Введение к работе
Актуальность теш. В докладе ООН о тенденциях в области народонаселения приводятся данные по продолжительности жизни в развитых странах за последние 35 лет. Из доклада явствует, что іаболевания дыхательных путей вносят весьма существенный вклад в гоказатели продолжительности жизни в этих странах: из 11,7 млн. !Ж8годных смертей 0,9 млн. происходят по причине заболевания ор-анов дыхания. Можно предположить, что с ростом напряженности ікологической ситуации на планете, эта цифра будет неуклонно юзрастать, так как воздушно-тканевый барьер легких - наибольшая о площади область непосредственного контакта организма с окру-ащей средой. Его cyiv. /.арная площадь поверхности составляет 50 -00 м , из которых на бронхиальное дерево приходится около чет-ерти. При спокойном дыхании через легкие ежесуточно проходит 0-15 м воздуха. Приведенные цифры дают наглядное представление той важной роли, которую играет кондиционирующая функция дыха-эльного аппарата в процессе жизнедеятельности организма. Эту дикцию можно определить как поддержание постоянства температуры влажности воздушной среды, непосредственно соприкасающейся с эрогематическим барьером альвеол (Агарков Б.Т., 1984; Андреева ,Ф., 1974; Беляков Н.А. с соавт., 1986; Balle Е.Ы. et al., 1985; astala М.Р. et al., 1985).
В бронхах наряду с очищением осуществляется согревание и иіажнение воздуха. Это необходимо для поддержания постоянного рциального давления газов в альвеолах, предохранения клеток ъвеолярного эпителия и макрофагов от температурных повреждений высыхания. Адекватность кондиционирующей функции должна сохра-ться в широких пределах температуры и влажности окружающей еды, определяющих условия обитания человека (Березовский В.А. соавт., 1988; Симонова Т.Г., 1972).
Однако приведенные выше цифры смертности по причине заболе-ния дыхательного аппарата свидетельствуют о небезграничности
2 возможностей по кондиционированию воздуха. Вышесказанное в
той-то мере объясняет сохранение остроты задачи поиска факго-
3 воздействия на кондиционирующую функцию дыхательного аппара-
с целью стабилизации ее в одних случаях и расширения возмож
ней - в других. В тс же время имеет место и обратная задача -
получение достоверной информации о изменениях состояния дыхательного аппарата путем применения неинвазивных методов диагностики на основе Шюрения параметров его кондиционирующей функции (Агарков С.&.., 1977, I97S; Дорошенко И.И., 1973).
Работы по изучению кондиционирующей функции дыхательного аппарата сопряжены о серьезными техническими трудностями, возникающими , как правило, при попытках измерения параметров воздушного потока в различных сечениях бронхов. Это, пожалуй, основная причина, по которой до сих гор.остается открытым вопрос о том, где же происходит окончательное кондиционирование вдыхаемого Воздуха (Camming G. et аі., 1981, 1982; McFadden E.R., 1983; Дорошенко И.И., 1973; Беляков Н.А. с соавт., IS88).
Если гоЕорять об аппаратурном обеспечении клинических обследований пациентов, то необходимо отметить добольно узкий спектр физических величин, измеряемых этой аппаратурой. В основном все исследования базируются на измерении и дальнейшей обработке аэродинамических параметров дыхательного воздуха я на анализе его газового состава.
Настоящее исследование входило в виде фрагмента комплекс-. ной теш ГКНГ СССР N 0.69.06 "Пульмонология", раздел 07.
Цель исследования. Разработать методы регистрации кондицио-нкрущей функции органов дыхания, обосновать способы обработки информации и оценки кондиционирования воздуха при дыхании в норме и патологии.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
-Г. Провести математическое моделі-рс ание процессов тепломассообмена и кондиционирования воздуха в легких и обосновать подходы к регистрация этих параметров на биологических объектах. 2-. Провести выбор оптимальных датчиков температуры, объемной
скорости, давления и влажности воздуха. 3. Создать устройство для измерения и обработки данных по термо-
гигро-, пнвваоыетрии выдыхаемого воздуха. ^-. Оценить воз экности метода регистрации параметров кондиционирования воздуха с учетом особенностей дыхания у здоровых лиц, оценить диагностнчэские возможности метода у больных.
Научная новизна. Разработана и подвергнута анализу математическая иодьльчшсЬйгйплообкена в системо дыхания, искэзыватеая
іависимость факторов температуры и влакностк выдыхаемого воздуха it аэродинамики дыхания и функции кровоснабжения.Анализ математи-:еской модели определи новый мотодический подход в исследовании шдиционирующей функции легких, заключающийся в одновременном .зблюдении за такими параметрами, как объем, температура, относи-ельная влажность вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Разработаны агрузочные дыхательные 'тесты для исследования по предлагаемой это дике кондішионирукндей функции легких у здоровых волонтеров.. пределены подходы к дыхательным нагрузкам при исследовании кон-ицг жирующей функции легких у больных пульмонологического и саде чно-сосудистого профилей.
Практическая значимость. Разработаны и изготовлены макетные Зразцы датчиков для измерения объемной скорости, темпеоатуры и гносительной влажности воздуха при дыхании. Создано устройство пя одновременной регистрации названных параметров. Работоспосо-гость методики исследования кондиционирующей функции легких и изданного с этой целью устройства подтвержу:на в исследованиях і животных, здоровых волонтерах и больных.. К практическому при-, женив предложен показатель интегральной оценки кондиционирув-ій способности органов дыхания.
Положения, выносимые на защиту: I. Проведенное математичес-е моделирование и і ;сперимвнтальная оценка свидетельствуют о м, что для адекватной оценки кондиционирующей функции органов хания необходимо синхронное исследование таких физических пара-трон как температура, относительная влажность и объем выдыхаете воздуха.
-
Для комплексной оценки кондиционирующей способности орга-в дыхания предлагается оригинальное устройство, производящее новременяую регистрацию температуры с помощью микротермистора за МТ-57, относительной влажности посредством сорСционщэго по-гревземого датчика и объемной скорости' выдыхаемого воздуха с юльзованием мембранного датчика.
-
При оценке кондиционирующей функции необходимо учитывать сазэтели при спокойном дыхании, а также при проведении нагру-шых тестоЕ. Наиболее информативной является проба с гипервен-' іяционной нагрузкой.
-
Предложенный показатель кондиционирующей способности ор-юз дыхания (ПКС) позволяет учесть взаимозависимости мехду из-
- є -
меняпцимися величинами температуры, влажности и объема выдыхаемого воздуха и оценить состояние органов дыхания у здоровых лиц и больных. Этот показатель может быть использован как при спокойном дыхании, так и при гишрвентшшционной нагрузке, когда его диагностическая информативность возрастает.
Реализация результатов исследования и апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены на Международном форума "Тешилассообмен", г.Минск, (24-27 мая, 1988 г.). По теме диссертационной работы опубликованы 3 статьи в медицинских журналах, тезисы в сборниках международных конференций. Разработанная методика внедрена на клинических базах института.
Результаты медико-технических и медико-биологических разработок были использованы при создании устройства для исследования и оценки кондиционирующей функции органов дыхания, внедрены в отделе экспериментальной пульмонологии дри создании нагрузочных тестов, использованы в клинике при определении функции органов дыхания у больных с патологией сердечно-сосудистой и бронхо- легочной систем.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, обсуждения результатовг выводов, практических рекомендаций, списка литературы, вклвчащеґо 56 источников отечественных и 5Э зарубежных авторов.
Работа наложена на 144 страницах машинописного текста и содержит 9 таблиц и 45 рисунков.
