ЧЭСД, лёжа во время сеанса ЧЭСД
и сразу после него; в положении сидя после сеанса ЧЭСД. Одновременно регистрировали кривые дыхательного объема, пневмотахограммы, транспульмонального или трансреспираторнодиафрагмального давления. Исследование проводили до, во время и после сеанса ЧЭСД.

Лёгочные объёмы и показатели вентиляции приводились к условиям BTPS. Должные величины показателей вентиляционной функции легких рассчитывались по формулам Клемента Р.Ф. с соавт., 1986. Размерность показателей функционального исследования АВД в настоящей работе приводится в Международной системе (СИ) единиц измерения.

Чрескожная электростимуляция диафрагмы. Этот метод респираторной терапии применялся в качестве возмущающего физиологического электромеханического воздействия на АВД физиологического характера, поскольку, согласно данным производителя прибора, электрические сигналы, вырабатываемые электростимулятором, полностью соответствуют частотным, амплитудным и временным характеристикам эфферентных импульсов, поступающим по нервным волокнам в дыхательную мускулатуру из ЦНС.

Проведение сеансов ЧЭСД осуществлялось при помощи электростимулятора серийного производства ЭСД-2П (Чебоксарский электроаппаратный завод, Россия) в соответствии с методическими рекомендациями (Приймак А.А. соавт., 1983; Манакова Е.Ю. и соавт., 1986). Сеансы ЧЭСД проводились пациентам в горизонтальном положении на спине. Продолжительность каждого сеанса ЧЭСД составляла 30 минут. Исследуемым 1 гр. проводился разовый сеанс ЧЭСД, 2-й и 3 гр. – курс в 10-15 сеансов, поскольку курсовое применение ЧЭСД показано в качестве метода респираторной терапии больным с патологией органов дыхания, сопровождающейся острой и хронической дыхательной недостаточностью.

Беродуал. После окончания исследования биомеханики АВД, проведенного после сеанса ЧЭСД, все исследуемые лица в положении сидя получали 4 ингаляционные дозы (высшая разовая терапевтическая доза) препарата беродуал во время глубокого вдоха с последующей задержкой дыхания на 5-10 секунд и медленным выдохом, с интервалами между ингаляциями в 1 минуту.


Исследуемые показатели в группе здоровых лиц (1-я гр.),
больных БА (2-я гр.) и ХОБЛ (3-я гр.)

Клинические синдромы. Выраженность астенического, бронхитического
и динамического бронхообструктивного синдромов в баллах определялась
у пациентов 2-й и 3 гр. перед началом курса ЧЭСД и после него. Дренажная функция бронхов оценивалась после сеанса ЧЭСД и ингаляций беродуала.

Восприятие одышки. Количественная оценка выраженности одышки
у больных 2-й и 3 гр. проводилась по визуальной аналоговой шкале в баллах. Регистрацию одышки проводили перед сеансом ЧЭСД, во время его, после его окончания и ингаляций беродуала.

Респираторный эффект. Под ним подразумевается направленность изменения восприятия дыхания в результате применения ЧЭСД, которая оценивалась в баллах по алгоритму, учитывающему динамику восприятия дыхания на этапах исследования: до сеанса ЧЭСД, во время и после него.

Паттерны дыхания. Эти показатели рассчитывались на уровне минутного объема дыхания (МОД) и максимальной вентиляции легких (МВЛ) – продолжительность фазы вдоха Тi, выдоха Тe, дыхательного цикла Тt, с; индекс инспираторной активности (IA=Тi/Тt), дыхательный объем Vt, л; скорость вдоха Vi, выдоха Ve, л∙с^–1; частоту дыхания в минуту F, мин^–1; минутный объем дыхания V, л∙мин^–1, индекс напряжения. По максимальному времени задержки дыхания после спокойного выдоха Тex, с определяли время наступления непре­одолимого дыхательного позыва (императивный стимул дыхания), характеризу­ющего активность центрального инспираторного механизма дыхательного центра.

