Автореферат и диссертация по медицине (14.00.43) на тему:Интегральная и регионарная механика дыхания у здоровых людей и больных хронической обструктивной болезнью легких

На правах рукописи

КАШУТА Александра Юрьевна

ИНТЕГРАЛЬНАЯ И РЕГИОНАРНАЯ МЕХАНИКА ДЫХАНИЯ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ И БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЛЕГКИХ

14.00.43 - пульмонология

14.00.16 - патологическая физиология

Автореферат на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

ООЗ

Томск - 2007

003159942

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Научный руководитель-

доктор медицинских наук, профессор

Научный консультант:

кандидат медицинских наук, доцент

ТЕТЕНЕВ Федор Федорович ЛЕВЧЕНКО Алексей Васильевич

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой внутренних болезней педиатрического факультета ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава ВОЛКОВА Людмила Ивановна

доктор медицинских наук, заведующая лабораторией биохимии опухолей ГУ НИИ онкологии ТНЦ СО РАМН КОНДАКОВА Ирина Викторовна

Ведущая организация. ГОУ ВПО Новосибирский государственный медицинский университет Росздрава

Защита состоится «_» _ 2007г в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 208 096 02 при Сибирском государственном медицинском университете по адресу 634050, г Томск, ул Московский тракт 2

С диссертацией можно ознакомиться в научно-медицинской библиотеке Сибирского государственного медицинского университета

Автореферат разослан «_»_2007 г

Ученый секретарь

диссертационного совета-СЦу Л.И. ТЮКАЛОВА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы

Изучение биомеханических процессов дыхания необходимо дан понимания патогенеза и оценки эффективности терапии заболеваний респираторной системы Кроме того, показатели механики дыхания являются наиболее точными и объективными в диагностике нарушений функции аппарата внешнего дыхания, так как не зависят от сотрудничества пациента во время проведения исследования Большинство вопросов механики дыхания к настоящему времени хорошо изучено, однако, в литературе имеется и достаточно значительное количество неясных фактов, связанных с несовершенством знаний о биомеханике легких на современном уровне

Кроме того, в течение последних лет в литературе существует мнение, что у здоровых людей и при патологии имеется неравномерность вентиляции легких по регионам [Зябрев ЮП, 1980, Кольцуй С С,1990, Цзо ЧН, 1987] Она обусловлена не только анатомическим строением легких, а еще тем, что в верхних отделах легких бронхи имеют больший диаметр просвета, чем в нижних в связи с влиянием сил гравитации на внутриплевральное давление таким образом, что над верхними отделами легких оно более отрицательное, чем над нижними [Agostoni Е, D'Angelo Е, 1970, West JB, 1970] Из этого следует, что соотношение показателей аэродинамического сопротивления обратное, то есть в верхних отделах эти значения сравнительно меньше, чем в нижних При заболеваниях легких регионарные различия вентиляции, очевидно, усугубляются действием патологических факторов [West J В , 1970, Гриппи M А, 2000] Описанное представление является общепризнанным Однако, известно, что усреднение давления, равномерное распределение его над поверхностью легких является основным физиологическим назначением плевральной полости [Тетенев Ф Ф , Бодрова Т H ,1997] В то же время, объем вентиляции легких значительно меньше в верхних отделах и много больше в нижних [Цзо Ч H , 1987, Левченко А В , 1994] Таким образом, растяжимость верхних отделов легких много меньше, чем нижних, а бронхиальное сопротивление оказывается значительно больше в верхних отделах, чем в нижних Это противоречит общепринятому положению, что бронхи верхних отделов легких имеют больший просвет [West JB, 1970], и известному положению о достаточно устойчивой гомогенности легочных структур во всех отделах [Вейбель Э Р, 1970] Это говорит о необходимости исследования регионарных свойств легких, тем более, что до настоящего времени они остаются малоизученными В доступной нам литературе были обнаружены единичные работы, посвященных этому вопросу [Левченко А В , 1994, Aliverti А, Stevenson N, Dellacà R L, 2004], которые не разрешают указанных противоречий

Цель исследования

Изучить регионарную механику дыхания в сопоставлении с интегральной механикой у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких

Задачи исследования

1 Изучить вентиляционные показатели у здоровых лиц и больных хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом положении тела

2 Изучить показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела

3 Изучить изменения интегральной механики дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела после ингаляции беротека

4 Изучить показатели регионарной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела

5 Изучить изменения показателей регионарной механики дыхания в ортостатическом и клиностатическом положении тела у больных хронической обструктивной болезнью легких после ингаляции беротека

Научная новизна работы В настоящей работе впервые

1 Разработаны две компьютерные программы по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания

2 Разработана методика исследования регионарной механики дыхания с помощью одновременной регистрации зональных реограмм и транспульмонального давления, пригодная для исследования субъекта в ортостатическом и клиностатическом положениях

3 Показано, что у здоровых лиц имеется неравномерность механических свойств легких по регионам, заключающаяся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз и сохраняющаяся в клиностатическом положении тела в правом легком и, в меньшей степени, в левом легком Эта особенность регионарных свойств легких названа регионарным механическим гомеостазисом Природа способности легких поддерживать механический гомеосгазис остается неизвестной В частности, неизвестным является физиологическое назначение избыточного транспульмонального давления над верхними зонами легких (избыточное транспульмональное давление — это избыточная амплитуда действующего внутрилегочного давления) Показано, что при хронической обструктивной болезни легких регионарные различия механических свойств легких выравниваются

4 Под влиянием ингаляции беротека регионарные показатели механики дыхания у больных хронической обструктивной болезнью легких I и II стадии изменяются в направлении их нормализации только в ортостатическом положении тела В клиностатическом положении изменения регионарных показателей механики дыхания не происходит

5 Обнаружен и описан ранее неизвестный феномен отрицательного регионарного гистерезиса легких, дано объяснение этого феномена как проявления регионарной механической активности легких у здоровых лиц и больных хронической обструктивной болезнью легких

6 Сформулирована гипотеза, что регионарная механическая активность легких является инструментом, поддерживающим их механический гомеостазис в норме и при патологии

Теоретическая значимость работы

Обнаружен феномен извращения регионарной дыхательной петли, что является фундаментальным противоречием классической концепции Ф К Дондерса и доказывает существование регионарной механической активности легких Показано, что в норме легкие характеризуются неравномерностью механических свойств по регионам Но при этом, механическая неравномерность имеет четкую сбалансированность по направлению сверху вниз, что характеризует регионарный механический гомеостазис легких, при патологии механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим свойствам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков легких к базальным

Практическая ценность работы Разработана программа по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания, которая значительно облегчает трудоемкие расчеты, делает их более точными и исключает влияние субъективного фактора на результаты измерения показателей

Разработана методика изучения регионарных свойств легких в ортостатическом положении тела, что является наиболее удобным положением для пациента, особенно при выраженной недостаточности внешнего дыхания и позволяет сопоставлять показатели регионарной и интегральной механики дыхания, которая в классическом варианте исследуется в положении сидя

Предложен метод определения регионарной механической активности легких по наличию феномена извращения регионарной петли гистерезиса легких

На защиту выносятся следующие положения

1 В норме легкие имеют неравномерность механических свойств по регионам Но при этом, механическая неравномерность имеет четкую сбалансированность, заключающуюся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз, что, с нашей точки зрения, характеризует регионарный механический гомеостазис легких

2 В клиностатическом положении тела у здоровых лиц в правом легком полностью сохраняется сбалансированность показателей регионарной механики дыхания по направлению от верхушек к основанию, а в левом наблюдается выравнивание механических свойств по регионам

3 При хронической обструктивной болезни легких механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим свойствам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков к базальным в левом легком полностью, в правом - сохраняется увеличение

только неэластической работы дыхания за счет ее фракции на выдохе по направлению сверху вниз

4 Легкие обладают регионарной механической активностью, доказательством наличия которой является феномен извращения регионарной дыхательной петли Регионарная механическая активность легких поддерживает их механический гомеостазис в норме и при хронической обструктивной болезни легких

5 Над верхними зонам легких у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких имеет место «избыточное» транспульмонального давление Его природа и физиологическое назначение остаются неизвестными

Внедрение

Компьютерная обработка результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания используются в клинике пропедевтики внутренних болезней ГОУ ВПО Сибирского государственного медицинского университета для изучения интегральных показателей механики дыхания и регионарных механических свойств легких у людей с острыми и хроническими заболеваниями органов дыхания с целью раннего выявления функциональных расстройств в системе аппарата внешнего дыхания Имеются два свидетельства

06 официальной регистрации этих программ

Получен патент Российской Федерации на изобретение способа определения тканевого неэластического сопротивления легких № 22744117 от 20 04 2006

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на X, XI, XII, XVI, XVII Национальных конгрессах по болезням органов дыхания, на 61 Всероссийской итоговой научной студенческой конференции имени Н И Пирогова (Томск, 2002 г), на XI Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика, экология, надежность, безопасность» (Томск 2005г), на Всероссийской научно-практической конференции (Томск 2007г )

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 - в центральной печати Получено два свидетельства об официальной регистрации программы и один патент на изобретение

Объем и структура диссертации:

Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций Библиографический указатель содержит 88 отечественных и 65 иностранных источников Иллюстративный материал представлен 29 таблицами и 44 рисунками

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Дизайн исследования

Исследование проводилось в клинике пропедевтики внутренних болезней ГОУ ВПО СибГМУ Росздрава с 2004г по 2007г Вид исследования

проспективное когортное Когорта формировалась во время исследования, прослеживалась до его окончания Был исследован 61 человек, из которых 30 человек - практически здоровые добровольцы (контрольная группа), 31 человек - пациенты хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) (основная группа) В основную группу были включены пациенты только в 1-П стадии заболевания, пациенты с III стадией заболевания были исключены в виду необходимости длительного процесса исследования в различных положениях тела до и после ингаляции бронхолитического препарата

Производили сравнение показателей интегральной механики дыхания внутри групп в ортостатическом и клиностатическом положении После этого, сравнивали показатели интегральной механики дыхания у лиц контрольной и основной группы в определенном положении тела Аналогичные сравнения проводились при исследовании регионарной механики дыхания, только при этом сравнивали соответствующие зоны (верхнюю, среднюю или нижнюю) в одной и той же группе исследуемых при различных положениях тела или в разных группах при одинаковом расположении в пространстве Дополнительно выявляли различия в механических свойствах зон легких между собой (верхней и нижней, верхней и средней, средней и нижней) у исследуемых обеих групп при различных положениях тела Показатели регионарной механики дыхания в группе контроля выражались в процентах при условии, что суммарный показатель по легким составляет 100%

