Несмотря на высокую информативную значимость спирометрии, существуют клинические ситуации, когда при легком течении заболевания не удается выявить обструктивные изменения функции внешнего дыхания [2, 10]. В нашем исследовании мы оценивали эффективность применения нового метода диагностики БОЗ - электроимпедансной спирометрии [3, 4, 6]. Ранее было выявлено, что величины модульного значения электрического импеданса |Z| у пациентов с БА были достоверно выше, чем у здоровых лиц [5, 8]. Экспериментально установлено, что метод электроимпедансной спирометрии отражает изменение скоростных характеристик потока аэрозоля в дыхательных путях, а также, возможно, диаметр мелких дыхательных путей, содержащих бронхиальный секрет [7, 5], и может быть использован для диагностики БА. Возникло предположение, что электроимпедансная спирометрия является более чувствительным методом в диагностике мелких дыхательных путей.
Цель
Изучить эффективность применения электроимпедансной спирометрии в диагностике бронхиальной обструкции у больных бронхиальной астмой (БА) и их кровных родственников.
Материалы и методы
Обследованы 67 пациентов, из них 20 больных БА в возрасте 35,7 лет (percentile 10% - 18, percentile 90% - 46 лет), 11 мужчин и 9 женщин, 13 кровных родственников больных БА в возрасте 36,2 лет (percentile 10% - 19, percentile 90% - 48 лет), мужчин 4, женщин 9. Критерием включения в обследование были больные БА, кровные родственники обследуемых больных БА, не имеющие клинических проявлений бронхообструктивного заболевания, возраст от 18 до 65 лет. Группу сравнения составили 34 практически здоровых человека в возрасте 34,6 года (percentile 10% - 18, percentile 90% - 44 года).
Всем лицам группы наблюдения и сравнения проведены общеклиническое обследование, традиционная и электроимпедансная спирометрия [9]. Применялся спирометр Спиро-Спектр (ООО «Нейрософт», г. Иваново). Определялись: ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ОФВ1, ОФВ1/ЖЕЛ, ОФВ1/ФЖЕЛ, СОС25-75, ПСВ, МОС25, МОС50, МОС75, МВЛ. Диагностика бронхиальной обструкции осуществлялась при снижении ФЖЕЛ, ОФВ1 менее 80% от должных величин, и соотношения ОФВ1/ЖЕЛ менее 70% [9].
Результаты исследования и их обсуждение
Исследование функции внешнего дыхания больных БА выполняли в сравнении с группой практически здоровых лиц. Все объемные и скоростные показатели спирометрии у больных БА были достоверно ниже результатов обследования группы практически здоровых лиц и указывали на умеренные и тяжелые бронхообструктивные нарушения (табл. 1).
Таблица 1
Сравнительный анализ результатов традиционной спирометрии у больных БА и группой здоровых лиц
|
Параметры |
Больные БА (n=20) |
Группа практически здоровых лиц (n=34) |
р |
|
ЖЕЛ% |
85,5±3,4 |
97,8±9,3 |
0,0001 |
|
ФЖЕЛ% |
76,8±2,4 |
99,5±10,5 |
0,0122 |
|
ОФВ1% |
59,9±5,4 |
95,5±8,6 |
0,0001 |
|
ОФВ1/ЖЕЛ |
70,1±6,3 |
96,7 ±11,6 |
0,0122 |
|
ОФВ1/ФЖЕЛ |
77,9±6,6 |
98,1±9,5 |
0,0017 |
|
СОС% |
62,3±12,6 |
89,5±8,7 |
0,0801 |
|
ПСВ |
74,7±6,5 |
91,1±10,3 |
0,0456 |
|
МОС25% |
70,6±21,5 |
90,6±7,3 |
0,0001 |
|
МОС50% |
73,1±20,4 |
90,2±8,4 |
0,0054 |
|
МОС75% |
74,3±16,8 |
85,5±9,6 |
0,0002 |
|
МВЛ% |
73,9±15,7 |
87,9±21,8 |
0,0004 |
Примечание: жирным шрифтом выделен достоверный критерий Манна-Уитни.
Анализ результатов показателей электроимпедансной спирометрии установил достоверное увеличение |Z| и угла φ в группе больных БА по сравнению с группой здоровых лиц (табл. 2).
Методом корреляционного анализа установлена сильная обратная взаимосвязь между величиной |Z| на частотах переменного зондирующего электрического тока 5000, 10000, 20000 Гц и ОФВ1. (r=-0,7673, р=0,0011; r=-0,7345, р=0,0001; r=-0,7812, р=0,0021, соответственно).