Показатели биомеханики дыхания. Исследование биомеханики дыхания включало оценку минутного объема дыхания V, л∙мин^–1, максимальной вентиляции легких Vm л∙мин^–1, жизненной емкости легких ЖЕЛ, л; ЖЕЛ, %; показателей форсированного выдоха (ФЖЕЛ, л; ФЖЕЛ, %; ОФВ₁, л; ОФВ₁/ФЖЕЛ, %; индекс Тиффно, ИТ, %); петли поток-объем выдоха (ПОС, МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, л∙с^–1) и вдоха (ПОСвд, МОСвд₇₅, МОСвд₅₀, МОСвд₂₅, л∙с^–1); статическую растяжимость легких (Cst, л∙кПа^–1), коэффициент ретракции (Кr, кПа∙л^–1); неэластическое сопротивление легких – аэродинамическое (Raw; кПа∙л^–1∙с), бронхиальное на вдохе и выдохе (Rin, кПа∙л^–1∙с; Rex, кПа∙л^–1∙с), удельную бронхиальную проходимость (SGоол); общую, удельную работу дыхания и эластическую фракцию на уровне МОД, (Аt, кгм∙мин^–1; Аp, кгм∙л^–1, Аe, кгм∙мин^–1) и МВЛ (Аtm, кгм∙мин^–1; Аpm, кгм∙л^–1, Аem, кгм∙мин^–1); показатели транспульмонального (ТПД)
и трансреспираторнодиафрагмального (ТРД) давления при спокойном дыхании (Ptp, Pd) и максимальном вдохе (Ttp, Td, кПа);

Показатели биомеханического гомеостазиса АВД. Показатели биомеханики дыхания АВД были разделены на 5 групп, характеризующие общепринятые и оригинальные интегральные показатели биомеханики дыхания, эластические и неэластические свойства легких и грудной клетки, внутрилегочный гистерезис, давление, воздействующее
на поверхность легких.

1. Интегральные показатели биомеханики дыхания. Показатели этой группы позволили обобщить динамику (часто разнонаправленную) простых показателей биомеханики дыхания. Были выделены интегральные показатели дискретных величин, непрерывных функций и комбинированные. Интегральные показатели дискретных величин позволяют по значениям конечных точек (минимум и максимум) и резерву (разнице этих значений) оценить структуру общей емкости легких; вентиляцию легких
и энергетические затраты на нее; эффективность и силу работы дыхательной мускулатуры. Увеличение в динамике значения интегрального показателя
(за счет увеличения максимума и резерва с уменьшением минимума) расценивается как возрастание эффективности изучаемой функции АВД, уменьшение – как снижение. Интегральные показатели общепринятые: ЖЕЛ, л; емкость вдоха ЕВ, л; объем форсированного выдоха за первую секунду ОФВ₁, л; бронхиальное сопротивление (Raw), кПа∙л^–1∙с; постоянная времени фактическая, рассчитанной по кривой ФЖЕЛ (τ_a), с, расчитанная (τ_p=Cs∙Raw), с
и их отношение (τ_a/τ_p), б/р. Оригинальные: показатель объема ПО, л, вентиляции легких ПВ, л∙мин^–1, энергозатрат дыхательной мускулатуры
по преодолению внутригрудного сопротивления ЭП, кгм∙мин^–1, эффективности вентиляции легких ПЭВ, кгм∙л^–1, напряжения работы дыхательной мускулатуры IPT, кгм∙л^–1, развиваемой силы дыхательной мускулатуры грудной клетки IPFT и диафрагмы IPFD, кПа.

2. Эластические свойства оценивали по работе, затрачиваемой дыхательными мышцами на преодоление эластического сопротивления легких в одном дыхательном цикле на вдохе на уровне МОД (Aec) и МВЛ (Aecm), кгм; статической растяжимости легких (Cs), л∙кПа^–1 на уровне дыхательного объема во время прерывания воздушного потока при медленном вдохе, динамической растяжимости легких на уровне МОД (Cd)
и МВЛ (Cdm), л∙кПа^–1; коэффициенту ретракции (Kr), кПа∙л∙^–1; оригинальному интегральному показателю растяжимости легких IPC, л∙кПа^–1; безразмерным отношениям Aec/Aecm, Cd/Cs, Cd/Cdm, Cs/IPC, Cd/IPC.

