Автореферат и диссертация по медицине (14.01.04) на тему:Диагностика изменений воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой

На правах рукописи

Ильин Андрей Валерьевич

ДИАГНОСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ ВОЗДУХОНАПОЛНЕННОСТИ ЛЕГКИХ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

14.01.04 — внутренние болезни

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

005559378

Владивосток — 2015

1 9 ФЕВ 2015

005559378

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор

Перельман Юлий Михайлович

Официальные оппоненты:

Добрых Вячеслав Анатольевич - доктор медицинских наук, профессор, государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дальневосточный государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра пропедевтики внутренних болезней, заведующий кафедрой.

Войцеховскнй Валерий Владимирович - доктор медицинских наук, доцент, государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Амурская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, кафедра госпитальной терапии, доцент кафедры.

Ведущая организация: Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Читинская государственная медицинская академия" Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Защита состоится 27 марта 2015 года в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.007.04 при ГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (690002, г. Владивосток, пр-т Острякова, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГБОУ ВПО «Тихоокеанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации (690002, г. Владивосток, пр-т Острякова, 2) и на вебсайте www.vgmu.ru.

Автореферат разослан года.

Учёный секретарь

диссертационного совета Кондрашова Надежда Михайловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

В последние годы в мире отмечается повсеместный рост заболеваемости бронхиальной астмой (БА), несмотря на явные успехи в лечении этого заболевания (М. Doz et al., 2013). Бронхиальная астма - это хроническое воспалительное заболевание дыхательных путей, в котором принимают участие многие клетки и клеточные элементы. Хроническое воспаление обуславливает развитие бронхиальной гиперреактивности, которая приводит к повторяющимся эпизодам свистящих хрипов, одышки, чувства заложенности в груди и кашля, особенно по ночам и ранним утром. Эти эпизоды обычно связаны с распространенной, но изменяющейся по своей выраженности обструкции дыхательных путей в легких, которая часто бывает обратимой либо спонтанно, либо под действием лечения (GINА, 2014).

Нарушение функционального состояния дыхательных путей при БА и, в первую очередь, обратимая бронхиальная обструкция и бронхиальная гиперреактивность, сопровождаются формированием повышенной воздухонаполненно-сти - гиперинфляции легких, важного фактора нарушения газообменной функции органа, во многом определяющего неэффективность ингаляционной терапии (А.А. Визель, 2011; S. Svenningsen et al., 2014). Одним из достаточно распространенных триггеров бронхоспазма является холодный воздух (А.Г. При-ходько, А.В. Колосов, 2008; А.Г. Приходько и др.. 2011). Взаимосвязь холодо-вой гиперреактивности дыхательных путей и гиперинфляции легких при БА остается неизученной.

Диагностика БА основана на клинических и функциональных методах, позволяющих оценить степень нарушения вентиляционной функции легких (М. Kudo et al., 2014; GINA, 2014).

Основной целью терапии БА является достижение контроля над заболеванием, который возможен только при назначении адекватной схемы лечения (М. Masoli et al., 2004; В.В. Архипов и др., 2011). Для прогнозирования достижения контроля существует множество способов с применением показателей

3

функциональных методов исследования, но, с учетом уже доказанной роли изменений мелких дыхательных путей в патогенезе БА (P.R. Burgel et al., 2009; L. Bjermer, 2014), очевидно, что применение в качестве предикторов именно показателей проходимости дистальных бронхов и гиперинфляции легких может сделать прогнозирование более эффективным.

Выявление начальных признаков гиперинфляции и проходимости мелких дыхательных путей до настоящего времени представляет собой трудную диагностическую задачу, поскольку применяемые методы не позволяют получить полной картины патологических изменений. В последние годы, благодаря внедрению и распространению современных методов лучевой диагностики, появилась возможность дополнить комплексное исследование больных БА методом компьютерной томографии (KT), который является наиболее достоверным среди других методов лучевой диагностики болезней органов дыхания и позволяет визуально и количественно оценить минимальные изменения легочной ткани и бронхов с последующим моделированием и волюметрией (О.М. Mets et al., 2013; F.A. Mohamed Hoesein et al., 2013). Посредством KT становится возможным оценить степень неравномерности вентиляции, не прибегая к трудоемким и инвазивным методам исследования (М. Castro et al., 2011). Использование диагностических возможностей метода KT в оценке функции мелких дыхательных путей позволит проводить достоверную оценку ранних изменений вентиляционной функции легких, а использование в прогнозировании контроля БА параметров проходимости дистальных бронхов и гиперинфляции легких будет способствовать достижению контролируемого течения заболевания.

Цель исследования

Изучить особенности формирования гиперинфляции легких у больных бронхиальной астмой с использованием трехмерного моделирования данных компьютерной томографии и на этой основе разработать критерии диагностики и прогнозирования нарушений вентиляционной функции легких и контроля течения заболевания.

