МОНИТОРИНГ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕКТРОННОЙ АУСКУЛЬТАЦИИ
Авторы: Абросимов В.Н., Аронова Е.В., Глотов С.И.
Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И. П. Павлова. 2012 г.
В настоящее время мониторинг бронхиальной астмы (БА) осуществляется с помощью вопросников, учитывающих субъективные жалобы пациента, и оценки показателей функции внешнего дыхания (ФВД) [2]. Однако субъективные симптомы не всегда являются достоверным отражением состояния пациента по причине часто встречающейся недооценки больными тяжести своих симптомов [2,5]. При проведении спирографии отрицательная динамика ФВД - снижение объема форсированного выдоха за первую секунду (ОФВ1), пиковой скорости выдоха (ПСВ), - может отсутствовать [5].
В литературе имеются данные о наличии эпизодов свистящих хрипов во время сна у детей, страдающих БА, в том числе при нормальных спирометрических показателях и отсутствии ночных приступов удушья и кашля [7]. В ряде исследований, посвященных анализу дыхательных шумов во время бронхопровокационных тестов, обнаружено, что в ряде случаев (в 50 - 75% по разным данным) свистящие хрипы появляются раньше нарушений ФВД [8,10]. В публикациях сообщается о «ночной астме» у 47-75% пациентов, причем больные с «ночной астмой» часто не просыпаются вплоть до развития выраженной бронхиальной обструкции [7].
Роль оценки свистящих хрипов у больных БА изучалась во многих работах. В ряде математических, физических, экспериментальных моделей было показано, что при наличии свистящих хрипов всегда имеет место ограничение воздушного потока, однако последний может быть ограничен и без появления свистящих хрипов [9,10].
Свистящие хрипы – добавочные дыхательные шумы, относящиеся к «длительным», так как их продолжительность намного превышает продолжительность «недлительных» влажных хрипов. Американский Торакальный Научный Комитет по пульмонологической номенклатуре определяет свистящее дыхание как постоянные звуки высокого уровня с преобладающей частотой от 400 Гц и достигая в ряде случаев 2 000 Гц. Длительность, в типичных случаях, составляет 80 – 100 мс [4,10-12].
Механизмы возникновения свистящих хрипов изучаются. Была предложена гипотеза, что эти хрипы появляются, когда калибр дыхательных путей сужается до такой степени, что стенки бронхов смыкаются – по аналогии с механизмом работы музыкального инструмента – игрушечной трубы с металлическим язычком, за счет вибрации которого возникает звук. В экспериментах с вырезанными бронхами было показано, что высокие музыкальные хрипы могут появляться при легком сжатии стенок вне зависимости от калибра дыхательных путей [9]. Математическая модель представляет движение воздуха в бронхах как поток несжимаемой жидкости через двухмерный канал с гибкими стенками. Эта модель предполагает возникновение колебания гибких стенок при достижении критического диаметра [10]. Специалисты Европейского сообщества издали методическое пособие «Компьютеризированный анализ легочных звуков» (Computerized Respiratory Sound Analysis (CORSA), в котором изложены принципы стандартизированного анализа дыхательных шумов. Основ являются спектральный анализ Фурье и амплитудно-частотное фильтрование сигнала. Свистящие хрипы характеризуются как пики в спектре Фурье и как визуально определяемая гармоническая компонента на сонограмме [11,12] (рис.1, 2).
а)
б)
Рис.1. Спектр Фурье 3-х дыхательных циклов, включающих а) везику-
лярное дыхание, б) свистящие хрипы (указаны стрелками)
Получить объективные данные, свидетельствующие о развитии бронхиальной обструкции во время сна, представляет собой трудную задачу. Утреннее изменение ОФВ1 является количественным и объективным, но все же косвенным методом обнаружения «ночной астмы» [7].
По этим причинам важное значение приобретает поиск дополнительных объективных методов, позволяющих более точно оценить течение БА, выявить «ночную астму». К таким методам относится электронная аускультация [1,3,7,10].
В отличие от обычного, электронный стетоскоп преобразует акустический сигнал в электрический с последующим электронным усилением. Результаты отображаются в виде спектрограммы (сонограммы). При этом из-за абсолютного частотного соответствия захваченного сигнала не происходит потери информации, что обеспечивает объективность исследования [1,3]. Перевод акустической информации в графические изображения дает возможность визуально обнаруживать свистящие хрипы, в том числе неразличимые человеческим ухом [1,3,10]. Запись дыхательных шумов с последующим компьютеризированным анализом позволяет зарегистрировать свистящие хрипы, возникающие у пациента вне врачебного приема: при физической нагрузке, в ночное время суток.