3. Неэластические свойства оценивали по МОД (V) и МВЛ (Vm), л∙мин^–1; показателям на уровне МОД - общей (At), кгм∙мин^–1 и удельной работе дыхания (Ap), кгм∙л^–1, индексу инспираторной активности (IA), б/р, оригинальному индексу напряжения дыхательной мускулатуры IT, кгм∙л^–1; этим же показателям на уровне МВЛ – Atm, Apm, IAm, ITm; безразмерным отношениям – V/Vm, At/Atm, Ap/Apm, IA/IAm, IT/ITm.

4. Внутрилегочный гистерезис: общий (Ht), кгм оценивался на уровне МОД по общей неэластической работе дыхания одного дыхательного цикла и компонентов, связанных с его формированием – дыхательному объему (Vt), л, эластической оси дыхательной петли (L), (л²+кПа²)^0,5, удельному гистерезису (Hp=Ht/L), кгм∙(л²+кПа²)^–0,5; этим же показателям
на уровне МВЛ – Vtm, Htm, Lm, Hpm; безразмерным отношениям – Vt/Vtm, Ht/Htm, L/Lm, Hp/Hpm.

5. Давление, воздействующее на поверхность легких, оценивалось
на уровне МОД по величине ТПД на пике дыхательного объема (Pv), кПа, максимальному значению ТПД (Ptp), кПа и ТРДД (Pd), кПа при спокойном вдохе, эластической тяги на вдохе, совершаемой за счет дыхательных мышц грудной клетки – по ТПД (Ttp), кПа и диафрагмы – по ТРДД (Td), кПа;
на уровне МВЛ по ТПД на пике дыхательного объема (Pvm), кПа; безразмерным отношениям – Pv/Pvm, Ptp/Ttp (PTtp), Pd/Td (PTd), Pv/Pd, Ttp/Td, PTtp/ PTd; оригинальным безразмерным индексам «время-напряжение» дыхательных мышц грудной клетки ITT и диафрагмы ITD.

Вентиляторные типы. Методика исследования вентиляторных типов является модификацией метода исследования паттернов дыхания Бреслава И.С. (1984), который выделяет типы паттернов, перестроек режима дыхания (сдвиги паттернов дыхания) и базальный паттерн дыхания.

Психофизиологическое исследование. Изучались количественная
и качественная оценка личностной реакции на болезнь (тест ЛОБИ)
и направленность личности на окружающий и внутренний мир (тест Айзенка). Характеристика типов отношения к болезни при помощи теста ЛОБИ обобщает основные психологические категории, входящие в понятие «внутренняя картина болезни» и приводится в соответствии с их описанием, данным А.Е. Личко и Н.Я. Ивановым (1980). Количественная оценка являлась мерой того, насколько болезнь отразилась на системе личностных отношений, а качественная оценка по выделенным основным типам отношения к ней позволяла оценить характер личностной реакции на болезнь.


Тесты ЛОБИ и Айзенка проводили пациентам перед началом курса ЧЭСД и после его окончания. Результаты тестирования сопоставлялись
с клиническими синдромами, паттернами дыхания и показателями биомеханики дыхания, которые исследовали перед первым и последним сеансами курса ЧЭСД.

Характер личностной реакции на болезнь у больных оценивался по частоте встречаемости типов отношения к болезни; экстраверсии, интроверсии, балансу между ними и дополнительно – по средней сумме баллов по всем типам (t), кроме гармоничного, перед началом курса ЧЭСД
и после его окончания.