Задачи исследования

1. Разработать метод рентгенофункциональной диагностики нарушений воздухонаполненности легких и бронхиальной проходимости у больных БА. основанной на данных компьютерной томографии.

2. Изучить взаимосвязь функциональной и рентгенологической симптоматики БА в зависимости от степени тяжести, уровня контроля и холодовой реактивности дыхательных путей.

3. Определить обратимость гиперинфляции легких у больных БА в зависимости от проходимости дистальных бронхов и ее обратимости.

4. Выделить наиболее значимые критерии гиперинфляции легких у больных БА для выявления холодовой гиперреактивности дыхательных путей и потери контроля над заболеванием.

5. Разработать способ прогнозирования достижения контроля БА на основе компьютерно-томографических и функциональных параметров гиперинфляции легких и бронхиальной проходимости.

Научная новизна

Новизна исследования заключается в применении для оценки нарушений воздухонаполненности и бронхиальной проходимости у больных БА комплексного диагностического подхода на основе комбинации методов функциональной диагностики и компьютерной томографии. Разработан оригинальный метод оценки изменений воздухонаполненности легких, основанный на данных муль-тиспиральной компьютерной томографии, включающий в себя анализ данных трехмерной волюметрии и анализ зональной неравномерности вентиляции. Уточнена рентгено-функциональная симптоматика БА. Впервые определена взаимосвязь характера и степени нарушений проходимости мелких дыхательных путей и воздухонаполненности легких с уровнем контроля БА. Разработаны новые подходы к прогнозированию функциональных нарушений дыхательной системы и уровня контроля болезни у больных БА для оптимизации базисной терапии на основе применяемых методов и критериев диагностики. Полу-

чено положительное решение от 24.12.2014 о выдаче патента РФ на изобретение «Способ диагностики гиперинфляции легких» (заявка №2014105234).

Практическая значимость

Разработан метод диагностики нарушений бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких на основе трехмерной реконструкции и волю-метрии по данным мультиспиральной компьютерной томографии. Разработанные на основе математического моделирования новые способы прогнозирования клинического течения БА с использованием в качестве предикторов показателей гиперинфляции легких и бронхиальной проходимости обеспечивают возможность построения индивидуальных программ ведения больных БА. Предложенный способ прогнозирования изменений бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких позволяет оценить возможности проводимой терапии в достижении контроля над заболеванием, и в случае необходимости провести коррекцию лечения.

Положения, выносимые на защиту

1. Трехмерная компьютерно-томографическая волюметрия легких в сочетании с денситометрической и планиметрической оценкой зональной неравномерности воздухонаполненности легких обеспечивает эффективную диагностику легочной гиперинфляции у больных БА.

2. Течение БА сопровождается нарушениями бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких с неравномерным характером распределения, зависимыми от степени тяжести заболевания, которые могут быть определены с использованием показателей волюметрии, зональной планиметрии и денситометрии по данным компьютерной томографии.

3. ХГДП у больных БА сопровождается нарастанием гиперинфляции легких и может быть определена при помощи разработанной формализованной модели на основе показателей воздухонаполненности легких, определяемых методом трехмерной компьютерно-томографической волюметрии.

4. Компьютерно-томографические и функциональные параметры гипе-

ринфляции легких и бронхиальной проходимости могут быть использованы для прогнозирования достижения контроля БА.

Публикация результатов исследования

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 4 — в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для публикации основных научных результатов диссертаций на соискание ученых степеней.

Апробация работы

Материалы, основные положения и выводы диссертации были представлены и обсуждены на научной конференции «Молодые ученые - науке» (Благовещенск, 2011), научной конференции «Молодые ученые - науке» (Благовещенск, 2012), XIII молодежной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2012), XXII Ежегодном конгрессе Европейского респираторного общества (Вена. 2012), XXII Национальном Конгрессе по болезням органов дыхания (Москва. 2012), VI Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2012» (Москва, 2012), VI научно-практической конференции «Системный анализ в медицине-2012» (Благовещенск, 2012), научной конференции «Молодые ученые науке» (Благовещенск, 2013), XIV молодежной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск. 2013). XXIII Ежегодном конгрессе Европейского респираторного общества (Барселона. 2013), VII Всероссийском национальном конгрессе лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2013» (Москва, 2013), региональной научно-практической конференции «Современные методы рентгеновской диагностики» (Благовещенск, 2013), межрегиональной научно-практической конференции «Совершенствование проводимых противотуберкулезных мероприятий в Амурской области» (Благовещенск, 2013, научной конференции «Молодые ученые -науке» (Благовещенск, 2014), XV молодежной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2014), VIII научно-

практической конференции «Системный анализ в медицине-2014» (Благове-

7

щенск, 2014), XXIV международном конгрессе Европейского респираторного общества (Мюнхен, 2014).