В качестве фармакологической пробы больным проводилась ингаляция /Зг-адреностимулятора беротека в дозе 400 мкг (два вдоха) Через 20 минут оценивали клиническое состояние больных, динамику интегральных и регионарных механических свойств легких

В ходе дыхательных движений изменения транспульмонального давления опережают изменения легочного объема Сдвиг фаз между этими процессами называется легочным гистерезисом, который графически изображается в виде дыхательной петли, отражающей затрату работы дыхания по преодолению общего неэластического сопротивления легких При обнаружении опережения изменения легочного объема над изменением транспульмонального давления в какой-либо зоне легкого, мы считали такую дыхательную петлю отрицательной или извращенной [Тетенев ФФ, 1981], что расценивали как проявление регионарной механической активности легких В случае извращения дыхательной петли, когда легкие не выполняют работы по преодолению общего внутрилегочного сопротивления, показатели ЭРДр, НРДр, ОРДр, ЭРДр/ОРДр, НРДр/ОРДр приравнивались к нулю

Клинические группы Группу контроля составляли практически здоровые лица (30 человек) мужского пола, средний возраст 19,78±1,35 лет, отсутствие в этой группе хронических заболеваний бронхолегочной и сердечно-сосудистой систем основывалось на тщательном сборе анамнеза, физическом и параклинических методах исследования

Основную группу составляли пациенты ХОБЛ (31 человек) 1-Й стадии, в фазе обострения, с длительностью заболевания от 7 до 20 лет, средний возраст 43,93±3,03 года, 25 мужчин и б женщин Диагноз ХОБЛ, стадия и фаза заболевания устанавливались на основании общепринятой классификации критериев [Чучалин А Г, 2005, GOLD, 2006] У всех пациентов проводился подробный сбор анамнеза и тщательное физическое обследование Параклинические методы обследования соответствовали медико-экономическим стандартам для ХОБЛ

Методы исследования Показатели вентиляции легких изучались на базе отделения функциональной диагностики клиник СибГМУ с помощью прибора MASTERLAB Pro "ERICH JAEGER" (Германия) Исследование проводилось утром натощак в условиях относительного покоя в ортостатическом положении больного За 12 часов до исследования пациенты прекращали прием бронхоактивных препаратов Методами спирографии и пневмотахографии определяли следующие вентиляционные показатели спирографически проводилась запись частоты дыхания, ДО, МОД, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, MB Л и ОФВ1 Пневмотахография включала запись кривых поток-объем выдоха с расчетом ПОС, МОСг5> МОС5о, и МОС75 С помощью плетизмографии определяли внутригрудной объем газа на уровне функциональной ООЛ и общее легочное сопротивление Имея показатели внутригрудного объема газа, резервного объема выдоха, ЖЕЛ вычисляли ООЛ и ОЕЛ, процентное отношение ООЛ к ОЕЛ Все указанные показатели выражали в процентах к должным величинам

Нарушение вентиляционной функции легких оценивалось по отношению ЖЕЛ, ОФВ] к должным величинам Если эти соотношения составляли 85% и более, то данные показатели рассматривались как нормальные Снижение ЖЕЛ, ОФВ] более чем на 15% по отношению к должной величине считали патологическим Степени снижения вентиляционных показателей определяли следующим образом I степень - уменьшение на 16 - 35%, II степень - на 36 -55%, III степень - более чем на 55% от должной величины Изолированное снижение ОФВ1 расценивали как обструктивный тип вентиляционных нарушений, соответственно I, II, III степени Параллельное снижение ЖЕЛ расценивали как рестриктивный тип вентиляционных нарушений Смешанным типом вентиляционных нарушений считали случаи, когда наблюдалось преимущественное снижение MB Л, ОФВ1 по сравнению с ЖЕЛ [Тетенев Ф Ф, Бодрова Т Н , Тетенев К Ф и др , 2004]

Показатели интегральной механики дыхания изучали с помощью одновременной регистрации спирограммы, пневмотахограммы и транспульмонального давления [Комро Д, Форстер Р , Дюбуа А и др, 1961, Гриппи М А, 2000] Давление в пищеводе определяли с помощью специального зонда, введенного в нижнюю треть пищевода через нижний носовой ход Разницу внутрипищеводного давления и давления в ротовой полости определяли с помощью дифференцированного датчика давления ПДП

1000 МД Пневмотахограмму регистрировали с помощью пневмотахографа с интегратором (СКГБ - Медфизприбор)

Запись кривых спирограммы, пневмотахограммы, транспульмонального давления и расчет показателей механики дыхания производили с помощью специальной, созданной и запатентованной нами компьютерной программы По величине площади дыхательной петли рассчитывали ОРД и ее фракции - ЭРД, НРДвд, НРДвыд, отношение ЭРД/ОРД и НРД/ОРД выраженное в процентах Получали величины УРД, для оценки эластических свойств легких рассчитывали Сдин ОНСвд и ОНСвыд определяли отношением наибольшего значения неэластического компонента транспульмонального давления к средней скорости воздушного потока на вдохе и выдохе соответственно [Зябрев Ю П , 1980] Все показатели механики дыхания исследовали в ортостатическом и клиностатическом положении тела Кроме того, пациенты ХОБЛ обследовались до и после ингаляции беротека

Показатели регионарной механики дыхания определяли посредством одновременной регистрации зональных реограмм вентиляции методом Е А Фринермана [Жуковский Л И , Фринерман Е А , 1975] и транспульмонального давления Регистрацию реограмм вентиляции осуществляли с помощью реографа РПГ4-01 Для этого на грудную клетку пациента в симметричных участках справа и слева в верхних, средних и нижних отделах легких накладывали прямоугольные электроды, которые фиксировались с помощью специальных ремней Дыхание пациента осуществлялось через загубник пневматохографа Одновременно регистровались реограммы с двух симметричных зон обоих легких, синхронно с транспульмональным давлением, спирограммой и пневмотахограммой Запись реограмм вентиляции, плеврального давления, спирограммы и пневмотахограммы осуществлялась при спокойном дыхании пациента в течении 2 минут в режиме реограммы вентиляции - калибровочный сигнал 0,25 см равен 0,1 Ом, плевральное давление - 0,1 см равен 0,15 кПа, дыхательный объем - 1,2 см равен 1 л, скорость движения бумаги 10 мм/сек

Графическую регистрацию и обработку результатов исследования осуществляли с помощью созданной нами и запатентованной компьютерной программы Производили построение регионарных дыхательных петель по транспульмональному давлению и зональным реограммам При этом регионарные реограммы рассматривали как регионарные спирограммы Далее, рассчитывали основные показатели регионарной вентиляции и механики дыхания. ДОр, МОВр, ОРДр, ЭРДр, НРДвдр, НРДвыдр, ЭРДр/ОРДр и НРДр/ОРДр, выраженные в процентах Кроме того рассчитывали величины Сдинр, ОНСвдр и ОНСвыДр

Статистическую обработку полученных данных проводили на персональном компьютере путем создания электронной базы данных в Microsoft Excel 2000 с использованием прикладных программных пакетов STATISTICA 6 0 FOR WINDOWS (система комплексного статистического анализа и обработки данных в среде Windows, Release 5 5 Фирма-производитель StatSoft

Inc, 1984-1996, USA) Проверку на нормальность распределения признака определяли с помощью Shapiro-Wilk's W-теста Проводился описательный и сравнительный анализ Описательный анализ включал определение параметров среднее значение и ошибка среднего значения Сравнительный анализ основывался на определении достоверности разницы показателей по t-критерию Стьюдента для параметрических и по Z - критерию для непараметрических показателей Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез в исследовании принимался равным 0,05

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ Вентиляционная функция

Основные вентиляционные показатели, легочные объемы и емкости у здоровых лиц представлены в табл 1 Из таблицы видно, что все показатели, составляют не менее 85% от должных величин, что говорит о нормальном функциональном состоянии аппарата внешнего дыхания у данной группы обследованных У пациентов ХОБЛ в сравнении с контрольной группой (см табл 1) было выявлено снижение вентиляционных показателей (ОФВь ПОС, МОС25, МОС50, МОС75) и увеличение легочных объемов и емкостей ООЛ, ООЛ/ОЕЛ, что связано с развитием эмфиземы у данной группы больных, это подтверждалось рентгенологически Таким образом, исследование вентиляционной функции легких у пациентов ХОБЛ выявило характерные нарушения, которые являются общеизвестными при данной патологии [GOLD, 2006]

Таблица 1

Показатели вентиляции у здоровых (1) лиц и пациентов ХОБЛ (2) в

ортостатическом положении в процентах от должных величин, М ± m

Показатели Здоровые лица (1), п=30 Больные ХОБЛ (2), п=31 pl-2

МОД, % 97,707±3,473 98,860±5,586

ЖЕЛ, % 115,536±2,916 99,860±7,492

ФЖЕЛ, % П4,564±2,873 96,200±8,278

ОФВь % 115,814±2,329 57,660±12,140 0,008

ПОС, % 120,807±4,184 76,310±10,661 0,002

МОС25, % 165,807±63,803 40,460±9,337 0,0003

МОС50, % 95,864±7,005 27,910±7,003 0,00005

МОС75, % 88,950±6,822 24,060±3,347 0,00004

ОЕЛ, % 115,907±3,167 120,710±4,841

ООЛ, % 115,221±6,087 175,580±20,014 0,005

ООЛ/ОЕЛ, % 95,379±3,288 139,960±14,405 0,002

Механика дыхания у здоровых лиц

Показатели интегральйой механики дыхания легких общепринято исследуются в ортостатическом положении Однако метод зональной реографии в классическом варианте используется в клиностатическом положении тела, с целью максимального устранения артефактов, возникающих

во время регистрации спирограмм [Жуковский Л И, 1977] Необходимость сопоставления результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания привела к попытке изучения как интегральной, так и регионарной механики при различных положениях тела исследуемых Интегральная механика дыхания

Показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц в ортостатическом положении тела соответствовали данным литературы В клиностатическом положении тела, по сравнению с ортостатическим, было выявлено достоверное увеличение ОНСвд с 2,546±0,262 см вод ст /л/с до 3,895±0,502 см вод ст/л/с (р=0,022), что связано с воздействием вентро-дорзального градиента плеврального давления, и УРД с 0,014±0,001 кг м/л до 0,019±0,002 кг м/л (р=0,022) Сдин была меньше - 0,205±0,017 л/см вод ст по сравнению с ортостатическим положением - 0,311±0,020 л/см вод ст (р=0,001) Таким образом при переходе из ортостатического положения тела в клиностатическое у здоровых лиц имело место увеличение ОНСвд, УРД и снижение Сдин, что можно объяснить увеличением кровенаполнения легких в горизонтальном положении Несмотря на увеличение ОНСвд, повышения ОРД не было обнаружено, что можно расценивать как действие источника поддержания механического гомеостазиса легких Регионарная механика дыхания

В ортостатическом положении тела в нижней зоне правого легкого по сравнению с верхней были больше следующие показатели ОРДр на 22,66% (р=0,00007), ЭРДр на 18,93% (р=0,00001), НРДвдр на 27,38% (р=0,00009), НРДвыДр на 23,72% (р=0,00009), НРДр на 26,29% (р=0,00005), НРДр/ОРДр на 11,33% (р=0,009), Сдинр на 21,6% (р=0,000009), а меньшее значение имело отношение ЭРДр/ОРДр на 4,88% (р=0,007) В нижней зоне левого легкого по сравнению с верхней были больше следующие показатели ОРДр на 9,85% (р=0,007), ЭРДр на 6,19% (р=0,016), НРДвдр на 13,92% (р=0,012), НРДр на 11,32% (р=0,033), Сдинр на 10,69% (р=0,0005), а меньшее значение имело отношение ЭРДр/ОРДр на 6,31% (р=0,008) и ОНСвдр на 11,01% (р=0,003)

При сравнении механических свойств легких в средней и верхней зоне правого легкого было выявлено, что Сдинр была больше на 6,2% в средней зоне (р=0,012), а ЭРДр/ОРДр - меньше на 5,1% (р=0,024)

При сравнении механических свойств легких в средней и верхней зоне левого легкого, статистически значимых различий обнаружено не было

В нижней зоне правого легкого, в отличие от средней, большие значения имели следующие показатели ОРДр на 22,1% (р=0,00002), ЭРДр на 18,7% (р=0,0001), НРДвдр на 24,2% (р=0,0003), НРДвыдр на 21,74% (р=0,0005), НРДр на 24,1% (р=0,0001), НРДр/ОРДр на 11,6% (р=0,008), Сдинр на 15,4% (р=0,0003) В нижней зоне левого легкого, в отличие от средней, большие значения имели показатели ДОр и МОВр на 9,9% (р=0,0005), ОРДр на 13,7% (р=0,0002), ЭРДр на 9,3% (р=0,001), НРДвдр на 15,3% (р=0,004), НРДвыдр на 10,8% (р=0,04), НРДр на 14,4% (р=0,004), Сдинр на 9,1% (р=0,001)

Таким образом, при сравнительном изучении регионарных показателей механики дыхания в контрольной группе верхней и нижней зоны, верхней и средней, средней и нижней зоны легких в ортостатическом положении тела, было выявлено увеличение ОРДр, НРДвдр, НРДвыдр, НРДр, НРДр/ОРДр, Сдинр, и снижение ЭРДр/ОРДр, в апикально-базальном направлении как правого, так и левого легкого То есть исследования показали сбалансированность структуры легочного гистерезиса по регионам у здоровых лиц по направлению сверху вниз, что характеризует регионарный механический гомеостазис легких

Клиностатическое положение тела Справа в нижней зоне по сравнению с верхней ОРДр была больше на 23,4% (р=0,00008), ЭРДр на 20,7% (р=0,0001), НРДвДр на 21,9% (0,003), НРДвыдр на 22,3% (р=0,004), НРДр на 25,4% (р=0,0003), НРДр/ОРДр на 7,1% (р=0,018), Сдинр на 23,8% (р=0,00002) Отношение ЭРДр/ОРДр в нижних отделах было меньше на 3,3% по сравнению с верхними (р=0,011), ОНСвДр на 14,4% (р=0,00006) Имели место меньшие значения ОНСвыдр в нижней зоне правого легкого на 19,3% (р=0,00003) по сравнению с верхней, что не было обнаружено в ортостатическом положении тела. Это можно объяснить увеличением бронхиального сопротивления легких за счет уменьшения просвета бронхов под влиянием дорзо-вентрального градиента плеврального давления и увеличением тканевого трения за счет повышенного кровенаполнения легких в клиностатическом положении тела

В средней зоне правого легкого по сравнению с верхней были выявлены большие значения ЭРДр на 2,3% (р=0,03), Сдинр на 5,5% (р=0,001), а показатели ОНСвдр и ОНСвыдр имели меньшие значения в средней зоне по сравнению с верхней на 12,6% (р=0,003) и 9,6% (р=0,018) соответственно

Показатели механики дыхания средней и нижней зоны правого легкого отличались также, как и верхней и нижней зоны этого легкого В нижней зоне большие значения по сравнению со средней имели ОРДр на 21,3% (р=0,0003), ЭРДр на 18,4% (р=0,001), НРДвдр на 26,9% (р=0,0005), НРДвыдр, на 17,9% (р=0,007), НРДр на 20,6% (р=0,003) , Сдинр на 18,3% (р=0,0004), а меньшие значения - ЭРДр/ОРДр на 3,1% (р=0,003), ОНСвдр на 5,1% (р=0,046), ОНСвыдр на 9,4% (р=0,0004)

Слева в нижней зоне по сравнению с верхней большие значения имели следующие параметры НРДр на 9,5% (р=0,016), НРДр/ОРДр на 8,4% (р=0,019), СдиНр на 9,4% (р=0,0009), а меньшие -ЭРДр/ОРДр на 3,7% (р=0,03)

Механические свойства средней зоны левого легкого отличались от верхней только по отношению НРДр/ОРДр, которое в средней доле было на 8,5% больше (р=0,024), чем в верхней

В нижней зоне левого легкого по сравнению со средней только ОНСвыдр было меньше на 5,8% (р=0,026; Другие параметры механики дыхания не различались

Таким образом, клиностатическом положении тела в правом легком имело место увеличение ОРДр, НРДвд,,, НРДвыдр, НРДр, ЭРД, НРДр/ОРДр СдиНр, и снижение ЭРДр/ОРДр, ОНСвдр, ОНСвыдр в апикально-базальном направлении Слева, при указанных условиях, увеличивались НРДр,

НРДр/ОРДр, СдиНр по направлению сверху вниз Выявлен факт, что в клиностатическом положении справа появляется и уменьшается в апикально-базальном направлении ОНСвдр и ОНСвыДр Исследования показали, что в клиностатическом положении тела, в условиях напряжения функции аппарата внешнего дыхания, когда изменяется взаимодействие тяжести легких и его эластической тяги, увеличивается и перераспределяется легочный кровоток, у здоровых лиц в правом легком сохраняется сбалансированность структуры легочного гистерезиса по регионам, а слева имеет место нарушение этой сбалансированности, механические свойства всех зон слева выравниваются, становятся, в целом, идентичными друг другу Почему такое явление имеет место исключительно в левом легком, объяснить сложно, вероятно, это нужно принять за норму

При сравнении показателей регионарной механики дыхания в ортостатическом и клиностатическом положении тела соответствующих зон легких было обнаружено уменьшение значений Сдинр в клиностатическом положении тела в верхней и средней зоне Сдинр в верхней зоне правого легкого в ортостатическом положении тела составляла 0,012±0,038 Ом/см вод ст, а в средней - 0,368±0,072 Ом/см вод ст В вертикальном положении тела этот показатель был меньше - 0,119±0,033 Ом/см вод ст (р=0,012) и 0,192±0,045 Ом/см вод ст (р=0,024) в верхней и средней зоне соответственно В левом легком аналогичная ситуация наблюдалась в верхней и нижней зоне Сдинр в верхней зоне левого легкого в орто- положении составляла 0,271±0,036 Ом/см вод ст, а в клиностатическом - 0,174±0,030 Ом/см вод ст (р=0,027) В нижней зоне слева в вертикальном положении тела этот показатель соответствовал 1,777±0,2б9 Ом/см вод ст, а в горизонтальном -0,343±0,071 Ом/см вод ст (р=0,024) ОНСвдр в клиностатическом положении тела было больше, чем в ортостатическом в верхней, средней зоне правого легкого и нижней зоне левого В ортостатическом положении тела справа этот показатель в верхней зоне составлял 3,438±0,851 см вод ст/Ом/с, а в клиностатическом - 9,392±2,283 см вод ст /Ом/с (р=0,007), в средней зоне -2,065±0,473 см вод ст/Ом/с и 4,827±1,053 см вод ст /Ом/с (р=0,046) соответственно В нижней зоне левого легкого ОНСвдр в клиностатическом положении было больше - 4,314±1,707 см вод ст/Ом/с, чем в ортостатическом

- 1,554±0,355 см вод ст/Ом/с (р=0,038) Имело место большее ОНСвыдр в верхней и средней зоне правого легкого и в верхней, средней, нижней зоне левого легкого в клиностатическом положении тела В верхней зоне справа в вертикальном положении оно составляло 4,559±1,520 см вод ст/Ом/с, а в горизонтальном - 12,350±2,837 см вод ст /Ом/с (р=0,008), в средней зоне справа

- 2,063±0,546 см вод ст/Ом/с и 7,722±1,945 см вод ст/Ом/с соответственно (р=0,002) Слева в верхней зоне в ортостатическом положении тела ОНСвыдр составляло 2,756±0,480 см вод ст/Ом/с, а в клиностатическом - 4,593±0,609 см вод ст /Ом/с (р=0,026) В средней зоне слева в вертикальном положении тела ОНСвыдр соответствовало 2,601±0,652 см вод ст/Ом/с, а в горизонтальном оно было больше - 5,915±0,891 см вод ст/Ом/с (р=0,006) В нижней зоне левого

легкого соотношение этого показателя составляло 1,777±0,269 см вод ст /Ом/с и 4,829±1,382 см вод ст/Ом/с в ортостатическом и клиностатическом положении тела соответственно (р=0,022)

Таким образом, при переходе из ортостатического положения тела в клиностатическое в контрольной группе отмечалось снижение Сдинр в верхней и средней зоне правого легкого и верхней и нижней зоне левого А также повышение ОНСвыдр во всех зонах правого и левого легкого (кроме нижней зоны справа), и увеличение ОНСвдр в верхней, средней и нижней зоне справа и нижней зоне слева То есть, в целом, регионарные изменения механических свойств легких при перемене положения тела соответствовали изменениям интегральной механики дыхания (в клиностатическом положении из интегральных показателей механики дыхания увеличивалось ОНСвд, и снижалось Сдин) Почему повышение ОНСвыдр, практически, во всех регионах дегких не нашло отражения в интегральных показателях и не вызвало увеличение ОРДр, невозможно объяснить с общепринятых позиций теории механики дыхания Возможно, это обеспечивается регионарной механической активностью легких, которая способствует уменьшению работы дыхания, несмотря на увеличение неэластического сопротивления

Механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью

легких

Интегральная механика дыхания

В ортостатическом положении тела у пациентов ХОБЛ в сравнении с группой здоровых лиц было отмечено увеличение соответственно ОРД -0,230±0,060 кг м/мин по сравнению с группой контроля - 0,103±0,016 кг м/мин (р=0,021), НРДвд 0,098±0,029 кг м/мин и 0,034±0,006 кг м/мин (р=0,011), НРДвыд 0,094±0,028 и 0,033±0,007 кг м/мин (р=0,02), НРД -0,192±0,057 кг м/мин и 0,068±0,013 кг м/мин (р=0,014), ОНСвыд - 5,740±0,707 см вод ст/л/с и 3,764±0,369 см вод ст/л/с (р=0,026), УРД - 0,024±0,004 кгм/л и 0,014±0,001 кгм/л (р=0,029) и уменьшение ЭРД/ОРД у пациентов до 51,279±5,067% по сравнению со здоровыми людьми - 62,185±3,013% (р=0,045)

Таким образом, большинство показателей интегральной механики дыхания не отличались от литературных данных и соответствовали изменениям при обструктивной патологии легких, кроме Сдин При нормальной ЖЕЛ и близким к норме ОФВ1 в нашем исследовании Сдин у пациентов ХОБЛ и здоровых лиц не различались, другие авторы показали снижение значений Сдин у пациентов с нарушением бронхиальной проходимости [ЫшАлюеЬпег Б, 1974, Тетенев, Ф Ф , 1976] Причиной одинаковых значений Сдин у пациентов и здоровых лиц явилось то, что в основную группу были включены больные ХОБЛ с невыраженными изменениями функции аппарата внешнего дыхания (пациенты I и II стадией ХОБЛ с недостаточностью вентиляционной функции легких 1-П степени)

В клиностатическом положении тела у пациентов ХОБЛ в сравнении с группой здоровых лиц было отмечено увеличение следующих параметров соответственно НРДвыд - 0,124±0,043 кг м/мин и 0,028±0,007 кг м/мин

(р=0,0008), НРДвд - 0,127±0,045 кгм/мин и 0,038±0,006 кгм/мин (р=0,046), НРД - 0,251±0,088 кгм/мин и 0,064±0,011 кг-м/мин (р=0,007), НРД/ОРД -73,797±3,557 % и 48,81б±4,98б % (р=0,0009), ОНСвыд - 9,302±1,102 см вод ст /л/с и 4,556±0,437 см вод ст /л/с (р=0,0003) ЭРД/ОРД было меньше -54,943±3,304 % в контрольной группе по сравнению со здоровыми людьми -71,100±3,675 % (р=0,004)

Таким образом, в клиностатическом положении тела, картина механических свойств легких, практически, аналогична таковой при сравнении показателей интегральной механики дыхания у здоровых лиц и больных ХОБЛ в ортостатическом положении тела увеличены НРДвыд, НРДвд, НРД, НРД/ОРД, ОНСвыд, снижено отношение ЭРД/ОРД Обращает на себя внимание тот факт, что у пациентов ХОБЛ в клиностатическом положении тела не определялись большие значения ОРД, хотя при сравнении этих групп в ортостатическом положении тела ОРД у пациентов было больше Это сложно объяснить с позиций классической теории механики дыхания

При переходе из ортостатического положения тела в кпиностатическое у пациентов ХОБЛ повышается ОНСвыд с 5,740±0,707 см вод ст/л/с до 9,302±1Д02 см вод ст/л/с (р=0,0012) и уменьшается Сдин с 0,292±0,036 л/см вод ст до 0,177±0,020 см вод ст /л/с (р=0,01) Снижение Сдин при переходе из вертикального положения в горизонтальное можно объяснить повышением тканевого трения за счет перераспределения кровотока в клиностатическом положении тела

Таким образом было обнаружено снижение Сдин и повышение ОНСвыд в положении лежа Полученные данные, в целом, соответствовали литературным [Левченко А В ,1994, Eves N D, 2006] Однако, результаты исследования свидетельствуют, что у пациентов ХОБЛ прослеживается действие источника поддержания механического гомеостазиса легких, это выражается в том, что при переходе из ортостатического положения в клиностатическое у обследуемых не отмечается увеличения ОРД, несмотря на повышение значений ОНСвыд

Регионарная механика дыхания

В ортостатическом положении тела при сравнении механических свойств верхней и нижней зоны правого легкого было выявлено, что в нижней зоне по сравнению с верхней большие значения имели показатели соответственно НРДвыдр - 9,977±2,989 Ом м/мин и 2,628±0,947 Ом м/мин (р=0,017), НРДр - 20,746±6,535 Ом м/мин и 5,629±1,752 Ом м/мин (р=0,035), НРДр/ОРДр 72,192±6,916% и 41,799±9,428% (р=0,024)

В средней зоне, по сравнению с верхней были больше показатели соответственно НРДвыдр - 7,065±1,548 Ом м /мин и 2,628±0,947 Ом м /мин (р=0,024), НРДвдр - 7,721±1,548 кгм/мин и 3,046±0,894 Ом м/мин (р=0,035), НРДр - 14,786±3,335 Ом м/мин и 5,629±1,752 Ом м/мин (р=0,039) Средняя и нижняя зоны правого легкого не различались Также не было обнаружено различий между зонами левого легкого

Таким образом в ортостатическом положении тела у пациентов ХОБЛ было выявлено увеличение только НРДвыдр, НРДр, НРДр,/ОРДр по направлению сверху вниз в правом легком, а в левом - верхняя, средняя и нижняя зоны по своим механическим свойствам не различались То есть при ХОБЛ обнаруживалось выравнивание механических различий легких по зонам Это проявлялось тем, что отсутствовала четкая апикально-базальная ориентация большинства показателей, можно сказать, различные зоны легких у данной группы исследуемых мало отличались друг от друга

В клиностатическом положении тела справа в нижней зоне, по сравнению с верхней имели большие значения следующие параметры соответственно НРДвыдр - 36,798±10,488 Ом м/мин и 12,427±3,785 Ом м/мин (р=0,031), НРДр/ОРДр - 66,078±5,988 % и 47,196±5,819 % (р=0,027) В отличие от ортостатического положения, в клиностатическом было обнаружено значимое различие нижней и верхней зоны по показателю НРДвдр (в ортостатическом положении - это НРДвыдр) В нижней зоне он составлял -19,731±6,172 Ом м/мин (р=0,015), а в верхней 5,565±2,153 Ом м/мин

Средняя зона правого легкого по механическим характеристикам отличалась от верхней только по показателям НРДр/ОРДр и ЭРДр/ОРДр НРДр/ОРДр в средней зоне было больше - 63,844±4,830 %, чем в верхней-47,196±5,819 % (р=0,035), а ЭРДр/ОРДр -меньше - 63,913±4,218 и 80,355±5,501 % (р=0,022) соответственно

Средняя и нижняя зоны справа по механическим параметрам были идентичны друг другу

Слева, также как и справа, верхняя и нижняя зоны различались только в отношении показателя НРДДХРДр В нижней зоне НРДр/ОРДр составлял 72,829±6,426 %, что было больше, чем в верхних отделах - 52,547±7,940 % (р-0,048)

Механические свойства верхней и средней зоны, средней и нижней зоны левого легкого не отличались

Таким образом, в клиностатическом положении тела в верхней зоне правого легкого, по сравнению с нижней, были меньше значения НРДвдр, НРДр, НРДр/ОРДр, в верхней зоне по сравнению со средней - снижено отношение НРДр/ОРДр и повышено ЭРДр/ОРДр, а средняя и нижняя зоны идентичны по своим характеристикам В левом легком различались только верхняя и нижняя зоны по одному показателю - НРДр/ОРДр, значения которого были выше в нижней зоне, а верхняя и средняя, средняя и нижняя зоны по своим механическим свойствам не различались То есть, мы вновь получили определенное выравнивание механических свойств во всех зонах легких пациентов, что противоречит общепринятому представлению о механической неравномерности легких, усугубляющуюся действием патологических факторов

В сравнении со здоровыми людьми в ортостатическом положении тела верхние зоны легких пациентов ХОБЛ не отличались В средней зоне правого легкого у больных было увеличено ОРДр до 20,720±4,204 Ом м/мин (у

здоровых лиц - 6,963±1,598 Омм /мин) (р=0,004), ЭРДр - до 12,065±2,663 Ом м/мин, а в группе здоровых лиц - 5,122±0,876 Ом м/мин (р=0,028), НРДвыдр как один из показателей обструктивных нарушений был увеличен до 7,065±1,548 Омм/мин (у здоровых лиц - 1,684±0,599 Ом м/мин) (р=0,003), НРДвДр - до 7,721± 1,548 Ом м/мин по сравнению с контрольной группой -2,041±0,688 Ом м/мин (р=0,003), НРДр - 14,786±3,335 Ом м/мин (у здоровых -3,724± 1,268 Ом м/мин) (р=0,004), НРДр/ОРДр - до 65,600±7,267% (у здоровых лиц - 31,840±7,950%) (р=0,008), ОНСвыдр - до И ,002±4,023 см вод ст /Ом/с (у здоровых лиц - 2,063±0,546) (р=0,011)

Нижние зоны справа различались только по показателям ДОр и ОНСвыдр У пациентов ХОБЛ наблюдалось снижение ДОр до 0,837±0,257 Ом, в то время как у здоровых лиц он составлял - 1,217±0,061 Ом (р=0,046) За счет низких значений ДО, у пациентов в этой зоне уменьшался МОВр, он составлял 8,872±1,842 Ом/мин, в то время как у здоровых лиц - 11,729±1,078 Ом/мин (р=0,047) ОНСвыдр было больше у больных - 9,996±3,253 см вод ст/Ом/с, чем в группе контроля - 2,056±0,556 см вод ст /Ом/с (р=0,013)