Выявленные достоверные взаимосвязи между модульным значением электрического импеданса |Z| и показателями традиционной спирометрии позволили выдвинуть гипотезу о зависимости величины электрического импеданса от скорости воздушного потока дыхательных путей.
Таблица 2
Сравнительный анализ результатов электроимпедансной спирометрии больных БА и здоровых лиц
|
Параметры |
Частота зондирующего тока (Гц) |
Больные БА (n=20) |
Группа практически здоровых лиц (n=34) |
р |
|
|Z| |
20 |
58487,3±11718,6 |
28300,4±10256,1 |
0,0246 |
|
98 |
45606,0±14264,5 |
19530,6±9221,9 |
0,0144 |
|
|
1000 |
29169,5±7930,6 |
9929,9±4196,1 |
0,0001 |
|
|
5000 |
14840,9±7657,2 |
5690,0±2591,7 |
0,0010 |
|
|
10000 |
7263,3±3719,1 |
2698,4±1366,6 |
0,0009 |
|
|
20000 |
5562,9±2858,9 |
1628,4±1366.6 |
0,0001 |
|
|
Φ |
20 |
-26,7±16,7 |
-33,9±14,5 |
0,1313 |
|
98 |
-19,8±10,4 |
-30,1±15,6 |
0,0033 |
|
|
1000 |
-13,8±7,9 |
-23,3±11,4 |
0,0028 |
|
|
5000 |
-10,8±8,0 |
-16,8±11,0 |
0,0337 |
|
|
10000 |
-7,8±5,5 |
-12,4±6,5 |
0,0120 |
|
|
20000 |
-9,6±8,5 |
-10,4±8,4 |
0,7850 |
Примечание: жирным шрифтом выделен достоверный критерий Манна-Уитни.
Определены оптимальные точки разделения для изучаемых показателей электрического импеданса больных БОЗ и здоровых лиц. На частоте переменного зондирующего тока 20 Гц установлена точка разделения 45 000 Ом, на частоте 98 Гц - 30 000 Ом, 1 КГц - 15 000 Ом, 5 КГц - 8000 Ом, 10 КГц - 3000 Ом и 20 КГц - 2000 Ом.
С целью изучения состояния бронхолегочной системы у кровных родственников мы проводили традиционную и электроимпедансную спирометрию.
Таблица 3
Сравнительный анализ результатов традиционной спирометрии между группой кровных родственников больных БА и здоровыми лицами.
|
Параметры |
Группа кровных родственников больных БА (n=13) |
Группа практически здоровых лиц (n=34) |
р |
|
ЖЕЛ% |
101,2±4,9 |
97,8±9,3 |
0,0544 |
|
ФЖЕЛ% |
96,7±5,9 |
99,5±10,5 |
0,8547 |
|
ОФВ1% |
95,6±8,8 |
95,5±8,6 |
0,5686 |
|
ОФВ1/ЖЕЛ |
94,2 8,8 |
96,7 ±11,6 |
0,0829 |
|
ОФВ1/ФЖЕЛ |
99,1±10,1 |
98,1±9,5 |
1,0000 |
|
СОС% |
89,9±8,2 |
89,5±8,7 |
0,4201 |
|
ПСВ |
93,7±6,9 |
91,1±10,3 |
0,9035 |
|
МОС25% |
93,8±6,9 |
90,6±7,3 |
0,1874 |
|
МОС50% |
92,9±10,0 |
90,2±8,4 |
0,3584 |
|
МОС75% |
88,5±8,1 |
85,5±9,6 |
0,3218 |
|
МВЛ% |
88,1±8,0 |
87,9±21,8 |
0,5996 |
Анализ полученных данных традиционного спирометрического исследования кровных родственников и здоровых лиц достоверных различий не выявил (табл. 3).
Сравнительный анализ результатов импедансометрического исследования группы сравнения и группы родственников больных БА выявил достоверные различия с преобладанием значений величины |Z| и угла φ в группе кровных родственников больных БА (табл. 4).