Объём и структура диссертации

Диссертация изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 24 таблиц и 16 рисунков. Состоит из введения, 3 глав, включая обзор литературы. материалы и методы исследования, главу собственных результатов исследования. заключения, выводов, практических рекомендаций и библиографического списка, содержащего 41 работу отечественных и 168 работ зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Обследование больных проводилось на базе пульмонологического отделения и отделения лучевой диагностики клиники Федерального государственного бюджетного учреждения «Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания» Сибирского отделения Российской академии медицинских наук.

Обследование начиналось с общеклинических методов, которые включали в себя сбор анамнеза, жалоб, данные объективного осмотра с последующим анкетированием результатов. Был проанализирован трудовой анамнез, бытовые условия, аллергологический анамнез, наследственность, факт курения. Больные заполняли тест по контролю над астмой Asthma Control Test (Quality Metric Inc., 2002).

Определение состояния функции внешнего дыхания осуществлялось с помощью функциональных методов исследования. Посредством спирографии на аппарате «Flowscreen» (Erich Jaeger, Германия) была произведена оценка показателей ФЖЕЛ, ОФВ|, МОС50, МОС75, СОС25-75. Показатели воздухонапол-ненности были измерены способом бодиплетизмографии («PowerCube-Body+» (Ganshorn, Германия)): ОЕЛ, ООЛ, ВГО, ООЛ/ОЕЛ, ВГО/ОЕЛ.

С целью определения обратимости бронхиальной обструкции группе больных была выполнена бронхолитическая проба с ингаляцией 200 мкг фено-терола. С целью диагностики ХГДП выполняли пробу с изокапнической гипервентиляцией холодным воздухом в течение 3 минут охлажденной до -20°С воздушной смесью (Ю.М. Перельман, А.Г. Приходько, 2013).

8

Всем больным производилось исследование на мультиспиральном КТ «Activion 16» (Toshiba. Япония) с инспираторно-экспираторным тестом, суть которого заключалась в двухэтапном исследовании на высоте максимального вдоха (инспираторный этап) и при максимальном выдохе (экспираторный этап). Толщина среза при исследовании составила 1 мм. шаг реконструкции - 1 мм.

Оценка результатов КТ-исследования производилась с использованием двух методов, первый из которых, разработанный самостоятельно - трехмерная волюметрия. Методика заключается в построении трехмерных моделей воздухонаполненности в инспираторную и экспираторную фазы дыхания, в ограниченном денситометрическом диапазоне от -850 HU и ниже, соответствующем плотности воздуха. Для удобства визуального анализа участки легочной ткани в этом диапазоне выделялись цветом (рис. 1).

Рис. 1. Трехмерные модели воздухонаполненности легких, построенные в заданном денситометрическом диапазоне от -850 HU и ниже, в инспираторную (А) и экспираторную (Б) фазы дыхания.

В результате измерений воздухонаполненности по трехмерным моделям регистрировался ряд параметров, измеряемых в условных объемных единицах -векселях (voxels, в дальнейшем - vox.): ЭВП. ЭВЛ. ЭВ: ИВП, ИВЛ. ИВ;. На основе полученных показателей вычислялось отношение параметров воздухонаполненности легких в экспираторную и инспираторную фазы дыхания, в %: ОВП=ЭВП/ИВП; ОВЛ=ЭВЛ/ИВЛ, ОВ2=ЭВ:/ИВ:.

С целью анализа неравномерности легочной вентиляции проводилось изучение зональных плоскостных параметров КТ. Для этого каждое легкое было разделено на 3 зоны (верхнюю, среднюю и нижнюю). В каждой зоне фиксировался ряд показателей (денситометрических и планиметрических), отображающих зональную воздухонаполненность.

Статистическая обработка результатов исследования проводилась с использованием программ Statistica 6.1 (StatSoft Inc., 2003) и экспертной системы «Автоматизированная система диспансеризации» (Н.Н. Ульянычев, 2014).

Всего в ходе проведенной работы было обследовано 140 больных БА. В качестве контрольной группы обследовано 20 здоровых добровольцев. Среди обследованных больных БА преобладали женщины (71%), в отношении возраста преобладали пациенты 1 (42%) и 2 (51%) зрелого периода.

По данным теста АСТ, средний уровень контроля среди больных БА составил 18,9±5,5 баллов.

Больные БА, вошедшие в исследование, проходили стационарное лечение на базе пульмонологического отделения клиники ФГБУ «ДНЦ ФПД» СО РАМН и получали базисную терапию в соответствии с требованиями Международного соглашения «Global strategy for asthma management and prévention» (G1NA, 2014), основанную на ступенчатом или пошаговом подходе.