Все показатели были рассчитаны для различных сочетаний возраста
и пола, образующих группу в целом (возраст 18-70 лет, мужчины
и женщины) и для восьми подгрупп, сформированных по диапазонам значений возраста: 18-70, 18-40, 41-70 лет и категориям пола: мужчины и женщины; мужчины; женщины. К основным типам отношения к болезни относили те, доля которых составляла 50% и больше от числа обследованных лиц, входящих в группу или подгруппу.


Исследование лиц 4-й группы

Исследование проводилось у лиц 4-й смешанной группы, которая объединяла четыре подгруппы: здоровые лица, 1-я подгруппа; больные БА (2-я), 2-я подгруппа; больные ХОБЛ, 3-я подгруппа; больные пневмонией,
4-я подгруппа. Такой подход был обусловлен стремлением выявить наиболее устойчивые статистические связи между показателями, характеризующими состояние бронхиальной проходимости в группе лиц с различными типами вентиляционной функции АВД.

При проведении исследования по прогнозированию нарушения бронхиальной проходимости, референтная оценка состояния бронхиальной проходимости проводилось по абсолютным и относительным значениям показателей ОФВ₁ и ФЖЕЛ. Бронхиальное сопротивление оценивали
по показателю Raw. В качестве предикторов были использованы показатели роста, возраста, веса, а также пневмотахограммы спокойного дыхания
с прерыванием воздушного потока на 0,5 с в фазу вдоха и выдоха, а также альвеолярного давления, определяемого в начале периода прерывания воздушного потока в фазу вдоха и выдоха.

Прогнозирование нарушения бронхиальной проходимости проводили при помощи построения математических моделей методом множественного линейного регрессионного анализа. Диагностические возможности полученных моделей оценивали по операционным характеристикам теста: чувствительности (Se), специфичности (Sp), прогностичности положительного (Pp) и отрицательного (Pn) результата, правдоподобии теста при положительном (Lp) и отрицательном (Ln) результате; индексу диагностической эффективности (De) (Власов, В.В., 2005, Карась, С.И., 2003, Флетчер, Р. И соавт., 1998).

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ


Экспериментальное исследование было проведено в остром опыте
на 15 кроликах обоего пола (8 самцов, 7 самок) в возрасте 1 года, весом 2,2-4,3 кг, выбор которых в качестве объекта исследования объяснялся определенной схожестью их АВД с таковым человека, с позиций сравнительной физиологии млекопитающих животных и человека.

Все животные содержались в виварии ЦНИЛ ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава. Условия содержания и кормления соответствовали требованиям «Санитарных правил по устройству, оборудованию
и содержанию экспериментально-биологических клиник (вивариев)», 1973. Все этапы исследования проводили в соответствии с положениями Федерального Закона «О защите животных от жестокого обращения»,
от 1.01.1997г. и «Правилами и нормами гуманного обращения
с подопытными животными» (Распоряжение президиума АН СССР
№ 12000-496 от 02.04.80 г.).

Анестезию обеспечивали внутривенным тиопенталовым наркозом, расчет анестетика проводили на грамм веса животного. Умерщвление вызывали токсической дозой анестетика, вводимого внутривенно. Факт смерти животного устанавливали по прекращению спонтанного дыхания
и работы сердца. Утилизация трупов животных проводилась в соответствии с правилами, действующими в ЦНИЛ ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава.

Условия исследования животных – острый опыт, включающий три этапа исследования с единым механизмом вентиляции легких – изменением плеврального давления.

Первый этап: при жизни, в условиях относительного покоя при спонтанном дыхании. Второй этап: после умерщвления – в специальной кабине. Искусственную вентиляцию легких проводили при помощи присоединенных к кабине мехов, движения которых вызывали последовательное разряжение и повышение давления в кабине. Разряжение вызывало расширение грудной клетки с легкими и поступление в них воздуха из спирографа, повышение – спадание грудной клетки с легкими и обратное движение воздуха в спирограф. Третий этап: изолированные легкие умерщвленных животных помещались в колокол Дондерса. Вентиляция легких проводилась за счет последовательного разряжения и повышения давления в колоколе Дондерса.