Также, как и справа, верхние зоны левого легкого между группами не различались В средней зоне у пациентов ХОБЛ, в сравнении со здоровыми людьми были увеличены соответственно МОВр - 9,398±0,991 Ом/мин и 6,320±0,850 Ом/мин (р=0,028), ОРДр - 25,023±6,168 Ом м/мин и 7,799±2,035 Ом м/мин (р=0,008), НРДвыдр - 9,604±2,769 Ом м/мин и 1,876±0,594 Ом м/мин (р=0,002), НРДвдр - 10,621±3,192 Ом м/мин и 2,536±0,906 Ом м/мин (р=0,014), НРДр - 20,223±5,922 Ом м/мин и 4,399±1,471 Ом м/мин (р=0,007), НРДр/ОРДр -68,092±9,017% и 35,613±7,865% (р=0,011), ОНСвыдр - 6,361±1,761 см вод ст /Ом/с и 2,601±0,652 (р=0,020)

В нижней зоне левого легкого, также, как и справа, у пациентов имело место снижение ДОр до 0,525±0,114 Ом по сравнению со здоровыми людьми -0,846±0,070 Ом (р=0,008) и МОВр до 8,872±1,842 Ом/мин и 11,729±1,078 Ом/мин соответственно (р=0,047)

Таким образом, при сравнении регионарных показателей механики дыхания соответствующих зон легких у пациентов ХОБЛ и здоровых лиц в ортостатическом положении, было обнаружено, что верхние зоны обоих легких не отличаются по своим механическим свойствам Основные различия имеют место в средней зоне легких Как слева, так и справа в средней зоне пациентов основной группы, по сравнению с группой контроля были обнаружены изменения следующих показателей увеличение ОРДр, НРДр, НРДвдр, НРДвыдр, НРДр/ОРДр, ОНСвыдр, что характеризует обструктивные нарушения у пациентов ХОБЛ Нижние зоны легких пациентов основной группы отличались малым ДОр, что отражает уменьшение дыхательной поверхности легкого за счет пневмосклероза, эмфиземы, ограничения экскурсии диафрагмы и объема вентиляции нижних отделов легких Кроме того, в нижней зоне справа в контрольной группе повышается ОНСвыдр, а слева, очевидно, за счет снижения ДОр, снижается МОВр Исследования показали, что основные различия в механических свойствах легких контрольной и основной группы в

ортостатическом положении тела имеют место в средней зоне легких Вероятно, это говорит о наибольшей выраженности патологического процесса именно в этом регионе

В сравнении со здоровыми людьми в клиностатическом положении тела в верхней зоне правого легкого в основной группе НРДвыдр была больше (5,565±2,153 Ом м/мин),чем группе контроля -0,814±0,176 Ом м/мин (р=0,005) За счет этого НРДр увеличивалась до 12,427±3,785 Ом м/мин (у здоровых лиц -2,047±0,481 Ом м/мин (р=0,031) и ОРДр до 23,768±6,158 Ом м/мин, (у здоровых

- 6,067±1,047 Ом м/мин) (р=0,034) ОРДр была высокой еще и за счет эластической фракции ЭРДр составляла 17,947±4,579 Ом м/мин, что было больше, чем в группе контроля - 5,400±1,081 Ом м/мин (р=0,038)

В средней зоне у лиц основной группы, по сравнению с контрольной группой имело место увеличение МОВр 10,651± 2,477 Ом/мин и 4,915± 0,0487 Ом/мин соответственно (р=0,022), ОРДр 37,921±11,426 Ом м/мин, и 7,305±0,986 Ом м/мин (р=0,002), ЭРДр повышалось до 23,464±7,041 Ом м/мин, (у здоровых

- 6,128±0,721 Ом м/мин) (р=0,014) Это можно объяснить увеличением кровенаполнения легких в горизонтальном положении НРДр в основной группе была значительно больше - 24,050±6,849 Ом м/мин, чем в контрольной -3,121±0,807 Ом м/мин (р=0,0004) за счет НРДвыдр - 10,228±2,488 Ом м/мин и 2,179±0,532 Ом м/мин (р=0,004) и НРДвдр - 13,822±4,428 Ом м/мин и 1,188±0,313 Ом м/мин (р=0,0007) у здоровых и больных соответственно Значительное повышение НРДр привело к увеличению ее процентной доли в структуре общей работы дыхания НРДр/ОРДр у больных ХОБЛ и здоровых лиц 63,844±4,830% и 39,594±7,102% соответственно (р=0,02) В связи с этим было снижено ЭРДр/ОРДр - у пациентов оно составляло 63,913±4,218%, а у здоровых лиц - 89,513±6,615% (р=0,003)

В нижней зоне правого легкого в основной группе было обнаружено увеличение ОНСвыдр - 8,860±2,479 см вод ст /Ом/с (у здоровых лиц -4,630±1,984 см вод ст /Ом/с) (р=0,025) Это способствовало росту НРДвыдр до 17,059±4,353 см вод ст /Ом/с, в то время как в группе здоровых лиц она была меньше - 5,400±1,068 (р=0,028), в связи с чем НРДр у пациентов была больше -36,789±10,488 Ом м/мин, чем у здоровых лиц - 12,0,85±2,695 Ом м/мин (р=0,046) НРДр/ОРДр также было больше - 66,078±5,988%, чем у здоровых лиц - 49,398±5,639% (р=0,016)

Слева в верхней зоне у пациентов основной группы было повышено НРДр

- 10,267±2,218 Ом м/мин (у здоровых людей - 4,927±1,685 Ом м/мин) (р=0,03) в результате увеличения ОНСвыДр до - 12,168±2,303 см вод ст/Ом/с (в группе контроля - 4,593±0,609 см.вод ст/Ом/с) (р=0,003), за счет чего снижалось ЭРДр/ОРДр до 72,513±6,854 %, (у здоровых - 89,739±6,411 %) (р=0,038)

В средней зоне левого легкого у пациентов основной группы, по сравнению с группой здоровых лиц было определено увеличение НРДвдр -12,414±3,890 Ом м/мин и 2,576±1,685 (р=0,022) Ом м/мин и НРДр -21,862±6,367 Ом м/мин и 5,852±1,538 Ом м/мин (р=0,038) соответственно, в связи с чем НРДр/ОРДр повышалось до 65,438±5,076% (у здоровых лиц -

47,200±5,543%) (р=0,034), а ЭРДр/ ОРДр снижалось до 61,634±4,847%, по сравнению с группой контроля - 80,638±6,281% (р=0,02)

При изучении механических свойств нижних зон левого легкого было выявлено, что у пациентов основной группы наблюдались большие значения по показателям НРДвыдр - 13,893±4,355 Ом м/мин и 3,868±0,806 Ом м/мин соответственно (р=0,046), НРДр/ОРДр - 72,829±6,426% и 51,159±5,970% (р=0,01), ОНСвыдр- 14,202±4,331 см вод ст/Ом/с и 4,829±1,382 см вод ст/Ом/с (р=0,004) и ОНСвдр - 8,109±1,564 см вод ст/Ом/с и 3,872±0,902 см вод ст /Ом/с соответственно (р=0,028) По сравнению с контрольной группой, у пациентов ХОБЛ имело место снижение Сдинр - 0,159±0,031 Ом/см вод ст и 0,343±0,071 Ом/см вод ст (0,004) и ЭРДр/ ОРДр - 55,751±4,862% и 72,847±5,469% соответственно (р=0,0034)

Таким образом было выявлено, что в клиностатическом положении тела механические свойства легких больных ХОБЛ значительно отличаются от таковых здоровых лиц, что касается всех зон легких Однако, большие изменения наблюдались в зонах правого легкого Так, в верхней зоне справа у пациентов основной группы были увеличены ОРДр, НРДр, НРДвыдр, ЭРДр В средней зоне у больных, по сравнению со здоровыми лицами, были изменены следующие показатели увеличены МОВр, ОРДр, ЭРДр, НРДвдр, НРДвыдр, НРДр, НРДр/ОРДр, уменьшено отношение ЭРДр/ОРД, А в нижней зоне пациентов основной группы было обнаружено увеличение ОНСвыдр, НРДвыдр, НРДр, НРДр/ОРДр

В левом легком зоны отличались в меньшей степени В верхней зоне было увеличено ОНСвыдр, НРДр и уменьшено отношение ЭРДр/ОРДр В средней зоне имело место увеличение НРДвдр, НРДр, НРДр/ОРДр и уменьшение ЭРДр/ОРДр А нижняя зона больных, по сравнению со здоровыми лицами, отличалась по следующим показателям были увеличены НРДвыдр, НРДр/ОРДр ОНСвдр, ОНСвыдр, уменьшены ЭРДр/ОРДр и Сдинр

Исследование показало, что в клиностатическом положении тела механические свойства легких пациентов основной группы в большей степени отличаются от таковых в группе контроля Очевидно, это связано с тем, что в горизонтальном положении, по сравнению с вертикальным, возникают иные условия гравитации При этом действие вертикального градиента внутриплеврального давления ослабевает и, кроме того, возникает дополнительный вентро-дорзальный градиент, изменяются условия взаимодействия векторов силы тяжести легких и его эластической тяги, направленной к корню легкого, увеличивается и более равномерно распределяется перфузия легких, это способствует увеличению нагрузки на аппарат внешнего дыхания, что имеет значение для больных ХОБЛ, поэтому различия в показателях механики дыхания у больных и здоровых лиц присутствуют в клиностатическом положении во всех зонах легких

Механика дыхания после ингаляции беротека Интегральная механика дыхания

В ортостатическом положении тела После ингаляции беротека показатели интегральной механики дыхания пациентов ХОБЛ не отличались от таковых в контрольной группе Таким образом, было установлено, что применение агониста (32-адренорецепторов - беротека положительно влияет на показатели интегральной механики дыхания у пациентов ХОБЛ Такой выраженный положительный эффект у данных больных, очевидно, связан с тем, что в основную группу изначально были включены пациенты с невыраженными изменениями (I и II стадии обструктивной болезни легких) и нарушением вентиляционной функции легких I, II степени

В клиностатическом положении тела У пациентов, по сравнению со здоровыми людьми, имело место увеличение следующих показателей соответственно НРДвыд - 0,090±0,030 кгм/мин и 0,028±0,007 кгм/мин (р=0,003), НРД - 0,170±0,054 кгм/мин и 0,064±0,011 кгм/мин (р=0,021), НРД/ОРД - 67,411±3,807% и 48,816±4,986%, ОНСвыд - 7,588±1,044 см вод ст /л/с и 4,556±0,437 см вод ст /л/с (р=0,046) ЭРД/ОРД снижалось до 60,448±2,928% (у здоровых лиц - 71,100±3,675%) (р=0,034)