В качестве препаратов базисной терапии БА были использованы ингаляционные глюкокортикостероиды: беклометазона дипропионат («Беклазон Эко ' », Norton Healthcare, Великобритания), сальметерол / флутиказона пропио-нат («Серетид'"», GlaxoSmithKline, Великобритания), будесонид / формотерол («Симбикорт"», Astra Zeneca, Швеция). Среднесуточная доза ингаляционного кортикостероида в пересчете на беклометазон для больных БА легкой степени тяжести составила 250-500 мкг, средней степени тяжести - 500-1000 мкг, тяжелой степени - 1000-2000 мкг (GINA, 2014). Для симптоматической терапии по требованию применялся (^-агонисты короткого действия - фенотерол («Беротек H"», Boehringer Ingelheim, Германия), сальбутамол («Венталин'»,

GlaxoSmithKline, Великобритания) или комбинированный ингаляционный

10

бронхолитик короткого действия ипратропия бромид+фенотерол («Беродуал Н ю», Boehringer Ingelheim, Германия).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

С целью определения степени нарушения деятельности респираторной системы было проведено исследование основных параметров вентиляционной функции легких в группе больных БА легкой (п=59), средней (п=71) и тяжелой (п=10) степени. В результате сравнительного анализа показателей установлено, что с нарастанием степени тяжести БА параметры вентиляционной функции легких достоверно ухудшались. Наиболее достоверно (р<0,01 и р<0,001) отличались показатели, характеризующие проходимость бронхов малого диаметра -МОС50, МОС75, СОС25_75, показатели ОЕЛ, ООЛ, ООЛ/ОЕЛ, измеренные методом бодиплетизмографии. Из анализа показателей трехмерной волюметрии следует, что наибольшую диагностическую эффективность в выявлении нарушений воздухонаполненности легких у больных БА имеет оценка экспираторных волюметрических показателей, со значительно большей достоверностью отличающихся друг от друга, чем инспираторные волюметрические показатели. Так, выявлено отличие между контрольной группой, группами 1 и 2 с вероятностью р<0,05 и отличие групп 3 от других групп с вероятностью р<0,001.

С учетом величины среднеквадратичного отклонения суммарного показателя ЭВ2 разработаны количественные критерии степени гиперинфляции легких, соответствующие степени тяжести БА: легкая - от 210 до 310 vox., средняя - от 311 до 620 vox., тяжелая - свыше 620 vox. Данные критерии могут быть использованы в качестве дополнительных критериев оценки степени тяжести заболевания.

Средние экспираторные значения для правого и левого легкого различались с одинаковой достоверностью, повторяющей их общие значения, что свидетельствует о симметричном нарушении воздухонаполненности обоих легких.

При проведении корреляционного анализа между показателями применяемых методов исследования, установлено, что наибольшую диагностическую

ценность имеет достоверная корреляция экспираторных волюметрических и

И

относительных экспираторно-инспираторных показателей со спирографиче-скими показателями бронхиальной проходимости (МОС50, МОС75, СОС25.75) в группах 1 и 2, характеризующими проходимость мелких дыхательных путей, что доказывает роль дистальных бронхов в формировании повышенной возду-хонаполненности. Таких достоверных корреляционных связей не зафиксировано в группе 3, где роль мелких дыхательных путей становится сопоставимой по своему патогенетическому значению с бронхами среднего и крупного сечения (Табл.1).

С целью определения регионарных нарушений вентиляции у больных БА был произведен сравнительный анализ данных зональной планиметрии и ден-ситометрии по данным КТ. При проведении сравнительного анализа установлено, что в наибольшей степени отличались экспираторные планиметрические и денситометрические показатели в средних и нижних зонах обоих легких, максимально было выражено отличие групп больных БА в сравнении с группой больных с тяжелым течением. Большее количество достоверно отличающихся показателей экспираторной фазы исследования свидетельствует о преобладании неравномерности вентиляции именно на выдохе, тогда как воздухонапол-ненность на вдохе была однородна.

Таблица 1

Достоверные корреляционные связи в группах больных БА различной степени

тяжести

Показатели ИВ, эв, ОВ,

ОФВ^ л. г =о 49*** г,=-0,34** г=-0,38*,г,=-0,42***

г,=0,26**

МОС ,л. 50 г=-0,45**,г,=-0,35** Г|=-0,46**,Г,=~0,4***

МОС , л. 7 У Г| =-0,43**,г,=-0,31 ** г=-0,47***,г,=-0,38***

С ОС,.,., л. г =-0,49***,г,=-0,32** г=-0,58***,г,=-0,37**

ОЕЛ, % от долж. г,=0,33** г,=0,3;** г,=0,24***

ООЛ, % от долж. г=0,37*,г,=0,48*** г=0,32*,г,=0,48*** гз=0,69* "

Примечание: Здесь и далее: г - коэффициент корреляции в группах 1 (п), 2 (г2) и 3 (г3), * -вероятность р<0,05, ** - р<0,01, *** - р<0,001.

При проведении корреляционного анализа наибольшее число достоверных связей выявлено в группе 2, преимущественно у показателей в средних и нижних зонах легких с показателями МОС50, МОС75.