Методы исследования животных включали спирографию, пневмотахографию, интегральную механику вентиляции легких, зондовое определение транспульмонального давления.

Оборудование для проведения исследования. Экспериментальных животных исследовали на установке, состоящей из оригинальных (конструкции проф. Ф.Ф. Тетенева) и стандартных компонентов серийного производства (Медфизприбор, Россия), предназначенных для исследования вентиляции легких. Оригинальное оборудование: миниатюрный спирограф; автоматический прерыватель воздушного потока в фазу вдоха и выдоха в течение 0,5 с; герметичная камера для исследования животных в условиях искусственной вентиляции легких; специальные меха для проведения искусственной вентиляции легких в камере и колоколе Дондерса. Стандартное оборудование: три дифференциальных электрических датчика давления ПМД-1000; герметичный стеклянный колокол Дондерса (Франция); малоинерционный, прямопишущий многоканальный регистратор Н3021-3.

Исследуемые показатели. По кривым вентиляционного объема легких и транспульмонального давления рассчитывали паттерны и показатели механики вентиляции легких, согласно общепринятым правилам в условиях одинакового минутного объема вентиляции легких.

Паттерны вентиляции оценивали по минутному объему вентиляции
V, л∙мин^–1; вентиляционному объему Vt, л; частоте циклов вентиляции
в минуту F, мин^–1; продолжительности поступления воздуха в легкие Ti, удаления его из легких Te и вентиляционного цикла Tt=Ti+Te, с; индексу инспираторной активности IA=Ti/Tt; скорости поступления воздуха в легкие Vi=Vt/Ti и удаления его из легких Ve=Vt/Te, л∙с^–1.

Показатели механики вентиляции рассчитывали по кривым вентиляционного объема легких и транспульмонального давления: интегральному показателю напряжения механизмов вентиляции легких (у живых животных – дыхательная мускулатура, у умерщвленных – механизм искусственной вентиляции легких) IT=IA∙At/V, кг∙см∙л^–1; общим энергозатратам на вентиляцию At, кг∙см∙мин^–1 и удельным – Ap, кг∙см∙л^–1, эластической фракции Ae, кг∙см∙мин^–1, ее отношения к At – Ae, %; общим энергозатратам, связанным с поступлением воздуха в легкие Ati, кг∙см∙мин^–1 и удалением его из них Ate, кг∙см∙мин^–1; суммарному внутрилегочному гистерезису одного вентиляционного цикла Ht, кг∙см, определяемому по энергозатратам, связанным с преодолением общего неэластического сопротивления легких; эластической оси одного вентиляционного цикла Le, (л²+см вод. ст.²)^0,5; удельному гистерезису Hp=Ht/Le, кг∙см∙(л²+см вод. ст.²)^–0,5; величине транспульмонального давления на пике Vt – Pv, см вод. ст.; динамической растяжимости легких Cd, мл∙см вод. ст.^–1; статической растяжимости легких Cs, мл∙см вод. ст.^–1, определяемой на уровне Vt во время прерывания воздушного потока при медленном поступлении воздуха в легкие; отношению Cd/Cs. Связи между показателями паттернов и механики дыхания оценивали при помощи энтропийного анализа дыхательного ритма, вентиляторных типов (Бреслав И.С., 1984), структур корреляционных связей
и построения простых регрессионных моделей.

Показатели уровня сложности и относительной организации системы АВД. Взаимодействие между легкими и механизмом их вентиляции оценивались по уровню сложности принимаемых состояний (Hm)
и относительной организации (R) рассчитанных по формулам показателей энтропии К.Э.Шеннона (1948).

Интерпретация результатов сравнительного анализа паттернов
и показателей механики вентиляции легких проводилась в соответствии
с позиций эвристического анализа, объясняющего формирование вариантов сравнения значимых различий регуляторным влиянием живой системы, гетеротропностью и изотропностью легких.

ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