а)
б)
Рис. 2. Сонограмма: 3 дыхательных цикла, включающих а) везикулярное
дыхание; б) свистящие хрипы (указаны стрелками)
Цель исследования: изучить динамику дыхательных шумов пациентов с БА, выявить ночные свистящие хрипы, определить их соотношение с показателями ФВД и субъективными симптомами.
Материалы и методы: В исследовании приняло участие 60 пациентов, страдающих БА: 34 женщины (56,7%) и 26 мужчин (43,3%) (средний возраст составлял 51+2,1 года). Пациенты были разделены на 3 группы: с контролируемой, частично контролируемой и неконтролируемой БА. Степень контроля БА определялась по критериям GINA-2010. В группу больных с контролируемой БА вошли 16 пациентов (10 женщин и 6 мужчин, средний возраст 39+1,5 лет), в группу больных с частично контролируемой БА - 21 пациентов (10 женщин и 11 мужчин средний возраст 53+2,0 лет), в группу больных с неконтролируемой БА – 23 пациентов (14 женщин и 9 мужчин, средний возраст 55+1,9 лет). В возрастном аспекте распределялись следующим образом: в возрасте от 20 до 30 лет – 7 больных, от 31 до 40лет – 10, от 41 до 50 лет – 13, от 51 до 60 лет – 17, от 70 до 80 лет – 8, от 80 до 90 лет – 5. Всем пациентам выполнялось клиническое обследование, включающее сбор жалоб, анамнеза, первичный осмотр, спирографию, запись дыхательных шумов. Оценка одышки осуществлялась по шкале Borg, оценка кашля – по 10-балльной визуальной аналоговой шкале (ВАШ). Спирография проводилась посредством портативного спирографа «MicroPlus» фирмы «MicroMedical Ltd.» Результаты спирографии оценивались согласно границам норм и градаций отклонений показателей ФВД в процентах от должных величин по Л. Л. Шику, Н. Н. Канаеву. Запись дыхательных шумов осуществлялось посредством электронного стетоскопа - патент РФ на изобретение № 2383304 и патент РФ на полезную модель № 93251 - в течение 12 часов, включая ночное время суток. Полученные аудиофайлы подвергались компьютерному анализу в программе «Adobe Audition», версия 1.5 с применением спектрального анализа Фурье и амплитудно-частотного фильтрования сигнала. Полученные результаты подвергались статистической обработке с помощью программы Biostat 3.03.
Результаты
В группе пациентов с контролируемой БА все 16 человек (100%) не отмечали одышки (0 баллов по шкале Borg). 2 пациента (6,25%) отмечали кашель – 2,1+0,14 балла по ВАШ. На момент исследования по спирографии нарушений ФВД не выявлялось (табл.1) При обычной аускультации патологические дыхательные шумы не были зафиксированы у всех 16 человек (100%). При записи дыхательных шумов у 1 из этих пациентов (12,5%) выявлялись эпизоды свистящих хрипов на выдохе.
Таблица 1
Показатели функции внешнего дыхания у больных БА (n=60)
Примечания: n – количество человек; ОФВ1 – объем форсированного выдоха за первую секунду;
ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких
В группе пациентов с частично контролируемой БА 21 пациент (100%) отмечал одышку при физической нагрузке - 2,25±0,11 балла по шкале Borg (от «очень легкой» до «умеренной»), 9 пациентов (42,8%) беспокоил кашель (сухой, с небольшим количеством мокроты) – 3,4±1,2 по ВАШ. По данным спирографии, у 11 пациентов (52,4%) регистрировались умеренные нарушения ФВД, у 10 человек (47,6%) изменений ФВД выявлено не было (табл. 1). При обычной аускультации сухие хрипы выслушивались у 6 пациентов (28,6%). При анализе записей дыхательных шумов, у 10 человек (47,6%) были зарегистрированы эпизоды свистящих хрипов. У 4 больных (19,0%) аускультативные изменения сопровождались субъективными ощущениями –
приступом одышки 3,32±0,21 балла по шкале Borg (от «легкой» до «тяжелой») и кашля 3,7±0,9 балла по ВАШ.