Основным преимуществом применяемой методики анализа неравномерности легочной вентиляции было то, что для оценки гиперинфляции легочной ткани использовались не общие денситометрические параметры изучаемого среза легкого, а ограниченный денситометрический диапазон (от -850 Ни), соответствующий плотности воздуха. Такой подход дал возможность оценивать воздухонаполненность не косвенно, по изменению значений общей плотности среза, а прямым способом, оценивая только интересующие по плотности зоны.

Наиболее сложной диагностической задачей оказалось отделение группы больных БА легкой степени тяжести от контрольной группы, поскольку значения зональной воздухонаполненности отличались от значений контрольной группы незначительно. Достоверное отличие при решении этой задачи было выявлено только по экспираторным и относительным экспираторно-инспираторным показателям трехмерной волюметрии, поэтому предпочтение в диагностике БА легкой степени тяжести следует отдать трехмерной волюметрии, позволяющей выявлять минимальные нарушения воздухонаполненности.

С целью определения обратимого компонента бронхиальной обструкции проводилось изучение воздухонаполненности легких и бронхиальной проходимости после приема бронхолитика проводилось в группе больных БА средней степени тяжести в количестве 15 человек. Из всей группы больных Б А положительный эффект от приема бронхолитика, свидетельствующий об обратимости бронхиальной обструкции, с использованием метода трехмерной волюметрии был зафиксирован в 80% случаев, по данным бодиплетизмографии в 73%.

В среднем по группе, после ингаляции бронхолитика отмечался достоверный прирост показателей, характеризующих бронхиальную проходимость и, как следствие, уменьшение воздухонаполненности легких. Более яркие изменения были получены у больных по данным КТ. Так, показатель ЭВ: после введе-

ния бронхолитика уменьшился в два раза по отношению к исходной величине, а ОВ: на 46,6%.

При корреляционном анализе исходные параметры инспираторной и экспираторной воздухонаполненности были тесно взаимосвязаны с легочными объемами, полученными при бодиплетизмографии, и проходимостью мелких бронхов. Сравнение динамики относительного показателя ДОВ2 выявило положительную корреляцию с АООЛ/ОЕЛ (1=0,57; р<0,05), отрицательную корреляцию с ДОФВ| (1=-0,54; р<0,05) и скоростными показателями ДМОС50 (г=-0,57; р<0,01), ДМОС75 (г=-0,76; р<0,01), ДСОС25.75 (г=-0,68; р<0,01).

Таким образом, функциональная проба с бронходилататором, проведенная в группе больных БА, выявила приоритетную роль метода трехмерной во-люметрии, который продемонстрировал большую эффективность в определении обратимости бронхиальной обструкции и гиперинфляции легких, чем общепринятые функциональные методы. Полученные корреляционные данные свидетельствуют об обратимости гиперинфляции легких у больных БА, связанной с обратимостью нарушений проходимости дистальных бронхов.

Для исследования влияния холодного воздуха на возникновение вентиляционных нарушений у больных БА было выделено 2 группы пациентов - с ХГДП (группа 1) и с ее отсутствием (группа 2). В 1 группу вошли 25 больных БА, во 2 группу — 47 больных БА.

При проведении сравнительного анализа установлено достоверное отличие групп 1 и 2 по показателям ЭВ2, ОЕЛ с вероятностью р<0,05.

В группе 1 было установлено гораздо большее число достоверных корреляционных связей, чем в группе 2. Обращают на себя внимание: ЭВ2 и ОЕЛ (г=0,48; р<0,05); ЭВ2 и ООЛ (г=0,65; р<0,01); ЭВ2 и ООЛ/ОЕЛ (г=0,62; р<0,01); ОВ2 и ООЛ (г=0,63; р<0,01); ОВ2 и ООЛ/ОЕЛ (г=0,63; р<0,01). Кроме того, индекс ОВ2 существенно зависел от исходного уровня проходимости мелких дыхательных путей: МОС50 (г=-0,53; р<0,05), МОС75 (г=-0,52; р<0,05), МОС75% от долж. (г=-0,47; р<0,05), СОС25-75 (г=-0,53; р<0,05).

Полученные данные свидетельствуют о существенном преобладании гиперинфляции легких у больных БА с наличием ХГДП. Наиболее достоверные отличия выявлялись по данным измерения воздухонаполненности легких методами бодиплетизмографии и трехмерной волюметрии. Напротив, данные стандартного спирографического исследования достоверно не отличались.

Из всей совокупности параметров были выявлены наиболее ассоциированные с ХГДП. Построено дискриминантное уравнение:

6 = 0,004хЭВ: + 0,119хООЛ,

где ё - дискриминантная функция, граничное значение которой равно 27. При (1 равной или большей граничного значения делается вывод о наличии ХГДП, при <1 меньшем граничного значения следует говорить об ее отсутствии. Вероятность правильной классификации составляет 85,7%.

Посредством решения данного уравнения возможно выявить наличие ХГДП у больных БА, используя только показатели экспираторной воздухонаполненности легких, полученные методами бодиплетизмографии и трехмерной волюметрии, что расширяет возможности диагностики синдрома ХГДП у больных БА.