Исследование показало, что пациентов ХОБЛ после ингаляции бронхолитика в горизонтальном положении тела интегральная механика дыхания отличалась от группы контроля по следующим параметрам увеличивалось НРДвыд, НРД, НРД/ОРД, ОНСвыд, уменьшалось отношение ЭРД/ОРД Таким образом, было вьивлено, что механические свойства легких пациентов основной группы после ингаляции беротека в клиностатическом положении тела отличаются от контрольной, практически также, как и до ингаляции То есть, в клиностатическом положении тела в условиях напряжения функции аппарата внешнего дыхания положительное влияние беротека на показатели механики дыхания нивелируется Регионарная механика дыхания

В ортостатическом положении тела в сравнении со здоровыми людьми После ингаляции беротека механические свойства легких пациентов ХОБЛ были, практически, идентичны таковым здоровых лиц Различались только нижние зоны правого и левого легкого В нижней зоне справа у пациентов ДОр был меньше - 0,706±0,193 Ом, чем у здоровых людей - 1,217±0,061 Ом (р=0,011), так же, как и слева - 0,561±0,105 Ом и 0,846±0,070 Ом соответственно (р=0,010) В результате было выявлено, что показатели регионарной механики дыхания у пациентов ХОБЛ после применения беротека в ортостатическом положении тела соответствуют таковым у здоровых лиц Это говорит о положительном влиянии беротека на показатели регионарной механики дыхания Аналогичную ситуацию мы наблюдали при изучении интегральной механики дыхания То есть регионарные показатели, в целом, отражают интегральные

В клиностатическом положении тела в сравнении со здоровыми людьми верхние зоны по механическим параметрам не различались

В средней зоне правого легкого пациентов ХОБЛ по сравнению с группой здоровых лиц имело место увеличение следующих показателей соответственно МОВр, практически, в 2 раза - 4,915±0,487 Ом/мин и 9,249±1,407 Ом/мин (р=0,025), НРДр - 7,195±2,777 Ом м/мин и 3,121±0,807 Ом м/мин (р=0,0009), НРДвыДр - 6,336±1,241 Ом м/мин и 2,179±0,532 Ом м/мин (р=0,003), НРДвд, -6,382±1,694 Ом м/мин и 1,188±0,313 Ом м/мин (р=0,0006), НРДр/ОРДр -62,793±3,506%, и 39,594±7,102% (р=0,018), ЭРДр - 13,257±2,676% и 6,128±0,721% (р=0,014) и ОРДр - 19,986±4,348 Ом м/мин и 7,305±0,986 Ом м/мин (р=0,005) ЭРДр/ОРДр у пациентов уменьшилось на 19,5% по сравнению со здоровыми людьми (р=0,018)

В нижней зоне справа у пациентов основной группы имело место значительное снижение ДОр до 0,567±0,104 Ом по сравнению со здоровыми людьми - 1,152±0,200 Ом (р=0,02) и Сдинр - 0,247±0,056 Ом/см вод ст и 0,519±0,114 Ом/см вод ст соответственно (р=0,031)

В верхней зоне левого легкого у пациентов ЭРДр была больше — 21,751±11,465 Ом м/мин, чем в контрольной группе - 8,681±1,434 Ом м/мин (р=0,003) Соотношение НРДр/ОРДр в группах было аналогичным 59,418±7,060% и 33,591±6,897% соответственно (р=0,011)

В средней зоне слева у пациентов, по сравнению со здоровыми людьми были увеличены следующие показатели соответственно НРДвыДр -6,645±1,407 Ом м/мин и 3,381±0,948 Ом м/мин (р=0,004), НРДвдр - 8,120±3,715 Ом м/мин и 2,576±0,629 Ом м/мин (р=0,037), НРДр - 14,757±3,680 Ом м/мин и 5,852±1,538 кг м/мин (р=0,006), НРД/ОРДр - 70,054±4,680% и 47,200±5,543% (р=0,007), а ЭРДр/ОРДр в основной группе было ниже на 20,4%, чем в контрольной (р=0,011)

В нижней зоне левого легкого у пациентов ХОБЛ имело место значительное снижение ДОр до 0,693±0,080 по сравнению со здоровыми людьми - 0,43 8±0,080 (р=0,034), Сдинр - 0,194±0,045 Ом/см вод ст и 0,343± 0,071 Ом/см вод ст соответственно (р=0,042)

Таким образом, у пациентов ХОБЛ после применения беротека в сравнении с группой здоровых лиц в клиностатическом положении тела было обнаружено, что в правом легком верхние зоны не отличались, а основные различия были выявлены в средней зоне Здесь у пациентов имело место увеличение МОВр, ОРДр, ЭРДр, НРДвдр, НРДвыдр, НРДр, НРДр/ОРДр и снижение отношения ЭРДр/ОРДр В нижней зоне отмечалось снижение ДОр и СдиНр Слева в верхней зоне у пациентов основной группы была увеличена ЭРДр и НРДр/ОРДр В средней выявлялось повышение ЭРДр, ЭРДр/ОРДр, НРДвДр, НРДвыдр, НРДр, НРДр/ОРДр А в нижней зоне отмечалось снижение ДОр и Сдинр Таким образом, механическая характеристика легких пациентов после ингаляции /Зг-агониста находящихся в клиностатическом положении, практически, соответствовала таковой у пациентов до применения бронхолитика, находящихся в ортостатическом положении тела То же самое было выявлено и при исследовании интегральной механики дыхания Однако, пациенты после применения беротека, в том числе и в клиностатическом

положении тела чувствовали себя лучше Возможно, это означает, что препарат воздействует не только на показатели механики дыхания, но и на что-то еще, например, психо-эмоциональное состояние больного

Регионарные механические свойства легких пациентов ХОБЛ В ортостатическом положении тела различия имели место только между верхней и нижней зоной правого легкого В нижней зоне НРДр -11,731±2,923 Ом м/мин - было больше, чем в верхней - 4,279±1,138 Ом м/мин (р=0,026) за счет ее увеличения на выдохе - НРДвыдр - 5,167±0,960 Ом м/мин и 1,911±0,521 Ом м/мин (р=0,009) соответственно В остальном механические свойства зон обоих легких не различались

В клиностатическом положении тела в верхней зоне справа НРДвдр -3,550±1,491 - было меньше, чем в нижней - 6,890±1,844 Ом м/мин (р=0,039), а ЭРДр/ОРДр - больше - 104,399±22,633% и 68,189±3,393% соответственно (р=0,019)

В средней зоне, по сравнению с верхней соответственно определялись большие значения НРДвыд - 7,306±2,006 Ом м/мин и 3,734± 1,354 Ом м/мин (р=0,024), НРД„- 12,605±2,857 Ом м/мин и 7,195±2,777 Ом м/мин (р=0,048)

Таким образом, показатели регионарной механики дыхания в группе пациентов ХОБЛ в клиностатическом положении тела после применения бронхолитика в верхней и нижней зоне, верхней и средней, средней и нижней правого и левого легких, практически, не отличались Ингаляция беротека улучшает регионарные механические свойства легких пациентов ХОБЛ, приближая их к таковым у здоровых лиц, однако, несмотря на это, у больных не обнаруживаются различия в показателях механики дыхания по регионам, как у здоровых лиц, когда имеют место четкие отличия между зонами То есть, у пациентов как до, так и после ингаляции препарата имеет место выравнивание механических свойств легких по регионам, их идентичность друг другу во всех зонах

Отрицательный регионарный гистерезис легких

Во время исследования регионарной механики дыхания было обнаружено парадоксальное явление, когда в какой-либо зоне легкого легочной объем изменялся раньше, чем транспульмональное давление Это явление ранее было зарегистрировано при исследовании интегральной механики дыхания и названо в последствии отрицательным общим гистерезисом легких или извращением дыхательной петли [Тетенев ФФ, 1981] Согласно первому закону термодинамики это возможно лишь в случае действия внутрилегочного источника механической энергии, осуществляющего инспираторное и экспираторное изменение объема помимо действия сил со стороны грудной клетки и диафрагмы В наших исследованиях извращения регионарной дыхательной петли встречались у 50% здоровых людей У пациентов ХОБЛ отрицательный регионарный гистерезис встречался в 23,8% случаев, что в два раза меньше, чем у здоровых людей Вероятно, большая частота встречаемости отрицательного регионарного гистерезиса у здоровых лиц говорит о больших функциональных возможностях легких, а также, что в нормальных условиях

при спонтанном дыхании возможно большее или меньшее участие легких в механике дыхания, что выражается в неравномерности механических свойств легких по регионам

У пациентов ХОБЛ, в отличие от здоровых лиц, было выявлено выравнивание неравномерности механических характеристик легких по зонам, что отражалось в уменьшении количества встречаемости отрицательного регионарного гистерезиса у данной группы исследуемых и уменьшении механических различий между регионами легких Вероятно, это связано с тем, что при патологии, когда увеличивается нагрузка на аппарат внешнего дыхания, степень неравномерности участия отдельных регионов в механике дыхания не увеличивается, как предполагается в литературе [Гриппи М А, 2000], а уменьшается, что рассматривается нами как проявление механизма поддержания регионарного гомеостазиса легких Напряжение системы, поддерживающей механический гомеостазис, приводит к выравниванию механической характеристики легких по зонам, механическая неравномерность их уменьшается, соответственно уменьшается количество извращенных регионарных петель

Подтверждением этой гипотезы является тот факт, что через 20 минут после ингаляции адекватной дозы бронхолитика (беротек) процент встречаемости феномена извращения регионарной дыхательной петли увеличился с 23,8% до 38% Вероятно, это связано с улучшением механических характеристик легких по регионам При использовании /32-агониста уменьшается нагрузка на аппарат внешнего дыхания и напряжение системы, поддерживающей механический гомеостазис, что приводит к увеличению неравномерности участия отдельных регионов в механике дыхания, соответственно, увеличивается частота встречаемости извращений дыхательных петель по зонам легких О том же говорит факт, что в горизонтальном положении тела до применения беротека отрицательный легочный гистерезис не встречался у пациентов ХОБЛ, а после ингаляции беротека этот феномен обнаруживался в 4,8 % случаев Значит, несмотря на кажущееся сходство регионарных механических свойств легких у пациентов ХОБЛ до применения препарата в ортостатическом положении тела и после его применения в клиностатическом положении тела, имеет место улучшение механических характеристик легких после ингаляции препарата