В группе пациентов с неконтролируемой БА все 23 человека (100%) отмечали одышку - 5,7±1,9 балла по шкале Borg (от «умеренной» до «очень тяжелой»), 15 (65,2%) отмечали кашель – 5,3±1,2 балла по ВАШ. По данным спирографии, выявлены нарушения ФВД: умеренные у 8 пациентов (34,8%), выраженные у 9 человек (39,1%), резкие у 6 пациентов (26,1%) (таблица 1). При осмотре свистящие хрипы методом традиционной аускультации обнаружены у 14 человек (60,8%). При анализе записей дыхательных шумов, у 18 пациентов (78,3%) были зарегистрированы эпизоды сухих свистящих хрипов. Аускультативные изменения у 13 человек (56,5%) сопровождались субъективными ощущениями – одышкой 5,9±1,9 баллов по шкале Borg (от «умеренной» до «очень тяжелой») и кашлем – 5,5±1,3 балла по ВАШ.
Выявлена сильная положительная связь между обнаружением свистящих хрипов при многочасовой записи дыхательных шумов, степенью нарушения функции внешнего дыхания и выраженностью субъективных симптомов (r=0,74 при p<0,05).
Обсуждение результатов
Как видно из полученных результатов, обнаружение ночных свистящих хрипов коррелирует со степенью контроля БА: при ухудшении контроля БА свистящие хрипы регистрируются чаще. Данные компьютеризированного анализа записей дыхательных шумов соотносятся с другими признаками, используемыми для мониторинга БА, - показателями ФВД и субъективными ощущениями. В группе пациентов с выраженными субъективными симптомами и нарушениями ФВД отмечается более высокая частота обнаружения свистящих хрипов. Это свидетельствует о практической применимости метода для оценки контроля БА. В то же время, у больных БА методом электронной аускультации выявлялись ночные свистящие хрипы как показатель бронхиальной обструкции, которую не удавалось обнаруживать с помощью спирографии и врачебного осмотра с применением традиционной аускультации. Это свидетельствует о том, что в ряде случаев запись дыхательных шумов с последующим компьютеризированным анализом более информативна, чем существующие методы мониторинга БА.
Вывод. Метод электронной аускультации позволяет оценивать динамику дыхательных шумов, обнаруживать свистящие хрипы у больных БА и является эффективным в мониторинге БА.
Список использованных источников
1. Абросимов В.Н. и др. Электронная аускультация// Одышка и ассоциированные синдромы. Межрегион. сб. науч. тр. Вып. 3. – Под ред. проф. В.Н.Абросимова – Рязань, 2009.
2. Глобальная стратегия лечения и профилактики бронхиальной астмы, пересмотр 2010/ Под ред. Чучалина А.Г. - М., 2010.
3. Глотов С.И., Абросимов В.Н., Кузнецов В.И. Интерфейс для мониторинга нормальных и патологических звуков легких// Одышка и ассоциированные синдромы. Межрегион. сб. науч. тр. Вып. 3. – Под ред. проф. Абросимова В.Н. – Рязань, 2009.
4. Гусейнов А.А. Акустические характеристики дыхания у больных легочными заболеваниями: Автореф. дис. … д-ра мед. наук. - Махачкала, 2010.
5. Национальная программа: бронхиальная астма у детей: стратегия лечения и профилактики. Российское респираторное общество/ Под ред. Чучалина А.Г. - М., 2008.
6. Чучалин А. Г. Бронхиальная астма. М., 1985.
7. Bentur L. et al. Wheeze monitoring in children for assessment of nocturnal asthma and response to therapy// Eur Respir J. 2003 Apr; 21(4):621-6.
8. Bohadana A. et al. Potential for lung sound monitoring during bronchial provocationtesting// Thorax, 1995; 50: 955 – 961.
9. Murphy RL. Auscultation of the lung: past lessons, future possibilities.// Thorax 1981; 36:99—107.
10. Pasterkamp H. et al. Respiratory sounds: advances beyond the stethoscope// Am J Respir Crit Care Med, 1997, vol.156: 974 – 987.
11. Sovijärvi А.R.A. et al. Characteristics of breath sounds and adventitious respiratory sounds// Eur Respir Rev 2000; 10: 77, 591–596.
12. Sovijärvi А.R.A. et al. Denition of terms for applications of respiratory sounds// EurRespir Rev 2000; 10: 77, 597–610.