Для выявления взаимосвязи бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких с уровнем контроля болезни все обследованные больные БА были разделены на 3 группы: группа 1 - с контролируемым течением заболевания (п=41), группа 2-е частично контролируемым течением (п=37) и группа 3 - с неконтролируемым течением (п=62).

Сравнительный анализ установил постепенное ухудшение функциональных показателей в зависимости от степени потери контроля над заболеванием. Достоверно отличались показатели ОФВ|% от долж., МОС75 % от долж. (р<0,05), ОВ2 (р<0,01). При анализе показателей зональной воздухонаполненности отмечено достоверное отличие относительных экспираторно-инспираторных показателей в средних и нижних зонах обоих легких, с вероятностью р<0,01.

Из всей совокупности параметров, характеризующих состояние системы внешнего дыхания, с помощью дискриминантного анализа были идентифицированы показатели, которые могут служить объективными функциональными маркерами контроля БА. В результате дискриминантного анализа были построены два уравнения, позволяющие установить степень контроля над заболеванием: (1 = 0,322хМОС75 (% от долж.) - 0,044хЭВ2, (1)

где й - дискриминантная функция, граничное значение которой составляет 23,62. При с! равной или большей граничного значения БА классифицируется как неконтролируемая, при (3 меньшем граничного значения следует говорить о контролируемом или частично контролируемом течении БА. Вероятность правильной классификации составляет 90,6%. Данное уравнение может являться дополнительным объективным средством в установлении степени контроля над заболеванием.

Второе дискриминантное уравнение позволяет уставить раннюю потерю контроля над заболеванием, переход контролируемого течения в частично контролируемое, что позволит вовремя скорректировать лечение и не допустить потерю контроля над БА:

с1 = 0,04хДСОС:5-75хв + 0,016хЭДП3 - 0,001 хЭДЛ, - 0,002хЭВ2, (2) где с! - дискриминантная функция, граничное значение которой 10,85. При с1 равной или большей граничного значения БА классифицируется как частично контролируемая, при (1 меньшем граничного значения следует говорить о контролируемом течении БА. Вероятность правильной классификации составляет 89,8%.

Учитывая установленный факт влияния нарушений бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких на контроль БА, была предпринята попытка использовать эти сведения для разработки способа прогнозирования контроля БА.

Для этого из всей совокупности больных БА была выделена группа пациентов (п=64), которые спустя 6 месяцев после первичного обследования, были обследованы вновь после проведенного лечения. Данная группа была разделена

16

на пациентов, достигших контроля БА (группа 1) и не достигших контроля (группа 2). В первую группу вошли 15 больных БА, во вторую - 39.

Из всей совокупности показателей бронхиальной проходимости и возду-хонаполненности легких с помощью дискриминантного анализа были выделены два параметра, наилучшим способом разделяющие группу больных с достигнутым контролем болезни от группы с сохраняющимся неконтролируемым течением БА по истечении 6 месяцев базисной терапии: ОФВ! и ОВ2.

Получено дискриминантное уравнение:

ё= П^ЗхОФВ^ОЛхОВ,

Граничное значение дискриминантной функции (1 составляет 48,37. При (1 равной или большей граничного значения прогнозируется контролируемое течение БА через 6 месяцев базисной терапии. Вероятность правильной классификации составляет 96,9%.

Преимуществом данного дискриминантного уравнения является его большая объективность в сравнении с ранее разработанными моделями с применением показателей КТ (А.Г. Гребенник и др., 2011), что обусловлено использованием параметра ОВ2, охватывающего не несколько аксиальных срезов, а весь объем полученных данных трехмерного моделирования в две фазы дыхания (экспираторную и инспираторную).

ВЫВОДЫ

1. Разработанный метод трехмерной компьютерно-томографической во-люметрии легких в сочетании с денситометрической и планиметрической оценкой зональной неравномерности воздухонаполненности обеспечивает эффективную диагностику легочной гиперинфляции у больных БА и может быть использован для уточнения степени тяжести заболевания.

2. Гиперинфляция легких характерна для течения БА, она связана с нарушением проходимости дистальных бронхов, что подтверждается многочисленными корреляциями показателей воздухонаполненности легких и скоростных параметров конечной части форсированного выдоха. Гиперинфляция

легких носит неравномерный характер распределения, и степень неравномерности зависит от тяжести заболевания.

3. Гиперинфляция легких при БА носит частично обратимый характер, зависимый от обратимости нарушений проходимости мелких дыхательных путей. Обратимость гиперинфляции легких может быть адекватно оценена с помощью трехмерной компьютерно-томографической волюметрии при проведении бронхолитической пробы с ингаляцией Р-адреномиметика.

4. Наличие холодовой гиперреактивности дыхательных путей у больных БА сопровождается нарастанием гиперинфляции легких и может быть определено при помощи разработанной формализованной дискриминантной модели на основе показателей воздухонаполненности легких, определяемых методом трехмерной компьютерно-томографической волюметрии.