Таблица 4
Сравнительный анализ показателей электроимпедансной спирометрии в группах кровных родственников больных БА и здоровыми лицами
|
Параметры |
Частота зондируемого тока (Гц) |
Группа кровных родственников больных БА (n=13) |
Группа практически здоровых лиц (n=34) |
р |
|
|Z| |
20 |
34482,3±13170,1 |
28300,4±10256,1 |
0,0947 |
|
98 |
29038,1±14272,9 |
19530,6±9221,9 |
0,0090 |
|
|
1000 |
12534,9±8082,3 |
9929,9±4196,1 |
0,0250 |
|
|
5000 |
9877,8±4360,8 |
5690,0±2591,7 |
0,0017 |
|
|
10000 |
7297,0±2049,0 |
2698,4±1366,6 |
0,0726 |
|
|
20000 |
3812,2±1727,7 |
1628,4±1366.6 |
0,6291 |
|
|
φ |
20 |
-26,2±6,9 |
-33,9±14,5 |
0,0737 |
|
98 |
-22,9±6,6 |
-30,1±15,6 |
0,1136 |
|
|
1000 |
-16,2±1,6 |
-23,3±11,4 |
0,0313 |
|
|
5000 |
-12,1±2,4 |
-16,8±11,0 |
1,0000 |
|
|
10000 |
-7,1±1,9 |
-12,4±6,5 |
0,0017 |
|
|
20000 |
-4,8±2,8 |
-10,4±8,4 |
0,0257 |
Примечание: жирным шрифтом выделен достоверный критерий Манна-Уитни.
При выполнении корреляционного анализа были обнаружены сильные статистически значимые обратные взаимосвязи модульного значения электрического импеданса |Z| зондирующего электрического переменного тока с показателями традиционной спирометрии (табл. 5).
Таблица 5
Достоверные взаимосвязи между показателями традиционной и электроимпедансной спирометрии кровных родственников группой здоровых лиц
|
Взаимосвязанные показатели |
r |
p |
|
|
|Z| 20 |
ФЖЕЛ |
-0,7471 |
0,0003 |
|
|Z| 5000 |
ОФВ1 |
-0,6751 |
0,0110 |
|
|Z| 10000 |
ОФВ1 |
-0,7404 |
0,0004 |
|
|Z| 20000 |
ОФВ1/ЖЕЛ |
-0,6706 |
0,0120 |
|
ОФВ1 |
-0,6994 |
0,0081 |
|
|
ОФВ1/ФЖЕЛ |
-0,7809 |
0,0021 |
|
|
СОС |
-0,7051 |
0,0070 |
|
Использование точек разделения величины модульного значения электрического импеданса |Z| на различных частотах переменного электрического тока, полученных при сравнительном анализе результатов электроимпедансной спирометрии больных БА и группы здоровых лиц, позволило получить следующие результаты. На частоте 20 Гц у 3 пациентов из группы кровных родственников больных БА установлены признаки бронхообструктивного состояния. На частоте 98 Гц у 2 человек, на частоте 1000 Гц - 5 кровных родственников больных БА имели признаки бронхообструкции, на частоте 5000 Гц выявлено 6 человек, на частоте 10000 Гц - 13 пациентов и на частоте 20000 Гц - 11 человек.
Таким образом, установлено, что величина электрического импеданса отражает изменения диаметра дыхательных путей у больных БА, а также их кровных родственников. Выявлена строгая закономерность увеличения модульного значения Z на различных частотах у больных БА, что соответствует уменьшению диаметра дыхательных путей. На основании полученных результатов исследования сформулирована гипотеза о том, что распространение электрического тока вдоль дыхательных путей происходит при участии бронхиального секрета и зависит от площади поперечного сечения дыхательных путей. Была установлена взаимосвязь между модульным значением электрического импеданса зондирующего переменного тока и традиционными спирометрическими показателями, характеризующими БО. Выявленные достаточно высокие показатели модульного значения электрического импеданса |Z| у кровных родственников больных БА без наличия клинических и спирометрических проявлений БОС позволяют предполагать наличие БОЗ у этих лиц. Результаты проведенного нами исследования позволяют утверждать, что электроимпедансная спирометрия является высокочувствительным методом диагностики БОС и позволяет выявить клинически скрытую бронхиальную обструкцию.
Выводы
- Установлено увеличение модульного значения электрического импеданса дыхательных путей у больных БА и их кровных родственников, имеющих нормальные значения традиционных спирометрических показателей.
- Определены операционные характеристики модульного значения электрического импеданса дыхательных путей, показавшие максимальное клиническое значение метода электроимпедансной спирометрии в частотном диапазоне зондирующего переменного тока менее 10 000 Гц.
Рецензенты:
Ховаева Я.Б., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой терапии и семейной медицины факультета дополнительного профессионального образования ГБОУ ВПО «Пермский государственный медицинский университет им. академика Е.А. Вагнера Минздрава России», г. Пермь;
Желобов В.Г., д.м.н. профессор, профессор кафедры госпитальной терапии ГБОУ ВПО «Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера Минздрава России», г. Пермь.