Сам факт извращения дыхательной петли является признаком проявления регионарной механической активности легких Другого объяснения этому явлению дать невозможно Количественно степень извращения дыхательной петли в настоящей работе не рассматривалась, тем не менее, обращает на себя внимание следующий аспект извращения интегральной дыхательной петли, в предшествующих исследованиях, отмечались лишь у единичных больных острой пневмонией, прогрессирующей мышечной дистрофией, но не обнаруживались у больных с хронической обструктивной патологией легких Эластический гистерезис был извращен у 60% здоровых лиц, а при патологии извращения эластического гистерезиса встречались реже Извращения

эластического гистерезиса обнаруживались при прерывании воздушного потока, то есть в нефизиологических условиях [Тетенев ФФ, 1981] При исследовании регионарной механики дыхания отмечалось извращение регионарных петель, то есть неэластического гистерезиса, что было обнаружено впервые

ВЫВОДЫ

1 Полученные показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов ХОБЛ соответствуют данным литературы

2 У здоровых лиц имеется неравномерность механических свойств легких по регионам, заключающаяся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз и сохраняющаяся в клиностатическом положении тела в правом легком и, в меньшей степени, в левом легком Эта особенность регионарных свойств легких названа регионарным механическим гомеостазисом

3 В клиностатическом положении тела у здоровых лиц в правом легком полностью сохраняется сбалансированность показателей регионарной механики дыхания по направлению от верхушек к основанию, а в левом наблюдается выравнивание механических свойств по регионам При хронической обструктивной болезни легких механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим характеристикам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков к базальным в левом легком полностью, в правом — сохраняется увеличение только неэластической работы дыхания за счет ее фракции на выдохе по направлению сверху вниз

4 Под влиянием ингаляции беротека регионарные показатели механики дыхания у больных хронической обструктивной болезнью легких I и II стадии изменяются в направлении их нормализации только в ортостатическом положении тела В клиностатическом положении изменения регионарных показателей механики дыхания не происходит

5 Над верхними зонами легких у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких имеет место «избыточное» транспульмонального давление, физиологическое значение которого на данном этапе остается неизвестным

6 У половины здоровых лиц и у трети пациентов хронической обструктивной болезнью легких обнаружен ранее неизвестный феномен отрицательного регионарного гистерезиса легких, который является проявлением регионарной механической активности легких и инструментом, поддерживающим их механический гомеостазис в норме и при патологии

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Использование, созданной нами программы по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания, исключает трудоемкие расчеты, делает их более точными, исключает погрешности,

связанные с ручным построением дыхательных петель и планиметрическими измерениями, погрешности вычислений, а также субъективный компонент обработки измерений Это позволяет оптимизировать оценку состояния функции аппарата внешнего дыхания, в том числе, для ранней диагностики ее нарушений у пациентов с патологией органов дыхания

Использование методики исследования регионарных свойств легких в ортостатическом положении тела, является актуальным для пациента, особенно при выраженной недостаточности внешнего дыхания и позволяет сопоставлять показатели регионарной и интегральной механики дыхания, которая в классическом варианте также исследуется в положении сидя

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Регионарный гистерезис легких при хроническом обструктивном бронхите / Н В Ардашева, А.Ю. Кашута // Вестник СГМУ - 2000 - №2 - С 45

2 Влияние стиля мышления на оценку результатов клинических исследований в биомеханике дыхания / А.Ю. Кашута // Вестник СГМУ -2000 -№2 -С 15-16

3 Отношение эластической фракции работы дыхания к общей по зонам легких при хроническом обструктивном бронхите / Т Н Бодрова, Ф Ф Тетенев, А В Левченко, А.Ю. Кашута // 10 Национальный Конгресс по болезням органов дыхания Материалы - С-Петербург, 2000 - С 309

4 Регионарный гистерезис легких при хроническом обструктивном бронхите / А.Ю. Кашута, Т Н Бодрова, А В Левченко, Ф Ф Тетенев // 10 Национальный Конгресс по болезням органов дыхания Материалы - С-Петербург, 2000 - С 310

5 Распределение общей работы дыхания по регионам при хроническом обструктивном бронхите / Ф Ф Тетенев, Т Н Бодрова, А В Левченко, А.Ю. Кашута // 10 Национальный Конгресс по болезням органов дыхания Материалы - С-Петербург, 2000 - С 313

6 Влияние стиля мышления на оценку результатов экспериментальных и клинических исследований биомеханики дыхания / Ф Ф Тетенев, А.Ю. Кашута // Сибирский медицинский журнал - Томск, 2001 - № 3 - С 24-25

7 Влияние ингаляции атровента на общий и регионарный гистерезис легких при хроническом обструктивном бронхите / А В Левченко, А Ю Кашута //11 Национальный Конгресс по болезням органов дыхания Материалы М.-2001 — С 218

8 Направления поиска способа измерения механической активности легких / А.Ю. Кашута // Сборник статей по результатам Всероссийской 61-ой итоговой научной студенческой конференции им Н И Пирогова - Томск, 2002 -С 165-166

9 Влияние положения тела на показатели механики дыхания у здоровых людей и больных обсгруктивными заболеваниями легких / А В Левченко,

А.Ю. Кашута, Т H Бодрова, Ф Ф Тетенев // Сибирский медицинский журнал - Иркутск, 2005 - №3 - Т 52 - С 23-27

10 Показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц в ортостатическом и клиностатическом положении тела / Ф Ф Тетенев, Т H Бодрова, А В Левченко, А.Ю. Кашута, Т С Агеева, В В Ларченко, В Ю Даниленко //16 Национальный Конгресс по болезням органов дыхания II Конгресс Евроазиатского Респираторного Общества Материалы - С-Пегербург, 2006 -С 147

11 Биомеханический гомеостазис аппарата внешнего дыхания у здоровых и больных с патологией легких / А И Карзилов, Ф Ф Тетенев, Т H Бодрова, А.Ю. Кашута, В В Ларченко // Материалы одиннадцатой Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика экология, надежность, безопасность» - Томск, 2006 - С 461-462

12 Регионарный отрицательный гистерезис легких у здоровых лиц и при бронхолегочной патологии / Ф Ф Тетенев, А В Левченко, Т С Агеева, А.Ю. Кашута // Актуальные вопросы медицинского обеспечения войск, подготовки и усовершенствования военно-медицинских кадров Выпуск X Материалы научно-практических конференций 2006-2007 гг - Томск, 2007 - С 155-156

13 Тканевое неэластическое сопротивление у больных хронической обструктивной болезнью легких при спонтанном дыхании / В В Ларченко, А.Ю. Кашута, О В Калинина, ПЕ Месько // Науки о человеке Сборник статей молодых ученых и специалистов / Сибирский гос мед ун-т - Томск, 2007 -С 14-15

14 Механика дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких до и после применения /32-агониста (беротек) / К Ф Тетенев, Т H Бодрова, А В Левченко, Т С Агеева, А.Ю. Кашута, В В Ларченко, Ф Ф Тетенев // Вестник Российской военно-медицинской академии Приложение 1(17) - С-Петербург, 2007 - С 394-395

ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007611787 Компьютерная обработка результатов исследования интегральной механики дыхания / Ф Ф Тетенев, О А Покровская, Т H Бодрова, А В Левченко, А.Ю. Кашута, В В Ларченко, заявл 16 03 07, зарегестрировано в Реестре программ для ЭВМ 27 04 07

2 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2007610880 Компьютерная обработка результатов исследования регионарной механики дыхания / Ф Ф Тетенев, О А Покровская, Т H Бодрова, А В Левченко, А.Ю. Кашута, В В Ларченко, заявл 16 03 07, зарегестрировано в Реестре программ для ЭВМ 27 04 07

3 Пат № 22744117 Россия, МПК А61В 5/08 Способ определения тканевого неэластического сопротивления легких / Ф Ф Тетенев, Т H Бодрова, А В Левченко, А.Ю. Кашута, M В Мальцева, В В Ларченко, № 2004129413/14 Заявлено 05 10 2004, опубл 20 04 2006, Бюл № 11 - 5 с

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ДО дыхательный объем

ДОр реографический дыхательный объем

ЖЕЛ жизненная емкость легких

МОД минутный объем дыхания

МОВр минутный объем вентиляции

МОС2$ 5075 мгновенная объемная скорость на уровне 25%, 50%, 75%

форсированной жизненной емкости легких выдоха НРД неэластическая фракция работы дыхания

НРДр неэластическая фракция работы дыхания (реографическая)

НРДвд неэластическая фракция работы дыхания на вдохе НРДвыд неэластическая фракция работы дыхания на выдохе НРДвдр неэластическая фракция работы дыхания на вдохе

(реографическая) НРДвыдр неэластическая фракция работы дыхания на выдохе

(реографическая) ООЛ остаточный объем легких

ОЕЛ остаточная емкость легких

ОНСвд общее неэластическое сопротивление на вдохе ОНСвыд общее неэластическое сопротивление на выдохе ОНСвд, общее неэластическое сопротивление на вдохе (реографическое) ОНСвыдр общее неэластическое сопротивление на выдохе (реографическое) ОРД общая работа дыхания

ОРДр общая работа дыхания (реографическая)

ОФВ| объем форсированного выдоха за 1 секунду ПОС пиковая объемная скорость

Сдин динамическая растяжимость легких

СдиНр динамическая растяжимость легких (реографическая) УРД удельная работа дыхания

ФЖЕЛ форсированная жизненная емкость легких ХОБЛ хроническая обструктивная болезнь легких ЭРД эластическая фракция работы дыхания

ЭРДр эластическая фракция работы дыхания (реографическая)

ЭРД/ОРД процентное соотношение эластической фракции работы дыхания к

общей работе дыхания ЭРДр/ОРДр процентное соотношение эластической фракции работы дыхания

(реографической) к общей работе дыхания (реографической) ЭРДр эластическая фракция работы дыхания (реографическая)

Тираж 100 Заказ 1211 Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники 634050, г Томск, пр Ленина, 40

Актуальность проблемы

В настоящее время исследование механики дыхания получает все более широкое распространение. Основные сведения по механике дыхания освещены во многих справочниках и монографиях [8, 14, 25, 26, 29, 43]. Активное исследование механики дыхания в настоящее время важно, прежде всего, с целью изучения недостаточно изученных биомеханических процессов дыхания, что необходимо для понимания патогенеза и оценки эффективности терапии заболеваний респираторной системы. Кроме того показатели механики дыхания являются наиболее точными и объективными в диагностике нарушений функции аппарата внешнего дыхания, так как не зависят от сотрудничества пациента во время проведения исследования. Большинство вопросов механики дыхания к настоящему времени хорошо изучено, однако, в литературе имеется и достаточно значительное количество неясных фактов, связанных с несовершенством знаний о биомеханике легких на современном уровне. Анализ литературы и собственные исследования приводят к мысле о том, что классические законы механики дыхания не могут полностью объяснить механические характеристики такой сложной системы, как аппарат внешнего дыхания. Вероятно, это связано с особыми свойствами биодинамической системы легких, которые обусловливают характер механического поведения легких в норме и при патологии и, по-видимому, играют роль компенсаторных механизмов. В настоящее время эти свойства остаются малоизученными.