5. Контроль над течением БА существенным образом зависит от степени выраженности гиперинфляции легких, ассоциированной с нарушениями проходимости мелких дыхательных путей.

6. Степень контроля над заболеванием, в том числе, ранняя стадия потери контроля (частично контролируемое течение) может быть установлена посредством разработанной формализованной модели, использующей показатели бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких.

7. Прогнозирование достижения контролируемого течения БА может быть осуществлено с применением разработанной модели, использующей показатели воздухонаполненности легких, полученные методом трехмерной волюметрии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Рекомендуется к внедрению в клиническую практику определение степени нарушения бронхиальной проходимости и воздухонаполненности легких у больных БА посредством комплексного диагностического подхода, включающего функциональные и томографические (трехмерная волюметрия, зональ-

ная планиметрия и денситометрия) методы, с целью выделения групп риска с ХГДП, больных с частично контролируемым и неконтролируемым течением.

2. С целью расширения возможностей метода КТ рекомендуется внедрение в диагностическую практику способа диагностики гиперинфляции легких, заключающегося в анализе результатов двухэтапного (инспираторно-экспираторного) исследования с построением трехмерных моделей воздухона-полненности легких и анализом зональной неравномерности. В частности, во-люметрический способ диагностики гиперинфляции легких может быть использован в определении степени тяжести БА. Количественные критерии показателя ЭВ2, соответствующие степени тяжести БА, находятся в диапазоне от 210 до 310 vox. для легкой степени заболевания, от 311 до 620 vox. для средней, и свыше 620 vox. для БА тяжелого течения.

3. Для объективной оценки реактивности дыхательных путей к холодному воздуху у больных БА рекомендовано использование дискриминантного уравнения с параметрами воздухонаполненности легких:

d = 0,004хЭВ2 + 0,119х(ЮЛ.

Граничное значение дискриминантной функции составляет 27. При d равной или большей граничного значения делается вывод о наличии холодовой гиперреактивности, при d меньшем граничного значения следует говорить об ее отсутствии. Вероятность правильной классификации составляет 85,7%.

4. В качестве дополнительного объективного инструмента оценки уровня контроля БА рекомендуется использовать измерение параметров воздухонаполненности методом трехмерной волюметрии и расчет дискриминантного уравнения

d = 0,322хМОС75(% от долж.) - 0,044хЭВ2,

где d - дискриминантная функция, граничное значение которой 23,62. При d равной или большей граничного значения БА классифицируется как неконтролируемая, при d меньшем граничного значения следует говорить о контролируемом или частично контролируемом течении БА. Вероятность правильной классификации составляет 90,6%.

19

5. Для ранней диагностики потери контроля над заболеванием (переход в частично контролируемое течение) рекомендуется использовать решение дис-криминантного уравнения, использующее параметры зональной денситометрии и трехмерной волюметрии:

а=0,04хАСОС:5.75хБ + 0,016хЭДП3-0,001хЭДЛз-0,002хЭВ2.

Граничное значение дискриминантной функции 10,85. При с1 равной или большей граничного значения БА классифицируется как частично контролируемая, при <1 меньшем граничного значения следует говорить о контролируемом течении БА. Вероятность правильной классификации составляет 89,8%.

6. Для прогнозирования неконтролируемого течения БА по истечении 6-месячного курса стандартной базисной терапии рекомендуется применять модель, основанную на использовании параметров спирографии и трехмерной волюметрии:

с1= 13,83хОФВ,+0,1хОВ2.

Граничное значение дискриминантной функции составляет 48,37. При с1 равной или большей граничного значения прогнозируется контролируемое течение БА через 6 месяцев базисной терапии. Вероятность правильной классификации составляет 96,9%.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БА - бронхиальная астма

ИЭТ - инспираторно-экспираторный тест

КТ - компьютерная томография

МОС50 - максимальная объемная скорость выдоха на уровне 50% ФЖЕЛ

МОС75 - максимальная объемная скорость выдоха на уровне 75% ФЖЕЛ

ОЕЛ - общая емкость легких

ООЛ - остаточный объем легких

ОФВ| - объем форсированного выдоха за первую секунду

СОС25.75 - средняя объемная скорость выдоха на уровне 25-75% ФЖЕЛ

ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких

ХГДП - холодовая гиперреактивность дыхательных путей

ЭВ: - экспираторная воздухонаполненность, суммарная для обоих легких

ЭВП - экспираторная воздухонаполненность правого легкого

ЭВЛ - экспираторная воздухонаполненность левого легкого

HU - Hounsfield unit (единица Хаунсфильда)

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ильин, А. В. Современные методы диагностики бронхиальной астмы / А. В. Ильин II Бюллетень физиологии и патологип дыхания. - 2012. -Вып. 43.-С. 116-123.