Кроме того, в течение последних лет в литературе существует мнение, что у здоровых людей и при патологии имеется неравномерность вентиляции легких по регионам [11, 36, 82] Она обусловлена не только анатомическим строением и функцией легких, а еще тем, что в верхних отделах легких бронхи имеют больший диаметр просвета, чем в нижних в связи с влиянием сил гравитации на внутриплевральное давление таким образом, что над верхними отделами легких оно более отрицательное, чем над нижними [88, 149]. Из этого следует, что соотношение показателей аэродинамического сопротивления обратное, то есть в верхних отделах эти значения сравнительно меньше, чем в нижних. При заболеваниях легких регионарные различия вентиляции, очевидно, усугубляются действием патологических факторов: эмфиземы легких, воспалительных, диффузных или очаговых склеротических изменений [14, 147]. Описанное представление общепризнанное, на нем базируется теория об экспираторном закрытии дыхательных путей.

Однако, известно, что дыхательные колебания внутриплеврального давления в различных участках имеют в среднем одинаковую амплитуду. Усреднение давления, равномерное распределение его над поверхностью легких является основным физиологическим назначением плевральной полости [67]. В то же время, объем вентиляции легких значительно меньше в верхних отделах и много больше в нижних [42, 82]. Таким образом, растяжимость верхних отделов легких много меньше, чем нижних, а бронхиальное сопротивление оказывается значительно больше в верхних отделах, чем в нижних. Эти результаты были ожидаемыми, однако они противоречат общепринятому положению, что бронхи верхних отделов легких имеют больший просвет [147], и известному положению о достаточно устойчивой гомогенности легочных структур во всех отделах [10]. Противоречие в состоянии учения о регионарных механических функциях легких, таким образом, состоит в том, что более отрицательное внутриплевральное давление механистически авторы переносят на умозрительное увеличение просвета бронхов в верхних отделах. Гомогенность же просвета бронхов невозможно вообразить, учитывая существенную разницу внутриплеврального давления над верхними и нижними отделами легких.

Согласно последней точке зрения бронхи должны иметь одинаковый диаметр в нижних и верхних отделах [10]. В связи с этим необходимо знание регионарных свойств легких.

Регионарные функции легких до настоящего времени остаются малоизученными. В доступной нам литературе были обнаружены единичные работы, посвященных этому вопросу [7, 41, 42]. В связи с чем необходимо продолжить исследование регионарных механических свойств легких для разрешения указанных противоречий.

Цель исследования:

Изучить регионарную механику дыхания в сопоставлении с интегральной механикой у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких.

Задачи исследования:

1. Изучить вентиляционные показатели у здоровых лиц и больных хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом положении тела.

2. Изучить показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела.

3. Изучить изменения интегральной механики дыхания у пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела после ингаляции беротека.

4. Изучить показатели регионарной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов хронической обструктивной болезнью легких в ортостатическом и клиностатическом положении тела.

5. Изучить изменения показателей регионарной механики дыхания в ортостатическом и клиностатическом положении тела у больных хронической обструктивной болезнью легких после ингаляции беротека.

1. Разработаны две компьютерные программы по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания.

2. Разработана методика исследования регионарной механики дыхания с помощью одновременной регистрации зональных реограмм и транспульмонального давления, пригодная для исследования субъекта в ортостатическом и клиностатическом положениях.

3. Показано, что у здоровых лиц имеется неравномерность механических свойств легких по регионам, заключающаяся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз и сохраняющаяся в клиностатическом положении тела в правом легком и, в меньшей степени, в левом легком. Эта особенность регионарных свойств легких названа регионарным механическим гомеостазисом. Природа способности легких поддерживать механический гомеостазис остается неизвестной. В частности, неизвестным является физиологическое назначение избыточного транспульмонального давления над верхними зонами легких (избыточное транспульмональное давление — это избыточная амплитуда действующего внутрилегочного давления). Показано, что при хронической обструктивной болезни легких регионарные различия механических свойств легких выравниваются.

4. Под влиянием ингаляции беротека регионарные показатели механики дыхания у больных хронической обструктивной болезнью легких I и II стадии изменяются в направлении их нормализации только в ортостатическом положении тела. В клиностатическом положении изменения регионарных показателей механики дыхания не происходит. проявления регионарной механической активности легких у здоровых лиц и больных хронической обструктивной болезнью легких.

6. Сформулирована гипотеза, что регионарная механическая активность легких является инструментом, поддерживающим их механический гомеостазис в норме и при патологии.

Теоретическая значимость работы:

Обнаружен феномен извращения регионарной дыхательной петли, что является фундаментальным противоречием классической концепции Ф.К. Дондерса и доказывает существование регионарной механической активности легких. Показано, что в норме легкие характеризуются неравномерностью механических свойств по регионам. Но при этом, механическая неравномерность имеет четкую сбалансированность по направлению сверху вниз, что характеризует регионарный механический гомеостазис легких, при патологии механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим свойствам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков легких к базальным.

Практическая ценность работы:

Разработана программа по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания, которая значительно облегчает трудоемкие расчеты, делает их более точными и исключает влияние субъективного фактора на результаты измерения показателей, что способствует объективной оценке функционального состояния механической системы легких.

Разработана методика изучения регионарных свойств легких в ортостатическом положении тела, что является наиболее удобным положением для пациента, особенно при выраженной недостаточности внешнего дыхания и позволяет сопоставлять показатели регионарной и интегральной механики дыхания, которая в классическом варианте исследуется в положении сидя.

Предложен метод определения регионарной механической активности легких по наличию феномена извращения регионарной петли гистерезиса легких.

На защиту выносятся следующие положения

1. В норме легкие имеют неравномерность механических свойств по регионам. Но при этом, механическая неравномерность имеет четкую сбалансированность, заключающуюся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз, что, с нашей точки зрения, характеризует регионарный механический гомеостазис легких.

2. В клиностатическом положении тела у здоровых лиц в правом легком полностью сохраняется сбалансированность показателей регионарной механики дыхания по направлению от верхушек к основанию, а в левом наблюдается выравнивание механических свойств по регионам.

3. При хронической обструктивной болезни легких механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим свойствам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков к базальным в левом легком полностью, в правом - сохраняется увеличение только неэластической работы дыхания за счет ее фракции на выдохе по направлению сверху вниз.

4. Легкие обладают регионарной механической активностью, доказательством наличия которой является феномен извращения регионарной дыхательной петли. Регионарная механическая активность легких поддерживает их механический гомеостазис в норме и при хронической обструктивной болезни легких.

5. Над верхними зонам легких у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких имеет место «избыточное» транспульмонального давление. Его природа и физиологическое назначение остается неизвестными.

Апробация работы:

Основные положения диссертации доложены на X, XI, XII, XVI, XVII Национальных конгрессах по болезням органов дыхания, на 61 Всероссийской итоговой научной студенческой конференции имени Н.И. Пирогова (Томск, 2002 г.), на XI Всероссийской научно-технической конференции «Энергетика, экология, надежность, безопасность» (Томск 2005г.), на Всероссийской научно-практической конференции (Томск 2007г.).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 14 научных работ, в том числе 3 - в центральной печати. Получено два свидетельства об официальной регистрации программы и один патент на изобретение.

Объем и структура диссертации:

Диссертация изложена на 172 страницах машинописного текста. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов, практических рекомендаций. Библиографический указатель содержит 88 отечественных и 65 иностранных источников. Иллюстративный материал представлен 29 таблицами и 44 рисунками.

выводы

1. Полученные показатели интегральной механики дыхания у здоровых лиц и пациентов ХОБЛ соответствовуют данным литературы.

2. У здоровых лиц имеется неравномерность механических свойств легких по регионам, заключающаяся в снижении неэластического и эластического сопротивления легких сверху вниз и сохраняющаяся в клиностатическом положении тела в правом легком и, в меньшей степени, в левом легком. Эта особенность регионарных свойств легких названа регионарным механическим гомеостазисом.

3. В клиностатическом положении тела у здоровых лиц в правом легком полностью сохраняется сбалансированность показателей регионарной механики дыхания по направлению от верхушек к основанию, а в левом наблюдается выравнивание механических свойств по регионам. При хронической обструктивной болезни легких механические характеристики различных регионов легких выравниваются, зоны легких становятся идентичными по своим механическим характеристикам, исчезает сбалансированность показателей по направлению от апикальных участков к базальным в левом легком полностью, в правом - сохраняется увеличение только неэластической работы дыхания за счет ее фракции на выдохе по направлению сверху вниз.

4. Под влиянием ингаляции беротека регионарные показатели механики дыхания у больных хронической обструктивной болезнью легких I и II стадии изменяются в направлении их нормализации только в ортостатическом положении тела. В клиностатическом положении изменения регионарных показателей механики дыхания не происходит.

5. Над верхними зонами легких у здоровых лиц и при хронической обструктивной болезни легких имеет место «избыточное» транспульмонального давление, физиологическое значение которого на данном этапе остается неизвестным.

6. У половины здоровых лиц и у трети пациентов хронической обструктивной болезнью легких обнаружен ранее неизвестный феномен отрицательного регионарного гистерезиса легких, который является проявлением регионарной механической активности легких и инструментом, поддерживающим их механический гомеостазис в норме и при патологии.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Использование созданной нами программы по обработке результатов исследования интегральной и регионарной механики дыхания, исключает трудоемкие расчеты, делает их более точными, исключает погрешности связанные с ручным построением дыхательных петель и планиметрическими измерениями, погрешности вычислений, а также субъективный компонент обработки измерений. Это позволяет оптимизировать оценку состояния функции аппарата внешнего дыхания, в том числе, для ранней диагностики ее нарушений у пациентов с патологией органов дыхания.

Использование методики исследования регионарных свойств легких в ортостатическом положении тела, является актуальным для пациента, особенно при выраженной недостаточности внешнего дыхания и позволяет сопоставлять показатели регионарной и интегральной механики дыхания, которая в классическом варианте также исследуется в положении сидя.