2. Применение компьютерной томографии с трехмерной волюметри-ей в диагностике нарушений вентиляционной функции легких у больных бронхиальной астмой / А. В. Ильин, IO. М. Перельман, А. В. Леншпн, А. Г. Приходько // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2014. — Вып. 51. - С. 33-37.

3. Изменения воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой в зависимости от степени контроля над заболеванием / А. В. Ильин, Ю. М. Перельман, А. Г. Приходько, А. В. Леншпн // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2014. - Вып. 52. - С. 34-40.

4. Взаимосвязь проходимости н реактивности мелких бронхов с гиперинфляцией легких у больных бронхиальной астмой с холодовой гнперре-актнвностью дыхательных путей / А. В. Ильин, Ю. М. Перельман, А. Г. Приходько, А. В. Леншпн // Дальневосточный медицинский журнал. — 2014.-№3.-С. 18-22.

5. Win, А. V. Quantitative CT-estimation of total lung inflation in patients with bronchial asthma / A. V. Win, J. M. Perelman, A. V. Lenshin // European Respiratory Journal. - 2012. - Vol. 40, Suppl. 56. - P. 1708.

6. Win, A. V. Efficiency of multi-slice spiral computed tomography (MSCT) with 3D-volumetry at the estimation of lungs inflation in bronchial asthma / A. V. Win,

21

J. M. Perelman, A. V. Lenshin // European Respiratory Journal. - 2013. - Vol. 42, Suppl. 57. - P. 240.

7. Diagnostics of impaired lung function in asthmatics by MSCT-volumetry / / A. V. Win, J. M. Perelman, A. G. Prikhodko, A. V. Lenshin // European Respiratory Journal. - 2014. - Vol. 44, Suppl. 58. - P. 554.

8. Ильин, А. В. Метод диагностики нарушений воздухонаполненности у больных бронхиальной астмой / А. В. Ильин, Ю. М. Перельман, А. В. Леншин // Российский электронный журнал лучевой диагностики. Приложение. Материалы VI Всероссийского национального конгресса лучевых диагностов и терапевтов «Радиология-2012». - 2012. - Т. 2., № 2. - С. 221-222.

9. Ильин, А. В. Новый метод диагностики нарушений легочной вентиляции у больных бронхиальной астмой / А. В. Ильин // Молодежь XXI века: шаг в будущее: материалы ХШ-й региональной научно-практической конференции с межрегиональным и международным участием, посвященной Году истории в Российской Федерации (Благовещенск, 17-18 мая 2012 г.). - 2012. - Т.4. - С. 30-31.

10. Ильин, А. В. ЗБ-волюметрия как метод количественной оценки воздухонаполненности легких у больных бронхиальной астмой с помощью мультис-пиральной компьютерной томографии / А. В. Ильин, Ю. М. Перельман, А. В. Леншин // Материалы VI научно-практической конференции «Системный анализ в медицине-2012». - Благовещенск, 2012. - С. 33-36.

11. Ильин, А. В. Количественная оценка нарушений вентиляционной функции легких у больных бронхиальной астмой посредством мультиспираль-ной компьютерной томографии / А. В. Ильин, Ю. М. Перельман, А. В. Леншин // Сб. трудов XXII национального конгресса по болезням органов дыхания / под ред. А.Г. Чучалина. - М., 2012. - С. 47.

12. Ильин, А. В. Применение метода трехмерной МСКТ-волюметрии в диагностике заболеваний органов дыхания / А. В. Ильин II Молодежь XXI века: шаг в будущее: материалы XIV-й региональной научно-практической конфе-

ренции с межрегиональным и международным участием (Благовещенск, 22 мая 2013 г.). - 2013. - Т. 5. - С. 79-81.

13.Ильин, А. В. Возможности мультиспиральной компьютерной томографии в диагностике бронхиальной астмы / А. В. Ильин // Молодежь XXI века:

аг в будущее: материалы XV региональной научно-практической конферен-ии с межрегиональным и международным участием (Благовещенск, 22 мая 014 г.). - 2014. - Т. 7. - С. 71-72.

14. Ильин, А. В. Методика компьютерно-томографической оценки зональ-ой неравномерности легочной вентиляции у больных бронхиальной астмой / . В. Ильин, А. В. Леншин, А. Г. Приходько // Материалы VIII международной аучной конференции «Системный анализ в медицине». - Благовещенск, 2014. С. 167-170.

Ильин Андрей Валерьевич

ДИАГНОСТИКА ИЗМЕНЕНИЙ ВОЗДУХОНАПОЛНЕННОСТИ ЛЕГКИХ У БОЛЬНЫХ БРОНХИАЛЬНОЙ АСТМОЙ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Подписано к печати 14.11.2014 г. Формат 60x8446. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 4800. ООО «Типография» 675000, г. Благовещенск, ул. Политехническая, 55 Тел.: (416-2) 21-40-83,54-72-34, e-mail:amurtipograf@yandex.ru